Potenciais de Membrana e Biofísica da Sinapse

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4/11/2013
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Potenciais de MembranaPotenciais de MembranaPotenciais de MembranaPotenciais de Membrana
biofísica da sinapse biofísica da sinapse biofísica da sinapse biofísica da sinapse 
Fátima Pereira de SouzaFátima Pereira de SouzaFátima Pereira de SouzaFátima Pereira de Souza
ROTEIROS 
Potenciais artificiais 
Bioeletrogênese
Potencial de repouso
Potencial de ação
Biofísica da sinapse
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�Existe potenciais elétricos em todas as membranas de
virtualmente todas as células do corpo;
� Algumas células como as células do sistema nervoso e
dos músculos são capazes de gerar impulsos
eletroquímicos que modificam com rapidez a sua
membrana e esses impulsos são usados para
transmitir sinais por toda membrana nos nervos e
músculos.
As células vivas apresentam um diferença de potencial
entre os dois lados da membrana. Com o interior sempre
negativo e o exterior sempre positivo. A origem destes
potenciais é uma distribuição assimétrica de íons
especialmente Na+, K+, Ca++, Cl- e HP04
=
Os potencias existe sob das formas principais:
A-Potencial de Repouso ou estado fixo, mais ou menos
em estado estacionário;
B-Potencial de Ação, que é uma variação e propagação
brusca do potencial, e pode conduzir importantes
mensagens.
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Eletrodos 
Impolarizáveis: Possuem cargas próprias negativas e positivas, 
apenas o excesso de carga e detectado.
A polarização de um eletrodo é o acumulo de cargas opostas as que 
estão sendo medidas e que abaixam o potencial verdadeiro (A).
polarização Um fio de prata Ag°°°°, recoberto 
de AgCl (cloreto de prata), tem 
essa propriedade: Ag+ positivo 
é Cl- é negativo, o Ag°°°° recolhe 
o potencial que chega
Eletrodo de cloreto de
potássio, cujo par
iônico K+ e Cl- são íons
fisiológicos e possuem
condutividade parecida
Para registro de superfície
como do eletrocardiograma,
os eletrólitos são untados
como uma pasta eletrolítica,
que além de impolarizar,
melhora o contato elétrico.
São utilizados em pares um
ativo (percebe a diferença
de potencial) e o outro de
referencia (sempre o
potencial zero)
2-Oscilocópio: mede as variações de voltagem ou corrente, para 
registro de eletrocardiogramas, eletroencefalograma.
Registra a magnitude e o tempo de cada evento e mostra os pulsos 
positivos de +2mV, durante 1,8ms e em seguida um pulso negativo
de -1 mV com duração de 3,2 mV
O eixo vai medir o tempo do evento, no eixo y (vertical) liga-se o potencial: se o potencias se
eleva, o eixo sobe B, se o potencial abaixa o eixo desce C. utilizando a combinação destes
movimentos podem ser registrados e utilizado para medir com precisão a magnitude e o tempo
de cada evento, mostrando um pulso positivo de +2mV, duração de 1,8ms, seguido de um pulso
de -1mV com duração de 3,2ms.
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Estimuladores e controladores de 
voltagem e corrente 
Estimular os tecidos e observar a reaçao, o estimulo elétrico é o
mais comum. Os choques elétricos variam quanto ao tipo de
corrente, duração e intensidade e são aplicados de modo a não
lesar o sistema.
Potenciais Iônico e Potenciais Bioelétricos
Através do desequilibrio iônicos, é possível a obtençao de potenciais
elétricos de várias naturezas
a)Potenciais não biológicos 
Se a solução em (1) é NaH2 PO4 o
íon Na+ que é menor que H2 PO4
- ,
se difunde mais rapidamente para
o lado (2), e o potencial é
invertido: lado (1) negativo e lado
(2) positivo
b)Potenciais biológicos
por uma associação de mecanismo passivos e ativos, os biossistemas produzem e utilizam
uma variada gama de potenciais elétricos
1-Experiências Fundamental de Biopotenciais
Qdo um milivoltimetro, utilizando eletrodos especiais é aplicado a uma célula pode-se
observar a diferença de potencial (A); qdo se aplica o eletrodo ativo do lado de fora
(A) a diferença mostra o lado externo positivo (+85mV). Qdo o eletrodo ativo e
colocado do lado interno, a diferença é (-85mV) (B).
