Ideias principais
As células nervosas transmitem sinais como mudanças do potencial de membrana, e as musculares encurtam quando os filamentos finos e grossos deslizam. As questões combinam equilíbrio iônico, tempos de condução e fases do potencial de ação.
- O potencial de equilíbrio de um íon a 37 °C é E = (61,5 mV ÷ z) × log₁₀([fora] ÷ [dentro]). Para o K⁺ é fortemente negativo, o que fixa o potencial de repouso perto de −70 mV.
- Um potencial de ação dispara se a membrana atinge o limiar. Abrem-se os canais de Na⁺ (despolarização), depois os de K⁺ (repolarização), e segue-se uma breve hiperpolarização.
- A velocidade de condução é distância ÷ tempo. Mielina e um axônio mais largo a aumentam. Vários PEPS pequenos precisam se somar para atingir o limiar.
- O músculo se contrai quando filamentos finos deslizam sobre os grossos, o que encurta o sarcômero enquanto os filamentos mantêm o comprimento.
Equações principais
E = (61.5 mV ÷ z) × log₁₀([out] ÷ [in])velocity = distance ÷ timeEPSPs needed = (threshold − rest) ÷ sizelength after = rest length × (1 − fraction shortened)
Exemplo resolvido
Para K⁺ com 5 mM fora e 140 mM dentro, E = 61,5 × log₁₀(5 ÷ 140) = 61,5 × (−1,45) = −89 mV. Um neurônio a −70 mV com limiar de −55 mV e PEPS de 5 mV precisa de (−55 − (−70)) ÷ 5 = 3 PEPS. Um impulso que percorre 120 mm em 4 ms tem velocidade de 30 m/s.
Erros comuns
- Colocar a concentração interna sobre a externa na equação de Nernst, o que inverte o sinal.
- Dizer que o potencial de ação é maior com um estímulo mais forte. É tudo ou nada; só muda a frequência.
- Achar que os filamentos encurtam durante a contração. Eles deslizam; o sarcômero encurta.
Prática
Teste-se com perguntas de prática sobre este tema: Nervos e músculos