A membrana das células nervosas é responsável pela manutenção de um potencial de repouso da ordem de
, com o interior da célula sendo mais negativo em relação ao meio extracelular. Isso ocorre, em grande parte, devido à ação da bomba de sódio e potássio (
-ATPase), que transporta ativamente 3 íons de sódio (
) para fora da célula e 2 íons de potássio (
) para dentro da célula, contra seus respectivos gradientes eletroquímicos.
a) Suponha que a membrana tenha uma espessura de aproximadamente
e que a diferença de potencial mantida pela bomba seja
. Calcule a intensidade (módulo) do campo elétrico médio
entre os dois lados da membrana.
b) Calcule o trabalho realizado pela bomba ao transportar um íon de sódio (
) para fora da célula, contra o campo elétrico, em joules.
a) Suponha que a membrana tenha uma espessura de aproximadamente
b) Calcule o trabalho realizado pela bomba ao transportar um íon de sódio (
Passo 1
O enunciado diz que a membrana mantém uma diferença de potencial de
entre interior e exterior e tem espessura
.
Conteúdo: eletrostática—relação entre campo elétrico e variação de potencial e cálculo de trabalho para carga num potencial.
Conteúdo: eletrostática—relação entre campo elétrico e variação de potencial e cálculo de trabalho para carga num potencial.
Passo 2
O campo elétrico médio
numa região de espessura
com variação de potencial
satisfaz
Substituindo
e
,
Passo 3
O trabalho
que a bomba faz para levar uma carga
contra o campo é
Como a bomba transporta um íon
com carga
através de
,
Resposta
a)
b)
b)