O que é potencial de membrana e qual a distribuição dos íons K+ e Na+ na membrana em repouso?

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• O que é potencial de membrana e qual a distribuição dos íons K+ e Na+ Na membrana em repouso?
• O que é potencial da membrana em repouso qual o íon responsável por este potencial?
• Como é o potencial de membrana em uma célula em repouso?
• O que é o potencial de ação da membrana?

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POTENCIAL DE REPOUSO DE MEMBRANA
Pontos principais
Um neurônio em repouso (sem sinalização) tem uma voltagem em sua membrana chamada de potencial de repouso da membrana, ou simplesmente potencial de repouso.
O potencial de repouso é determinado pelos gradientes de concentração de íons na membrana e através da sua permeabilidade para cada íon.
Em um neurônio em repouso, existem gradientes de concentração na membrana para Na+ e K+. Os íons se deslocam de acordo com seus gradientes através de canais, ocasionando uma separação de cargas que resulta no potencial de repouso.
A membrana é muito mais permeável ao K+ do que ao Na+, por isso o potencial de repouso é próximo ao potencial de equilíbrio do K+ (o potencial que seria gerado pelo K+ se ele fosse o único íon no sistema).
Introdução
Vamos supor que você tem um sapo morto. (Sim, é um pouco nojento, mas vamos imaginar por um momento). O que aconteceria se você aplicasse um estímulo elétrico no nervo que inerva a perna do sapo? Assustadoramente, ela se moveria!
O cientista italiano Luigi Galvani descobriu esse fato cômico por volta de 1700, por acidente, enquanto dissecava um sapo. Hoje, nós sabemos que a perna do sapo se move porque os neurônios (células nervosas) carregam informações por meio de sinais elétricos.
Como neurônios em um organismo vivo produzem sinais elétricos? Basicamente, os neurônios geram sinais elétricos por meio de breves e controladas mudanças na permeabilidade de suas membranas celulares a íons específicos (como \text{Na}^+Na+N, a, start superscript, plus, end superscript e \text K^+K+K, start superscript, plus, end superscript). Antes de aprendermos em detalhes como esses sinais são gerados, primeiro precisamos entender como funciona a permeabilidade de uma membrana em um neurônio em repouso (que não está enviando nem recebendo sinais elétricos). 
Neste artigo, veremos como um neurônio estabelece e mantém uma voltagem estável em sua membrana – isto é, um potencial de repouso da membrana.
O potencial de repouso da membrana
Imagine dois eletrodos, um colocado fora e outro dentro da membrana plasmática de uma célula viva. Se fizer isso, você poderá medir a diferença de potencial elétrico, ou voltagem, entre os eletrodos. Essa diferença de potencial elétrico é chamada potencial da membrana.
Assim como a distância, a diferença de potencial é medida em relação a um ponto de referência. No caso da distância, o ponto de referência pode ser uma cidade. Por exemplo, podemos dizer que Boston está a 300km nordeste, mas só se soubermos que nosso ponto de referência é a cidade de Nova York.
Para o potencial da membrana de uma célula, o ponto de referência é fora da célula. Na maioria dos neurônios em repouso, a diferença de potencial ao longo da membrana é em torno de 30 a 90 mV (um mV é 1/1000 de um volt), com o interior da célula mais negativo do que o exterior. Ou seja, os neurônios possuem um potencial de repouso da membrana (ou simplesmente, potencial de repouso) que varia de -30 mV até – 90 mV.
Por existir uma diferença de potencial na membrana celular, a membrana é dita polarizada.
Se o potencial da membrana se torna mais positivo do que está no potencial de repouso, então a membrana é dita despolarizada.
Se o potencial da membrana se torna mais negativo do que está no potencial de repouso, a membrana é dita hiperpolarizada.
Todos os sinais elétricos que os neurônios usam para comunicar são despolarizações ou hiperpolarizações do potencial de repouso da membrana.
De onde vem o potencial de repouso da membrana?
O potencial de repouso da membrana é determinado pela distribuição desigual de íons (partículas carregadas) entre o interior e o exterior da célula e pela permeabilidade da membrana diferenciada para diferentes tipos de íons.
Tipos de íons encontrados em neurônios
Os íons mais abundantes nos neurônios e no seu fluido circundante são:
