Potenciais de Membrana e Potenciais de ação

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Amanda Porto 
 Potenciais de Membrana e Potenciais de ação 
 
Os potenciais elétricos estão presentes em quase todas as células do corpo. As células geram 
impulsos que se modificam em suas membranas, e assim, transmitem sinais. 
 
Como se dá o potencial de membrana causado pelas concentrações de íons? 
Como na imagem abaixo, tem-se uma concentração de K+ maior na parte interna da 
membrana e baixa concentração na parte externa. Nesse momento em que há diferença de 
concentração existe uma maior tendência para que os íons K+ se difunda para fora da 
membrana →levam cargas positivas para fora →eletropositividade na face externa e 
eletronegativo na face interna. 
A diferença de potencial de difusão entre as partes passa a ser grande o suficiente para 
bloquear a difusão efetiva do potássio para o exterior. 
 
A. Nesse exemplo, a membrana é permeável 
aos íons K+ e impermeável a todos os outros 
íons 
B. Nesse exemplo, a membrana é permeável 
aos íons Na+ e impermeável a todos os 
outros íons 
 
 
 
 
*AS DIFERENÇAS DE CONCENTRAÇÕES CRIAM OS POTENCIAS DE MEMBRANA! 
 
Como se dá o potencial de difusão quando a membrana é permeável a vários íons diferentes? 
 Depende de 3 fatores: 1. A polaridade das cargas elétricas de cada íon; 2. A permeabilidade da 
membrana para cada íon; 3. As concentrações dos íons em cada lado 
 
Potencial de repouso de membrana de neurônios: 
O potencial de repouso das membranas de fibras nervosas é de aproximadamente -92 milivolts 
(potencial dentro é 90 milivolts mais negativo do que no extracelular) 
 
 Amanda Porto 
Entendendo as propriedades de transporte da membrana nervosa em repouso para sódio e 
potássio: 
° Todas as membranas celulares do corpo contêm uma bomba de sódio e potássio (transporte 
ativo de íons Na+ e K+) → é uma bomba eletrogênica (mais cargas positivas são bombeadas 
para fora que para dentro) → gera potencial negativo no interior da membrana (3 K+ para fora 
a cada 2K+ para dentro) 
*O Na+ está mais concentrado externamente e o K+ está mais concentrado internamente 
 
 
Como acontece o potencial de repouso da membrana? 
° Contribuição do potencial de difusão do potássio 
° Contribuição da difusão do sódio através da membrana nervosa 
° Contribuição da bomba de Na+-K+ 
 
Os sinais nervosos são transmitidos por potencial de ação, cada potencial tem início com 
uma alteração na membrana, indo de uma membrana normal(negativa) para um potencial 
positivo e termina com o retorno para negativo. 
Estágios do Potencial de Ação: 
→Repouso: 
Antes do início do potencial de ação → Membrana polarizada → -90milivolts 
→Despolarização: 
Membrana permeável aos íons Na+, permitindo uma alta difusão para o interior do axônio. A 
polarização é neutralizada e o potencial aumenta para um valor positivo, essa passagem de -
90milivolts para um valor positivo denomina-se DESPOLARIZAÇÃO. 
Em fibras nervosas de maior calibre o valor ultrapassa o nível zero, mas em fibras delgadas o 
potencial aproximasse do nível zero. 
→Repolarização: 
Após a membrana ficar muito permeável aos íons sódio, os canais de sódio se fecham e os 
canais de potássio começam a se abrir. Assim, a rápida difusão de potássio para p exterior 
restabelece o potencial de repouso. 
 Amanda Porto 
 
Para provocar a despolarização e a repolarização da membrana nervosa durante o potencial de 
ação, há regulagem do canal de sódio regulado pela voltagem, assim como o canal de potássio 
regulado pela voltagem que vai acelerar a repolarização. 
 
Como se dá a ativação e inativação do canal de sódio? 
O canal possui duas comportas, a comporta de ativação e a de inativação. 
 
Quando o potencial da membrana é -90milivolts (em repouso), a comporta está fechada 
Quando o potencial da membrana atinge um valor próximo do nível zero, a membrana é 
alterada e as comportas se abrem. 
 
° O aumento das voltagens também faz com que as comportas se fecham/seja inativada. É um 
processo mais lento que o da ativação. Após a ativação do canal, e a comporta ter 
permanecido aberta, o canal é inativado e os íons sódio não podem mais atravessar a 
membrana. Assim, a membrana retorna ao seu estado de repouso. 
 
*A comporta inativada só vai reabrir quando o potencial chega ao potencial de repouso. Desse 
modo, o canal só abre novamente após o estágio de repolarização. 
 
 
Ativação e Inativação do canal de Potássio: 
Repouso: comporta fechada 
Quando o potencial da membrana aumenta de -90 para zero a comporta se abre e aumenta a 
difusão de potássio para fora 
 Amanda Porto 
° Há retardo na abertura dos canais de K+, abrindo no momento em que os canais de sódio 
começam a fechar, ↓entrada de Na+ ↑saída de K+ 
 
Como outros íons (ânions (-) e íons cálcio) interferem no potencial de ação? 
Íons ânions (no interior do axônio): contém íons que não podem ultrapassar pelos canais da 
membrana, dessa forma, não podem sair do axônio. Assim, déficit de íons positivo no lado de 
fora, causará excesso dos íons negativos no interior. 
 Íons Cálcio: A bomba de Ca transporta íons do interior para exterior, ou para o retículo 
endoplasmático da célula→ gera gradiente de Ca. 
Quando o canal se abre, a membrana despolariza e os íons Ca vão para o interior da célula. 
Ca: Contribuem para despolarização 
A regulação é lenta (canais lentos) 
Canais de Ca são mais numerosos no musculo cardíaco e liso 
 
 
Como se dá o início do potencial de ação? 
Se a membrana da fibra nervosa não é perturbada, não ocorre nenhum potencial de ação, mas 
qualquer evento que ocorra pode aumentar o potencial de membrana de -90milivolts para 
zero, causando abertura dos canais de Na+ reguladores. 
→ ↑influxo de Na+ ↑ abertura dos canais → funciona como FEEDBACK POSITIVO, até que 
todos os canais tenham sido ativados, em seguida causa fechamento do canal de Na+ e 
abertura do canal de potássio. 
 
