M1 - P3 Potencial de AçãoMembrana

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Amanda Lima - Turma XXVII
Módulo 1 - Problema 3
Potencial de
Ação/Membrana
● Definir potencial de
membrana e seus
princípios;
Potencial de membrana: impulsos
eletroquímicos responsáveis pela
transmissão de informações, gerados e
modificados com grande rapidez.
- Quem define o potencial de
membrana é o potencial de difusão,
o qual define a permeabilidade da
membrana para os variados íons
(Na+, K+, Ca2+, Cl- etc.)
- A difusão de substâncias altera o
potencial de difusão e
consequentemente o potencial de
membrana.
- Potencial de difusão: é a diferença
de potencial entre as partes interna
e externa da membrana, causadas
pela diferença entre as
concentrações iônicas nas duas
faces.
Figura 5.1 (Guyton, 14th)
“A. Estabelecimento de um potencial de
difusão através de uma membrana de fibra
nervosa, causado pela difusão de íons
potássio de dentro da célula para fora da
célula através de uma membrana que é
seletivamente permeável apenas ao
potássio. B. Estabelecimento de um
potencial de difusão quando a membrana
da fibra nervosa é permeável apenas aos
íons sódio. Observe que o potencial da
membrana interna é negativo quando os
íons potássio se difundem e positivo
quando os íons sódio se difundem, por
causa dos gradientes de concentração
opostos desses dois íons.”
● Equação de Nerst: relaciona o
pot. de difusão com a diferença de
[ ] de íons através de uma mebrana.
○ Nerst define o potencial
necessário para que haja
uma difusão oposta a
natural. (para 1 íon)
○ Quanto maior a razão,
maior a tendência do íon de
fluir em uma direção,
portanto, maior o potencial
de Nerst para o impedir.
● Equação de Goldman: é usada
para calcular o potencial de difusão
quando a membrana é permeável a
vários íons diferentes.
○ Depende de três fatores: da
polaridade da caraga iónica;
da permeabilidade da
membrana; da [ ] iÔnica
interior e exterior da
membrana.
○ Evidencia a importância do
K, Na, e Cl; já que suas
respectivas [ ] ajudam a
definir a tensão do
potencial de membrana.
○ Se a permeabilidade for
ZERO para dois dos íons, o
potencial de membrana será
equivalente ao potencial de
Nerst para o íon permeável.
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○ Um gradiente de
concentração de íon
positivo de dentro para fora
da membrana causa
eletronegatividade dentro
da membrana E
VICE-VERSA. (Ou seja, as
cargas positivas
concentradas no interior
saem, fazendo com que haja
uma preponderância de
cargas negativas no local).
■ ânions de moléculas
proteicas,
compostos org. de
fosfatos e
compostos de
sulfatos são
impermeantes no
axônio.
Portanto, as alterações de permeabilidade
do Na e K são responsáveis pela
transmissão de sinais pelos neurônios.
Potencial de repouso: Breve estado
transitório entre a polarização e a
despolarização.
●
●
Contribuição para seu estabelecimento:
Potencial de Difusão de Potássio +
Potencial de Difusão do Sódio + Potencial
da Bomba Na+-K+
● Explicar potencial de
ação nervoso e suas
fases (questões
iônicas);
São mudanças rápidas no potencial da
membrana que provocam a passagem de
informação.
Repouso - Ação - Repouso
Polarização - Despolarização - Repolarização
Fase de repouso: membrana polarizada
(potencial de membrana -70milivolts)
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Fase de desporalização: permeabiliade a Na+,
o axônio é neutralizado (fibras delgadas) até
ficar positivamente carregado (fibras
calibrosas)
Fase de repolarização: Fechamento dos canais
de sódio e abertura dos de potássio,
repolarizando a membrana para que ela volte
ao potencial de repouso.
*Período refratário absoluto: potencial de
ação não pode ser desencadeado, mesmo com
estímulo forte, por não ter ocorrido a
repolarização.
Canais de Sódio e Potássio dependentes de
voltagem:
(rapidez da repolarização + bomba)
obs.: sódio - rápida abertura (55 milivolts) e
lenta inativação ( só se abrem novamente após
repolarização da membrana)// potássio - lenta
abertura
Importância dos Ca2+:
- Bomba Ca cria um gradiente de [ ]
exterior>interior. Causando sua difusão junto
do Na para despolarização da molécula.
- Canais de Ca dependentes de voltagem são
levemente permeáveis ao Na; canais lentos;
numerosos no músculo cardíaco e liso
(definem o ritmo de contração).
