Bioeletricidade

Introdução

A natureza é composta por elétrons, prótons e nêutrons, que constituem os átomos. Os elétrons e prótons têm caracteristicas distintas, como o valor da carga elétrica, que para os elétrons vale -1,602 x 10^-19C e para os prótons vale +1,602 x 10^-19 C. No entanto, um átomo é conhecido como sendo eletricamente neutro quando possui o mesmo número de elétrons e prótons. Como podemos perceber pelo valor da carga elétrica dos elétrons e prótons, as partículas podem apresentar cargas elétricas positivas ou negativas. Consequentemente, se um conjunto de partículas carregadas estiver interagindo, as forças elétricas que surgem entres elas poderão ser atrativas, quando as cargas elétricas das partículas apresentarem sinais opostos, e repulsivas, quando as cargas elétricas das partículas apresentarem mesmo sinal.

As células que fazem parte do corpo humano são constituídas por íons, em diferentes concentrações no meio intra e extracelular separadas pela membrana celular. É possível medir o potencial de uma membrana celular, ou seja, a diferença de potencial entre os meios intra e extra celular, quando elas estão eletricamente carregadas, sendo que este potencial é importante para manter as concentrações iônicas que fazem parte da célula.

Para entender o funcionamento de uma célula, é possível fazer uma comparação entre uma pilha e a célula. Assim como a pilha, a célula também possui dois pólos, sendo um positivo e outro negativo, o que possibilita as trocas iônicas entre a parte interna e externa da célula (DURÁN, 2010)

Medindo o transporte iônico

Para medir a quantidade de íons que são transportados através da membrana celular é necessário lembrar que esta apresenta permeabilidade seletiva para determinados íons. Isto pode ser diferenciado em: permeável a pequenos íons inorgânicos e monovalentes, pouco permeáveis a íons multivalentes e impermeável a íons orgânicos e proteínas.

Nas células biológicas, as concentrações de um mesmo íon são diferentes em meios intra e extracelular, o que acarreta em uma diferença de potencial através da membrana. Esta diferença de potencial, conhecida como potencial de Nernst, pode ser medida por meio da expressão:

onde V_N é o Potencial de Nernst, K corresponde à constante de Boltzmann e vale 1,38 x 10^-23 J/K, T é a temperatura em Kelvin, q é carga do íon, C(1) é a concentração iônica do meio interno e C(2) é a concentração iônica do meio externo.

Para células biológicas, podemos reescrever a expressão acima como sendo:

Neste caso, N corresponde à valência do íon que pode ser positivo ou negativo, dependendo se o íon analisado é ânion (excesso de elétrons) ou cátion (falta de elétrons) (DURÁN, 2010).