Bloco 3 - Potencial de Membrana e potencial de Ação

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Potencial de Membrana e Potencial
Potencial de Membrana e Potencial de Ação 1
Potencial de Membrana e Potencial
de Ação
A Eletricidade da Membrana
• Todas as membranas de todas as células do corpo possuem 
carga elétricas geradas por íons  potenciais de ação;
• A geração de potenciais de ação nas fibras musculares e nos 
Potencial de Membrana e Potencial de Ação
• A geração de potenciais de ação nas fibras musculares e nos 
neurônios depende de duas características básicas de 
membrana plasmática: a existência de um potencial de 
membrana em repouso e a presença de tipos específicos de 
canais iônicos. 
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Introdução
Potencial de membrana em repouso
• O potencial membrana é como a voltagem armazenada em 
uma bateria. Uma célula que tem potencial de membrana é 
denominada polarizada. 
• Quando as fibras musculares e os neurônios estão “em 
Potencial de Membrana e Potencial de Ação
• Quando as fibras musculares e os neurônios estão “em 
repouso”(não conduzindo potenciais de ação), a voltagem 
através da membrana plasmática é chamada de potencial de 
membrana em repouso.
• O potencial da membrana em repouso surge da distribuição 
desigual de vários íons no citosol e no líquido intersticial;
Física básica dos potenciais de 
- A carga de k+ é > no lado interno da membrana da plasmática;
- A carga de Na+ é > no lado externo da membrana da fibra 
nervosa
- Eletropositividade externa e eletronegatividade interna= 
Potencial de difusão (diferença de potencial entre meio 
interno e externo)
Potencial de Membrana e Potencial de Ação
Física básica dos potenciais de 
membrana
interno e externo)
- Potencial de Membrana em Reposuso bloqueia a difusão de 
k+ para o exterior
- Potencial de Membrana em Repouso nas células nervosas 
mamíferas: -70mv
Concluindo:
• Em um neurônio em repouso, a superfície externa da 
membrana plasmática tem uma carga positiva e a superfície 
interna tem uma carga negativa;
• O líquido intersticial é rico em íons sódio Na+ e íons cloreto 
Potencial de Membrana e Potencial de Ação
• O líquido intersticial é rico em íons sódio Na+ e íons cloreto 
(CI). No interior das células, os principais íons carregados 
positivamente são os íons potássio (K+) e os dois íons 
dominantes carregados negativamente são os fosfatos ligados 
às moléculas orgânicas, como os três fosfatos ao ATP 
(trifosfato de adenosina) e os aminoácidos nas proteínas.
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Canais Iônicos:
• Quando estão abertos  os canais iônicos permitem que íons 
específicos se difundam através da membrana plasmática; 
• De onde os íons estão mais concentrados para onde estão 
menos concentrados;
• Íons carregados positivamente irão se mover em direção à 
Potencial de Membrana e Potencial de Ação
• Íons carregados positivamente irão se mover em direção à 
área carregada negativamente, e íons negativamente 
carregados irão se mover em direção à área positivamente 
carregada; 
• O resultado é um fluxo de corrente que pode mudar o 
potencial da membrana;
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• Canais de difusão  permitem que uma corrente pequena, 
porém constante, de íons escoe através da membrana;
• Como as membranas plasmáticas têm tipicamente muito 
mais canais de difusão de íons potássio (K+) do que íons sódio 
(Na+)  permeabilidade da membrana ao K+ é muito maior 
do que a permeabilidade ao Na+.
Potencial de Membrana e Potencial de Ação
do que a permeabilidade ao Na+.
• Canais dependentes de voltagem  canais que abrem em 
resposta a uma alteração no potencial de membrana – são 
usados para gerar e conduzir potenciais de ação.