Esses resultados indicam que a célula examinada deve ter uma distribuição de carga
como em 13.4C.
Lado interno, negativo, lado externo positivo e o gradiente de potencial referido é
85mV. Por convenção o potencial referido é o interno. (-85mV) e externo 0mV (C).
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A distribuição dos íons com carga positivas e negativas no liquido
extracelular, em volta da fibra nervosa, e no liquido dentro da
fibra; observe o alinhamento da cargas negativas ao longo da
superfície interna da membrana e das cargas positivas pela
superfície externa. O painel inferior mostra as alterações
obruptas no potencial de membrana que ocorrem nas
membranas nos dois lados da fibra.
Medida do Potencial de MembranaMedida do Potencial de MembranaMedida do Potencial de MembranaMedida do Potencial de Membrana
Medida do potencial de membrana
da fibra nervosa usando um
microeletrodo
Potencial de Repouso, Potencial Transmembrana 
de Regime Estacionário ou de Estado Fixo
Esse potencial tem sua origem em um mecanismo simples, de alternância 
entre o transporte ativo e transporte passivo de pequenas íons, figura 13.5.
13.5A-(concentrações e tipos de transporte (ativo e passivo)), 13.5B como
ocorre.
1aFase – Os íons Na+ entram passivamente na célula, através do gradiente 
de concentração;
2aFase – a célula expulsa esses íons ativamente, ao mesmo tempo que introduz,
também ativamente, um íon K+
3aFase – esse íon K+ tem grande mobilidade, e volta passivamente, para o lado
externo da membrana, conferindo-lhe carga positiva. Do lado interno, íons fosfato
e especialmente proteínas aniônicas fornecem a carga negativa. 
O íon Cl- acompanha passivamente, por atração elétrica, o íon Na+, e diminui o
potencial elétrico para alguns milivolts, a célula fica polarizada. Como em 13.5C.
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Potencial de membrana causado pela difusão Potencial de membrana causado pela difusão Potencial de membrana causado pela difusão Potencial de membrana causado pela difusão 
A concentração de potássio é maior do lado interno da membrana da fibra nervosa,
mas bastante baixa na sua face externa
� membrana permeável somente ao íon potássio;
� alto gradiente de concentração potássio de dentro para fora;
� íon potássio se difunde para fora;
� leva carga elétrica positiva para o exterior (eletropositivo lado externo e
eletronegativo no lado interno da membrana), pois os anions negativos
permanecem do lado interno
Potencial de membrana: é a diferença entre as superfícies interna e externa
de uma membrana celular quando estão eletricamente carregadas. Esse
potencial é importante para a movimentação dos gradientes de
concentração dos diferentes íons que estão nas regiões intra e extracelular.
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Alta concentração de íons sódio fora da membrana e baixa qtidade do lado de 
dentro
�Carga positiva;
�Membrana permeável somente ao sódio;
�Difusão do sódio para a parte interna (positivo) cria potencial de membrana 
de polaridade oposta; 
�negatividade externa e positividade interna
Potencial de membrana causado pela difusão Potencial de membrana causado pela difusão Potencial de membrana causado pela difusão Potencial de membrana causado pela difusão 
Potencial de difusão Potencial de difusão Potencial de difusão Potencial de difusão 
A) o estabelecimento do potencial de difusão através da membrana da fibra nervosa, causado pela
difusão dos íons potássio de dentro para fora, através da membrana que é seletivamente permeável
somente ao potássio. B) o estabelecimento do potencial de difusão quando a membrana da fibra
nervosa, só é permeável aos íons sódio. Note que o potencial de membrana interno é negativo
quando o potássio se difundem e positivo quando o íon sódio se difundem, em razão dos gradientes
de concentraçãoopostas desses dois íons.
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PotencialPotencialPotencialPotencial dededede RepousoRepousoRepousoRepouso dasdasdasdas membranasmembranasmembranasmembranas dosdosdosdos nervosnervosnervosnervos
Características funcionais da bomba de Na e K e os 
canais de extravasamento de K, Na. ADP, difosfato 
de adenosina; ATP trifosfato de adenosina
Transporte ativo do íons NaTransporte ativo do íons NaTransporte ativo do íons NaTransporte ativo do íons Na+ + + + e Ke Ke Ke K++++
•Bomba eletrogênica (mais cargas são 
bombeadas para fora que para dentro);
•3Na+ para fora e 2 K+ para dentro;
•Déficit de íons positivo na parte de dentro;
•Potencial negativo ao lado de dentro das 
membranas celulares
Extravasamento do potássio e do sódio através da membrana nervosaExtravasamento do potássio e do sódio através da membrana nervosaExtravasamento do potássio e do sódio através da membrana nervosaExtravasamento do potássio e do sódio através da membrana nervosa
�Canal de extravasamento Na/K no lado direito
�Extravasamento de K+, canais são mais permeáveis ao K+ do que ao Na+, cerca de 100x, essa
diferença é importante na determinação do nível do potencial de repouso na membrana.
