Roteiro Aula Prática MetaNeuron

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ROTEIRO DE OBSERVAÇÕES - PROGRAMA METANEURON
PROF. DR. ALBERT SCHIAVETO DE SOUZA
O limiar do potencial de ação.
Varie a amplitude do "Estímulo 1". Qual o efeito que isto tem sobre a resposta celular? O que é o limiar da amplitude do estímulo (em µA) para iniciar um potencial de ação? O estímulo limiar é melhor medido pelo ajuste da amplitude do estímulo em incrementos de 0,1 µA até que este seja o suficiente para iniciar um potencial de ação.
O efeito do potencial de equilíbrio para o sódio sobre o pico do potencial de ação.
Varie o potencial de equilíbrio do sódio do valor inicial de 50mV até 80mV, de 5 em 5mV e mensure o pico do potencial de ação, colocando o cursor sobre o pico do potencial e pressionando o botão esquerdo do mouse. Qual o efeito que o potencial de equilíbrio do sódio tem sobre o pico do potencial de ação? Por que isso acontece? Em relação à concentração externa de sódio, o que pode fazer com que o potencial de equilíbrio para o sódio seja mais positivo?
O efeito do potencial de equilíbrio para o potássio sobre o estímulo necessário (amplitude do estímulo) para se gerar um potencial de ação.
Com os valores iniciais do software, diminua o potencial de equilíbrio para o potássio (mais negativo) até que o estímulo de 65µA não seja mais suficiente para gerar um potencial de ação. Qual é este potencial de equilíbrio para o potássio (uma casa após a vírgula)?
Aumente amplitude do estímulo para 70µA. Agora diminua o potencial de equilíbrio para o potássio (mais negativo) até que o estímulo de 70µA não seja mais suficiente para gerar um potencial de ação. Qual é este potencial de equilíbrio para o potássio (uma casa após a vírgula)?
Faça o mesmo para um estímulo de 75 µA.
Que conclusões podem ser retiradas deste experimento?
Efeito da temperatura na geração de potenciais de ação.
Os sintomas de esclerose múltipla são causados pela falha de condução devido à desmielinização dos axônios do SNC. Os sintomas da esclerose múltipla são atenuados por redução da temperatura corporal central de um paciente quando os sintomas são exacerbados por uma subida na temperatura corporal induzida por exercício. MetaNeuron pode ser usado para investigar o efeito da temperatura sobre a geração do potencial de ação. Começando com os valores dos parâmetros padrão, ajustar a amplitude do estímulo para que ele fique logo abaixo do limiar para iniciar um potencial de ação. Agora varie a temperatura. Até quanto a temperatura deve ser baixada para evocar um potencial de ação? Começar de novo a partir dos valores dos parâmetros padrão, ajustar a amplitude do estímulo de modo que ele fique logo acima do limiar para iniciar um potencial de ação. Quanto a temperatura deve ser elevada para bloquear o início do potencial de ação? Em um paciente com bloqueio de condução, reduzindo a sua temperatura corporal irá restaurar a condução através da redução do limiar para a geração do potencial de ação. Por que baixando a temperatura se reduz o limiar para a geração do potencial de ação?
Período refratário absoluto e relativo após um potencial de ação.
O programa MetaNeuron pode ser usado para medir o tempo de período refratário , que segue um potencial de ação. Dois pulsos de estímulo são utilizados para determinar a alteração no limiar que ocorre durante o período refratário. A amplitude do primeiro estímulo é definida como aquele logo acima do limiar que evoque um potencial de ação. A amplitude desse estímulo deve permanecer fixa. O segundo estímulo, que é inicialmente definido como um tempo de 6 ms depois o primeiro estímulo, é usado para determinar a alteração no limiar do axônio. A amplitude do segundo estímulo deve ser ajustada até que ela seja apenas suficientemente forte para evocar um segundo potencial de ação. Esta amplitude de estímulo constitui uma medida do limiar do axônio. Quanto mais elevado o limiar do axônio, mais forte deverá ser o estímulo necessário para desencadear o segundo potencial de ação. Começando com os valores dos parâmetros padrão, defina "Sweep Duration" para 10 ms e "Amplitude do estímulo 1” para 150 µA. Cheque o Box do “Estímulo 2” e ajuste-o para que ele ocorra após 6 ms. Em seguida ajuste a amplitude do “Estímulo 2” até que seja ela seja suficiente para evocar um potencial de ação. Esta é a amplitude limiar para aquele tempo decorrido para o segundo estímulo. Reduza o tempo para o segundo estímulo para 5 ms e mais uma vez ajuste a amplitude até ao nível de limiar. Repita esta medida para estímulos após 4, 3, 2 e 1 ms. Conforme o tempo para o segundo estímulo se aproximar de 1 ms, reduzir o tempo em incrementos menores para que a relação entre a amplitude limite versus o tempo para o segundo estímulo possa ser determinada de forma mais precisa. Note que para tempos menores, o segundo potencial de ação torna-se menor e não se caracteriza como um evento "tudo ou nada". Use o bom senso para julgar quando realmente o potencial de ação é evocado. Construa um gráfico plotando a amplitude do segundo estímulo em função do tempo para o segundo estímulo. O gráfico ilustra o tempo do período refratário após um potencial de ação. Qual é a duração do período refratário absoluto e do período refratário relativo, com base nessa experiência?
Efeito da condutância máxima para o sódio sobre o pico do potencial de ação e o intervalo de tempo entre estímulo e pico do potencial de ação.
Usando a condutância máxima para o sódio inicial (260mS/cm2) mensure o pico do potencial de ação e o tempo para o pico, colocando o cursor sobre o pico do potencial e pressionando o botão esquerdo do mouse. Faça as mesmas mensurações com condutâncias máximas para o sódio de 270 a 370mS/cm2, em incrementos de 10mS/cm2 Qual o efeito da condutância máxima para o sódio sobre o pico do potencial de ação e o intervalo de tempo entre estímulo e pico do potencial de ação? Por que isso acontece?
Efeito da condutância máxima para o potássio sobre o pico do potencial de ação e o intervalo de tempo entre estímulo e pico do potencial de ação.
Usando a condutância máxima para o potássio inicial (70mS/cm2) mensure o pico do potencial de ação e o tempo para o pico, colocando o cursor sobre o pico do potencial e pressionando o botão esquerdo do mouse. Faça as mesmas mensurações com condutâncias máximas para o sódio de 71 a 75mS/cm2, em incrementos de 1mS/cm2. Qual o efeito da condutância máxima para o potássio sobre o pico do potencial de ação e o intervalo de tempo entre estímulo e pico do potencial de ação? Por que isso acontece?
Efeito da tetrodotoxina (TTX) e da tetraetilamonio (TEA) sobre o potencial de ação.
Selecione a caixa para tetrodotoxina (TTX) e da tetraetilamonio (TEA) e verifique o que acontece com a geração do potencial de ação frente ao estímulo? E com o potencial de repouso da célula? Por que isso acontece? Onde estas drogas atuam?
Aplicando uma corrente contínua no neurônio.
Começando com os valores dos parâmetros padrão, defina "Sweep Duration" para 25ms e "Amplitude do estímulo 1” para 0µA. Em seguida ajuste a amplitude do “Holding” para 9, 10, 20, 40, 80 e 160µA. O que acontece com a geração de potenciais de ação? Por que isso acontece? O que acontece com o pico dos potenciais de ação? Por que isso acontece?