mecanismo
para a grande maioria dos solutos, as concentrações intracelulares e extracelulares diferem. Como resultado, há muitas vezes uma força motriz para o movimento de solutos através da membrana plasmática. A Direcção desta força motriz envolve dois componentes: o gradiente de concentração e o gradiente eléctrico. Em relação ao gradiente de concentração, um soluto irá mover-se de uma área onde está mais concentrado para uma área separada com uma concentração menor., Em relação ao gradiente elétrico, um soluto carregado irá mover-se de uma área com uma carga semelhante para uma área separada com uma carga oposta. Todos os solutos são afetados por gradientes de concentração, mas apenas solutos carregados são afetados por gradientes elétricos.na ausência de outras forças, um soluto que pode atravessar uma membrana fá-lo-á até atingir o equilíbrio. Para um soluto não carregado, o equilíbrio ocorrerá quando a concentração desse soluto se tornar igual em ambos os lados da membrana., Neste caso, o gradiente de concentração é o único factor que produz uma força motriz para o movimento de solutos não carregados. No entanto, para os solutos carregados, tanto os gradientes de concentração como os elétricos devem ser tidos em conta, uma vez que ambos influenciam a força motriz. Diz-se que um soluto carregado atingiu o equilíbrio eletroquímico através da membrana quando o seu gradiente de concentração é exatamente igual e oposto ao do seu gradiente elétrico., É importante notar que quando isso ocorre, não significa que as concentrações desse soluto serão as mesmas em ambos os lados da membrana. Durante o equilíbrio eletroquímico de um soluto carregado, geralmente ainda existe um gradiente de concentração, mas um gradiente elétrico orientado na direção oposta o nega. Sob estas condições, o gradiente elétrico para um determinado soluto carregado serve como uma diferença de potencial elétrico através da membrana. O valor desta diferença potencial representa o potencial de equilíbrio para esse soluto carregado., em condições fisiológicas, os iões que contribuem para o potencial da membrana em repouso raramente atingem o equilíbrio electroquímico. Uma razão para isso é que a maioria dos íons não pode atravessar livremente a membrana celular porque não é permeável à maioria dos íons. Por exemplo, Na+ é um íon carregado positivamente que tem uma concentração intracelular de 14 mM, uma concentração extracelular de 140 mM, e um valor potencial de equilíbrio de +65 mV., Esta diferença significa que quando o interior da célula é 65 mV superior ao ambiente extracelular, Na+ estará em equilíbrio electroquímico através da membrana plasmática. Além disso, K+ é um íon carregado positivamente que tem uma concentração intracelular de 120 mM, uma concentração extracelular de 4 mM, e um potencial de equilíbrio de -90 mV; isto significa que K+ estará em equilíbrio eletroquímico quando a célula for 90 mV menor que o ambiente extracelular.
no estado de repouso, a membrana plasmática tem uma ligeira permeabilidade tanto a Na+ como A K+., No entanto, a permeabilidade para K+ é muito maior devido à presença de canais de vazamento K+ incorporados na membrana plasmática, o que permite que K+ se difunda para fora da célula através do seu gradiente electroquímico. Devido a esta permeabilidade aumentada, K+ está próximo do equilíbrio eletroquímico, e o potencial de membrana está próximo ao potencial de equilíbrio K+ de -90 mV. A membrana celular em repouso tem uma permeabilidade muito baixa à Na+, O que significa que a na+ está longe do equilíbrio electroquímico e o potencial da membrana está longe do potencial de Equilíbrio Da na+ de +65 mV.,
os potenciais de equilíbrio para Na+ E K+ representam dois extremos, com o potencial de membrana em repouso da célula caindo algures no meio. Uma vez que a membrana plasmática em repouso tem uma permeabilidade muito maior para K+, o potencial da membrana em repouso (-70 a -80 mV) está muito mais próximo do potencial de equilíbrio de K+ (-90 mV) do que para na+ (+65 mV)., Este fator traz à tona um ponto importante: quanto mais permeável for a membrana plasmática a um dado íon, mais o íon contribuirá para o potencial de membrana (o potencial de membrana global estará mais próximo do potencial de equilíbrio desse íon “dominante”).
na+ E K+ não atingem o equilíbrio electroquímico. Mesmo que uma pequena quantidade de na+ ions pode entrar na célula e K+ ions pode deixar a célula através de canais de vazamento K+, A bomba Na+/K + usa constantemente energia para manter estes gradientes., Esta bomba desempenha um grande papel na manutenção do gradiente de concentração iónica, trocando 3 na+ iões de dentro da célula, por cada 2 K+ iões trazidos para a célula. Devemos salientar que, embora esta bomba não dê uma contribuição significativa para a carga do potencial da membrana, é crucial na manutenção dos gradientes iónicos de Na+ E K+ através da membrana. O que gera o potencial de membrana em repouso é o K+ que vaza do interior da célula para o exterior através de canais de vazamento K+ e gera uma carga negativa no interior da membrana versus o exterior., Em repouso, a membrana é impermeável a Na+, uma vez que todos os canais de Na+ estão fechados.