Íons carregados positivamente (cátions): Sódio (Na+) e potássio (K+)
Íons carregados negativamente (ânions): Cloreto (Cl-) e ânions orgânicos
Na maioria dos neurônios, o K+ e os ânions orgânicos (tais como aqueles encontrados em proteínas e aminoácidos) estão presentes em maior concentração no interior da célula do que fora dela. Em contraste, o Na+ e o Cl-  geralmente estão presentes em altas concentrações fora da célula. Isso significa que existe um gradiente de concentração estável através da membrana para todos os tipos mais abundantes de íon.
Como os íons atravessam a membrana
Por serem carregados, os íons não conseguem passam diretamente através de regiões lipídicas hidrofóbicas ("com medo de água") da membrana. Ao invés disso, eles usam canais proteicos especializados que fornecem um túnel hidrofílico ("amam água") que atravessa a membrana. Alguns canais, conhecidos como canais de vazamento, são abertos em neurônios em repouso. Outros estão fechados em neurônios em repouso, e só abrem em resposta a um sinal.
Alguns canais iônicos são altamente seletivos para um tipo de íon, mas outros permitem a passagem de vários tipos de íons. Canais iônicos que permitem principalmente a passagem K+ são chamados canais de potássio e canais iônicos que permitem a passagem principalmente de Na+ são chamados canais de sódio. 
Nos neurônios, o potencial de repouso da membrana depende principalmente do movimento K+ através dos canais vazantes de potássio. Vamos ver como isso funciona.
O que acontece se somente o K+ conseguir atravessar a membrana?
O potencial da membrana de um neurônio em repouso é determinado principalmente pelo movimento de íons K+ através da membrana. Então, vamos ter uma ideia de como o potencial da membrana funciona ao ver o que aconteceria em um caso onde somente K+ pode atravessar a membrana.
Começaremos com K+ em uma maior concentração dentro da célula do que no fluido circundante, assim como em um neurônio regular. (Outros íons também estão presentes, incluindo ânions que contrabalanceiam a carga positiva do K+, mas eles não serão capazes de atravessar a membrana em nosso exemplo.)
Se canais de potássio na membrana abrem, K+ começará a se mover de acordo com seu gradiente de concentração e para fora da célula. Toda vez que um íon K+ deixa a célula, o interior celular perde uma carga positiva. Por causa disso, um pequeno excesso de carga positiva se forma fora da membrana celular, e um pequeno excesso de carga negativa se forma dentro da célula. Isto é, o interior da célula se torna negativo em relação ao exterior, gerando uma diferença de potencial elétrico na membrana.
Para íons (assim como para ímãs), cargas iguais se repelem e cargas diferentes se atraem. Logo, o estabelecimento da diferença de potencial elétrico através da membrana dificulta a saída dos íons K+ remanescentes da célula. Os íons K+ positivamente carregados serão atraídos pelas cargas negativas livres no interior da membrana da célula e repelidos pelas cargas positivas no exterior, oferecendo resistência ao seu movimento em direção ao gradiente de concentração. As forças elétricas e difusas que influenciam os movimentos de K+ através da membrana em conjunto formam o seu gradiente eletroquímico (o gradiente de energia potencial que determina em qual direção K+ fluirá espontaneamente).
No final, a diferença de potencial elétrico através da membrana da célula acumula-se a um nível alto o suficiente para que a força elétrica que conduz o K+ novamente para o interior da célula seja igual à força química conduzindo K+ para fora da célula. Quando a diferença de potencial através da membrana da célula alcança este ponto, não há nenhum movimento fluido de K+ em nenhuma direção e o sistema é considerado em estado de equilíbrio. Toda vez que K+ deixa a célula, K+ entra nela.
O potencial de equilíbrio
A diferença do potencial elétrico na membrana celular que equilibra exatamente o gradiente de concentração de um íon é conhecido como potencial de equilíbrio. Devido ao sistema estar em equilíbrio, o potencial da membrana tenderá a ficar em potencial de equilíbrio.

O que é potencial de membrana e qual a distribuição dos íons K+ e Na+ Na membrana em repouso?

O que é potencial da membrana em repouso qual o íon responsável por este potencial?

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