Fisiologia membrana em repouso e potencial de ação

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FISIOLOGIA 
Paula Shiroma 1 
 
PRINCÍPIOS BÁSICOS: 
MEMBRANA EM REPOUSO E 
POTENCIAL DE AÇÃO 
ORGANIZAÇÃO 
Sistema nervoso 
• SNC → encéfalo e medula espinhal 
• SNP → divisão aferente e eferente 
-sensação para SNC: aferente 
- resposta( info p musculo, por ex): efetora, 
eferente 
Divisão funcional 
• Cerebral superior 
• Cerebral inferior 
• Medular 
Funcionamento 
• Estimulo → preparo do corpo para 
reagir a situação mandando as 
informações do snp para o snc 
processar e enviar resposta 
Células do SN 
• Neurônios → cels principais do snc 
• Células de sustentação (neuroglia) 
→ manutenção da estrutura da rede 
neuronal → sustentação, bom 
funcionamento dos neurônios 
Micróglia 
• Fagocitose, retirada do ambiente 
resíduos que não são importantes, e 
que não devem ficar ali 
• Derivadas de monócitos 
Astrócitos 
• Ligados aos vasos e aos neurônios 
• Remove neurotransmissores, para 
que ação não fique mais 
permanente 
• Fatores de crescimento neuronal 
→Plasticidade neuronal → 
constante modificação dependendo 
dos nossos hábitos, funções 
• Controle da concentração de íons → 
íons precisam estar regulados, para 
não influenciar na função elétrica 
Oligodendrócito 
• Produz a bainha de mielina no SNC 
→ permite que os estímulos sejam 
transmitidos de maneira rapida e 
eficaz 
- envolvem vários neurônios 
- oligodendrócitos relacionados com 
esquizofrenia 
• Na periferia → CELS DE 
SCHWANN 
- inervam apenas 1 axonio 
NEURÔNIO 
❖ Multipolares→ Maioria dos 
neurônios do SN; maioria dos 
neurônios motores 
❖ Maioria dos neurônios sensitivos 
são pseudounipolares 
❖ Neurônio associativo= neurônio 
intermediário 
 
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GÊNESE DO IMPULSO NERVOSO 
(POTENCIAL DE AÇÃO) 
➢ Cels nervosas e fibras musculares( 
cardíacas, lisas, esqueléticas) → 
células excitáveis, eletricamente 
excitáveis: cels conseguem gerar 
potencial elétrico nas membranas 
que é transmitido ao longo das 
células ate chegar onde deve 
chegar 
Bases iônicas do potencial de repouso 
e do potencial de ação 
➢ Membrana é uma barreira que 
separa o LIC do LEC, ambos 
líquidos constituídos por ions com 
cargas 
➢ Através da membrana pode-se 
medir o potencial elétrico dentro e 
fora da célula, baseada nos íons e 
na quantidades deles encontrada 
➢ Membranas geralmente são 
permeáveis a alguns íons pelos 
canais iônicos, 
passivos(extravasamento) ou 
regulados(comporta) pelos quais 
podem passar de um meio a outro 
➢ Líquidos intra e extracelular: 
diferença na concentração dos ions 
→ importante para potencial de 
membrana manter-se 
- Na+ em maior concentração extracelular 
- K+ em maior concentração intracelular 
Bomba de sódio e potássio 
➢ Constantemente jogando sódio para 
fora e potássio para dentro da 
célula, ajudando a manter as 
diferenças de concentração 
➢ Normalmente joga 3 Na+ e puxa 
2K+ para dentro da célula 
➢ Bomba é eletrogênica → para gerar 
interior mais negativo, liq intracelular 
com déficit de carga positiva já que 
perde 3 ions e ganha apenas 2 
➢ Neurônio em repouso → fora da 
célula é positivo e dentro negativo 
➢ Canais iônicos passivos(aberto, de 
vazamento, de extravasamento) → 
canais de vazamento: canais iônicos 
permitem a passagem dos íons 
passivamente, sem que nenhum 
evento precisa acontecer para que 
esse canal se abra → mais 
permeáveis ao potássio que ao 
sódio 
➢ Canais iônicos regulados 
- canais ligante dependentes( de substancia 
química) 
- por estimulo (ex. mecânico, térmico etc) 
- por voltagem 
