Prof. Onofre - Liq. Corporais - Potencial de Equilibrio

Prévia do material em texto

Pontifícia Universidade Católica de Goiás
Departamento Biomedicina
Fisiologia I
Prof. Onofre Ferreira de Carvalho
Líquidos Corporais e 
Potenciais Elétricos
Compartimentos líquidos do organismo
LEC
(33%)
LIC 
(67%)aquoso
Plasma 
(20%)
Liq.tecidual
(intersticial)
(80%)
LEC LIC
Cátion: sódio (Na+) Cátions: potássio (K+) e 
magnésio (Mg++) 
Ânions: cloretos (Cl-) e 
bicarbonato (HCO3-) 
Ânions: fosfatos (PO4) e 
proteínas, ATP...
Ca++ = 4x mais que o LIC Ca++ = [ ] baixíssima 
pH mais alto = básico pH mais baixo = ácido 
� O2, CO2, glicose, ác. graxos, aa e substâncias excretadas pelos rins. 
� Osmolalidade (qtde de sto) do LEC =LIC = 300 mOsm
Diferenças entre LEC e LIC
Potenciais elétricos da célula 
(equilíbrio, repouso e ação)
• As soluções eletrolíticas existentes tanto 
dentro (LIC) quanto fora (LEC) das células 
possui cerca de 150 a 160 mEq/L de íons 
+ e - . 
• Existe um discreto aumento de íons –
(ânions) no interior da membrana e de 
íons + (cátions) no exterior. Essa 
diferença de carga, ou de potencial 
denomina-se potencial de membrana. 
1) POTENCIAL DE EQUILÍBRIO
É uma voltagem teórica 
que seria produzida de 
um lado a outra da 
membrana quando 
apenas um íon fosse 
capaz de difundir-se.
Ânios
fixos (-)
K+ K+ K+
K+ (atração elétrica)
K+
(difusão)
Potencial de Equilíbrio do K
(-90 mV)
-
+
Força de difusão Força campo Elétrico EQUILIBRIO 
DE FORÇAS
K+ rico no interior 
pelo mecanismo de 
difusão tende a ir 
para meio externo.
Com a saída de íons K+, 
cria um acúmulo de 
cargas neg. gerando 
um campo elétrico 
contrário a saída de 
mais K+.
GERAÇÃO DA DIFERENÇA DE POTENCIAL ELÉTRICO 
Potenciais de Difusão - Potássio
1) POTENCIAL DE EQUILÍBRIO
2) POTENCIAL DE
MEMBRANA DE 
REPOUSO
O termo repouso é
utilizado para descrever 
o potencial de 
membrana quando ele 
não está transmitindo 
impulso, contraindo, 
secretando, etc..
2)Potencial de Membrana de Repouso
O potencial de repouso da membrana (Em) depende:
� da permeabilidade específica da membrana para cada 
íon diferente.
� da relação entre as concentrações de cada íon nos dois 
lados da membrana.
� *uma alteração da permeabilidade a qualquer íon alterará
o potencial de membrana, principalmente o K.
Fibras Nervosas e Musculares = -55 e -100 mV
Fibras Musculares = -30 e -50 mV
ORIGEM E FORMAÇÃO
�Distribuição desigual dos íons 
especialmente o potássio
�Membrana não é completamente 
permeável
ATP
3Na+
2K+
ADP+
Pi
Cl-
K+
Na+
2)Potencial de Membrana de Repouso
2)Potencial de Membrana de Repouso
ParticipaParticipaçção da Naão da Na++--KK++ ATPaseATPase
O potencial de repouso da membrana (Em) deriva do fluxo de 
íons a favor de seus gradientes de concentração, pois eles 
NÃO estão em equilíbrio através da membrana.
Porém, Em é sempre CONSTANTE, e sua manutenção 
depende da atividade da bomba Na+-K+ ATPase .
BOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIO
- Move Na e K contra seus gradientes eletroquímicos
- gasto de energia
Origem do potencial de membrana
1. Contribuição do potencial de difusão de K+ e 
Cl- (a memb. é muito permeável ao K+ e Cl-)
2. Contribuição da difusão de Na+ através da 
memb. (a memb. é quase impermeável ao 
Na+)
3. Contribuição, por transporte ativo, da bomba 
Na+ e K+
3) POTENCIAL DE AÇÃO
�São rápidas alterações no potencial de membrana e é
desencadeado por estímulos diferentes sobre células 
excitáveis.
� Cada potencial de ação inicia-se por alteração abrupta 
do potencial negativo normal de repouso para um 
potencial de membrana positivo e termina com a volta 
ao potencial negativo anterior.
Ex.: os sinais nervosos são transmitidos por potenciais de 
ação. O potencial de ação em uma típica célula excitável 
dura apenas alguns milésimos de segundo e pode ser 
dividido nas seguintes fases:
Animação
Estágio de despolarização
• é a 1ª fase
• aumento na permeabilidade aos íons Na+ 
(grande influxo do Na+ do LEC p/ LIC por 
difusão simples)
• O potencial de membrana neste estágio 
passa a ser positivo (± +40mV). 
