5 Potencial de ação

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03/04/2013
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Potencial de ação
Nathália Teodoro
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS
DEPARTAMENTO DE FISIOLOGIA E BIOFÍSICA
Potencial de ação
• Para que serve o potencial de ação?
• Estimular a contração muscular
• Estimular a liberação de neurotransmissores
• Estimular a secreção de outras substâncias por células
neurais e neuroendócrinas
Diferença de potencial na membrana
• No organismo → íons (+) e (-)
• Distribuição → cargas elétricas → fluidos intra e extracelular
• K+ → principal cátion intracel.
• Na+ → principal cátion extracel.
• Distribuição não uniforme de íons
Diferença de potencial elétrico
(potencial de repouso)
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Diferença de potencial na membrana
• Todas as células possuem potencial de repouso → negativo
• Devido, principalmente, à difusão do K+ (canais de vazamento)
Diferença de potencial na membrana
Sempre negativo 
em relação ao LEC
• Se estimular a célula e promover abertura de canais de Na+?.
Despolarização celular
• Despolarização: alteração do potencial de membrana para
valores menos negativos.
• Precisa ser forte o bastante para gerar um PA
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Potencial de ação → em gráfico
• Alteração rápida na polaridade do potencial de membrana, de
negativo para positivo, e de volta para negativo.
• Esse ciclo completo dura poucos milisegundos.
-75
• Estímulo limiar: valor mínimo do potencial de membrana em
que vai ocorrer um potencial de ação.
• Potenciais subliminares: valores de potencial de membrana
inferiores ao valor necessário para a produção de um PA.
• PA: tudo-ou-nada
Potencial de ação
Potencial de ação
• Lei do tudo-ou-nada:
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Canais de Na+ dependentes de voltagem
• Possuem 2 portões distintos:
• Portão de ativação (m): abre-se após a despolarização acima
do limiar.
• Portão de inativação (h): fecha-se após a despolarização e
permanece fechado, não permitindo o início de um novo
potencial de ação (período refratário).
Canais de Na+ dependentes de voltagem
Canais de K+ dependentes de voltagem
• Portão n: abre-se após a fase de despolarização (+35 mV),
permitindo saída de K+ (carga positiva) da célula.
• Permanece aberto durante toda fase de repolarização.
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Canais de K+ dependentes de voltagem
Potencial de ação: passo-a-passo
+40
0
-55
-70
ms
m
V
• Estado de repouso:
• Canal de Na+: portão m fechado
portão h aberto
• Canal de K+: fechado
Canal de Na+ Canal de K+
fechado
+40
0
-55
-70
ms
m
V
Canal de Na+ Canal de K+
• Estímulo supraliminar:
• Canal de Na+: portão m aberto
portão h aberto
• Canal de K+: fechado
aberto
Potencial de ação: passo-a-passo
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+40
0
-55
-70
ms
m
V
Canal de Na+ Canal de K+
• Fase de despolarização:
• Canal de Na+: portão m aberto
portão h aberto
• Canal de K+: fechado
aberto →→→→ influxo de Na+
Potencial de ação: passo-a-passo
+40
0
-55
-70
ms
m
V
Canal de Na+ Canal de K+
• Overshoot (pico do PA):
• Canal de Na+: portão m aberto
portão h fechado
• Canal de K+: aberto
inativado
Potencial de ação: passo-a-passo
+40
0
-55
-70
ms
m
V
Canal de Na+ Canal de K+
• Fase de repolarização:
• Canal de Na+: portão m aberto
portão h fechado
• Canal de K+: aberto →→→→ saída de K+
inativado
Potencial de ação: passo-a-passo
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+40
0
-55
-70
ms
m
V
Canal de Na+ Canal de K+
• Fase de hiperpolarização:
• Canal de Na+: portão m fechado
portão h aberto
• Canal de K+: aberto →→→→ saída de K+
fechado
Potencial de ação: passo-a-passo
+40
0
-55
-70
ms
m
V
• Estado de repouso:
• Canal de Na+: portão m fechado
portão h aberto
• Canal de K+: fechado
Canal de Na+ Canal de K+
fechado
Potencial de ação: passo-a-passo
Potencial de ação: passo-a-passo
• Abertura e fechamento de canais de Na+ e canais de K+
dependentes de voltagem:
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+40
0
-55
-70
ms
m
V
• Etapas do PA:
1. Repouso
2. Despolarização
3. Repolarização
4. Hiperpolarização
Potencial de ação: passo-a-passo
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2 3
4 1
Períodos refratários do PA
• Após o disparo de um PA, a célula necessita de um tempo antes
de disparar um próximo PA → Período refratário
• Período refratário absoluto:
não é possível disparar um
novo PA independente da
intensidade do estímulo.
• Período refratário relativo:
pode-se disparar um novo
PA com um estímulo mais
forte que o normal.
Propagação do potencial de ação
• O PA acontece numa região da membrana e se propaga:
condução eletrotônica (transmissão passiva das diferenças de
voltagem ao longo da membrana)
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Propagação do potencial de ação
• O PA acontece numa região da membrana e se propaga:
condução eletrotônica (transmissão passiva das diferenças de
voltagem ao longo da membrana)
Propagação do potencial de ação
• O PA acontece numa região da membrana e se propaga:
condução eletrotônica (transmissão passiva das diferenças de
voltagem ao longo da membrana)
• Bainha de mielina → condução saltatória
Propagação do potencial de ação
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• Bainha de mielina → condução saltatória
Propagação do potencial de ação
• Bainha de mielina → condução saltatória
Propagação do potencial de ação
• PA se deve basicamente a: corrente de Na+
corrente de K+
• Vários venenos atuam nos canais de Na+ e canais de K+
Substâncias que interferem no PA
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• Tetrodotoxina:
• Bloqueia canais de Na+
• Impede que o PA seja gerado
• Paralisa o organismo que a ingere → fatal
• Encontrada nas gônadas e tecidos viscerais do peixe Baiacu
• Encontrado em alguns anfíbios. Ex: sapo dourado
Substâncias que interferem no PA
• Saxitotoxina:
• Bloqueia canais de Na+ → semelhante a tetrodoxina
• Produzida por dinoflagelados (algas) → maré vermelha
• Contaminam peixes e bivalves
Substâncias que interferem no PA
• PA em neurônios se deve basicamente a:
• corrente de Na+
• corrente de K+
Potencial de ação
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• PA no músculo cardíaco é mais complexo:
• Envolve um maior nº de condutâncias iônicas
• corrente de Na+
• corrente de K+
• corrente de Ca2+
Potencial de ação no músculo cardíaco
• Condutância iônica no PA cardíaco:
Potencial de ação no músculo cardíaco
• Período refratário absoluto: Impede que o coração entre em “tetania”
Potencial de ação no músculo cardíaco
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• O SNC controla os batimentos cardíacos?
• O que acontece se eu remover o coração do organismo?
• O coração possui:
• Automatismo: capacidade de iniciar seu próprio batimento
• Ritmicidade: regularidade na atividade marcapasso
• Nó sinoatrial:
• Principal marcapasso do coração
Potencial de ação “marcapasso”
• 4: Canais de Na+ dependentes de voltagem: se abrem quando o
potencial de membrana se torna mais negativo que -50.
• 0 : Canais de Na+ ficam inativados e os canais de Ca2+ se abrem
• 3: Abertura dos canais de K+ dependentes de voltagem
Potencial de ação “marcapasso”
4
0 3
PA no músculo cardíaco x PA “marcapasso”