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Como é proporcionada a manutenção de um estado polarizado no nervo em repouso?

O potencial de repouso da membrana de um neurônio, também conhecido como estado polarizado, é mantido através de uma combinação de gradientes de concentração iônica e da permeabilidade seletiva da membrana neuronal a diferentes íons. Este processo é crucial para o bom funcionamento dos neurônios e a transmissão de sinais elétricos. Veja como a manutenção do estado polarizado é alcançada:

1. Gradientes de concentração de íons:
- O potencial de membrana em repouso é determinado principalmente pelos gradientes de concentração de íons potássio (K+) e sódio (Na+) através da membrana neuronal.
- A concentração intracelular de K+ é superior à concentração extracelular, enquanto a concentração extracelular de Na+ é superior à concentração intracelular.
- Esses gradientes de concentração são estabelecidos e mantidos por bombas iônicas, como a bomba de sódio-potássio (Na+/K+-ATPase).

2. Permeabilidade seletiva da membrana:
- A membrana neuronal é seletivamente permeável a diferentes íons, permitindo que alguns íons passem mais facilmente do que outros.
- Os canais de potássio são mais abundantes no estado de repouso, permitindo que os íons K+ desçam seu gradiente de concentração e saiam do neurônio.
- Este efluxo de íons K+ cria uma carga líquida negativa no interior da membrana em comparação com o exterior, resultando em um potencial de repouso da membrana de aproximadamente -70 milivolts (mV).

3. Função da bomba de sódio-potássio:
- A bomba de sódio-potássio é um sistema de transporte ativo que utiliza energia do ATP para manter os gradientes de concentração de íons através da membrana neuronal.
- Bombeia três íons Na+ para fora do neurônio e dois íons K+ para dentro do neurônio para cada molécula de ATP hidrolisada.
- Esta atividade de bombeamento contínuo ajuda a restaurar os gradientes iônicos iniciais e neutraliza o vazamento passivo de íons através dos canais iônicos.

4. Canais de vazamento e bomba eletrogênica:
- Além dos canais de K+, há um pequeno vazamento de íons Na+ para o neurônio através dos canais de vazamento.
- Este movimento de entrada de íons Na+ é equilibrado pela natureza eletrogênica da bomba de sódio-potássio, que cria um movimento líquido de cargas positivas para fora da célula.

5. Distribuição de Cloreto (Cl-):
- Os íons cloreto (Cl-) também contribuem para o potencial de repouso da membrana.
- Os íons Cl- estão mais concentrados fora do neurônio e se movem passivamente para dentro do neurônio através de canais de vazamento.
- No entanto, a carga negativa dos íons Cl- é contrabalançada pelas cargas positivas transportadas pelos íons K+ que saem do neurônio, mantendo a eletroneutralidade geral da célula.

Em resumo, a manutenção do estado polarizado nas células nervosas em repouso é alcançada através dos efeitos combinados dos gradientes de concentração iônica, da permeabilidade seletiva da membrana, da atividade da bomba de sódio-potássio e da distribuição de íons cloreto. Esses mecanismos garantem a estabilidade do potencial de membrana em repouso, essencial para o bom funcionamento e excitabilidade dos neurônios.