CARACTERÍSTICAS DO CANAL DE SÓDIO
VOLTAGEM DEPENDENTES
Estágio de repolarização:
• é a 2ª fase
• permeabilidade aos íons Na+ retorna ao normal
e aumento na permeabilidade aos íons K+
(grande efluxo de K+ do LIC p/ LEC)
• íons Na+ vão sendo transportados ativamente 
para o LEC, pela bomba de Na/K. 
• O potencial de membrana neste estágio passa a 
ser ligeiramente mais negativo do que no estado 
de repouso da célula.
Estágio de repouso
• é a 3ª e última fase
• permeabilidade aos íons K+ retorna ao 
normal e a célula rapidamente retorna às 
suas condições normais.
• A membrana é dita “polarizada” por causa 
do potencial de membrana negativo. 
Animação
Potencial de Membrana
Membrana do neurônio (axônio) - proteínas:
1 - Bombas Iônicas - mantêm o potencial elétrico basal entre os 
lados externo e interno da membrana;
2 - Canais Iônicos - que modificam o gradiente eletroquímico nos 
2 lados, cujos poros alteram sua permeabilidade aos íons,
em resposta à sinais específicos provenientes de:
a - canais controlados por ligantes - sinapses;
b - canais controlados por voltagem - K+, Na+ e Cl- - despolarização
explosiva leva à alteração dos canais - Potential de Ação
- canais vazantes de K+ mais numerosos
- canais de Na+ e Cl- - menos numerosos
c - bomba Na+ / K+ - auxiliam na manutenção do potencial de repouso
Neurônio polarizado - sem estímulo
- Potencial de Repouso = -70mV
- Interior - é menos positivo - > K+
- Exterior - mais positivo - > Na+ e Cl-
Variação de Conformação de Canal Iônico,
segundo Potencial de Membrana
Canais iônicos sensíveis à voltagem
Dinâmica do Canal de Sódio Voltagem dependente
1 – Membrana em repouso – canal de sódio fechado
2 – Impulso nervoso – pot. de membrana modificado, canal de sódio abre
3 – Despolarização da membrana – canal aberto, mas bloqueado
4 – Membrana se repolariza e canal se fecha
CANAIS DE VOLTAGEMCANAIS DE VOLTAGEM--DEPENDENTEDEPENDENTE
Potencial de Ação - ** Caracterizado por 
uma despolarização explosiva que leva à alteração 
dos canais
** canais vazantes de K+ - por serem mais numerosos,
permitem o fluxo livre do íon para o exterior,
que fica com saldo ligeiramente mais positivo
+ + + +
+ + + 
REVISANDO
** o estímulo leva a abertura dos canais de Na+
levando ao seu influxo naquele local. 
** eventualmente a superabundância de Na+ no 
interior da célula leva a inversão do potencial de 
repouso - Despolarização
+++++++
+++++
** A situação anterior resulta no fechamento dos 
canais de Na+ durante 1 a 2 ms - Período refratário.
** Durante este período os canais de K + se abrem
permitindo a saída de K+ 
- Recupera-se o potencial de repouso
* pode haver um período de hiperpolarização
* uma vez o potencial de repouso recuperado os 
canais de K+ se fecham e o periodo refratário
termina.
Mecanismos iônicos do Potencial de Ação
Potencial de ação
Condutância do Na
Condutância do K
Potencial de repouso 
da membrana
Potencial de equilíbrio 
do sódio
Potencial de equilíbrio 
do potássio
POTENCIAIS DE AÇÃO DE 3 TIPOS CELULARES
Limiar: é o potencial de membrana no qual o potencial 
de ação é inevitável. Quando a corrente de influxo 
despolariza a membrana até o limiar, significa que ela 
vai produzir um potencial de ação (15 a 30 mV).
Resposta em Resposta em tudotudo--ouou--nadanada
Atinge o A Potencial 
Limiar Ação
Potencial Estímulo
Repouso Resposta
Não atinge B Despolarizante
Limiar LocalizadaTipos de respostas
A
• Promove uma inversão 
de polaridade 
significativa
• A intensidade de 
propagação é
constante (amplitude 
não diminui)
• Amplitude não aumenta 
com o aumento da 
intensidade estímulo.
B
• Baixa inversão
• Ocorre variação de 
amplitude de 
potencial entre o 
ponto de 
aplicação do 
estímulo e o 
microeletrodio de 
registro.
Propriedades dos Potenciais de Ação
Período refratário absoluto = 
é o período durante o qual 
outro PA não pode ser 
gerado.
Período refratário relativo = 
persiste até que o potencial 
de membrana retorne ao 
repouso.
Acomodação = quando uma 
fibra é despolarizada 
lentamente, o limiar pode ser 
ultrapassado sem o 
acontecimento de um 
potencial de ação. As 
comportas de inativação dos 
canais Na estão fechadas 
pela despolarização.
Condução do Potencial de Ação
Efeito do tamanho da fibra na velocidade de Condução
Quanto maior o diâmetro da fibra, menor a resistência 
interna e maior a velocidade de condução ao longo da fibra. 
Condução do Potencial de Ação
Efeito da mielinização na velocidade de Condução
Mielina é um isolante em torno dos axônios e ↑ a 
velocidade de condução.
Condução saltatória
Animação