Canal de extravasamento
Na+ externo 142Eq/l
Na+ interno 14 mEq/l
K+ externo 4Eq/l
K+ interno 140 mEq/l
Origem do Potencial de Repouso Normal Origem do Potencial de Repouso Normal Origem do Potencial de Repouso Normal Origem do Potencial de Repouso Normal 
das Membranasdas Membranasdas Membranasdas Membranas
Contribuição do potencial de difusão do potássio 
Por causa da alta proporção dos íons potássio dentro e fora 35:1 o potencial de NERST
correspondente a essa proporção é de -94milivolts, porque o logaritmo de 35 é 1,54 que,
multiplicado por -61milivolts da -94milivolts.
O estabelecimento do potencial de repouso da membrana nas fibras nervosas quando o 
potencial de membrana é causado somente pela difusão do potássio.
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Origem do Potencial de Repouso Normal Origem do Potencial de Repouso Normal Origem do Potencial de Repouso Normal Origem do Potencial de Repouso Normal 
das Membrandas Membrandas Membrandas Membranas as as as 
Contribuição da difusão do sódio através da membrana Nervosa 
O estabelecimento do potencial de repouso da membrana nas fibras nervosas quando o 
potencial de membrana é causado por ambos os íons sódio e potássio.
Pequena permeabilidade da membrana aos íons sódio causado pela difusão
diminuída dos íons sódio pelos canais de extravasamento de Na/K, a proporção
dos íons sódio dentro e fora é 0,1.
Origem do Potencial de Repouso Normal Origem do Potencial de Repouso Normal Origem do Potencial de Repouso Normal Origem do Potencial de Repouso Normal 
das Membranas das Membranas das Membranas das Membranas 
Contribuição da bomba de sódio-potássio
O estabelecimento do potencial de repouso da membrana nas fibras nervosas quando o 
potencial de membrana é causado tanto pela difusão dos íons potássio e sódio mais o 
bombeamento desses dois íons pela bomba de Na/K.
�Bombeamento continuo de três íons sódio para o
exterior para cada dois íons potássio bombeados para
o interior da membrana;
�Perda continua de carga positiva pelo lado interno da
membrana;
�Criação de grau adicional de negatividade (-
4milivolts) no lado interno, além da produzida pela
difusão.
�-86milivolts+ (-4milivolts) = -90milivolts
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Diversos estímulos podem deflagrar o potencial de ação: químico, elétrico, 
eletromagnético e mecânico, existem células que auto-excitáveis, estas são 
responsáveis pelo inicio dos movimentos biológicos.
Potencial de ação
O potencial de repouso pode ser anulado pela
aplicação de um potencial de mesma magnitude
e polaridade inversa, essa experiência de
anulação local da voltagem esta na figura ao
lado.
Potencial de Ação dos Nervos Potencial de Ação dos Nervos Potencial de Ação dos Nervos Potencial de Ação dos Nervos 
•Os sinais nervosos são transmitidos por potenciais de
ação, que são rápidas alterações do potencial de
membrana que se propagam com grande velocidade por
toda a membrana da fibra nervosa.
�Transferências cargas (+) para o interior da fibra;
�Retorno da carga (+) para o exterior, ao seu término
Estágios sucessivos do potencial de ação são:
1)Estagio de repouso: (membrana polarizada) -90
milivolts (+ exterior e – interior da membrana)
2)Estágio de despolarização: membrana subitamente
permeável aos íons sódio, sódio que se difunde para o
interior do axônio que esta polarizado e imediatamente
é neutralizado pelo influxo de sódio aumentando o
potencial para positivo (despolarização).
3)Estágio de repolarização: a rápida difusão dos íons
potássio para o exterior restabelece o potencial de
repouso negativo da membrana.
