ELETROFISIOLOGIA DA MEMBRANA PLASMÁTICA

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Eletrofisiologia da Membrana Plasmática
Potenciais elétricos da membrana plasmática
• Potencial de equilíbrio iônico
• Potencial de repouso da MP
• Potencial de ação (PA)
Potencial de equilíbrio iônico
Refere-se à diferença de potencial na membrana plasmática para
um determinado íon de acordo com o seu gradiente de eqúilíbrio 
Obtém-se aplicando a equação de Nernst-Planck
Ex = R.T.ln[X]e
F.z [X]i
Onde:
R = 8,314 J.K-1.mol-1
T = ºC + 273K
F = 9,65x104 C.mol-1
z = nº carga do íon
[X]e = concentração do íon X no LEC
[X]i = concentração do íon X no LIC
• Refere-se ao potencial de equilíbrio 
eletroquímico da membrana plasmática
• Aplica-se a equação de Goldman
Potencial de repouso (Em)
Em = R.T ln PNa[Na+]e + PK[K+]e + PCl[Cl-]e
F PNa[Na+]i + PK[K+]i + PCl[Cl-]i
Microeletrodo
TÉCNICA de PATCH-CLAMP
Potencial de Ação (PA)
Célula
+
+
Potencial de Equilíbrio Despolarização Repolarização Hiperpolarização
Potencial de Ação
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
LEC LIC
+ +
-75mV
--
+
+
+
+
+
+
+ +
-
-
-
--
-
-
-
+30mV
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-20mV
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-90mV
Etapas do Potencial de Ação (PA)
E
Repolarização (R)
Overshoot
H
►Despolarização (D) D
Restabelecimento 
da polarização
►Repolarização (R)
►Hipepolarização (H)
►Restabelecimento do 
Potencial de Repouso
Em (mV)
Tempo (ms)
Potencial limiar
0
-65
-75
Potencial de AçãoIntensidade 
do estímulo
Potencial limiar
Potenciais 
sublimiares
• Resposta Tudo ou Nada
• Período refratário
» Absoluto
» Relativo
Propriedades do Potencial de ação
Propagação do PA no neurônio
Fibras nervosas amielínicas
Impulso nervoso = PA
0,5 – 1 m/s
Fibras nervosas mielínicas
Propagação do impulso nervoso
saltatório
70 – 90 m/s
PROPAGAÇÃO DO IMPULSO NERVOSO
Transmissão sinaptica
ELÉTRICA
Através das junções do tipo gap, que estão presentes nas células
epiteliais, da glia e musculares lisa e cardíaca. 
QUÍMICA
Quando a transmissão sináptica ocorre por intermédio de 
um neurotransmissor entre células nervosas ou ainda entre 
neurônios e células efetoras (muscular e glandular). 
Exemplos de neurotransmissores: acetilcolina, dopamina, glutamato,
glicina, GABA, noradrenalina, adrenalina, serotonina
PA
Terminação
Pré-sináptica
CAM
quinase II
calmodulina
Sinapto
tagmina
Neurotransmissor
Vesícula
Área ativa
Fenda
sináptica
Receptor
Ionotrópico
Receptor
metabolotrópico Acoplamento
Sinapse química
CAM 
quinase II
Sinapsina
Zona de adesão
Área ativa
Translocação
Via de sinalização
Potencial Pós-sinaptico
POTENCIAL PÓS-SINÁPTICO EXCITATÓRIO (PPSE)
Quando o potencial pós-sináptico for despolarizante
Em (mV)
Tempo (ms)
Potencial limiar
0
-65
-75
PP
SE
1
PP
SE
2
PP
SE
3
PA pós-sináptico
Potencial Pós-sinaptico
POTENCIAL PÓS-SINÁPTICO INIBITÓRIO (PPSI)
Quando o potencial pós-sináptico for hiperpolarizante
Em (mV)
Tempo (ms)
Potencial limiar
0
-65
-75
PPSI1
PPSI2
Somação de Potenciais Pós-sinapticos
• Somação Espacial
• Somação Temporal
AxônioPPSE
PA1
PA2
PA3
PPSE1
PPSE2
PPSE3
Fluxo 
eletrônico
Cone
axônico
Dendrito
Soma
Somação Espacial
PA
PA1
PA2
PAA
Fluxo 
eletrônico
Dendrito
Soma
PPSE1
PPSE2
PPSE
PA
Somação Temporal
Neurotransmissor
Despolarização
Propagação do Potencial Ação
Abertura de canais iônicos
de potássio e/ou cloreto
Hiperpolarização
Fluxo eletrônico 
hiperpolarizante
PA1
PA2
PPSE
PPSI
PPSE + PPSI
Neurônio 3
Neurônio 1
Neurônio 2
Influência do PPSI na excitação pós-sinaptica
Neurotransmissores e seus receptores
Neurotransmissores
Ionotrópicos
Metabolotrópicos
Excitatórios – geram PPSE
Inibitórios – geram PPSI
Receptores
Receptor pós-sinaptico
IONOTRÓPICO
LEC
LIC
ACh
ACh
ACh
ACh
ACh
ACh
ACh
ACh - acetilcolina
Neurotransmissor
Receptor nicotínico
ACh
ACh
ACh
ACh
ACh
ACh
ACh
ACh
LEC
LIC
Receptor nicotínico
PPSI
LEC
LIC
GABA
Receptor GABAA, GABAc
Cl-
Receptor pós-sinaptico
METABOLOTRÓPICO
Via segundos mensageiros ativados pela proteína G 
Via do AMPc
Via do IP3
Ca+2
Abertura dos canais de Ca+2
PTN Gs
AC - Adenilciclase
PKA - Proteinoquinase A
Neurotransmissor Receptor
Neurotransmissor
ligado ao receptor
LEC LEC
LIC LIC
Via do 3,5 Monofosfato cíclico de Adenosina (AMPc)
Gs (s) – ATIVA ADENILCICLASE
Gi (i) – INATIVA ADENILCICLASE
Receptores
2
1-2
PL
C