- Quando há um déficit de íons cálcio, os
canais de sódio são ativados (abertos) por um
pequeno aumento do potencial de membrana
de seu nível normal, nível ainda muito
negativo. Facilmente excitável, descarrega sem
estímulo e causa a “Tetania Muscular” (letal
quando respiratória).
Esses íons parecem se ligar às superfícies
externas da proteína do canal de sódio. As
cargas positivas desses íons cálcio, por sua
vez, alteram o estado elétrico da proteína do
canal de sódio, alterando, assim, o nível de
tensão necessário para abrir a comporta de
sódio.
● Descrever o processo
de início, geração e
término do potencial de
ação;
Início:
O ciclo de feedback positivo
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Enquanto não houver mudança no
potencial de membrana, não haverá
potencial de ação. Qualquer alteração na
situação de repouso (-70milivolts p/ zero)
abrirá os canais dependentes de voltagem
de Na, aumentando seu influxo e o
aumento de pot. da membrana. Isso é o
processo de feedback positivo, que
também causa o fechamento desses
mesmos canais e abertura dos de K,
finalizando o potencial de ação.
Para que isso aconteça, é necessário atingir
o potencial limiar (Na que entra>K que sai
[-55milivolts])
Figura 5.18
Mostra que mesmo um estímulo fraco
causa mudança no potencial local da
membrana, mas a intensidade do potencial
local deve aumentar até o nível limiar
antes que o potencial de ação seja
acionado. (período de latência//potencial
agudo)
Geração:
- Qualquer fator que faça com que íons de
Na+ tenham permeabilidade;
- perturbação mecânica da membrana
(terminações nervosas na pele), efeitos
químicos na membrana
(neurotransmissores) ou passagem de
eletricidade através da membrana (células
cardíacas e intestinais).
● corrente negativa, diminui,
tensão, abre canais de
sódio.
● Cargas positivas causam a
hiperpolarização.
Término:
Para restabelecer o potencial de repouso é
essencial que as [ ]s de Na e K voltem ao
original, para isso ocorre a bomba de Na+
-K+. Utiliza-se de ATP e ocorre o
aquecimento da célula para tal, além de ser
estimulada pelo aumento da [ ] de Na
extracelular.
Platô: Não repolarização imediata da
membrana, o potencial permanece em um
platô próximo ao pico do potencial em
ponta por muitos milissegundos antes do
início da repolarização. (Fibras do
músculo cardíaco; contração de 0,2s-0,3s)
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obs.: canais rápidos - pico do potencial de
ativação; canais lentos de cálcio + canais
lentos de potássio - porção platô potencial
de ação.
Ritmicidade de tecidos excitáveis:
causada por descargas repetitivas
autoinduzidas - batimento cardíaco;
peristaltismo no intestino; eventos
neuronais (controle da respiração).
Mesmo células estáveis (fibras nervosas
calibrosas e musculares esqueléticas)
podem ter seus canais de Na abertos por
veratridina ou diminuição dos íons de
Ca2+.
- Depende da repolarização ara ter
ritmo constante. (coração não
consegue manter os canais de NA e
Ca completamente fechados)
● Caracterizar a
propagação do
potencial de ação.
Um potencial de ação provocado em
qualquer ponto de uma membrana
excitável geralmente excita porções
adjacentes da membrana, resultando na
propagação do potencial de ação ao longo
da membrana.
Processo de despolarização = Impulso
Nervoso/Muscular
Direção: todas, até despolarização da
membrana;
Princípio do TUDO OU NADA: para
que a propagação contínua de um impulso
ocorra, a razão entre o potencial de ação e
o limiar para excitação deve ser sempre
maior que 1. Esse requisito “maior que 1”
é chamado de fator de segurança para a
propagação.
CARACTERÍSTICAS ESPECIAIS DA
TRANSMISSÃO DE SINAL EM
TRONCOS NERVOSOS
- As fibras calibrosas são mielínicas
e as delgadas são amielínicas. A
maioria dos troncos nervosos
contém cerca de duas vezes mais
fibras amielínicas do que fibras
mielínicas.@mandavmed
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A morfologia do neurônio, graças a bainha
de mielina produzida na célula de
Schwann (isolamento lipídico com
esfingomielina) faz com que haja uma
condução saltatória de nódulo a nódulo nas
fibras mielínicas.
- Aumenta a velocidade de
transmissão de 5-50 vezes;
- Conserva energia para o axônio,
porque só os nódulos despolarizam.
Velocidade média de transmissão:
- peq. fibras amielínicas: 0,25 m/s
- fibras mielínicas calibrosas:
100m/s ( + que um campo de
futebol em 1s)
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