Eletrofisiologia

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Fisiologia Psicológica
Capítulo 2. Eletrofisiologia e Neurotransmissão
Eletrofisiologia
Como ocorre a propagação do impulso nervoso ao 
longo do neurônio?
Prof. Dr. Alessandro Fazolo Cezario
Neurônio multipolar: do 
soma (corpo celular) 
originam-se o axônio e os 
troncos de várias árvores 
dendríticas. São os 
neurônios mais comumente 
encontrados em todo o 
sistema nervoso. 
Os neurônios são classificados conforme o tipo de projeção dos dendritos e axônios
1. Neurônio bipolar (a): os axônios projetam-se de 
pólos opostos do soma (corpo celular). Um 
dirige-se para a árvore dendrítica e o outro 
projeta-se para o SNC. São encontrados em 
sistemas sensoriais (visão, audição, olfato).
2. Neurônio unipolar (b): apenas uma ramificação 
projeta-se do soma e bifurca-se numa porção 
que dirige-se para a periferia do sistema 
nervoso, e numa porção que projeta-se para o 
SNC. São encontrados em sistemas 
somatossensoriais (tato, dor e temperatura) e 
sistemas motores.
Os neurônios são classificados conforme o tipo de projeção dos dendritos e axônios
Células de sustentação
• Constituem cerca de 50% das células do SNC;
• São importantes na sustentação, proteção e nutrição dos 
neurônios;
São de dois tipos:
1. células gliais (astrócitos, oligodendrócitos e as microglias), 
encontradas SNC; 
2. células de Schwann, são os equivalentes dos oligodendrócitos 
encontrados no sistema nervoso periférico (SNP).
Atuam na:
1. Sustentação de neurônios: astrócitos, oligodendrócitos e células 
de Schwann;
2. Isolamento elétrico (mielinização): oligodendrócitos e células de 
Schwann.
3. Regeneração celular: células de Schwann.
4. Absorção de impurezas: astrócitos, microglias e células de 
Schwann;
5. Nutrição do neurônio: astrócitos;
6. Proteção do neurônio e sistema imune: microglias;
1. Oligodendrócitos (a):
formam a bainha de 
mielina dos axônios de 
neurônios localizados no 
SNC;
2. Células de Schwann (b):
formam a bainha de 
mielina que envolve os 
axônios localizados no 
sistema nervoso 
periférico (SNP).
Os oligodendrócitos e as células de Schwann formam a bainha de mielina
Permeabilidade seletiva:
Somente algumas substâncias 
podem atravessar a barreira 
hematoencefálica.
Funções: 
1. Regular a composição do fluido que 
circunda os neurônios;
2. Evitar que substâncias que 
prejudicam as funções nervosas 
entrem em contato com o tecido 
nervoso.
Obs.:
A barreira hematoencefálica não é
uniforme, sendo bastante permeável 
em algumas regiões do cérebro 
(área postrema, órgão subfornicial, 
etc.). 
A barreira hematoencefálica controla a entrada e saída de substâncias do cérebro
� Potencial de membrana é a 
carga elétrica através da 
membrana celular, isto é, a 
diferença de potencial elétrico 
entre o interior e o exterior da 
célula;
� Em repouso o potencial de 
membrana da célula é de cerca 
de -70mV;
� A variação do potencial de 
membrana pode ocorrer durante 
a passagem de um potencial de 
ação ou de potenciais 
despolarizantes subliminares
(decrescentes); 
O potencial de membrana do neurônios
O Potencial de membrana é mantido por 
duas forças distintas:
1. A força de difusão: distribuição das 
moléculas de soluto de um meio de 
alta concentração para um meio de 
baixa concentração até que ambas 
as concentrações se igualem;
2. A pressão eletrostática: força de 
atração entre partículas atômicas 
de cargas elétricas opostas, ou a 
força de repulsão entre partículas 
atômicas de mesma carga elétrica.
NaCl � Na+ (cátion) e Cl- (ânion)
O que produz o potencial de membrana?
Membrana
permeável
+ –
+
+
– –
� O excesso de cargas 
positivas fora da célula 
e de cargas negativas 
no interior da célula 
representam uma 
pequena fração do total 
de íons dentro e fora da 
célula.
� Estas cargas em 
excesso são atraídas 
mutuamente pela 
pressão eletrostática e 
aderem na superfície 
interna e externa da 
membrana. 
O potencial de membrana é resultante da separação das 
cargas negativas e positivas dentro e fora da célula
�O funcionamento da bomba 
de sódio-potássio requer 
energia que é fornecida pelas 
moléculas de ATP. 
�Cerca de 40% do gasto 
energético de um neurônio é
consumido pela bomba de 
sódio-potássio.
A bomba de sódio-potássio mantém ativamente as 
concentrações de Na+ e K+
-385-A-
-6052560Cl-
+55 (2)50440Na+
-75 (1)40020K+
Potencial de 
Equilíbrio* (mV)Citoplasma (mM)Fluído extracelular (mM)Íon
(*) Também conhecido por potencial de Nernst, corresponde à voltagem do potencial de membrana 
alcançada no momento em que cessa a passagem do íon através da membrana, isto é, quando 
ocorre o equilíbrio das forças que empurram o íon de um lado a outro da membrana.
