Bioeletrogênese

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Aula 6 – Bioeletrogênese 
Profa. Msc. Thayane Antoniolli Crestani 
 
 
FACULDADE CENECISTA DE OSÓRIO 
Bioeletrogênese (excitabilidade) 
• As células vivas apresentam uma diferença de potencial entre 
os dois lados da membrana, sendo o interior negativo e o 
exterior positivo; 
• A origem desses potenciais é uma distribuição assimétrica de 
íons, especialmente de Na+, K +, Ca2+, Cl - e HPO4
-; 
• Bioeletrogênese: capacidade de gerar e alterar a diferença de 
potencial elétrico através da membrana; capazes de gerar 
impulso eletroquímico; 
• Propriedade exclusiva de algumas células: 
 - Neurônios 
 - Células musculares (esqueléticas, Lisas e cardíacas) 
• Potencial pode ser biológico ou não; 
 
Íons Extracelular (mM) Intracelular (mM) Extra:Intra E ion (mV) 
Na+ 150 15 10 : 1 + 62 
K+ 5 100 1 : 20 - 80 
Ca++ 2 0,0002 10.000 : 1 + 123 
Cl- 150 13 11,5 : 1 - 65 
Potencial de membrana (Vm) 
• É a diferença de potencial (voltagem) 
existente entre os dois lados da 
membrana na ausência de estímulo, 
sendo representado pelo símbolo Vm;. 
Logo, a membrana é polarizada; 
• Importante para manutenção dos 
gradientes de concentração dos 
diferentes íons que existem nas regiões 
intra e extracelular; 
• O Vm pode ser medido através de um 
microeletrodo que penetra a 
membrana neuronal. O eletrodo é 
preenchido com solução salina e é 
conectado a um voltímetro que medirá 
a diferença de potencial elétrico; 
 
 
Potencial de Repouso 
• As células excitáveis estão em repouso ou em atividade 
(geram e propagam impulsos elétricos denominados de 
potenciais de ação); 
• No repouso, a membrana neuronal apresenta grande 
permeabilidade ao K + devido à presença de canais de 
vazamento/repouso fazendo com que mais íons de 
potássio saem da célula do que íons de sódio entram na 
célula; 
• Nesse estado, o K + é quem “manda” no potencial de 
membrana. Por isso que o potencial de repouso tem um 
valor próximo ao potencial de equilíbrio do K +; 
 
 
 
• A diferença de potencial entre os dois lados da membrana 
quando ela está em repouso é chamado de potencial de 
repouso  Neurônios Vm = -70mV  meio intracelular “mais 
negativo” que o extracelular  K+ é está mais concentrado no 
meio intracelular e Na+ no meio extracelular; 
• Essa diferença de potencial é causada por vários fatores, mas 
os mais importantes são o transporte de íons através da 
membrana celular (passivo e bomba sódio-potássio) e a 
permeabilidade seletiva da membrana a esses íons (alta para 
K+ e baixa para Na+); 
• Lembrar... bomba sódio-potássio  transporta 3 Na+ para fora 
da célula e 2 K+ para dentro  produzindo carga negativa 
interna. 
 
Potencial de Repouso 
Íons K 
Íons Na 
Difusão simples de K para 
fora, a favor do gradiente 
Grandes anions impermeantes (proteínas intracelulares) 
Canais de K sem 
comporta 
Formação de dipolo elétrico através da 
membrana, isto é, a saída de cargas 
positivas torna a membrana carregada 
eletricamente. 
Potencial Ação (PA) 
• Os sinais nervosos são transmitidos por potenciais de 
ação que são variações rápidas no potencial de 
membrana; 
• O PA é um evento elétrico transitório no qual ocorre a 
completa inversão da polaridade elétrica da 
membrana (negativo  positivo = despolarização); 
• Etapas do PA 
1. Despolarização 
2. Repolarização 
3. Hiperpolarização 
 
Ao longo do axônio há canais iônicos de Na e K com comporta sensíveis a 
mudança de voltagem. 
 
REPOUSO: fechados, mas a alteração de voltagem na membrana causa a 
sua abertura temporária (abre-fecha) 
 
A abertura causa fluxo resultante passivo de determinados íons e, como 
consequência, mudanças no potencial elétrico. 
 