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Potencial de Membrana e Potencial de Ação 8
• Concentração de K+ é mais alta no citosol e como as 
membranas plasmáticas têm muitos canais de 
difusão K+  os íons potássio se difundem, de 
acordo com o gradiente de concentração  para 
fora da célula dentro do líquido intersticial;
Potencial de Membrana e Potencial de Ação
• À medida que mais e mais íons potássio positivos 
saem, o interior da membrana celular torna-se cada 
vez mais negativo e o exterior cada vez mais 
positivo;
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• A permeabilidade da membrana ao Na+ é muito baixa, 
porque existem poucos canais de difusão para o sódio 
difundem lentamente para o interior da célula;
• Deixada sem controle, essa difusão de Na+ para o interior da 
célula e K+ para o exterior  finalmente destruiriam o 
potencial de membrana em repouso;
• Essa pequena entrada de Na+ e saída de K+ são equilibradas 
Potencial de Membrana e Potencial de Ação
• Essa pequena entrada de Na+ e saída de K+ são equilibradas 
pelas bombas de sódio-potássio;
• Essas bombas ajudam a manter o potencial de membrana em 
repouso, bombeando Na+ para fora da célula, tão 
rapidamente quanto ele entra  Ao mesmo tempo, as 
bombas de sódio-potássio trazem K+ para dentro da célula;
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Potencial de ação dos nervos
Potenciais de Ação
• Os sinais nervosos são transmitidos por potenciais de ação, 
que são rápidas alterações do potencial de membrana em 
repouso, as quais se propagam com grande velocidade por 
toda a membrana da fibra nervosa.
• Cada potencial de ação começa por uma alteração súbita do 
Potencial de Membrana e Potencial de Ação
• Cada potencial de ação começa por uma alteração súbita do 
potencial de membrana normal negativo para um potencial 
positivo, terminando com um retorno rápido ao potencial 
negativo.
• Para conduzir um sinal nervoso, o potencial de ação se 
desloca ao longo da fibra nervosa até sua extremidade final
Geração de potenciais de ação
É uma sequência de eventos que 
ocorrem rapidamente  o qual 
diminuem e invertem o 
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diminuem e invertem o 
potencial de membrana e, em 
seguida, o restaura para o 
estado de repouso;
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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 (-70 mv internamente)  ocorre um 
estimulo  faz com que a carga dentro da membrana suba até 
0mV  o interior da membrana atinge o Limiar  a despolarização 
até o Limiar abre os canais de sódio dependentes de voltagem;
• Estágio de despolarização: com o Limiar dá-se inicio a abertura dos 
canais dependentes de voltagem de Na+ com carga positiva 
aumentando a entrada de Sódio  o interior da membrana alcança 
Potencial de Membrana e Potencial de Ação
aumentando a entrada de Sódio  o interior da membrana alcança 
+30mV  Isso é referido como despolarização.
• Estágio de repolarização: Próximo a alcançar +30mV os canais de 
sódio dependentes de voltagem começam a se fechar e os canais 
de K+ se abrem mais que o normal. A rápida difusão de potássio 
para o exterior restabelece o potencial de repouso negativo da 
membrana  - 70mV. Isso é referido como repolarização.
• Os potenciais de ação surgem de acordo com o 
princípio do tudo-ou-nada;
• Quando um estímulo é forte o suficiente para causar 
a despolarização até o limiar, os canais de Na+ e K+ 
dependentes de voltagem se abrem e ocorre um 
potencial de ação maior;
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potencial de ação maior;
• Um estímulo fraco que não consegue causar uma 
despolarização no nível do limiar não desencadeia 
um potencial de ação.
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Condução dos impulsos nervosos
• Propagação – A despolarização até o limiar no cone de 
implantação abre os canais de Na+ dependentes de voltagem. 
• O influxo de íons sódio resultante despolariza a membrana 
adjacente até limiar, o que abre cada vez mais canais de Na+
dependentes de voltagem, um efeito de retroalimentação 
Potencial de Membrana e Potencial de Ação
dependentes de voltagem, um efeito de retroalimentação 
positiva.
• O tipo de condução de potencial de ação que ocorre em 
axônios amielínicos (e nas fibrasmusculares) é chamado de 
condução contínua.
• Nesse caso, cada segmento adjacente da membrana 
plasmática despolariza até o limiar e gera um potencial de 
ação que despolariza o trecho seguinte da membrana.
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• Quando um impulso nervoso é conduzido ao longo 
de um axônio mielínico, a corrente transportadora 
pelo Na+ e K+ flui através do líquido intersticial ao 
redor da bainha de mielina e no citosol de um 
nódulo até o seguinte. 
