Aula 1 Fisiologia Celular

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FISIOLOGIA 
CELULAR 
Prof. Fábio Fidélis 
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FISIOLOGIA 
O QUE É FISIOLOGIA? 
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FISIOLOGIA 
 Introdução 
Ao longo da maior parte da história registrada os humanos têm-se 
“interessado” em entender como seus corpos “funcionam”... 
 
Para tratar DOENÇAS e LESÕES de modo apropriado devemos primeiro 
entender o corpo humano em seu “ESTADO SAUDÁVEL” 
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FISIOLOGIA 
 Introdução 
O objetivo da FISIOLOGIA é explicar os fatores: 
físicos e químicos responsáveis: 
origem / desenvolvimento / progressão da vida 
 
Cada tipo de vida, desde um simples vírus até 
a maior árvore ou o complexo ser humano possui características 
próprias funcionais ... 
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FISIOLOGIA 
 Introdução 
 A fisiologia (do grego physis = natureza, função ou funcionamento; e logos = 
palavra ou estudo) é o ramo da biologia que estuda as múltiplas funções 
mecânicas, físicas e bioquímicas nos seres vivos. 
 De forma geral, se estuda o funcionamento dos sistemas celulares e 
orgânicos (nervoso, endócrino, cardiovascular, respiratório, renal, digestivo e 
reprodutor) de seres vivos sadios, bem como suas interações entre si e com o 
meio ambiente. 
 De uma forma mais sintética, a fisiologia estuda o funcionamento do 
organismo. 
 A fisiologia é a base da prática em saúde, um entendimento sólido de seus 
fundamentos é essencial para qualquer estudante da área de saúde. 
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FISIOLOGIA HUMANA 
 A Fisiologia Humana se baseia no estudo da função das células e dos órgãos 
que compõe um sistema. 
• Fisiologia Celular 
• Sistema Nervoso 
• Sistema Endócrino 
• Sistema Circulatório 
• Sistema Digestório 
• Sistema Excretor 
• Sistema Reprodutor 
 Introdução 
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FISIOLOGIA HUMANA 
 O QUE É CÉLULA? = unidade “viva” básica 
 O QUE É ÓRGÃO? = agregado de células mantidas “unidas” por suporte 
“INTERCELULAR” 
 O corpo inteiro contém cerca de 100 TRILHÕES de células 
 “quase” todas com capacidade de se reproduzir e até regenerar 
 
Em todas as células o OXIGÊNIO reage com: 
CARBOIDRATOS / PROTEÍNAS / LIPÍDIOS 
(geração de ENERGIA) 
 Organização Funcional do Corpo 
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FISIOLOGIA HUMANA 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 Célula 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 1. Nucléolo 
 2. Núcleo celular 
 3. Ribossomas 
 4. Vesícula 
 5. Retículo endoplasmático rugoso 
 6. Complexo de Golgi 
 7. Citoesqueleto 
 8. Retículo endoplasmático liso 
 9. Mitocôndria 
 10. Vacúolo 
 11. Citoplasma (composto de Citosol) 
 12. Lisossomo 
 13. Centrossoma 
 14. MEMBRANA PLASMÁTICA 
 Organelas Celulares 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 Organelas Celulares 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 É o envoltório celular, constituída por lipídeos (fosfolipídeos e colesterol) 
proteínas e carboidratos, organizadas na forma de bicamada lipídica com 
proteínas inseridas (modelo mosaico fluido). 
 
 A membrana é uma estrutura dinâmica que permite as células interagirem 
com outras células, com moléculas do meio, além de controlar a passagem de 
substâncias para dentro e para fora das células (permeabilidade seletiva). 
 Membrana Celular (Plasmática) 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 Membrana Celular (Plasmática) 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 Permeabilidade da Membrana: 
• A membrana celular controla o que entra e o que sai da célula. 
• A Bicamada lipídica é permeável a pequenas moléculas não polares, sem 
carga, mas é impermeável aos íons e moléculas polares. 
• Proteínas integrais podem servir a passagem de pequenas substâncias 
polares, com carga, como os íons e a glicose. 
• O Transporte através de proteínas é altamente seletiva 
 Membrana Celular (Plasmática) 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 Membrana Celular (Plasmática) 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 Membrana Celular (Plasmática) 
Liquido Extracelular : LEC 
(Meio Externo) 
Líquido Intersticial 
Plasma 
 