*O limiar só acontece se o aumento do potencial de membrana for suficientemente maior 
para gerar o feedback positivo → quando o número de Na+ que entra é maior que o n° de K+ 
que sai. 
 
*Um potencial de ação causado em qualquer parte da 
membrana excita as outras porções. A transmissão do 
processo de despolarização por fibra nervosa ou 
muscular é referido como impulso nervoso ou 
muscular. 
 
 
 
 
 Amanda Porto 
*Quando o potencial atinge uma área que não gera voltagem suficiente para estimular a 
área seguinte, a propagação da despolarização é interrompida (princípio do tudo ou nada) 
 
*O restabelecimento das diferenças de concentração entre o sódio e o potássio é 
estabelecido a partir da bomba de Na+-K+ (lembrar-se que a bomba de Na+-K+ é um 
transporte ativo, assim ele requer ATP) 
 
Como se dá o Platô? 
Quando a membrana não se repolariza de imediato. 
Esse platô se dá em fibras musculares do coração, a duração da contração do coração é igual 
a duração do platô. 
Esse platô se dá devido: 
1. Canais rápidos de Na+ 
2. Canais lentos de Ca+ (canais de cálcio do tipo L) 
A abertura dos canais rápidos causa o spike no potencial de ação e a prolongada abertura 
dos canais lentos de Na+-Ca+ causam o platô 
O platô termina quando se fecham os canais de Na+-Ca+ e aumenta a permeabilidade aos 
íons potássio. 
 
 
Características da transmissão dos sinais nos troncos nervosos: 
A parte central da fibra mielinizadaé o axônio, e a membrana do axônio é a responsável 
por conduzir o potencial de ação. 
O axônio contém em sua parte central o AXOPLASMA→ Líquido intracelular víscido. 
Por volta do axônio tem-se a BAINHA DE MELANINA, e em cada 1 a 3milimetros da 
extensão da bainha tem-se o NODO DE RANVIER. 
SOBRE A BAINHA: 
 Amanda Porto 
Ela é depositada em torno do axônio por células de Schawann, de forma que a membrana 
dessas células primeiro envolve o axônio e depois giram em torno do axônio →formam 
camadas de membrana celular de Schawann, essas camadas contém a substância lipídica 
ESFINGOMIELINA→ responsável por ser isolante elétrico, assim reduz o fluxo iônico. 
A junção entre as células de Schawann contém área não isolada (2 a 3 micrômetro) essa 
área recebe o nome de NODO DE RANVIER e é por onde os íons podem passar através da 
membrana do axônio do liq. extracelular para liq. intracelular 
Potenciais de ação só ocorrem em nodo de Ranvier! 
 
Os potenciais de ação são conduzidos de nodo para nodo, em um tipo de condução 
denominada CONDUÇAO SALTATÓRIA 
° A corrente elétrica flui pelo liquido extracelular que circunda a parte externa da bainha. 
Condução saltatória: Faz com que o processo de despolarização pule longos trechos de 
forma que aumenta a velocidade de transmissão nervosa nas fibras mielinizadas. Essa 
condução também conserva energia, já que só os nodos se despolarizam. 
 
A velocidade da condução dos potenciais de ação nas fibras nervosas varia do mínimo de 
0,25 m/s nas fibras mais delgadas até 100 m/s nas fibras mais calibrosas. 
 
 Amanda Porto 
 
 
Qualquer mecanismo que promova a difusão de íons sódio para o interior da célula vai 
provocar a abertura dos canais, resultado, por exemplo, de distúrbios mecânico da 
membrana, de efeitos ou da passagem de eletricidade. EX: neurotransmissores químicos 
para transmitir sinais de um neurônio para o próximo no cérebro. 
Período Refratário: 
O período refratário é aquele após o potencial de ação em que um novo estimulo não 
pode ser evocado. A abertura dos canais só dará com o retorno potencial de membrana ao 
valor de repouso. 
Período refratário absoluto: mesmo quando o estimulo é muito grande o potencial não 
pode ser produzido. 
*Há diferenças no período refratário de acordo o calibre, em fibras mielinizadas mais 
calibrosas é de cerca de 2500 impulsos por segundo. 
 
Inibição da Excitabilidade: 
O aumento da concentração de íons cálcio diminui a permeabilidade para íons sódio → 
redução da excitabilidade 
 
*Anestésicos locais (procaína e tetracaína) são estabilizadores, eles atuam sob os 
compostos de ativação do canal de sódio, dificulta a abertura e impede que os impulsos 
nervosos passem pelos nervos anestesiados. 
 
 
 
 
-GUYTON, A.C. e Hall J.E.– Tratado de Fisiologia Médica. Editora Elsevier. 13ª ed., 2017.