BIO O óvulo elétrico. Após a fecundação, os óvulos de muitas espécies passam por uma rápid...

BIO O óvulo elétrico. Após a fecundação, os óvulos de muitas espécies passam por uma rápida mudança na diferença de potencial através de sua membrana externa. Essa alteração afeta o desenvolvimento fisiológico dos óvulos. A diferença de potencial através da membrana é denominada potencial de membrana. Vm. que é o potencial dentro da membrana menos o potencial fora dela. O potencial de membrana surge quando as enzimas usam a energia disponível em ATP para expelir ativamente três íons de sódio (Na+) e acumular dois íons de potássio (K“) no interior da membrana — tomando o interior menos positivamente carregado que o exterior. Para um óvulo de um ouriço-do-mar, Vra é cerca de -70 mV; ou seja, o potencial no interior é 70 mV menor que no exterior. A membrana do óvulo comporta-se como um capa-citor com uma capacitância aproximadamente igual a 1 /iF/cm2. A membrana do óvulo não fertilizado é seletivamente permeável a K'; ou seja, K ‘ pode passar facilmente através de certos canais da membrana, mas outros íons não podem. Quando um óvulo de um ouriço-do-mar é fertilizado, canais de Na- na membrana se abrem, Na+ entra no óvulo e Vm aumenta rapidamente para +30 mV, e permanece assim durante vários minutos. A concentração de Na+ e aproximadamente igual a 30 mmol/L no interior do óvulo, mas 450 mmol/L na água do mar em torno dele. A concentração de K+ é aproximadamente igual a 200 mmol/L no interior e 10 mmol/L no exterior. Uma constante útil que liga as unidades elétricas c químicas é o número de Faraday, que tem um valor de cerca de 105 C/mol; ou seja, o número de Avogadro (um mol) de íons monovalentes, como Na+ ou K+, transporta uma carga de 105 C.

Quantos mols de Na+ devem passar por unidade de área da membrana para alterar Vm de -70 mV para +30 mV, supondo que a membrana se comporte puramente como um capacitor? (a) 10-4 mol/cm2; (b) 10-9 mol/cm2; (c) 10-12 mol/cm2; (d) 10-14 mol/cm2.