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OsOsOsOs CanaisCanaisCanaisCanais dededede SódioSódioSódioSódio eeee PotássioPotássioPotássioPotássio ReguladosReguladosReguladosRegulados pelapelapelapela VoltagemVoltagemVoltagemVoltagem
O canal de Na+ regulado pela Voltagem
Ativação e Inativação do Canal
• Abertura externa do canal, referida como comporta
de ativação, e a outra perto da abertura interna do
canal, referida como comporta de inativação
•Inativação do canal: o mesmo aumento da voltagem
faz com que o canal se abra faz com que se feche ou
seja inativado.
Ativação do Canal de Sódio
•Qdo o potencial de membrana se torna menos
negativo que durante o estado de repouso,
aumentando de -90mV até zero, atinge a voltagem (-70
a -50mV) faz alteração conformacional da proteína o
canal totalmente aberto, conhecida como estado
ativado, os íons sódio podem ser derramados pelo
canal, aumentando a permeabilidade da membrana ao
sódio por 500 a 5.000 vezes. Varia de -90 a +35mV
Características de canais reguladores pela
voltagem do sódio (acima) e potássio (abaixo),
mostrando sucessivas ativações e inativações
dos canais de sódio e a ativação demorada dos
canais de potássio, quando o potencial de
membrana foi alterado do valor normal
negativo de repouso para um valor positivo.
OsOsOsOs CanaisCanaisCanaisCanais dededede SódioSódioSódioSódio eeee PotássioPotássioPotássioPotássio ReguladosReguladosReguladosRegulados pelapelapelapela VoltagemVoltagemVoltagemVoltagem
O Canal de Potássio Regulado pela Voltagem e sua
Ativação
2 estados: durante o estado de repouso (a
esquerda), e durante o final de um potencial de
ação (a direita).
Qdo o potencial de membrana aumenta de -90mV
para zero, essa variação da voltagem provoca
abertura conformacional da comporta, permitindo
aumento da difusão do K+ para fora, por meio
destes canais. Devido a lentidão da abertura dos
canais de K+ eles se abrem quando os canais de Na+
estão fechando.
Características de canais reguladores pela voltagem do
sódio (acima) e potássio (abaixo), mostrando
sucessivas ativações e inativações dos canais de sódio
e a ativação demorada dos canais de potássio, quando
o potencial de membrana foi alterado do valor normal
negativo de repouso para um valor positivo.
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Resumo dos Eventos Causadores do Resumo dos Eventos Causadores do Resumo dos Eventos Causadores do Resumo dos Eventos Causadores do 
Potencial de AçãoPotencial de AçãoPotencial de AçãoPotencial de Ação
Alterações da condutância de sódio e potássio durante o curso do potencial de ação. A
condutância do sódio aumenta por vários milhares de vezes durante os estágios iniciais
do potencial de ação, enquanto a condutância do potássio só aumenta cerca de 30 vezes
durante os estágios finais do potencial de ação por um pequeno período após.
Propagação do Potencial de AçãoPropagação do Potencial de AçãoPropagação do Potencial de AçãoPropagação do Potencial de Ação
Propagaçãodo potencial de ação em 
ambas as direções pela fibra condutora
A - fibra nervosa em repouso normal;
B-fibra nervosa que foi estimulada na sua região
central - região de permeabilidade aumentada para
o sódio - circuito local;
C, D - Os canais de sódio, nessas novas áreas
imediatamente se abrem, e o potencial de ação se
alastra
Essas novas áreas despolarizadas, produzem, por
sua vez, outros circuitos locais de fluxo de corrente
em áreas adjacentes da membrana, causando,
progressivamente, mais e mais despolarização. Essa
transmissão de despolarização por uma fibra
nervosa muscular = impulso nervoso ou muscular
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Potenciais de ação rítmicos (em milvolts) semelhante aos registrados no centro de controle rítmico
do coração. Note suas relações com a condutância do potássio e com o estado de hiperpolarização
Ritmicidade de Alguns Tecidos Excitáveis Ritmicidade de Alguns Tecidos Excitáveis Ritmicidade de Alguns Tecidos Excitáveis Ritmicidade de Alguns Tecidos Excitáveis ––––
Descarga Repetitiva Descarga Repetitiva Descarga Repetitiva Descarga Repetitiva 
1) O batimento rítmico do coração;
2) O peristaltismo rítmico dos intestinos;
3) Alguns eventos neuronais como controle do 
ritmo da respiração.