Canais voltagem dependentes 
Canal inativo X canal fechado 
Canal inativo → canal que não se abre 
imediatamente após a alteração da voltagem de 
membrana; importância do período de 
inativação 
Canal fechado → fechado, mas pode se abrir → 
duas configurações: comporta fechada ou 
aberta , pode abrir a qlqr momento dependendo 
da voltagem da membrana 
✓ Canais de K+ → 1 comporta: se 
abre, diante de alteração de 
voltagem na membrana, mas não há 
inativação; canal se abre lentamente 
✓ Canais de Na+ → 2 comportas: uma 
que se abre, e outra que fecha o 
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canal( e há inativação), dependendo 
da voltagem ; 
✓ íons tb se movimentam de acordo 
com diferença de concentração 
Potencial de repouso 
Bomba de sodio e potássio + difusão de 
potássio para canais de vazamento de potássio 
Nernst → Membrana muito mais permeável que 
potássio do que sódio, senão o potencial de 
membrana interno seria positivo 
 nem todos neuronios tem mesmo 
valor de potencial de repouso e 
membrana 
 ESTADO DE POLARIZAÇÃO: 
membrana em repouso 
 Existem canais na membrana que 
são canais passivos que permitem 
a passagem dos ions, de acordo 
com dif de concentração(gradiente 
químico) 
 Gradiente elétrico: potássio teria 
tendencia de sair pelo gradiente 
químico(concentração), mas fora 
tem carga +, então há essa força 
contrária→ equilíbrio, e assim não 
há desequilíbrio e saída excessiva 
de K+ 
 No caso do sódio → se membrana 
tivesse maior permeabilidade, sódio 
entraria por influxo para dentro da 
célula por força dos 2 gradientes, e 
neurônio teria potencial de 
membrana interna + 
**difusão importante, vazamento de potássio 
para fora da célula, para contribuir e manter o 
potencial mais negativo dentro da célula 
 Membranas cerca de 100x mais 
permeáveis ao K+ que Na+ → há 
vazamento de potássio para fora da 
célula, por canais de 
extravasamento, mas essa difusão 
entra em equilíbrio, não permite que 
todo potássio saia, o que poderia 
possivelmente igualar as 
concentrações de K+ intra e 
extracelular 
Potencial de ação 
o Estímulo mecânico, estimulo 
térmico, alteração de temperatura 
→ alteração de voltagem na 
membrana atinge limiar, torna 
membrana mais permeável ao 
sódio, abre canais de K e Na na 
membrana, voltagens 
dependentes → canal de sódio 
abre mais rapidamente do que os 
de potássio 
o Fase despolarização: inverte-se 
sinais, pois entra muito sódio pelos 
canais de sódio voltagem 
dependentes → voltagem sobe pela 
abertura dos canais de sódio 
voltagem dependentes 
o Inicio de repolarização →no pico 
da reversão, Canais de sódio 
começam a fechar e tornar-se 
inativos, coincidindo com a 
abertura dos canais de potássio 
→ potássio começa a sair, e 
potencial de membrana interna 
começa a diminuir de novo 
o Fechamento dos canais de potássio 
é lento também, pode ate ficar ate 
mais negativa do que era antes, 
devido a perda de potássio para o 
meio extracelular → FASE DE 
HIPERPOLARIZAÇÃO 
o Fase de repouso → bomba de sódio 
e potássio continua ocorrendo, só 
diminui efeito mas nunca parou 
Propriedades do potencial de ação 
o Canais de sódio devem se inativar 
em certo ponto, para que estimulo 
deixe de existir e o neurônio saia da 
fase de despolarização 
o Para gerar potencial de ação, 
estimulo deve chegar ao limiar de 
estabilidade → se não chega, não 
percebemos o estimulo 
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- se membrana chegar ao limiar, potencial de 
ação vai ocorrer em todas as suas fases , não 
tem como não ocorrer : principio do tudo ou 
nada 
- pela frequencia de disparos e de potenciais de 
