Potencial de membrana e potencial de ação

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Eletrofisiologia (Potencial de membrana e potencial de ação) 1
Eletrofisiologia (Potencial de 
membrana e potencial de ação)
Algumas células como as células nervosas e musculares são exitáveis e capazes de 
gerar impulsos eletroquímicos que se modificam com grande rapidez em suas 
membranas, esses impulsos são usados para transmitir sinais por toda a membrana 
dos nervos e músculos.
Neurônio
Os neurônios são células exitáveis, podendo estar em repouso ou em atividade 
gerando e propagando impulsos elétricos (ponteciais de ação). Os neurônios 
comunicam entre si por meio das sinapses nervosas químicas e elétricas, processam 
sinais elétricos integrando potenciais elétricos exitatórios e inibitórios. Alem disso, 
comunicam-se com células efetoras musculares ou glandulares.
Funções
Possuimos receptores sensoriais que captam a sensação (ex: tato), que levam pela 
entrada sensorial (neurônios sensoriais da via aferente) até o sistema nervoso central, 
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haverá a integração (processamento) e é gerado um outro estimulo motor eferente que 
estimulará músculo e glândulas (órgãos efetores)
Comunicação nervosa
A neurotransmissão ocorre entre os neurônios e entre neurônios e células 
efetuadoras (células musculares ou glandulares). Os neurotransmissores são 
liberados em função dos impulsos nervosos nas sinapses químicas.
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A sinalização entre células
A sinalização entre células ocorre através de mudança de potencial elétrico na 
membrana celular devido a concentração desigual de íons. Assim, o fluxo de corrente 
elétrica pela membrana é controlado por canais iônicos.
Canais iônicos
Os canais ionicos são específicos e transportam íons a favor do potencial 
eletroquímico.
Podem ser abertos ou passivos e ativos (regulados por ligantes ou regulados por 
voltagem (respondem a diferença de potencial elétrico através da membrana)
Podem ser rápidos ou lentos
Podem ser abertos ou fechados (repouso, ativado, inativado)
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💡 Canais iônicos regulados por ligante
Canais iônicos (Na+) regulados por voltagem 
Canais iônicos (K+) regulados por voltagem
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Potencial de membrana
O potencial de membrana (potencial elétrico) é causado pela diferença entre as 
consentrações iônicas nas duas faces da membrana. Dentro da célula a concentração 
de potácio (K+) é maior que fora da célula, essa concetração é equilibrada pela alta 
concentração de ânions proteícos (A-). A concentração de sódio (Na+) é mais elevada 
fora da célula e é equilibrado pela alta concentração de íons cloro (Cl-).
💡 O neurônio é 40 vezes mais permeável ao K+ do que ao Na+.
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As células possuem permiabilidade seletiva e essa permiabilidade alteram o potencial 
de membrana. Os íons atravessam a membrana por canais iônicos, quando são 
abertos canais de K+, esse íons se difunde para fora da célula por uma força química 
denominada gradiente de concentração para fora da célula ( de onde tem mais → pra 
onde tem menos), os A- que equilibra o K+ possui peso molecular elevado e não é 
permeável na membrana, essa saída de K+ gera um potencial elétrico na membrana ), 
uma vez que o enfluxo de cargas possitiva e a permanência de cargas negativas dentro 
da célula gera uma diferença de cargas nos lados opostos da membrana. 
Como cargas opostas se atrem, o potencial elétrico gerado tende a dificultar a saida de 
K+, logo, a duas forças atuando sobre o K+ o gradiente natural de concentração e o 
potencial elétrico (juntas: gradiente eletroquímico) 
Quando as forças químicas e elétricas que são opostas se igulam não aberá a 
movimentação de K+, dizemos que ele está em equilíbrio. O potencial de equlíbrio 
do K+ é -90mV.
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💡 Lembre-se que o neurônio é permeável também ao Na+, mas em repouso 
são mais permeáveis ao K+ do que ao Na+. O potencial de membrana 
em repouso é devido principalmente ao potásio.
Os íons de Na+ entram na célula, uma vez que o potencial elétrico gerado age 
como uma força sobre ele, assim que há o influxo de íons por conta do gradiente 
eletroquímico, a célula torna-se menos negativa, sendo o potencial de repouso da 
membrana -70 mV.
💡 A - 70mV a célula está polarizada, internamente é mais negativo que 
externamente. 
💡 O potencial de membrana depende da polaridade de: polaridade da carga 
elétrica de cada íon, da permeabilidade da membrana para cada íons e 
da concentração de íon no interior e exterior da membrana.
Bomba de sódio e potácio
Para evitar o vazamento de Na+ e K+ e manter o gradiente elétrico, a bomba de 
Na+/K+ (Na-K+ATPase) atua jogando, a partir do gasto de energia, 3 Na+ fora e 2 
K+ dentro da célula.
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💡 A bomba de sódio e potácio garante o potencial de repouso da membrana 
(-70mV) deixando á célula polarizada.
Potencial de ação 
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💡 Potencial de ação X potencial graduado
Os potenciais graduados (potencial pós-sináptico) são sinais de força 
variável que percorrem distâncias curtas e perdem força à medida que 
percorrem a célula. Eles são utilizados para a comunicação por distâncias 
curtas. Se um potencial graduado despolarizante é forte o suficiente 
quando 
atinge a região integradora de um neurônio, ele inicia um potencial de 
ação. 
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Os potenciais de ação são grandes despolarizações muito breves que 
percorrem longas distâncias por um neurônio sem perder força. A sua 
função é a rápida sinalização por longas distâncias, como do seu dedo do 
pé até o seu cérebro.