Descargas repetitivas espontâneas
ocorrem normalmente no coração na 
maior parte dos músculos lisos e 
neurônios do sistema nervoso central
Ritmicidade de Alguns Tecidos Excitáveis Ritmicidade de Alguns Tecidos Excitáveis Ritmicidade de Alguns Tecidos Excitáveis Ritmicidade de Alguns Tecidos Excitáveis ––––
Descarga Repetitiva Descarga Repetitiva Descarga Repetitiva Descarga Repetitiva 
Processo de reexcitação necessário para a ritmicidade espontânea ocorre entre -60 e -
70milivolts esta não é voltagem negativa suficiente para manter os canais de sódio e
cálcio fechados por essa razão:
Sequencia de eventos:
1)Alguns íons sódio e cálcio fluem para dentro;
2)Isso aumenta a voltagem da membrana na direção positiva, o que aumenta ainda 
mais a permeabilidade da membrana;
3)Ainda mais íons fluem para dentro;
4) A permeabilidade aumenta mais e mais , até que o potencial de ação seja gerado, 
então ao final do potencial de ação a membrana se repolariza. Em seguida se 
despolariza e assim sucessivamente.
Atinge o estado de hiperpolarização e entra num limiar.
Alta condutividade do potássio.
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Características Especiais da transmissão dos Características Especiais da transmissão dos Características Especiais da transmissão dos Características Especiais da transmissão dos 
Sinais nos Troncos NervososSinais nos Troncos NervososSinais nos Troncos NervososSinais nos Troncos Nervosos
Corte transversal de pequenos troncos nervosos
contendo fibras mielinizantes e amielinizantes
Fibras delgadas = amielinicas
Fibras calibrosas = mielinicas
Características Especiais da transmissão dos Características Especiais da transmissão dos Características Especiais da transmissão dos Características Especiais da transmissão dos 
Sinais nos Troncos NervososSinais nos Troncos NervososSinais nos Troncos NervososSinais nos Troncos Nervosos
Fibras nervosa amielinizadas e mielinizadas 
Função da célula de Schwann no isolamento das fibras
nervosas. A=revestimento da membrana da célula de Schwann,
em torno de um axônio calibroso para formar a bainha de
mielina da fibra nervosa mielinizada. B=revestimento parcial
da membrana e do citoplasma da célula de Schwann em torno
de várias fibras nervosas amielinizadas.
O cerne central da fibra é o axônio, 
e a membrana do axônio é a 
membrana que de fato, que conduz o 
potencial de ação
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Características Especiais da transmissão dos Sinais Características Especiais da transmissão dos Sinais Características Especiais da transmissão dos Sinais Características Especiais da transmissão dos Sinais 
nos Troncos Nervososnos Troncos Nervososnos Troncos Nervososnos Troncos Nervosos
Condução saltatória de nodo a nodo nas fibras Mielinizadas
Duas importâncias da condução saltatoria:
1)Ao fazer com que o processo de despolarização pule longos trechos ao longo do eixo
da fibra nervosa nas fibras mielinizadas em 50 vezes
2)A condução saltatoria conserva energia para o axônio, porque somente os nodos se
despolarizam, permitindo talvez apenas perda de íons até 100 vezes menor da que
seria necessário, e, por conseguinte requerendo metabolismo menos intenso para
restabelecer as diferenças de concentração de sódio e potássio através da membrana,
após uma serie de impulsos.
Características Especiais da transmissão dos Sinais Características Especiais da transmissão dos Sinais Características Especiais da transmissão dos Sinais Características Especiais da transmissão dos Sinais 
nos Troncos Nervososnos Troncos Nervososnos Troncos Nervososnos Troncos Nervosos
Condução saltatória pelo axônio mielinizado. O fluxo de corrente elétrica de 
nodo é indicado pelas setas
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Excitação Excitação Excitação Excitação –––– o Processo de Geração do o Processo de Geração do o Processo de Geração do o Processo de Geração do 
Potencial de AçãoPotencial de AçãoPotencial de AçãoPotencial de Ação
Efeito de voltagem crescente do estimulo para produzir
um potencial de ação. Note o desenvolvimento de
potenciais subliminares agudos quando os estímulos
estão abaixo do valor limiar necessário para produzir um
potencial de ação.