ação que vai ao sistema nervoso para entender 
qual eh a intensidade do estimulo 
- maiorintensidade do estimulo → atinge limiar, 
aumenta a frequencia transmitida ao sistema 
nervoso, mas não se altera a amplitude 
o Neurônio refratário a outro estímulo 
por um tempo → potenciais de ação 
não se sobrepõem devido aos 
períodos refratários 
o PERIODO REFRATÁRIO 
ABSOLUTO → Um segundo 
potencial de ação não acontece sem 
que o primeiro não tenha terminado; 
fase de despolarização até metade 
da repolarização os canais de sódio 
estão abertos e inativados, 
respectivamente 
o PERÍODO REFRÁTARIO 
RELATIVO → se estímulo for 
intenso, permite que um potencial 
de ação acima do limiar possa 
iniciar outro potencial de ação; na 
outra metade da repolarização, 
alguns canais de sódio começam a 
sair do seu estado de inativação → 
pode-se abrir canais de sódio que 
voltaram ao seu estado normal, 
podem abrir e podem responder ao 
estimulo, e mandar maior 
frequencias de potenciais de ação 
- estímulos sublimiares: alteração de voltagem 
abaixo do limiar: não levam a membrana a 
alteração de voltagem que chegam ao limiar e 
não geram potencial de ação 
- estímulos limiares: alteração de voltagem 
no limiar: único potencial de ação 
- estímulos supra-limiares: alteração de 
voltagem acima do limiar: vários potenciais 
de ação na mesma amplitude, o que 
modifica eh a frequencia dos disparos → 
estimulo mais intenso, provoca alteração de 
voltagem maior, e maior frequencia gerada 
dos potenciais de ação 
o TODOS Potenciais de ação ocorrem 
na mesma amplitude, a diferença 
esta na frequencia de potenciais de 
ação → se est mais intenso, maior a 
frequência recebida pelo sistema 
nervoso 
NERVOS → potencial de ação 
composto 
Nervos compostos por várias fibras nervosas 
o Investigações na clínica, quando se 
quer medir potencial elétrico do 
nervo 
o Nervo gera potencial de ação 
composto 
- Potencial máximo do nervo está relacionado 
qnd todas fibras nervosas que compõem o 
nervo dispararem 
o Registro indica diferenças na 
velocidade de propagação da 
população das fibras em atividade 
- pode-se estimular um nervo, mas se só duas 
fibras são ativadas, não atingi-se limiar de 
excitabilidade do nervo, sem resposta 
** alteração inicial de voltagem pode variar, 
pode ter amplitudes variáveis que podem atingir 
ou não o limiar; mas o potencial de ação tem 
sempre a mesma amplitude 
- estímulos mais fortes ativam mais fibras 
nervosas que compõem o nervo, e agr pode-se 
atingir limiar e ter resposta do nervo 
o percepção de dor depende do 
numero de fibras que detectam 
dor que foram acionadas 
musculo cardíaco e musculo liso 
o musculo cardíaco e liso tem numero 
maior de canais de cálcio nessas 
cels excitáveis, sendo que o cálcio 
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tem participação no potencial de 
ação (elétrico) dessas células 
- musc cardíaco com despolarização prolongada 
porque há influxo de cálcio (carga positiva) 
também, e tem importância para funcionamento 
desse musculo 
Direção de propagação 
o Se o potencial de ação foi gerado 
num determinado local da 
membrana, ele vai se propagar em 
varias direções desde que esteja 
tudo em ordem na porção seguinte 
da membrana, ate que toda 
membrana da célula excitavel tenha 
sido despolarizada 
- terminação axônica chegando no meio da fibra 
muscular e quando gera potencial de ação na 
fibra muscular , ela se propaga para toda a 
membrana, em varias direções 
Neurônios do SNC 
o vários outros neurônios podem se 
comunicar com ele, e o potencial 
gerado no soma pode trafegar por 
toda a membrana, e chegar a zona 