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Os sinais nervosos são transmitidos por potenciais de ação que são rápidas 
alterações no potencial de membrana, ela consiste em uma despolarização 
rápida e uma repolarização. Para conduzir o sinal nervoso, o potencial de ação se 
desloca ao longo da fibra nervosa até sua extremidade final.
A movimentação de íons altera o potencial de membrana
O potencial de ação é gerado no cone axônico onde há altas densidades de 
canais de Na+ dependentes de voltagem.
O potencial de ação inicia-se quando há um aumento súbito e temporário da 
permeabilidade da célula para o Na+ desencadeando sinais elétricos 
despolarizantes (pontencial graduado) provenientes dos dendritos e corpo 
celular alcançam o canal axônico e, logo, abre-se canais de Na+ dependentes de 
voltagem e quando atinge o limiar isso faz com que abram-se mais caniais Na+ 
deixando intenamente mais positivo (de -70 --30mV). Para ocorrer o potencial de 
ação o mV tem que utrapassar o limiar de excitabilidade (Mínimo para ocorrer 
um PA, -55mV) gerando um potencial de ação.
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💡 O potencial de ação segue a lei do tudo ou nada toda vez que o 
neurônio recebe um estimulo que ultrpasse o limiar o potencial de 
ação acontece, a região da membrana despolariza, mas quando não 
atinge o limiar ele não acontece. O potencial de ação sempre tem a 
mesma amplitude a mesma duração.
Estágio do potencial de ação
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Como visto, o estímulo no canal axônico abre canais de Na+ , os quais causam na 
célula uma ampla despolarização do potencial que, quando a célula atinge o limiar 
55+, consequentemente, abre-se mais canais iônicos de Na+ dependente de 
votagem (feedback positivo/Retroalimentação positiva do potencial de ação) e 
a membrana torna-se altamente permeável ao Na+, a célula inverte a sua 
polaridade sendo agora o meio intracelar mais positivo que o meioextracelular, o 
que caracteriza a despolarização.
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💡 O ciclo positivo cessa quando os portões de inativação dos canais 
de Na+ se fecham.
Quando meio intraceluar se torna mais positivo do que o extra, os canais de sódios 
se fecham e ao mesmo tempo abre-se canais de potássios, o K+ é mais 
concentrado dentro do que fora da célula, assi ele, por difusão, vai de dentro para 
fora, deixando a célula cada vez mais negativa, ficar novamente negativa, esse é o 
processo de repolarização. Os canais de K+ possuem um fechamento tardio o que 
acaba resultando em uma hiperpolarização, uma vez que a célula fica mais 
negativa que antes no seu interior. A bomba de sódio e potácio fica responsável 
por restaurar o potencial de repouso.
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💡 Condução do potencial de ação
💡 Isso acontece em pedaços da membrana celular ao longo de 
todo neurônio, são essas alterações no potencial de membrana 
que chamamos de potencial de ação ou impulso nervoso. 
Esse potencial acontecendo ao longo de todo axônio permite a 
transmissão da informação.
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💡 Período refratório
O período refratário(hiperpolarização) evita uma condução 
retrógrada.
Velocidade de condução
A velocidade de condução depende da resistência da membrana (quantidad 
canais iônico) e da resistência axoplasmática (perda de energia para o meio 
externo)
A velocidade de condução será maior quanto menor for a resistência da 
membrana e axial.
Fatores que aumentam a velocidade de condução do impulso nervoso: é o 
aumento do diâmetro do axônio e a presença de mielina (condução saltatória)
Transmissão sináptica
Um neurônio faz sinapse com muitos neurônios. A transmissão de informação pode 
ser por meio de uma sinapse elétrica (junções comunicantes-gap-junctions) ou 
química (neurotransmissores).
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💡 Sinápse
A sinápse pode ser excitatória ou inibitória.
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Receptores neurócrino
Os receptores neurócrinos encontrados nas sinapses químicas podem ser divididos 
em duas categorias: receptores de canal, que são canais iônios dependentes de 
ligante, e receptores acoplados à proteína G (RPG).
1. Receptores inotrópicos
São canais iônicos dependentes de ligante, são específicos para apenas um íon 
mas para outros podem ser menos específicos, medeiam a resposta rápida.
💡 Nesse caso os receptores agem diretamente nos canais ionicos
2. Receptores metabotrópicos
Os receptores acoplados a proteína G medeiam uma resposta lenta, pois é 
necessários uma tradução do sinal mediada por uma sistema de segundos 
mensageiros.
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💡 Alguns dos RPGs metabotrópicos regulam a abertura ou o fechamento de 
canais iônicos.
💡 Nesse caso, os neurotransmissores podem agir indiretamente em canais 
iônicos.
Sintese de acetilcolina
A acetilcolina (ACh) possui uma classificação química específica e é sintetizada a 
partir da colina e da acetil-coenzima A (acetil-CoA), os neurônios que secretam ACh 
e os receptores que se ligam à ACh são descritos como colinérgicos.
Os receptores colinérgicos possuem dois subtipos principais: nicotínicos e 
muscarínicos. Os receptores colinérgicos nicotínicos são encontrados no músculo 
esquelético, na 
divisão autônoma do SNP e no SNC. Os receptores nicotínicos 
são canais de cátions monovalentes, pelos quais tanto Na 
quanto K atravessam. A entrada de sódio na célula excede a saída de K , uma vez 
que o gradiente eletroquímico para o Na é mais forte. Como resultado, a quantidade 
de Na que entra despolariza a célula pós-sináptica e a probabilidade de ocorrer um 
potencial de ação é maior.