Biofísica da sinapse 
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Sinapse são as regiões de comunicação entre os neurônios, ou mesmo
entre neurônios e células musculares e epiteliais glandulares.
pré-sináptico = secreta o neurotransmissor
pós-sináptico = recebe a ação do neurotransmissora 
Esquelética
JUNÇOES NEUROMUSCULARES: sinapses entre o neurônio e a célula JUNÇOES NEUROMUSCULARES: sinapses entre o neurônio e a célula JUNÇOES NEUROMUSCULARES: sinapses entre o neurônio e a célula JUNÇOES NEUROMUSCULARES: sinapses entre o neurônio e a célula 
muscularmuscularmuscularmuscular
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Química - Quase todas as sinapses para a transmissão de sinais do Sistema
Nervoso Central do ser humano. O primeiro neurônio secreta uma
substancia química neurotransmissora na sinapse, e esse
neurotransmissor, por sua vez atua sobre proteínas receptoras na
membrana do próximo neurônio para exitalá-la, para inibi-la ou para
modificar a sua sensibilidade (acetilcolina, nerepinefrina, histamina, ácido
gama-aminobutirico (GABA), a glicina, a serotonina e glutamato).
Física - Caracterizado por canais abertos diretos do liquido que conduzem
a eletricidade da célula para a próxima. (Junção abertas ou comunicantes)
que permite o livre movimento de íons do interior de uma célula para a
próxima
*Potenciais transmitidos por fibras musculares, músculo liso visceral,
músculo cardíaco.
Tipos de Sinapses Tipos de Sinapses Tipos de Sinapses Tipos de Sinapses ---- Química e FísicaQuímica e FísicaQuímica e FísicaQuímica e Física
Sinapse: local de comunicação 
entre neurônios ou entre 
neurônios e outras células
(músculos, por ex.)
MIOFIBRILAMIOFIBRILAMIOFIBRILAMIOFIBRILA
MITOCÔNDRIASMITOCÔNDRIASMITOCÔNDRIASMITOCÔNDRIAS
NeurotransmissoresNeurotransmissoresNeurotransmissoresNeurotransmissores
Fenda SinápticaFenda SinápticaFenda SinápticaFenda Sináptica
Vesículas SinápticasVesículas SinápticasVesículas SinápticasVesículas Sinápticas
Potencial de AçãoPotencial de AçãoPotencial de AçãoPotencial de Ação
AxônioAxônioAxônioAxônio
ProteínasProteínasProteínasProteínas
receptorasreceptorasreceptorasreceptoras
SINAPSE QUIMICA
Neurotransmissores:
Acetilcolina, adrenalina, 
dopamina, serotonia
Presença de mediadores químicos Controle e modulação da
transmissão Lenta
QUIMICA
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1. Chegada do impulso nervoso
ao terminal
2. Abertura de Canais de Ca
Voltagemdependentes
3. Influxo de Ca (2o mensageiro)
4. Exocitose dos NT
(neurotransmissores)
5. Interação NT- receptor pós-
sinaptico causando abertura de
canais iônicos NT dependentes
6.Os NT são degradados por 
enzimas 
http://www.blackwellpublishing.com/matthews/nmj.html
http://www.blackwellpublishing.com/matthews/neurotrans.html
MECANISMO DA NEUROTRANSMISSÃO QUÍMICAMECANISMO DA NEUROTRANSMISSÃO QUÍMICAMECANISMO DA NEUROTRANSMISSÃO QUÍMICAMECANISMO DA NEUROTRANSMISSÃO QUÍMICA
Sinapses ElétricasSinapses ElétricasSinapses ElétricasSinapses Elétricas
As sinapses elétricas são diferentes
das sinapses químicas porque
acoplam neurônios eletricamente.
Nesse tipo de sinapse as membranas
das células pré-sináptica e pós-
sináptica estão a uma distancia de 2 a
3 nm.
Sem mediadores químicos
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As membranas dos dois neurônios pré e pós-sinápticos estão bem próximas, e estão
conectados por uma junção comunicante (gap junction). Essas junções apresentam
pares canais precisamente alinhados nos neurônios pré e pós-sinápticos, de forma
que cada par forma um poro, conforme o diagrama abaixo. Esse poros são maiores
que os poros dos canais dependentes de voltagem. Proteínas específicas de
membrana, chamadas conexons ligam os dois neurônios, formando um túnel
molecular entre as duas células. As sinapses elétricas funcionam permitindo o fluxo
passivo de corrente iônica através dos poros de um neurônio para outro.
Sinapses Elétricas
A sinapse elétrica apresenta maior rapidez,
quando comparada com a sinapse química.
