Qual é o potencial de membrana em repouso?

O potencial de membrana em repouso ou o potencial de repouso ocorre quando a membrana de um neurônio não é alterada por potenciais de ação excitatórios ou inibitórios.

Ocorre quando o neurônio não está enviando nenhum sinal, estando em um momento de descanso. Quando a membrana está em repouso, o interior da célula tem uma carga elétrica negativa em relação ao exterior.

O potencial de membrana em repouso é de aproximadamente -70 microvolts. Isso significa que o interior do neurônio é 70 mV menor que o exterior. Além disso, neste momento há mais íons de sódio fora do neurônio e mais íons de potássio dentro dele.

O que significa potencial de membrana?

Para dois neurônios trocarem informações, é necessário dar potenciais de ação. Um potencial de ação consiste em uma série de mudanças na membrana do axônio (prolongamento ou "cabo" do neurônio).

Essas mudanças fazem com que vários produtos químicos se movam do interior do axônio para o fluido ao seu redor, chamado fluido extracelular. A troca dessas substâncias produz correntes elétricas.

O potencial de membrana é definido como a carga elétrica na membrana das células nervosas. Especificamente, refere-se à diferença de potencial elétrico entre o interior e o exterior do neurônio.

O potencial de membrana em repouso implica que a membrana é relativamente inativa, em repouso. Não há potenciais de ação que afetem você naquele momento.

Para estudar isso, os neurocientistas usaram axônios de lula devido ao seu tamanho grande. Para se ter uma idéia, o axônio dessa criatura é cem vezes maior que o maior axônio de um mamífero.

Os pesquisadores colocam o axônio gigante em um recipiente com água do mar, para que ele possa sobreviver por alguns dias.

Para medir as cargas elétricas produzidas pelo axônio e suas características, são utilizados dois eletrodos. Um deles pode fornecer correntes elétricas, enquanto outro serve para registrar a mensagem do axônio. Um tipo muito fino de eletrodo é usado para evitar qualquer dano ao axônio, chamado de microeletrodo.

Se um eletrodo é colocado na água do mar e outro inserido no axônio, observa-se que este último tem uma carga negativa em relação ao líquido externo. Neste caso, a diferença na carga elétrica é de 70 mV.

Essa diferença é chamada de potencial de membrana. É por isso que diz que o potencial de membrana quiescente de um axônio de lula é de -70 mV.

Como o potencial de membrana em repouso é produzido?

Os neurônios trocam mensagens eletroquimicamente. Isso significa que existem várias substâncias químicas dentro e fora dos neurônios que, quando sua entrada nas células nervosas aumenta ou diminui, dão origem a diferentes sinais elétricos.

Isso acontece porque esses produtos químicos têm uma carga elétrica, razão pela qual eles são conhecidos como "íons".

Os principais íons do nosso sistema nervoso são sódio, potássio, cálcio e cloro. Os dois primeiros contêm uma carga positiva, o cálcio tem duas cargas positivas e o cloro, um negativo. No entanto, existem também algumas proteínas negativamente carregadas no nosso sistema nervoso.

Por outro lado, é importante saber que os neurônios são limitados por uma membrana. Isso permite que certos íons atinjam o interior da célula e bloqueiem a passagem de outros. É por isso que se diz que é uma membrana semipermeável.

Embora as concentrações dos diferentes íons estejam tentando se equilibrar em ambos os lados da membrana, isso apenas permite que algumas delas passem por seus canais iônicos.

Quando há potencial de membrana em repouso, os íons de potássio podem atravessar facilmente a membrana. No entanto, neste momento os íons de sódio e cloro têm mais dificuldade para passar. Ao mesmo tempo, a membrana impede que as moléculas de proteína carregadas negativamente saiam do interior do neurônio.

Além disso, a bomba de sódio e potássio também é iniciada. É uma estrutura que move três íons de sódio para fora do neurônio para cada dois íons de potássio que entram nele. Assim, no potencial de membrana em repouso, mais íons de sódio são observados do lado de fora e mais potássio dentro da célula.

Alteração do potencial de membrana em repouso

No entanto, para que as mensagens sejam enviadas entre os neurônios, mudanças no potencial da membrana devem ocorrer. Ou seja, o potencial de repouso deve ser alterado.

Isso pode ocorrer de duas maneiras pela despolarização ou hiperpolarização. Em seguida, veremos o que cada um deles significa:

Despolarização

Suponha que, no caso anterior, os pesquisadores coloquem um estimulador elétrico no axônio que altere o potencial de membrana em um local específico.

Como o interior do axônio tem uma carga elétrica negativa, se uma carga positiva é aplicada neste local, a despolarização ocorreria. Assim, a diferença entre a carga elétrica do exterior e do interior do axônio seria reduzida, o que significa que o potencial de membrana diminuiria.

Na despolarização, o potencial de membrana vai para o repouso, para ser reduzido a zero.

Hiperpolarização

Enquanto na hiperpolarização há um aumento no potencial de membrana da célula.

Quando vários estímulos despolarizantes são dados, cada um deles altera o potencial da membrana um pouco mais. Quando chega a um certo ponto, pode ser revertido abruptamente. Ou seja, o interior do axônio atinge uma carga elétrica positiva e o exterior fica negativo.

Neste caso, o potencial de membrana em repouso é excedido, o que significa que a membrana é hiperpolarizada (mais polarizada que o normal).

Todo o processo pode durar cerca de 2 milissegundos e, em seguida, o potencial de membrana retorna ao seu valor normal.

Este fenômeno de inversão rápida do potencial de membrana é conhecido como um potencial de ação e envolve a transmissão de mensagens através do axônio para o botão terminal. O valor da tensão que produz um potencial de ação é chamado de "limiar de excitação".

Referências

1. Carlson, N.R. (2006). Fisiologia do comportamento 8 Ed. Madrid: Pearson.
2. Chudler, E. (s.f.). Luzes, câmera, potencial de ação. Retirado em 25 de abril de 2017, da Faculdade de Washington: faculty.washington.edu/,
3. Potencial de repouso (s.f.) Retirado em 25 de abril de 2017, da Wikipedia: en.wikipedia.org.
4. O potencial de membrana. (s.f.) Retirado em 25 de abril de 2017, da Khan Academy: khanacademy.org.