• O impulso nervoso no primeiro nódulo gera 
Potencial de Membrana e Potencial de Ação
• O impulso nervoso no primeiro nódulo gera 
correntes iônicas que abrem os canais de Na+
dependentes de voltagem no segundo nódulo, que 
desencadeiam um impulso nervoso ali.
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Potencial de Membrana e Potencial de Ação 17
• Note que o impulso viajou mais distante ao longo do axônio 
mielínico, no mesmo intervalo de tempo. 
• Como a corrente flui através da membrana somente nos nódulos, o 
impulso é chamado de condução saltatória.
• O diâmetro de axônio e a presença ou ausência de uma bainha de 
mielina são fatores mais importantes que determinam a velocidade 
Potencial de Membrana e Potencial de Ação
mielina são fatores mais importantes que determinam a velocidade 
de condução do impulso nervoso.
• Os axônios com os maiores diâmetros são todos mielínicos e, 
portanto, capazes de condução saltatória. 
• Os axônios com menores diâmetros são amielínicos, assim sua 
condução é contínua. 
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Eventos em uma sinapse
• Embora os neurônios pré-sinápticos e pós-sinápticos 
estejam em estreita proximidade, em uma sinapse 
sua membranas plasmáticas não se tocam. 
• Elas são separadas pela fenda sináptica, um espaço 
mínimo preenchido com líquido intersticial. 
Potencial de Membrana e Potencial de Ação
mínimo preenchido com líquido intersticial. 
• Uma vez que os impulsos nervosos não podem ser 
conduzidos através da fenda sináptica, uma forma 
alternativa e indireta de comunicação ocorre por 
esse espaço >> neurotransmissores.
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1. Impulso Nervoso chega ao bulbo sinaptico terminal de um 
axonio pre sinaptico.
2. A fase de despolarizacao abre os canais de Calcio
dependentes de voltagem >> calcio flui para dentro da
membrana.
3. O aumento do calcio dentro da membrana induz a exocitose
de algumas vesiculas sinapticas.
Potencial de Membrana e Potencial de Ação
de algumas vesiculas sinapticas.
4. As moleculas de neurotransmissores difundem se atraves da
fenda sinaptica.
5. A ligacao das moleculas dos neurotransmissores abrem os
canais dependentes de voltagem do neuronio pos sinaptico.
6. Ocorre a despolarizacao e um novo impulso nervoso tem 
inicio.
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• Os axônios conduzem os impulsos em velocidades mais altas 
quando aquecidos e em velocidades mais baixas quando 
resfriados. 
• A dor resultante de lesão tecidual, como a causada por 
queimadura leve, pode ser reduzida pela aplicação de gelo, 
porque o resfriamento retarda a condução nervosa ao longo 
dos axônios dos neurônios sensitivos a dor.
• Nas sinapses, os neurônios se comunicam com outros 
Potencial de Membrana e Potencial de Ação
• Nas sinapses, os neurônios se comunicam com outros 
neurônios ou com os efetores por uma série de eventos, 
conhecida como transmissão sináptica.
• As sinapses entre neurônios funcionam de maneira similar. O 
neurônio que envia o sinal é chamado de neurônio pré-
sináptico (pré = antes) e o neurônio que recebe a mensagem 
é chamado de neurônio pós-sináptico (pós = depois).
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Importante!
• Na maioria das sinapses, pode ocorrer somente transferência de 
informação em uma única direção.
• Por exemplo, a transmissão sináptica em uma junção neuromuscular 
(JNM) procede de um neurônio motor somático para uma fibra muscular 
esquelética (mas não na direção oposta).
Somente os bulbos sinápticos terminais dos neurônios pré-sinápticos 
Potencial de Membrana e Potencial de Ação
• Somente os bulbos sinápticos terminais dos neurônios pré-sinápticos 
podem liberar neurotransmissores e somente a membrana do neurônio 
pós-sináptico possui as proteínas receptoras corretas para reconhecerem 
e se ligarem àquele neurotransmissor.
• Quando um neurônio pós-sináptico despolariza-se, o efeito é excitatório: 
se o limiar é atingido, um ou mais impulsos nervosos ocorrem.
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