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AMANDA FERREIRA Figura A: Equilíbrio eletroquímico: Cargas elétricas positivas e negativas na mesma quantidade fora e dentro da célula, assim como a quantidade de substâncias químicas. ● No corpo não é assim. As concentrações intra e extracelulares são diferentes e quem comanda/organiza isso são proteínas de membrana, como as bombas que bombeiam ions para dentro e fora da célula provocando um desequilíbrio eletroquímico e gerando um gradiente eletroquímico. ● Potencial de repouso: célula que está funcionando, mas não está em atividade. Esse repouso ocorre em desequilíbrio. Ex: célula -90 mv (toda negativa por dentro e o meio externo positivo) -> esse é o estado de repouso dessa célula, em que ela não está em atividade. É uma célula muscular, então o músculo está vivo, mas está parado. ○ Potencial = ela tem com esse gradiente uma capacidade, um potencial de fazer alguma coisa. Tem uma energia armazenada. ○ Resumindo: repouso é quando uma célula não está em atividade, mas possui gradiente eletroquímico. ○ A célula em repouso é dita polarizada: tem carga negativa ● Principais íons da célula humana: ○ Na+: fora ○ K+: dentro ○ Cl-: fora ○ PO4-: dentro ○ Proteínas- : dentro OBS: (A grosso modo) Pode-se afirmar que o meio interno da célula é mais negativo. Tanto em termos de proteínas (negativas), quanto por ter mais Na+ do lado de fora do que K+ do lado de dentro (bomba de Na/K - tira 3 Na e põe 2K). A bomba tira mais carga positiva de dentro do que repõe. ● Bomba de sódio-potássio: ○ É uma bomba eletrogênica: mais cargas positivas são bombeadas para fora que para dentro, criando um potencial negativo do lado de dentro (gradiente elétrico). ○ Também cria um gradiente de concentração (químico). ○ Responsável por criar o potencial de ação. ○ Em uma célula há várias bombas. ● Canais de vazamento: ○ Canais proteicos por onde ocorre o extravasamento dos íons Na+ e K+. Nesse canal eles seguem o fluxo a favor do gradiente de concentração. ○ É mais permeável ao K+ que ao Na+ ( o canal é pequeno e o diâmetro do ion Na+ é grande em relação ao de K+). Assim é mais fácil passar K+ do que Na+. ○ Sua função é não permitir que se esgote o Na+ dentro e o K+ fora da célula, permitindo a criação de potencial de ação. AMANDA FERREIRA ● Potencial de Ação: ○ “ São rápidas alterações do potencial de membrana (despolarizações) que se propagam com grande velocidade por toda a membrana fibrosa.” ○ Altera a carga elétrica da célula e migra pelas células conduzindo o estímulo. Por isso é necessário manter o potencial de repouso, para que a célula seja capaz de gerar um potencial de ação. ○ Se desloca ao longo da fibra nervosa até sua extremidade final. ○ Há um limiar para gerar esse potencial de ação, tem que atingir uma voltagem “x” para gera-lo, para que o estímulo possa ser conduzido. Depende da quantidade de canais de Na+ foram abertos. ○ Para sair do potencial de repouso, ou seja, gerar um potencial de ação, é necessário haver um estímulo. Qualquer canal, principalmente de Na+, K+ e Cl-, que abrir vai gerar um potencial de ação na célula. ■ Esse estímulo pode ser mecânico, relacionado à variação de voltagem. Existem vários tipos de estímulos ○ Estágios do potencial de ação: ■ Estágio de repouso: potencial de repouso. Membrana polarizada. ■ Estágio de despolarização: Difusão de grande número de íons Na+. Como possuem carga positiva, os íons Na+ diminuem a polaridade da célula (de -90mv para +35mv). Ele entra tanto por uma atração elétrica (é positivo e o interior está negativo) quanto devido ao gradiente químico, assim como o K+. ■ Estágio de repolarização: Quando chega a uma determinada voltagem (+35mv), os canais de Na+ começam a se fechar e os canais de K+ voltagem-dependente se abrem mais que o normal. Assim, o K+ sai da célula restabelecendo o potencial negativo da membrana. Primeiramente ocorre uma hiperpolarizada (-100mv) de tanto K+ que sai e depois o potencial é restabelecido. ○ O Potencial de ação segue o princípio do tudo ou nada: Ou ele atinge o limiar e é gerado ou nada acontece. Não existe meio PA. ■ “Uma vez que o potencial de ação foi gerado em algum lugar da membrana de fibra normal, o processo de despolarização trafega por toda a membrana se as condições forem adequadas, ou não se propaga de nenhum modo se as condições não forem adequadas”. ■ Isso se refere a propagação do estímulo. Só é propagado quando atinge o limiar. ○ O percurso do PA é único. ○ Período refratário absoluto = Quando é impossível gerar um novo potencial de ação. Isso acontece porque o canal de Na+ abre e, logo em seguida, é inativado/ bloqueado. Nesse momento de inativação é que ocorre o PRA. ○ Período refratário relativo = É possível gerar PA, mas o estímulo tem que ser maior que o normal. Repolarização. Quando começa a ter a abertura dos AMANDA FERREIRA canais de Na+. Nesse período apenas alguns canais estão abertos. O limiar não muda, o que muda é a quantidade de canais abertos. ○ Inibição do PA: Isso acontece devido a alterações na concentração de íons ■ Hiponatremia: Concentração de Na+ no plasma abaixo do normal. A medida que a concentração vai