Um sinal pós-sináptico é observado em uma
fração de milisegundo, após a geração do
potencial de ação pré-sináptico. Sinapses
elétricas também são usadas para sincronizar
a atividade de populações de neurônios,
como em neurônios de secreção de hormônio
localizados no hipotálamo de mamíferos.
Neurônio motor típico, exibindo terminações pré-sinápticas
no corpo celular e nos dendritos, note também o axônio único.
F
o
n
te
: 
G
u
y
to
n
&
 H
a
ll
, 
2
0
1
0Dendritos
Soma
Axônio
Neurônio motor
O neurônio motor recebe um
impulso nervoso, que é um
estímulo elétrica, através dos
dendritos que passa para o
corpo celular do neurônio. Esse
impulso segue para o axônio,
local onde haverá a
despolarização e gerará um
potencial de ação na célula
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Botões terminais, botões, pés terminais ou
botões sinápticos.
– Vesícula de neurotransmissor
– Quando um potencial de ação se espalha sobre a terminação pré-sináptica, a
despolarização da membrana faz com que um número pequeno de vesículas se
esvazia na fenda. O neurotransmissor liberado provoca alteração das
características de permeabilidade da membrana pós-sináptica, levando a
excitação ou inibição do neurônio pós-sináptico, dependendo das características
do receptor.
Anatomia fisiológica 
da sinapse
Terminações PréTerminações PréTerminações PréTerminações Pré----SinápticasSinápticasSinápticasSinápticas
F
o
n
te
: 
G
u
y
to
n
&
 H
a
ll
, 
2
0
1
0
As terminações préAs terminações préAs terminações préAs terminações pré----sinápticas podem ser:sinápticas podem ser:sinápticas podem ser:sinápticas podem ser:
.
Exitatório = Secretam substancias transmissoras que excitam o neurônio pós-
sináptico. Ocorre assim a despolarização da membrana pós-sináptica,
como por exemplo as sinapses entre neurônios motores e o músculo
esquelético
Initatório = Secretam uma substancia transmissora que
inibi o neurônio pós- sináptico. Ocorre assim a
hiperpolarização da membrana pós-sináptica. Os
neurotransmissores mais comuns em sinapses
inibitórias de vertebrados são o ácido γ-
aminobutírico (GABA) e glicina. As células pós-
sinápticas das sinapses inibitórias apresentam
canais de cloro dependentes ligantes. Quando
esses canais são ativados por um
neurotransmissor, eles podem hiperpolarizar a
membrana pós-sináptica. Assim há uma
probabilidade menor de lançamento de um
potencial de ação..
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Fonte: Purves et al., Vida. A ciência da Biologia. 6a. Ed. Artmed editora, 2002 (pg. 787).
Substancias envolvidasSubstancias envolvidasSubstancias envolvidasSubstancias envolvidas
na sinapsena sinapsena sinapsena sinapse
1. Abertura dos canais de sódio, para permitir que
grande número de cargas elétricas positivas
fluam para o interior da célula pós-sináptica.
Isso eleva o potencial de membrana na
direção positiva para perto do clímax da
excitação;
2. Depressão da condução pelos canais de cloreto
ou de potássio ou de ambos. Isso abaixa a
difusão de íons cloreto para o interior do
neurônio pós-sináptico ou dificulta a difusão
do potássio para o exterior. O potencial
interno é mais excitatório;
3. Várias alterações do metabolismo interno da
célula para excitar a atividade celular ou
aumentar o número de receptor excitatório ou
em diminuir o número de receptores
inibitórios.
Receptores Excitatórios e Inibidores na Receptores Excitatórios e Inibidores na Receptores Excitatórios e Inibidores na Receptores Excitatórios e Inibidores na 
Membrana PósMembrana PósMembrana PósMembrana Pós----SinápticaSinápticaSinápticaSináptica
ExcitaçãoExcitaçãoExcitaçãoExcitação InibiçãoInibiçãoInibiçãoInibição
1. Abertura dos canais iônicos do cloreto
através da molécula receptora, rápida
difusão Cl- do exterior do neurônio pós-
sináptico para o interior, conduzindo
carga negativa para o interior
2. Aumento da condutividade dos íons
potássio para fora do neurônio;
3. Ativação de enzimas receptoras que
inibem funções metabólicas celulares,
aumentando os receptores sinápticos
inibitórios e inibe receptores excitatório.
