Aula 2 potencial de ação

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9/21/2016 
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Potenciais de membrana 
e Potencial de ação 
Prof.ª Mariana Garvil 
Aula 2 
› Todas as membranas de todas as células do 
corpo possuem potenciais elétricos. 
 
› Células nervosas e musculares geram 
impulsos eletroquímicos que se modificam 
com rapidez em suas membranas. 
 
› Esses impulsos são usados para transmitir 
sinais por toda a membrana dos nervos e 
músculos. 
 
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Generalidades 
› As células do nosso corpo apresentam 
diferença de potenciais de membrana entre o 
LIC e o LEC 
 
› Há potencial de membrana e de ação porque 
existem diferenças nas concentrações iônicas 
entre o LIC e LEC 
 
› Algumas são especializadas e gerar e 
conduzir os seus próprios estímulos 
 
› Executam a função celular 
 
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Física básica dos potenciais de 
membrana 
“Potencial de Difusão” causado pela diferença entre as [ ] 
iônicas nos 2 lados da membrana: 
 
o A [ ] de k+ é ↑ no lado interno da membrana 
o Eletropositividade externa e eletronegatividade 
interna→Potencial de difusão (diferença de 
potencial entre meio interno e externo) 
o Potencial de difusão bloqueia a difusão de k+ 
para o exterior 
o Potencial de difusão nas fibras nervosas 
mamíferas:-94mv 
 
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o A [ ] de Na+ é ↑ no lado externo da membrana; 
 
o A difusão de Na+ para a parte interna da célula 
cria um potencial de membrana com 
negatividade externa e positividade interna, 
criando um potencial de membrana. 
 
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Porque existe diferença de potencial 
de membrana? 
 
o Diferença de composição iônica entre os dois 
lados da membrana: 
 
o Diferenças entre as permeabilidades da 
membrana às espécies iônicas presentes 
(seletividade). 
 
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Ocorre devido a 2 fatores: 
 
1- Canais de vazamento Na+/K+ 
 
2- Bomba de Na+/K+ 
 
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› Cálculo do Potencial de Difusão quando a 
Membrana é Permeável a vários íons 
diferentes: 
- O potencial de difusão depende de 3 fatores: 
- polaridade as cargas elétricas de cada íon 
- permeabilidade da membrana 
- concentrações dos íons interna e externamente 
- Os íons Na+ K+ Cl- são os mais envolvidos no 
desenvolvimento dos potenciais de membrana 
nas fibras musculares e nervosas. 
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- Um gradiente positivo de [ ] iônica de dentro para 
fora da membrana causa 
ELETRONEGATIVIDADE no lado de dentro da 
membrana. 
 
- Rápidas alterações da permeabilidade do Na+ e 
do K+ são primariamente responsáveis pela 
transmissão de sinais nos nervos. 
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Potencial de Repouso das Membranas 
dos Nervos 
› O potencial de repouso das membranas das 
fibras nervosas mais grossas quando elas não 
estão transmitindo impulsos nervosos é de 
 -90mv. 
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› Transporte ativo de Na+e K+ (Bomba de Na+e 
K+) 
- Transporta Na+ para fora e K+ para dentro da 
célula. 
- Trata-se de uma membrana eletrogênica (mais 
cargas positivas são bombeadas para fora que 
para dentro), o que gera um potencial negativo 
no lado de dentro das membranas celulares 
Potencial de Repouso das Membranas dos Nervos 
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Bomba de Sódio e Potássio 
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Potencial de repouso 
› O potencial de repouso da membrana nas 
fibras nervosas depende da contribuição do 
potencial de difusão do potássio, da 
contribuição do potencial de difusão do sódio 
e do bombeamento desses íons pela bomba 
de Na+e K+, o que gera um potencial de 
repouso de -90mV internamente. 
 
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› A condição de repouso da membrana é 
acompanhada de algumas características. 
› Os canais de sódio regulados por voltagem se 
encontram fechados; 
› Os canais de potássio regulados por voltagem se 
encontram fechados; 
› O meio intracelular está rico em potássio quando 
comparado ao extracelular; 
› O meio extracelular está rico em sódio quando 
comparado ao intracelular; 
› A bomba de Na+/K+ teve papel fundamental no PR. 
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Potencial de ação dos nervos 
› Os sinais nervosos são transmitidos por 
potenciais de ação (PA), que são rápidas 
alterações do potencial de membrana, as 
quais se propagam com grande velocidade 
por toda a membrana da fibra nervosa; 
 
› Para conduzir um sinal nervoso, o PA se 
desloca ao longo da fibra nervosa até sua 
extremidade final. 
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Potencial de ação 
› Ocorre variações bruscas do potencial de 
membrana após estímulo limiar; 
› Fases: 
– Potencial de repouso 
– Despolarização 
– Repolarização 
– Hiperpolarização 
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Estágios do potencial de ação 
› Estágio de repouso: é o potencial de repouso da 
membrana, antes do início do potencial de ação – 
membrana polarizada (-90mv internamente); 
 
› Estágio de despolarização: Influxo de Na+ com carga 
positiva, aumentando o potencial para um valor 
positivo. Isso é referido como despolarização; 
 
› Estágio de repolarização: Os canais de Na+ 
começam a se fechar e os canais de K+ se abrem 
mais que o normal. A rápida difusão de K+ para o 
exterior restabelece o potencial de repouso negativo 
da membrana. Isso é referido como repolarização. 
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Canais de Na+ e K+ voltagem 
dependentes 
› Proteínas específicas 
– Comportas de ativação e inativação dependentes 
da variação do potencial de membrana; 
– Íons Na+ e K+; 
– Feedback positivo; 
– Princípio do tudo ou nada. 
 
