Comportamento Elétrico da Membrana Celular

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Bioeletrogênese 
Daniella Pessoa 
Origem da diferença de potencial 
• Bomba de sódio e potássio 
• 3Na/2k 
 • Permeabilidade diferente 
 para diversos íons 
Capacitância das membranas 
Vm = Vintra – Vextra 
Dielétrico 
Rigidez dielétrica 
200mV 
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 
++++++++++++++++++++++++++++ 
Resistência 
Resistência dos canais 
• Modelos de membrana artificiais: 106 a 109 .cm2 
 
• Membranas celulares: 103 a 104 . cm2 
R 
+++++ 
- - - - - 
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 
++++++++++++++++++++++++++++ 
Circuito RC Modelo de membrana celular 
Comportamento Elétrico da 
Membrana Celular 
Circuito RC em paralelo 
Formação do potencial 
de repouso 
Potencial químico 
Difusão efetiva (Ce – Ci) 
Fluxo Difusional 
Do lado mais concentrado para o menos concentrado 
- + 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ + 
+ 
+ 
+ 
+ + 
+ 
+ 
+ 
+ + 
+ - 
+ 
+ 
+ + 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ + 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ - 
Potencial elétrico 
Fluxo Elétrico 
Gradiente de potencial elétrico 
Potencial eletroquímico 
- + 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ + 
+ 
+ 
+ 
+ + 
+ 
+ 
+ 
+ + 
 
Potencia químico = Potencial elétrico 
Fluxo lado 1 = Fluxo lado 2 
Fluxo resultante = 0 
Potencial de equilíbrio 
Equação de Nernst 
𝐸 =
𝑅𝑇
𝑧𝐹
𝑙𝑛
[𝐼𝑜𝑛𝑖𝑛𝑡]
[𝐼𝑜𝑛𝑒𝑥𝑡]
 
Onde: 
R = constante dos gases 
T = temperatura do sistema 
z = valência do íon 
F = constante de Faraday - quantidade de carga transportada pela passagem de um 
mol de elétrons - 1,6x10-19C x 6,02x1023 e- = 96 485,3365 s A / mol 
Essa equação diz em que DDP 
da membrana o fluxo do íon 
em questão é nulo. 
Potencial de equilíbrio 
Íon Potencial de equilíbrio (mV) 
Ca +129 
Na +61 
Cl -83 
K -94 
O K é 100X mais permeável que o Na 
 
Permeabilidade 
Potencial de Repouso 
Membranas permeáveis a 2 ou mais íons: 
Equação de Goldman, Hodgkin e Katz (GHK): 
Onde: 
PK = permeabilidade ao K 
PNa = permeabilidade ao Na 
PCl = permeabilidade ao Cl 
Fatores que alteram o potencial de 
repouso 
• Diminuição da atividade da bomba de sódio e potássio; 
 
• Diminuição da produção de ATP (anorexia ou inibição 
metabólica por venenos como o dinitrofenol e o cianeto); 
 
• Ação de drogas que alteram a permeabilidade da membrana 
(como a acetilcolina, que aumenta a permeabilidade ao K+, 
hiperpolarizando a célula); 
 
• Substâncias ‘abridoras/bloqueadoras’ do canal de K+ 
Potencial de ação 
Sinal elétrico que se propaga para transmitir 
informação ou para iniciar a contração. 
Células excitáveis 
• Células nervosas 
• Células musculares 
Qualquer estímulo que desencadeie a abertura de canais de 
sódio em células excitáveis pode potencialmente gerar 
potencial de ação. 
Lei do tudo ou nada 
-90 
35 
-65 
0 
overshoot 
• Amplitude e duração invariáveis 
Potencial de ação neuronal 
• Estágio de repouso 
• Estágio de despolarização 
• Estágio de repolarização 
-90 
-65 
35 
0 
Despolarização 
(-90mV) (-65mV a +35mV) (+35mV a -90mV) 
-90 
-65 
35 
0 
• Aumento da condutância ao Na 
Repolarização 
-90mV a +35mV +35mV a -90mV 
-90 
-65 
35 
0 
• Diminuição da condutância ao Na 
• Aumento da condutância ao K 
Reestabelecimento do potencial de 
repouso 
A amplitude do potencial de ação é invariável. 
Então como o cérebro consegue diferenciar 
um estímulo mais forte de um mais fraco? 
Sinapses 
Qualquer estímulo que desencadeie a abertura de canais de 
sódio em células excitáveis pode potencialmente gerar 
potencial de ação. 
a) Sinapse Elétrica 
Presença de mediadores químicos 
Controle e modulação da transmissão 
Lenta 
Sem mediadores químicos 
Nenhuma modulação 
Rápida 
b) Sinapse Química 
Etapas da sinapse elétrica 
 
• 1. O potencial de ação na membrana pré-
sináptica gera o estimulo elétrico. 
• 2. Os canais das conexinas são abertos. 
• 3. Gera-se circuito local de corrente entre as 
duas células acopladas. 
• 4. Despolarização da membrana pós - 
sináptica 
Sinapse química 
1. Despolarização pré-sináptica; 
2. Abertura dos canais de cálcio 
sensíveis à voltagem; 
3. Fusão das vesículas de 
neurotransmissores – induzida pelo 
Ca++ - liberação do neurotransmissor; 
4. Ligação dos transmissores aos 
seus receptores pós-sinápticos; 
5. O complexo transmissor-receptor 
abre canais iônicos na membrana 
pós-sináptica; 
6. Despolarização da membrana pós-
sináptica. 
Os neurotransmissores se ligam aos receptores situados na membrana pós-
sinaptica. 
receptores ionotrópicos = responsaveis pela resposta rápida. Abrem canais 
iônicos na membrana pós-sinaptica 
Receptor ionontrópico 
Os potenciais pós-sinápticos podem ser inibitórios 
ou excitatórios dependendo do neurotransmissor 
Potenciais inibitórios pós-sinápticos 
Neurotransmissores: GABA, Glicina 
Potenciais excitatórios pós-sinápticos 
Neurotransmissores: glutamato 
Excitatórios = catiônicos 
(permeáveis à cátions - Na+, K+, Ca++) 
Inibitórios = aniônicos 
(permeáveis à ânions - Cl-) 
PA 
Potencial 
pós-sinaptico 
NT 
O NT pode causar na membrana pós: 
 
POTENCIAL PÓS-SINAPTICO EXCITATÓRIO 
a) Despolarização 
 entrada de cátions 
 
POTENCIAL PÓS-SINAPTICO INIBITORIO 
a) Hiperpolarizaçâo 
 entrada de ânions 
 saída de cátions 
Potencial Pós-Sináptico 
Somação temporal e espacial: um 
exemplo de integração 
2 
1 
1 2 2 1 + 
1 1 1 + 
Somação temporal 
Somação espacial 
Somação temporal e espacial 
Integração sináptica 
A soma espacial e temporal dos 
eventos excitatórios e inibitórios 
pode levar o potencial da membrana 
a ultrapassar o limiar do potencial 
de ação. 
http://clinicadralexandrecruzeiro.webnode.com.br/ http://www.neurolife.med.br/servicos-monitorizacao 
Registro da atividade elétrica – EEG e ECoG 
Epilepsia