diminuindo o número de PA também diminui até um ponto em que não é mais possível gerá-lo. ■ Anestésicos locais: Ex: cocaína, lidocaína.. (-ina). Injeção ou uso tópico. Esses anestésicos bloqueiam o canal de sódio da célula. Assim, mesmo com estímulo, não há geração de PA e este não é transmitido. Aos poucos o anestésico vai se desligando do canal e permite a condução do estímulo. ○ Canalopatias: Mutações gênicas nas proteínas dos canais iônicos Ex: Síndrome do Q-T longo. A pessoa nasce com uma mutação no canal de K+, afetando a repolarização na célula (o canal não abre direito). Assim, como poucos canais se abrem, a repolarização fica lenta. Isso pode gerar problemas cardíacos, pois, no coração, o nó sino-atrial gera PA a, praticamente, todo segundo. Vai ser gerado um PA em cima de outro (nem repolarizoutudo e já veio outro PA), durante a contração muscular. Quando uma célula está no PRA outra já está gerando PA. Isso gera arritmia. ○ OBS: o PA não é emendado um no outro. É preciso esperar esperar passar a fase de período refratário absoluto para que outro PA seja criado. ○ Obs: Quando está acontecendo a hiperpolarização, a bomba de Na+/K+ fica de 10 - 8 vezes mais potente para voltar tudo para a homeostase. Mas ela nunca para de funcionar. ○ Obs: A despolarização começa em um ponto da membrana e não tem direção única de propagação. O potencial de ação trafega em todas as direções para longe do estímulo - mesmo por todas as ramificações para longe do estímulo - Até que toda a membrana tenha sido despolarizada. ■ OBS: despolarização = tirar a polaridade. Levar a carga da célula para mais próximo do neutro/ aumentar a voltagem. Repolarizar = voltar para o estado polarizado. Diminuir a voltagem. ● Canal de sódio: proteína específica para o transporte de Na+. Quando o canal se abre, o Na+ entra na célula e altera o potencial de repouso. ● Bioeletrogênese: Capacidade de gerar/ alterar o potencial de repouso. ○ Canais iônicos: proteínas integrais de membrana, inseridas na bicamada lipídica, formando poros aquosos seletivos a íons específicos e que podem abrir ou fechar em resposta a diferentes estímulos. ■ Alguns canais hiperpolarizam a célula, outros despolarizam. Isso depende da carga do íon relativo ao canal. AMANDA FERREIRA ○ A Abertura/ fechamento dos canais ocorrem por meio de um processo denominado “gatting” que pode ser controlada de diferentes maneiras: ■ Controlados mecanicamente ■ Controlados por ligantes: ligação de um íon ou molécula intra/extracelular a um sítio no canal. Ex: acetilcolina para abrir canal de sódio. ■ Controlados por voltagem (voltagem-dependente): Mudança no potencial elétrico da membrana. ■ OBS: Os canais de Na+ e de K+ são voltagem dependente e atuam, de forma adicional, com a bomba de Na+/K+ e com os canais de vazamento de Na+ e de K+. ■ Canal de sódio: ● O fechamento do canal de Na+ é um processo mais lento que sua abertura. ● A comporta inativada do canal só vai reabrir quando o potencial de membrana retornar ou se aproximar do potencial de repouso na condição original. Por essa razão, usualmente, não é possível para o canal de Na+ voltar a abrir sem que a fibra nervosa seja primeiro repolarizada. ■ Canal de potássio: ● Se abre com o aumento da voltagem, permitindo a saída do K+. ● O canal de K+ começa a abrir desde o início da despolarização, só que ele é lento para abrir. Então só vai ser aberto completamente quando os canais de Na+ começarem a se fechar (+30mv). ● Como também demora a fechar, vai saindo mais K+ e isso provoca um hiperpolarização da célula, que será regulada (polarizada) por meio da bomba de Na+/K+ ● OBS: A redução da entrada de Na+ na célula e o aumento simultâneo da saída de K+ fazem com que o processo de repolarização seja acelerado, recuperando o potencial original rapidamente. AMANDA FERREIRA ● ● Célula beta pancreática: ○ Obs: O transportador de glicose na célula beta (glut2) está na membrana, então ela não precisa de insulina, assim como o neurônio ○ O que que a faz liberar insulina: ■ Dentro da célula há muitas vesículas contendo insulina. ■ Quando a célula percebe que tem pouca glicose (pouco ATP), o canal de K+ sensível a ATP se abre e o íon começa a sair para o meio extracelular. Assim, a célula fica mais negativa, fica mais difícil gerar um potencial de ação (hiperpolarização). ■ Isso faz com que a glicose entre por meio de seu transportador e gere ATP pelo ciclo de Krebs. A presença de ATP faz com que o canal de K+ se feche imediatamente. A bomba de Na+/K+ continua funcionando e provoca um acúmulo de K+ dentro da célula, aumentando a voltagem do sistema e aproximando-a de zero. ■ Nesse momento, outro canal de Ca++ que é sensível a voltagem (ficou mais positivo) se abre. O Ca++ entra na célula e faz com que a vesícula de insulina se funda na membrana plasmática, fazendo a exocitose de seu conteúdo. AMANDA FERREIRA OBS: Se o potencial de ação é tudo ou nada como se diferencia um estímulo forte ou fraco (Ex: toque leve x toque forte)? O que muda é a intensidade, ou seja, o número de potenciais de ação. Diferença na frequência de disparos de PA por célula.
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