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Canais de Na+ 
› 2 comportas (externa ou de ativação e interna ou 
de inativação) 
 Comporta de ativação 
› PM (-) e abertura após estímulo limiar 
› Influxo de Na+ 
› Positividade no LIC 
› Permanece aberto durante toda despolarização 
 Comporta de inativação 
› Fechamento - LIC (+) 
› Abertura - o LIC (-) – retorno do potencial de 
repouso 
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Canais de K+ 
› 1 comporta (interna ou de ativação) 
 Comporta de ativação 
› Abertura lenta após estímulo limiar 
› Efluxo de K+ 
› Permanece aberto durante para repolarização e causa 
hiperpolarização 
› Negatividade no LIC 
› Fechamento - LIC (-) 
› Retorno do potencial de repouso 
› * Hiperpolarização – canais de K+ permanecem abertos 
mais tempo 
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O papel de outros íons no PA 
› Íons cálcio 
- A bomba de cálcio transfere os íons cálcio do 
interior da membrana celular para o exterior; 
- A concentração celular de íons cálcio é menor em 
relação à concentração desses íons 
externamente; 
- Os canais de cálcio são regulados pela voltagem 
e, quando se abrem, levam o cálcio para o interior 
da fibra; 
- São muito numerosos nos músculos cardíaco e 
liso. 
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› Fosfatos e proteínas: (-) LIC e impermeáveis à 
membrana; 
 
› Cl-: pouca participação porque o seu potencial 
de Nernst = PM. 
 
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Princípio do tudo ou nada 
› Propagação do PA se as condições forem 
favoráveis (estímulo capaz de alterar a 
voltagem da membrana) 
 
› Se não atingir o limiar de excitação – não há 
PA 
 
› Para haver PA – proporção entre potencial de 
ação e o limiar de excitação – fator de 
segurança > 1 
 
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Platô do PA 
› Algumas células possuem um prolongamento do 
período de despolarização (células miocárdicas) 
– período maior de contração cardíaca; 
› Causas: 
– Potencial de ponta – influxo de Na+ (canais rápidos de 
Na+); 
– Manutenção da despolarização – influxo de Ca++ 
(canais lentos de Ca++/Na+); 
– Retardo na ativação do canal de K+. 
› Platô: manutenção da (+) no LIC durantea 
despolarização. 
 
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Propagação do Potencial de Ação 
› Direção da propagação: O potencial de ação 
trafega em todas as direções para longe do 
estímulo, até que toda a membrana tenha sido 
despolarizada; 
 
› Princípio do tudo ou nada: Uma vez que o 
potencia de ação foi gerado em alguma parte da 
membrana, o processo de despolarização trafega 
por toda a membrana se as condições forem 
adequadas, ou não se propaga (se as condições 
forem inadequadas). 
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Restabelecimento dos gradientes iônicos 
de sódio e potássio após o término do 
potencial de ação 
› Após a transmissão do impulso, as 
concentrações de sódio e potássio dentro e fora 
da fibra são muito pouco diferentes; 
 
› Necessidade de restabelecimento das diferenças 
de concentração iônica, para restabelecer o 
potencial de repouso: Ação da bomba de sódio-
potássio. 
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Ritmicidade de alguns tecidos 
excitáveis 
› Descarga repetitiva: 
– Coração; 
– Maioria dos músculos lisos; 
– Neurônios do SNC. 
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› Essas descargas rítmicas causam: 
- Batimento rítmico do coração; 
- Peristaltismo rítmico dos intestinos; 
- Alguns eventos neuronais, como o controle ritmado 
da respiração. 
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Características especiais da transmissão 
dos sinais nos troncos nervosos 
› Fibras nervosas mielinizadas e amielinizadas; 
› Locais com mielina – (do fluxo iônico em 
5000x) – isolante elétrico. 
› Condução saltatória – nodo de Ranvier – área 
não isolada; 
- Repolarização com efluxo mínimo de K+ 
 
 
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Características especiais da transmissão 
dos sinais nos troncos nervosos 
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Condução saltatória pelo axônio 
mielinizado 
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Excitação- o processo de geração do 
potencial de ação 
› Qualquer fator que promova a difusão de 
grande número de íons sódio para o interior 
da célula pode desencadear a abertura dos 
canais de sódio: 
- Distúrbios mecânicos 
- Efeitos químicos na membrana 
- Passagem de eletricidade através da 
membrana 
 
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Período refratário 
› Período após o potencial de ação, durante o 
qual um novo estímulo não pode ser evocado 
› Nesse período, a fibra encontra-se 
despolarizada e os canais de sódio inativos 
› Os canais de sódio só tornam-se ativos 
quando o potencial de repouso é restabelecido 
(ou em valores de potencial próximos ao de 
repouso) 
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Inibição da excitabilidade- 
estabilizadores e anestésicos locais 
› Os fatores estabilizadores diminuem a 
excitabilidade da membrana. 
› Estabilizadores 
› Hipercalcemia – ↓ excitabilidade – ↑ a voltagem 
da comporta de ativação; 
› Hipocalcemia – ↑ excitabilidade – ↓ a voltagem da 
comporta de ativação. 
› Anestésicos Locais 
› Procaína, tetracaína dificultam a abertura das 
comportas de ativação do Na+; 
› Diminui o fator de segurança para menor que 1. 
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