 
 
Tipos de canais 
 
Canais de Na voltagem dependente 
- Rápidos (abrem-se primeiro) 
 
Canais de K voltagem dependentes 
- Lentos (abrem-se depois) 
Canais de Sodio voltagem- dependentes: “dois tempos” 
Na + 
Portão 
Inativação 
Portão 
Inativação 
No potencial de repouso 
( – 70 mV) 
(a) 
FECHADO mas 
capaz de ser aberto 
Na + 
Do limiar até o pico do PA 
( – 50 mV a +30 mV) 
(b) 
Abertura 
rápida 
ABERTO (Ativado) 
Na + 
Do pico ao potential do PA 
(+30 mV a – 70 mV) 
(c) 
FECHADO e incapaz de 
ser aberto (inativado) 
Fechamento 
lento 
Canais de Potássio Voltagem-dependentes 
K+ 
Abertura 
 lenta 
No potencial de repouso; 
Abre no potencial limiar 
(-70mV a +30mV) 
(d) (e) 
Fechado Aberto 
K+ 
Do pico do PA até a 
Hiperpolarização pós-potencial 
(-30mV a -80mV) 
Extracelular 
Intracelular 
1) Despolarização 
• Um estímulo (químico, mecânico, elétrico), grande o 
suficiente para elevar o potencial de membrana até o limiar 
(Vm ~ -40mV ), leva a abertura de canais de Na+ dependentes 
de voltagem; 
• A abertura desses canais permite a entrada maciça e rápida 
de Na+, o que leva o potencial de membrana a aumentar 
muito (pico); 
• Interior do neurônio se torna positivo em relação ao meio 
extracelular  inversão das cargas 
• Potencial limiar: ~40mV, se for atingido, dispara o potencial 
de ação (é o potencial que abre canais dependentes de 
voltagem); 
• Potencial de ação: lei “tudo ou nada”: “Potenciais de ação são 
causados pela despolarização da membrana além do limiar”. 
3) Repolarização 
• Uma vez que o potencial de 
membrana atinge +40 mV, os canais 
de Na+ dependentes de voltagem se 
fecham (cessando o influxo de Na+) 
e os canais de K+ dependentes de 
voltagem começam a se abrir; 
• A saída de K+ leva à repolarização 
da membrana devido à redução do 
potencial  repolarização do 
neurônio, de volta ao potencial de 
repouso de membrana (negativo); 
3) Hiperpolarização 
• A saída de K+ pelos canais K+ voltagem-dependentes gera 
temporariamente um potencial mais negativo do que o potencial 
de repouso de membrana. 
• Hiperpolarização: potencial de membrana fica “mais negativa” 
do que o potencial de repouso  Vm ~ -80mV; 
• Assim, as comportas inibitórias dos canais K+ voltagem-
dependentes se fecham e o potencial de membrana volta a ser 
comandado pelos canais de repouso de potássio; 
• A bomba de sódio-potássio continua bombeando íons de sódio 
para fora e íons de potássio para dentro, prevenindo dessa forma 
a perda do potencial de repouso de membrana a longo prazo; 
• O potencial de repouso de -70 mV é restabelecido e o neurônio é 
considerado repolarizado. 
Período Refratário 
• Limita a frequência dos PAs e promove sua 
unidirecionalidade; 
• Período Refratário Absoluto: canais de Na dependentes 
de voltagem inativam devido a despolarização da 
membrana. E não podem ser abertos novamente e outro 
PA não pode ser gerado até que o potencial de 
membrana seja negativo para desfazer a inativação 
desses canais; 
• Período Refratário Relativo: potencial de membrana fica 
hiperpolarizado até que os canis de K dependentes de 
voltagem dse fecham. Assim, é necessário mais corrente 
despolarizante para levar o potencial de membrana ao 
limiar; 
Características do PA 
• Unidirecional; 
• Ocorre em ~ 2 ms; 
• O impulso se propaga porque toda a membrana é excitável; 
• Ocorre somente se a despolarização atingir o limiar do 
potencial de membrana (~40mV); 
• Despolarização de um segmento faz com que a área 
adjacente da membrana alcance o limiar e gere “seu 
próprio”potencial de ação 
• Fatores que influenciam a condução do PA: 
– Calibre axonal: quanto maior, mais rápida a condução 
– Mielina: condução saltatória 
• Anestésicos locais ligam-se aos canais de Na dependentes de 
voltagem e bloqueiam temporariamente o PA 
 
 
CONDUÇAO OU PROPAGAÇAO DO IMPULSO NERVOSO• Nas fibras mielinizadas o PA só se 
desenvolve nos nodos de Ranvier. Sob 
a bainha não há canais iônicos; 
• O PA “pula” de um nodo de Ranvier 
para outro; 
• Propriedade: aumento na velocidade 
de condução do impulso nervoso. 
Condução Saltatória 
Resumindo... 
Entrada de Na+ 
Saída de K+ 
O estado de repouso é 
recuperado pela bomba 
sódio-potássio