de gatilho, que tem muitos canais de 
sódio voltagem dependentes →lá 
ocorre todo processamento de 
informações, sinais excitatórios ou 
inibitórios 
o propagação sempre em frente 
(unidirecional da zona de gatilho 
até o final do axônio) até chegar a 
propagação axônica que se 
comunicara com outro neurônio ou 
outro tipo de cel ( ex. muscular), a 
propagação do potencial de ação 
nunca retrocede → devido ao fato 
de que a porção da membrana que 
acabou de passar pelo potencial de 
ação foi despolarizada , e os canais 
de sódio estão inativados, durante o 
período refratário 
Axônios revestidos por bainha de 
mielina 
Sem bainha de mielina 
- propagação ponto a ponto da membrana 
Com bainha de mielina revestindo 
o condução saltatória do potencial de 
ação → bainha de mielina funciona 
como isolante → mais rapida → 
corrente elétrica passa por baixo da 
bainha de mielina de forma rapida e 
sem perder ions nem descréscimo 
de sinal, pois não há canais 
iônicos → potencial de ação 
apenas nos nodos de ranvier → 
aumenta-se a velocidade de 
condução de impulsos nervosos 
DOENÇAS 
o perda de bainha e afetam a 
condução de impulso nervoso 
- esclerose múltipla → condução mais lenta, 
fraqueza, paralisia motora, dificuldade de 
percepção das sensações; oligodendrócitos/ 
auto-imune 
- síndrome de Guillain-Barré: paralisia por danos 
na bainha de mielina 
epilepsia → canalopatia 
- atividade elétrica absurda no SNC; mesmo 
sem estímulos, neurônios disparam 
enlouquecidamente potenciais de ação; 
contrações musculares desorganizadas; 
- mal funcionamento dos canais de Na+ e K+ 
que abrem até mesmo sem estímulos 
Canais de sódio voltagem 
dependentes bloqueados 
Não gera potencial de ação nem estímulo 
anestésicos locais → bloqueiam canais de 
sódio voltagem dependentes, não há como 
gerar potencial de ação e individuo nem sente 
estimulo 
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tetradotoxina → encontrada no baiacu; 
bloqueia canais de sódio voltagem dependentes 
saxitoxinas → dinoflagelados, e causam mare 
vermelha 
hipercalcemia → bloqueio de canais de sódio 
voltagem dependentes 
bloqueio dos canais de potássio 
voltagem dependentes 
tetraetilamômio 
hiper e hipocalemia (alterações de 
potássio) 
uma das princ causas de paradas cardíacas 
hipercalemia 
▪ potássio que tenderia a sair da 
célula para fora pelos canais de 
vazamento, mas tende não ocorrer 
tao eficaz essa difusão, pois a força 
química que puxava o potássio para 
fora fica menor → difusão do 
potássio de dentro para fora muito 
menor→ K+ tende a ficar na célula e 
potencial de membrana menos 
negativo → alteração de voltagem 
acaba que os canais de sódio 
começam a se abrir e a voltagem 
não vai se modificar facilmente 
porque o problema está fora, na 
hipercalemia → canais de sódio se 
abrem e se inativam → quando 
chegar estimulo a esse neurônio, ele 
não irá responder 
▪ forca química que tinha ficado 
menor e o potássio que normalm se 
difundiria para fora da célula, fica 
dentro, e ao invés de ficar – dentro, 
fica + e pode modificar a dinâmica 
dos canais sódio dependentes e 
cels podem entrar num estado que 
parte deles ficam inativos ; não se 
gera um potencial de ação 
adequado , ou ate mesmo não se 
responde a eles 
hipocalemia 
o maior difusão do potássio porque há 
maior força química empurrando o 
potássio para fora → potássio sai 
mais do que deveria, tendencia eh 
que o potencial de membrana 
interno fique negativo, e distante do 
limiar de excitabilidade → estimulo 
para gerar potencial de ação devera 
ser mais intenso, para causar alt de 
voltagem que leve ele p limiar de 
excitabilidade