1. O potencial de repouso (-70 mV) é próximo do potencial de equilíbrio do K+; isto 
ocorre devido a relativa permeabilidade da membrana ao K+;
2. O potencial de repouso é influenciado também pela permeabilidade da 
membrana ao Na+; isto faz com que o potencial de repouso fique um pouco mais 
positivo, aproximando-se do potencial de equilíbrio do Na+.
Distribuição dos íons através da membrana do axônio
�É por meio do fechamento ou 
abertura de um canal iônico que 
um íon pode entrar ou sair da 
célula;
�A permeabilidade da 
membrana a um íon depende da 
condutância a este íon, ou seja, 
da quantidade de canais iônicos 
abertos.
�Canais iônicos são seletivos,
isto é, neles só passa um tipo de 
íon específico. Por exemplo, os 
canais iônicos de Cl- não 
transportam K+ e os canais de 
K+ não transportam Cl-.
O canal iônico é o responsável pela alteração da 
permeabilidade da membrana celular
�Despolarização: é o 
aumento (fica mais positivo) 
do potencial de membrana 
em relação ao potencial de 
repouso.
�Repolarização: é o retorno 
(diminuição da voltagem) do 
potencial de membrana ao 
seu potencial de repouso 
normal após a ocorrência de 
uma despolarização. 
�Hiperpolarização: é a 
diminuição (fica mais 
negativo) do potencial de 
membrana em relação ao 
potencial de repouso.
�Potencial de ação: é a 
rápida ocorrência conjunta 
dos fenômenos acima. 
Variações do potencial de membrana
�Os canais de Na+ são voltagem-
dependentes, isto é, podem abrir-se 
devido a um pequeno aumento do 
potencial de membrana (de cerca de -
10mV).
�O potencial de membrana 
correspondente à abertura dos canais 
de Na+ equivale ao limiar de excitação 
da célula (cerca de -60mV). 
�Quando os canais de Na+ abrem-se, 
o Na+ é fortemente empurrado para o 
interior da célula pelas forças de 
difusão e pressão eletrostática. A 
entrada do Na+ torna o interior da 
célula mais positivo e desencadeia o 
potencial de ação.
Porque ocorre o período refratário dos canais de Na+?
� Os canais de Na+ possuem dois 
portões chamados de M e H;
� No potencial de repouso o 
portão H está aberto e o portão M 
está fechado (a);
� O período inicial da 
despolarização abre o portão M o 
que permite a passagem do Na+ 
através do canal iônico;
� Quando a despolarização atinge 
a voltagem de cerca de +50 mV o 
portão H se fecha e impede a 
passagem de Na+ (b);
� O período de hiperpolarização 
final (c) fecha o portão M;
� O retorno ao potencial de 
repouso abre novamente o portal 
H e torna o neurônio pronto para 
outro potencial de ação.
� O potencial de ação segue a 
lei do tudo-ou-nada:
1. Ou o potencial de ação 
ocorre ou não ocorre;
2. Uma vez produzido ele 
segue até o fim do axônio;
3. A amplitude (voltagem) do 
potencial de ação não 
diminui ao longo do axônio.
� A propagação do potencial de 
ação é ativa (consome 
energia) e depende 
diretamente da abertura e 
fechamento dos canais de 
Na+ e K+.
A condução do potencial de ação no axônio
A condução do potencial despolarizante subliminar
� A voltagem do potencial 
despolarizante subliminar decresce 
devido a 3 fatores:
1. A corrente não é regenerada em 
cada segmento do axônio;
2. Há uma dissipação da voltagem 
através da membrana; 
3. A corrente elétrica sofre uma 
resistência produzida pelo 
axoplasma.
� A propagação da despolarizaçãosubliminar é passiva (sem gasto 
energético) e não depende da 
abertura ou fechamento de canais de 
Na+ e K+;
A condução saltatória ocorre devido à mielinização do axônio
� A ausência de contanto com o 
líquido extracelular nas 
porções mielinizadas 
(internodos) impede a 
ocorrência de troca iônicas 
entre os meios. Nestes locais 
só ocorrem potenciais 
subliminares;
� Os potenciais de ação são 
desencadeados nos nodos de 
Ranvier pela corrente 
despolarizante propagada no 
internodo anterior (fraca mas 
suficiente para abrir canais de 
Na+);
� Vantagens da condução 
saltatória:
1. Economia de energia;
2. Maior rapidez.
A intensidade do estímulo é determinada pela freqüência dos potenciais de 
ação
A estimulação conjunta de dois neurônios pode potencializar a 
resposta de um terceiro neurônio
Animação 1 – Abertura de canais de Na+ e K+ durante 
passagem do potencial de ação
Animação 2 – Condução do potencial de ação em axônios 
mielinizados e não-mielinizados
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