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Sinapse inibitória
Dificultam o potencial de ação
Sinapse excitatória
“ facilitam” o potencial de
ação
Transferindo informações dos neurônios para Transferindo informações dos neurônios para Transferindo informações dos neurônios para Transferindo informações dos neurônios para 
outras células pósoutras células pósoutras células pósoutras células pós----sinápticosinápticosinápticosináptico
Acetilcolina = secretada pelos neurônios em varias áreas do encéfalo, na maioria
das vezes tem efeito excitatório, entretanto sabe-se que tem efeito inibitório
em algumas terminações nervosas parassimpáticas periféricas, p. ex., inibição
do córtex pelo nervo vago.
Neurotransmissor Neurotransmissor Neurotransmissor Neurotransmissor ---- AcetilcolinaAcetilcolinaAcetilcolinaAcetilcolina
Acetilcolina
Receptor da Acetilcolina
w
w
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0
0
6
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Potencial de Repouso da Membrana do corpo 
celular do Neurônio
�potencial de repouso de –65mV
�a voltagem mais baixa é importante
porque permite o controle, tanto positivo
como negativo do grau de excitabilidade
do neurônio.
Distribuição dos íons sódio, potássio e cloreto 
através da membrana
do corpo celular neuronal: origem do potencial de 
membrana origem 
do potencial de membrana intrassomal 
Grandes fibras nervosa periféricas e fibras musculares de músculo esquelético= PR = -90mV
� O potencial de repouso da membrana no corpo celular = -65mV
� O interior do soma contém solução eletrolíticas altamente condutora, o líquido
intracelular do neurônio.
� O efeito da excitação sináptica sobre a membrana pós-sináptica – gera potencial
excitatório pós-sináptico - causado pelo aumento da permeabilidade do sódio
(Na+ se difunde rapidamente)
� PPSE = potencial excitatório pós-sináptico
� PPSE aumenta até gerar o potencial de ação no neurônio
� O limiar de excitação do neurônio é mostrado como sendo (-45mV), o que
representa PPSE de mais 20mV isto é 20mV mais positivo que o potencialneural
de repouso de –65mV
Distribuição Uniforme do Potencial Elétrico Distribuição Uniforme do Potencial Elétrico Distribuição Uniforme do Potencial Elétrico Distribuição Uniforme do Potencial Elétrico 
no Interior do Somano Interior do Somano Interior do Somano Interior do Soma
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Potencial Excitatório PósPotencial Excitatório PósPotencial Excitatório PósPotencial Excitatório Pós----sinápticosinápticosinápticosináptico
Três estados de um neurônio. A- Neurônio em repouso, com potencial intra-neural normal de -65
milivolts, B- neurônio em um estado excitado, com um potencial intra-neural menos negativo (-45
milivolts), ocasionado pelo efluxo do íon potássio, pelo influxo do íon potássio, pelo influxo do íon
cloreto, ou por ambos.
Decurso de Tempo dos Potenciais Decurso de Tempo dos Potenciais Decurso de Tempo dos Potenciais Decurso de Tempo dos Potenciais 
póspóspóspós----sináptico sináptico sináptico sináptico 
Representação de potenciais pós-sinápticos excitatório, em que pode ser observado que o disparo 
simultâneo de apenas algumas sinapses não irá causar a somação dos potenciais de modo suficiente 
para gerar um potencial de ação, mas que o disparo simultâneo de muitas sinapses poderá elevar o 
potencial de somação até o limiar para o excitação e provoca, deste modo, o potencial de ação
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Soma de EstímulosSoma de EstímulosSoma de EstímulosSoma de Estímulos
Fonte: Purves et al., Vida A ciência da Biologia. 6a. Ed.Artmed editora, 2002 (pg. 788).
I1 + I2 + I3+ I4+....
Chegada do Impulso nervoso no 
terminal do neurônio 1
Geração de impulso nervoso 
no neurônio 2Neurotransmissâo 
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FIGURA45.11
Funções Espaciais dos Dendritos na Excitação 
dos Neurônios 
Estimulação de um neurônio por terminações pré-sinápticas localizadas em dendritos, onde se
pode observar, especialmente, um decréscimo da condução de potenciais eletrotônicos
excitatórios (E) nos dois dendritos, a esquerda, e a inibição (i) da excitação no dendrito localizado
na parte superior. Também esta mostrado o efeito poderoso das sinapses inibitórias no segmento
inicial do axônio.