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21/03/2017 1 O POTENCIAL DE AÇÃO 0 1 2 0 repouso 1 despolarização 2 repolarização duração amplitude tempo Por serem muito evidentes nos neurônios, os potenciais de ação são também denominados IMPULSOS NERVOSOS. O potencial de ação é causado pela abertura e fechamento de canais iônicos voltagem-dependentes. Quando um canal iônico se abre, aumenta a permeabilidade da membrana para aquele íon. O movimento do íon pelo canal é sempre por difusão (a favor do seu gradiente eletroquímico). A abertura do canal é temporária. despolarização ENTRA SÓDIO repolarização SAI POTÁSSIO 21/03/2017 2 Fase 0: repouso Membrana plasmática altamente permeável a potássio (canais de vazamento) Interior celular negativo em relação ao exterior Canais voltagem-dependentes para sódio e potássio fechados - - - - - - - - - - + + + + + + +K + Na+ -70 mV - - - - - + + + + + + +K + Na+ Fase 1: despolarização Entrada de cargas positivas na célula, na forma de íons sódio, por canais voltagem-dependentes Mudança do potencial de membrana para valores menos negativos Pode ocorrer ultrapassagem (inversão do sinal do potencial) Canais de potássio voltagem-dependentes fechados -70 mV 0 mV +20 mV Na+ - - - - - + + + + + + +K + Na+ Fase 2: repolarização Saída de cargas positivas da célula, na forma de íons potássio, por canais voltagem-dependentes Retorno do potencial de membrana para o valor de repouso Pode ocorrer pós-hiperpolarização temporária (aumento da negatividade do potencial) Canais de sódio voltagem-dependentes inativados K+ - - - +20 mV -75 mV -70 mV despolarização ENTRA SÓDIO repolarização SAI POTÁSSIO despolarização Canais VD de sódio abertos repolarização Canais VD de potássio abertos Despolarização (a célula fica menos negativa) Abertura dos canais de sódio (entram cargas positivas) RETROALIMENTAÇÃO POSITIVA NA GERAÇÃO DO POTENCIAL DE AÇÃO Estímulo (químico, mecânico, elétrico, etc) 21/03/2017 3 Limiar do Potencial de Ação: voltagem mínima que a membrana deve alcançar para causar a abertura em massa dos canais de sódio voltagem-dependentes, ou seja, para desencadear um potencial de ação. Se a voltagem limiar for alcançada, um potencial de ação será produzido. Se a voltagem limiar não for alcançada, o potencial de ação não será gerado. POR ISSO, O POTENCIAL DE AÇÃO É UM FENÔMENO TUDO-OU-NADA. Alan Hodgkin Andrew Huxley Período refratário do potencial de ação: período em que a capacidade da membrana de produzir potenciais de ação encontra-se totalmente ou parcialmente bloqueada (os canais de sódio já estão abertos ou estão inativados) absoluto relativo Cada tipo de célula excitável tem um potencial de ação característico em função dos canais voltagem-dependentes que a célula possui. Toda vez que a célula for estimulada e gerar um potencial de ação, ele será sempre igual em amplitude e duração. A frequência de potenciais, por outro lado, depende da intensidade do estímulo original. Potenciais de ação e outras alterações do potencial de membrana são usados por alguns tipos celulares para transmitir informações ao longo das membranas plasmáticas. 21/03/2017 4 PROPAGAÇÃO DO POTENCIAL DE AÇÃO Os potenciais de ação gerados em um ponto da membrana celular criam correntes elétricas que provocam o aparecimento de outro potencial de ação em um ponto vizinho da membrana. A isso denomina-se propagação do potencial de ação. Os potenciais de ação se propagam pela membrana de uma célula de modo auto-regenerativo, ou seja, sua amplitude não diminui conforme ele se propaga para longe do ponto de estímulo inicial. PROPAGAÇÃO DO POTENCIAL DE AÇÃO EM AXÔNIOS AMIELÍNICOS E CÉLULAS MUSCULARES Quanto maior o diâmetro da célula, maior a velocidade de propagação. PROPAGAÇÃO DO POTENCIAL DE AÇÃO EM AXÔNIOS MIELINIZADOS (condução saltatória) Um axônio mielinizado possui velocidade de condução maior que a de uma fibra não- mielinizada com diâmetro 100 vezes maior. 0,5-2 m/s 6-30 m/s 30-70 m/s 70-110 m/s 80-120 m/s Quanto maior a espessura da mielina, maior a velocidade de propagação. POTENCIAIS GRADUADOS Podem ser despolarizações ou hiperpolarizações São graduados pela intensidade do estímulo (não tem limiar) Diminuem de amplitude conforme se distanciam da origem Exemplos de potenciais graduados: Potenciais sinápticos (excitatórios ou inibitórios) Potenciais de placa motora do músculo esquelético Potenciais receptores dos receptores sensoriais 21/03/2017 5 pot. de ação pot. graduado Despolarizante sempre pode ser Hiperpolarizante nunca pode ser Amplitude tudo-ou-nada graduada Distância de propagação grande pequena Período refratário sim não Limiar sim não