Líquido Intracelular: LIC 
(Meio Interno) 
Líquido Intracelular 
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 Membrana Celular (Plasmática) 
Liquido Extracelular : LEC 
(Meio Externo) 
Líquido Intersticial 
Plasma 
 
Líquido Intracelular: LIC 
(Meio Interno) 
Líquido Intracelular 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 Membrana Celular (Plasmática) 
• Origem dos Nutrientes: 
- Sistema Respiratório 
- Sistema Digestório 
 
• Metabolismo Hepático 
 
• Sistema Renal (excretor) 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 Membrana Celular (Plasmática) 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 Comportamento dos líquidos e solutos na célula 
 Meio Interno <<< DIFERENÇAS DE COMPOSIÇÃO >>> Meio Externo 
 (Água, Macromoléculas, Íons e Pequenas Moléculas não carregadas) 
 
 Devido a essa diferença na composição dos meios interno e externo, vários 
produtos entram e saem da célula continuamente... 
 ... essa entrada e saída estabelece um EQUILÍBRIO DINÂMICO 
(HOMEOSTASIA) entre as moléculas dentro e fora da célula e isto pode ser 
demonstrado através dos princípios de DIFUSÃO e OSMOSE... 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 Comportamento dos líquidos e solutos na célula 
 DIFUSÃO: transporte de um soluto entre 2 compartimentos através de uma 
membrana permeável (permite a passagem de líquido e soluto). 
Quantidade IGUAL de Moléculas = SEM MOVIMENTAÇÃO 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 Comportamento dos líquidos e solutos na célula 
 DIFUSÃO: 
Quantidade DIFERENTE de Moléculas = MOVIMENTAÇÃO (reestabelecimento [ ]) 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 Comportamento dos líquidos e solutos na célula 
 OSMOSE: é o fluxo de água que ocorre entre 2 compartimentos através de 
uma membrana semipermeável (permite a passagem de líquido - água), sendo a 
tendência da água fluir do meio menos concentrado de solutos para o meio 
mais concentrado de solutos. 
Quantidade IGUAL de Moléculas = SEM MOVIMENTAÇÃO 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 Comportamento dos líquidos e solutos na célula 
 OSMOSE: 
Quantidade DIFERENTE de Moléculas = MOVIMENTAÇÃO (reestabelecimento [ ]) 
O Fluxo resultante de água pode ser interrompido caso seja aumentada a 
pressão no compartimento mais concentrado (PRESSÃO OSMOÓTICA). 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 Comportamento dos líquidos e solutos na célula 
 OSMOSE: 
A Pressão Osmótica de uma solução depende muito mais do número de partículas 
dissociadas do que a carga elétrica da partícula e seu tamanho (Glicose, Sódio, etc)... 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 Comportamento dos líquidos e solutos na célula 
 TONICIDADE: o volume celular pode sofrer alterações dependendo da 
tonicidade na qual a solução onde a célula está emergida se encontra. Diferença 
de concentração de solutos em uma solução. 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 Comportamento dos líquidos e solutos na célula 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 O Transporte de substâncias através das membranas é essencial a vida 
celular. 
 As substâncias atravessam as membranas de forma: 
• Não Mediada: Pela Bicamada lipídica sem a participação de proteínas. 
• Mediada: Com o auxílio de Proteínas canais e transportadoras (carreadoras). 
• Passiva: A favor de gradientes(concentração e eletroquímico). 
• Ativa: Contra gradientes (concentração e eletroquímico). 
 Transporte através das Membranas Celulares 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 DIFUSÃO SIMPLES: É o transporte no qual moléculas lipofílicas transitam 
livremente pela membrana plasmática sem o auxílio de membranas 
transportadoras. 
 Transporte através das Membranas Celulares 
Extracelular 
Intracelular  Etapa Limitante: 
[ ] Concentração do Produto no Meio 
(+) Concentrado = (+) Transporte / ( - ) Concentrado = ( - ) Transporte 
Não necessitam de 
CARREADORES 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 TRANSPORTE PASSIVO: É o transporte no qual, moléculas hidrofílicas 
transitam através da membrana plasmática por intermédio de uma proteína 
carreadora SEM GASTO de Energia. 
 Esse transporte SEMPRE ocorre A FAVOR do Gradiente de Concentração e 
Gradiente Eletroquímico, por se tratar de um transporte SEM GASTO de Energia. 
 Existem 2 Tipos: 
• MEDIADO por Carreadores: Moléculas NEUTRAS. 
• MEDIADO por Canais: Moléculas CARREGADAS. 
 Transporte através das Membranas Celulares 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 TRANSPORTE PASSIVO: 
 Transporte através das Membranas Celulares 
Extracelular 
Intracelular 
GLUT = Glucose Transporter = Transportador de Glicose 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 TRANSPORTE PASSIVO: 
 Transporte através das Membranas Celulares 
Extracelular 
Intracelular 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 TRANSPORTE PASSIVO: 
 As Proteínas Carreadoras e os Canais Iônicos, podem transportar os 
solutos tanto para dentro como para fora da célula de diferentes (3) Maneiras: 
• UNIPORTE: Transporte de uma ÚNICA molécula para dentro ou para fora 
• SIMPORTE: Duas moléculas são transportadas em conjunto para dentro 
ou para fora. 
• ANTIPORTE: Uma molécula é transportada para dentro e ao mesmo tempo 
outra molécula é transportada para fora (troca). 
 Transporte através das Membranas Celulares 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 TRANSPORTE PASSIVO: 
 Transporte através das Membranas Celulares 
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 TRANSPORTE PASSIVO: 
 Etapas Limitantes do Transporte: 
• [ ] Concentração do Produto no Meio: semelhante a Difusão Facilitada. 
• Ativação do Transportador: independente a concentração do Produto, os 
transportadores NECESSITAM estarem ativados para ocorrer o transporte. 
• Disponibilidade do Transportador: se NÃO EXISTIR o transportador para 
determinada substância, ela não será transportada. 
 Transporte através das Membranas Celulares 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 TRANSPORTE ATIVO: É o transporte de íons ou moléculas não carregadas 
através da membrana plasmática por intermédio de proteínas carreadoras COM 
GASTO de Energia, esse transporte acontece CONTRA os gradientes de 
concentração e eletroquímico. 
 
