Em
uma célula nervosa, diferentes íons (sódio, potássio,
cloro, etc) apresentam diferentes concentrações em cada lado
da membrana celular.
Os íons
tendem a se difundir rapidamente nas soluções que constituem
os meios internos e externos das células e gradualmente se equilibram,
isto é, suas concentrações tornam-se idênticas
em todas as regiões da solução.
Com ocorre este
fenômeno?
A primeira causa
é a temperatura.
Quando os íons e moléculas se dissolvem em uma solução,
elas movimentam-se ao acaso (agitação térmica ou movimento
browniano) e assim deslocam-se por todo o compartimento. A velocidade
desse movimento é função da temperatura, isto é,
quanto mais alta a temperatura da solução, mais rápidamente
ela atingirá o equilíbrio.
A segunda causa é
a diferença de concentração ou gradiente
químico: íons
de regiões de maior concentração movem-se para regiões
de menor concentração.
A terceira causa
é a diferença de carga elétricas ou gradiente
elétrico. Os íons positivos
(cations) são repelidos eletricamente das regiões carregadas
positivamente e atraídos pelas regiões que são carregadas
negativamente. Os íons negativos (anions) reagem da mesma maneira:
são repelidos pela mesma carga e atraídos por cargas opostas.
Difusão
Livre
As
moléculas em solução movem-se ao acaso. Em um béquer
cheio de água, uma membrana impermeável divide-o em duas
metades. Temos, no lado esquerdo, um conjunto de moléculas. A membrana
impede a passagem da água e as moléculas também não
conseguem atravessar de um lado para o outro.
Quando
se retira a membrana, a
água e as moléculas podem mover-se livremente para o outro
lado (difusão). A velocidade de difusão depende principalmente
da temperatura da solução.
As membranas
biológicas, tais como as membranas celulares, são permeáveis
a muitos íons, devido à existência de poros ou canais
de transporte ativo de comunicam um lado da membrana ao outro, através
dos quais os íons deslocam-se livremente.
Por
exemplo, se no compartimento de um lado da membrana existe sal de cozinha
(constituída de íons sódio e cloro) em uma determinada
concentração, mais alta do que no outro lado, esses íons
gradualmente atravessam a membrana para o outro lado, devido à diferença
de concentração. No fim, ambos os compartimentos terão
a mesma concentração de íons. A velocidade de passagem
é determinado pelo número e tamanho dos poros (não
é um fenômeno instantâneo, mas sim uma difusão
relativamente lenta).
Difusão
por Membrana Permeável
Pequenos
poros na superfície da membrana permeável permitem a passagem
seletiva de íons. Existem canais específicos para cada íon
(sódio, cloro, potássio, etc). A taxa de passagem é
regulada pelo número e tamanho dos poros. Após algum tempo,
a concentração de ambos os íons (barras verde e amarela)
serão a mesma em ambos os lados da membrana.