Neurotransmissor
LEC
LIC
PIP2
IP3
IP3
IP3
DAG
Canal de Ca+2
Retículo
endoplasmático
Citossol
PKC
H+
Na+
Via do Inositol trifosfato (IP3)
Membrana 
plasmática
Ca+2
Canal de Ca+2
Voltagem-depedente
Íons Ca+2PLC – fosfolipase C PIP2 – fosfaditilinositol 4,5- bifosfato
IP3 – inositol 1,4,5- trifosfato
DAG – diacilglicerol
PKC – proteinoquinase C
Receptor
Gq
M1, M3, 1
Proteínas Gs ou Gi também podem ativar a abertura de canais iônicos
R
Gs
R
Gi
Ca+2
K+
LEC
LIC
R - Receptor
Neurotransmissor
Neurotransmissor
M2
Sub-unidade 
2
Receptores pós-sinaptico
Neurotransmissor Receptor P Na+ P K+ P Ca2+ P Cl- 3,5 AMPc IP3/DAG
Acetilcolina Nicotínico
M1
M2
M3
 








Ácido -aminobutírico
GABA
GABAA
GABAC
GABAB  



Glutamato AMPA
NMDA

  
Glicina Receptor de 
glicina

Noradrenalina, 
adrenalina
1(A-D)
2(A-C)
1-2








Serotonina 5-HT1
5-HT2
5-HT3
5-HT4-7
 






M
us
ca
rín
ic
o
Interrupção da sinapse
• Mudança conformacional do receptor
• Hidrólise do neurotransmissor
• Difusão do neurotransmissor pelo interstício e/ou 
retorno à célula pré-sináptica (terminal axônico)
• Internalização do receptor por endocitose
• Ligação do neurotransmissor a um receptor na 
membrana do terminal pré-sináptico (auto-receptor)
Noradrenalina
Terminal axônico
Ca+2
Receptores adrenérgicos
DIFUSÃO
“Down regulation”
Ca+2
Recaptação
Receptor pré-sináptico
Vesícula pré-sináptica
LEC
LIC
CÉLULA EFETORA
Membrana
plasmática
AcetilcolinaTerminal axônico
Ca+2
Receptores colinérgicos
Ca+2
Recaptação
Vesícula pré-sináptica
LEC
LIC
Fibra muscular 
AchE
DIFUSÃO
COLINA
ACETIL
“Down regulation”