 Em algumas ocasiões, a célula PRECISA expulsar determinadas moléculas ou 
íons do seu interior CONTRA os gradientes, sendo assim, a célula GASTA 
ENERGIA para realizar esse processo. 
 Transporte através das Membranas Celulares 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 TRANSPORTE ATIVO: 
 BOMBA de Sódio (Na+) e Potássio (K+) = Na+/K+ ATPase 
• A tendência natural do Na+ é ENTRAR na célula devido aos gradientes de 
concentração e eletroquímico. 
• A tendência natural do K+ é SAIR na célula devido aos gradientes de 
concentração e eletroquímico. 
• Porém, a Bomba de Na+/K+ faz o transporte INVERSO, o que leva naturalmente 
ao GASTO de Energia, ou seja, ela consome ATP para vencer os gradientes. 
 Transporte através das Membranas Celulares 
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 TRANSPORTE ATIVO: 
 Transporte através das Membranas Celulares 
Extracelular 
Intracelular 
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 TRANSPORTE ATIVO: 
 Semelhante ao transporte Passivo, no transporte Ativo também existem 
as diferentes maneiras de transporte (SEMPRE COM GASTO DE ENERGIA): 
• UNIPORTE: Transporte de uma ÚNICA molécula para dentro ou para fora 
• SIMPORTE: Duas moléculas são transportadas em conjunto para dentro 
ou para fora. 
• ANTIPORTE: Uma molécula é transportada para dentro e ao mesmo tempo 
outra molécula é transportada para fora (troca). 
 Transporte através das Membranas Celulares 
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FISIOLOGIA CELULAR 
 TRANSPORTE ATIVO: 
 Etapas Limitantes do Transporte: 
• [ ] Concentração do Produto no Meio: semelhante a Difusão Facilitada. 
• Ativação do Transportador: independente a concentração do Produto, os 
transportadores NECESSITAM estarem ativados para ocorrer o transporte. 
• Disponibilidade do Transportador: se NÃO EXISTIR o transportador para 
determinada substância, ela não será transportada. 
• Energia Disponível para o Transporte: Sem ATP não ocorre o Transporte. 
 Transporte através das Membranas Celulares 
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FISIOLOGIA 
 Claude Bernard (Francês) – 1860  Pai da Fisiologia Moderna. 
 Homeostasia = Equilíbrio Dinâmico. 
 Trata-se da capacidade de manter o equilíbrio biológico. 
 
Os princípios da homeostase estarão sempre sendo apresentados e discutidos 
na medida em que avançamos nos estudos da Fisiologia. 
 
Você entenderá que manter a HOMEOSTASE é manter o equilíbrio 
necessário à vida  SAÚDE 
 HOMEOSTASIA 
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FISIOLOGIA 
 É o fenômeno de células excitáveis como NEURÔNIOS e MIÓCITOS, e 
consiste numa rápida despolarização , seguida pela repolarização do 
Potencial de Membrana. 
 Os Potenciais de Ação são o mecanismo básico de TRANSMISSÃO 
DE INFORMAÇÃO no sistema nervoso e em todos os tipos de músculos. 
 
 Fenômeno (lei) do TUDO ou NADA. 
 Potencial de Ação da Célula 
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FISIOLOGIA 
 LEI DO TUDO OU NADA 
 A estimulação de um neurônio segue a lei do tudo ou nada. Isso 
significa que ou o estímulo é suficientemente intenso para excitar o 
neurônio, desencadeando o potencial de ação, ou nada acontece. 
 NÃO EXISTE potencial de ação mais forte ou mais fraco; ele é 
igual independente da intensidade do estímulo. O menor estímulo capaz 
de gerar potencial de ação é denominado estímulo limiar. 
 Potencial de Ação da Célula 
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FISIOLOGIA 
 Tópicos: 
 Estágios do potencial de ação da célula; 
• Despolarização – início e propagação; 
• Repolarização; 
• Hiperpolarização. 
 
*Potencial Eletroquímico da Célula em repouso = -90mV 
 Potencial de Ação da Célula 
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 Potencial de Ação da Célula 
Potenciais 
Eletroquímicos (E) 
da célula e dos Íons 
 
Concentração [ ] mM 
Na+ > [ ] Fora 
K+ > [ ] Dentro 
Cl - > [ ] Fora 
 
 
 Gradientes: 
Concentração (mM) 
Eletroquímico (mV) 
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 Potencial de Ação da Célula 
Repouso = -90mV 
 
Despolarização = +35mV 
 
Repolarização = -90mV 
 
Hiperpolarização < -90mV 
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 Potencial de Ação da Célula 
• Potencial de Repouso 
• Potencial Limiar 
• Despolarização 
• Repolarização 
• Hiperpolarização 
 
 
• Período refratário 
ABSOLUTO 
• Período refratário 
RELATIVO 
 
• Principais Íons: 
Na+, K+ e Cl - 
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FISIOLOGIA 
Propagação do impulso nervoso 
 O potencial de ação que se 
estabelece na área da membrana 
estimulada perturba a área vizinha, 
levando à sua despolarização. O 
estímulo provoca, assim, uma onda de 
despolarizações e repolarizaçõesque 
se propaga ao longo da membrana 
plasmática do neurônio. Essa onda de 
propagação é o impulso nervoso. 
 Potencial de Ação da Célula 
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FISIOLOGIA 
 Potencial de Ação da Célula 
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FISIOLOGIA 
 O impulso nervoso se propaga em um único sentido na fibra nervosa. DENDRITOS 
sempre conduzem o impulso em direção ao corpo celular. O AXÔNIO, por sua 
vez, conduz o impulso em direção as extremidades, isto é, para longe do corpo 
celular. 
 Potencial de Ação da Célula 
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FISIOLOGIA 
 DESPOLARIZAÇÃO: 
• Normalmente, a parte interna (interior) da membrana é NEGATIVA e a 
parte externa (exterior) POSITIVA. 
• É o processo no qual a célula inverte momentaneamente a polaridade 
da membrana plasmática (interior mais POSITIVO e exterior mais 
NEGATIVO). 
• Nesse processo, ocorre a entrada do íon Sódio (Na+) para promover a 
despolarização da célula 
 Potencial de Ação da Célula 
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FISIOLOGIA 
 DESPOLARIZAÇÃO: 
 Potencial de Ação da Célula 
• Canal de Na+ 
QUÍMICO 
dependente 
 
• Atingido o 
POTENCIAL LIMIAR, 
outros canais são 
ativados 
 
• Canal de Na+ 
VOLTAGEM 
dependente 
Extracelular 
Intracelular 
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FISIOLOGIA 
 REPOLARIZAÇÃO: 
 
• É o processo pelo qual a célula retorna ao seu potencial de repouso 
após a despolarização. 
• Nesse processo ocorre a saída dos íons sódio (Na+) e potássio (K+) 
com reequilíbrio de ambos pela Bomba de Na+/K+ (Na+/K+ ATPase). 
 Potencial de Ação da Célula 
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FISIOLOGIA 
 REPOLARIZAÇÃO: 
 Potencial de Ação da Célula 
• Canal de Na+ 
VOLTAGEM 
dependente 
 
• Canal de K+ 
VOLTAGEM 
dependente 
 
• Bomba de Na+/K+ 
(Na+/K+ ATPase). 
Extracelular 
Intracelular 
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FISIOLOGIA 
 REPOLARIZAÇÃO: 
 Potencial de Ação da Célula 
• Canal de Na+ 
VOLTAGEM 
dependente 
 
• Canal de K+ 
VOLTAGEM 
dependente 
 
• Bomba de Na+/K+ 
(Na+/K+ ATPase). 
Extracelular 
Intracelular 
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FISIOLOGIA 
 HIPERPOLARIZAÇÃO: 
 
• É o processo no qual a célula polariza ainda mais o seu interior a partir 
do seu potencial de repouso. 
• Neste processo estão envolvidos a saída do Íon Potássio (K+) e 
entrada do Íon Cloreto (Cl-). 
 Potencial de Ação da Célula 
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FISIOLOGIA 
 HIPERPOLARIZAÇÃO: 
 Potencial de Ação da Célula 
• Canal de Cl- 
QUÍMICO 
dependente 
 
• Canal de K+ 
QUÍMICO 
dependente 
Extracelular 
Intracelular 
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FISIOLOGIA 
 HIPERPOLARIZAÇÃO: 
 Potencial de Ação da Célula 
• Canal de Cl- 
QUÍMICO 
dependente 
 
• Canal de K+ 
QUÍMICO 
dependente 
Extracelular 
Intracelular 
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FISIOLOGIA 
 CARACTERÍSTICAS DOS POTENCIAIS DE AÇÃO: 
• Amplitude e formatos estereotípicos: cada potencial de ação normal de 
tipo celular dado parece idêntico, despolariza no mesmo potencial e repolariza 
no mesmo potencial de repouso. 
• Propagação: o potencial de ação em um sítio, provoca a despolarização dos 
sítios adjacentes, trazendo-os ao limiar. A propagação dos potenciais de ação 
não os diminui. 
• Resposta TUDO ou NADA: o potencial de ação ocorre ou não ocorre. Se a 
célula excitável é despolarizada até o limiar, a ocorrência do potencial de ação 
é INEVITÁVEL. Caso não atinja o limiar, NÃO ocorre o potencial de ação. 
 Potencial de Ação da Célula