03 - Bioeletrogênese e excitabilidade celular

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12/4/2011
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Prof Dr Marcio Eduardo de Barros
Bioeletrogênese
Prof. Dr. Marcio Eduardo de Barros
Bioeletrogênese
? Existem potenciais elétricos em todas as membranas de 
virtualmente todas as células do corpo, além disso, algumas 
células, como as células nervosas e as dos músculos, são capazes 
de gerar impulsos eletroquímicos que se modificam com grande 
rapidez em suas membranas, e esses impulsos são usados para 
transmitir sinais por toda a membrana dos nervos e músculos transmitir sinais por toda a membrana dos nervos e músculos. 
? Ainda, em outros tipos de células, como, por exemplo, as células 
glandulares, os macrófagos e as células ciliadas, alterações locais 
dos potenciais de membrana também ativam muitas funções 
celulares. 
Bioeletricidade — Potenciais Bioelétricos —
Bioeletrogênese
? Sendo os seres vivos máquinas elétricas, é natural que seus elementos 
produzam e usam eletricidade. 
? As células vivas apresentam uma diferença de potencial entre os dois 
l d d b lados da membrana. 
? Com exceção de algumas raras células vegetais, o interior é sempre 
negativo, e o exterior, positivo. 
? A origem desses potenciais é uma distribuição assimétrica de íons, 
especialmente de Na+, K+, Cl- e HPO4+.
Bioeletricidade — Potenciais Bioelétricos —
Bioeletrogênese
? O potencial existe sob duas formas principais:
? Potencial de Repouso, ou de estado fixo, mais ou menos em estado 
estacionário.
? Potencial de Ação, que é uma variação e propagação brusca do 
potencial, e pode conduzir importantes mensagens. 
Potenciais de Membrana Causados 
pela Difusão
? "Potencial de Difusão" Causado pela Diferença entre as 
Concentrações tónicas nos Dois Lados da Membrana. 
? A [K+] é maior no lado interno da membrana da fibra 
nervosa, mas bastante baixa na sua face externa 
(considerando que a membrana é permeável aos íons ( q p
K+ e a mais nenhum outro íon). 
? Por causa do alto gradiente de [K+] de dentro para 
fora, existe uma forte tendência para que um maior 
número de íons K+ se difunda para fora, através da 
membrana. 
Potenciais de Membrana Causados 
pela Difusão
? Quando o fazem, eles levam cargas elétricas positivas 
para o exterior, criando, assim, eletropositividade 
do lado externo da membrana e eletronegatividade 
interna, por causa dos ânions negativos que 
permanecem no lado interno, não se difundindo para 
fora com o K+. fora com o K . 
? Em cerca de um milissegundo, a diferença de potencial 
entre as partes interna e externa, chamada potencial 
de difusão, torna-se suficientemente grande para 
bloquear a difusão efetiva do K+ para o exterior, 
apesar do alto gradiente de concentração dos íons K+. 
? Nas fibras nervosas normais de mamíferos, a diferença 
de potencial necessária é de cerca de 94 milivolts, com 
negatividade no lado interno da membrana.
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Potenciais de Membrana Causados 
pela Difusão
? O mesmo fenômeno, porém com alta [Na+] fora da 
membrana e baixa quantidade de Na+ do lado de dentro. 
Esses íons têm também carga positiva. (considerando a 
membrana é muito permeável aos íons Na+, mas 
impermeável a todos os outros íons). 
? A difusão dos íons Na+, positivamente carregados, para a 
parte interna, cria um potencial de membrana com 
polaridade oposta ao de K+, com negatividade externa e 
positividade interna. 
? Novamente, o potencial de membrana aumenta o 
suficiente, dentro de milissegundos, para bloquear a difusão 
efetiva dos íons Na+ para dentro; entretanto, a esse tempo, 
nas fibras nervosas de mamíferos, o potencial fica em torno 
de 61 milivolts, positivo dentro da fibra.
Potenciais de Membrana Causados 
pela Difusão
? Desse modo, nas duas partes da Figura, vê-se que as diferenças entre as 
concentrações iônicas nos dois lados de uma membrana seletivamente 
permeável, pode, sob condições apropriadas, criar um potencial de 
membrana. 
Diferença de Diferença de 
POTENCIAL ELÉTRICOPOTENCIAL ELÉTRICO
Em (mV)
ANALOGIAANALOGIA
Apesar da diferença de 
Potenciais de Membrana Causados 
pela Difusão
EQUILIBRIO
Tensão 
Peso
Diferença de Diferença de 
CONCENTRAÇÃO QUÍMICA CONCENTRAÇÃO QUÍMICA 
(mEq/Kg)(mEq/Kg)
p
potenciais químico, há 
potencial elétrico que se 
opõe ao movimento 
passivo do íon.
Fluxo resultante = 0
Equilíbrio
Relação do Potencial de Difusão com a Diferença 
de Concentração — O Potencial de Nernst
? O nível do potencial de difusão em toda a membrana que se opõe 
exatamente ao da difusão efetiva de um íon em particular, através da 
membrana, é conhecido como potencial de Nernst para esse íon.
? A grandeza desse potencial de Nernst é determinada pela proporção g p p p p ç
entre as concentrações desse íon específico nos dois lados da 
membrana. 
? Quanto maior essa proporção, maior será a tendência para que o íon se 
difunda em uma direção, e, por conseguinte, maior o potencial de 
Nernst necessário para evitar difusão efetiva adicional. 
Relação do Potencial de Difusão com a Diferença 
de Concentração — O Potencial de Nernst
? A equação a seguir, chamada de equação de Nernst, pode ser usada 
para o cálculo do potencial de Nernst para qualquer íon univalente, na 
temperatura normal do corpo de 37°C:
? onde EMF é a força eletromotiva, C1= [ ]i e C2=[ ]e
Cálculo do Potencial de Difusão Quando a 
Membrana é Permeável a Vários íons Diferentes
? Quando a membrana é permeável a vários íons diferentes, o potencial de 
difusão que se desenvolve depende de três fatores: 
? a polaridade das cargas elétricas de cada íon, 
? a permeabilidade da membrana (P) para cada íon e 
? as concentrações (C) dos respectivos íons no lado interno (i) e no lado ç ( ) p ( )
externo (e) da membrana. 
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Cálculo do Potencial de Difusão Quando a 
Membrana é Permeável a Vários íons Diferentes
? Assim, a seguinte fórmula, referida como equação de Goldman-Hodgkin-
Katz, dá o potencial calculado do lado interno da membrana quando dois 
íons positivos univalentes, sódio (Na+) e potássio (K+) e um íon univalente 
negativo, cloreto (Cl-), estão envolvidos.
? EMF (mv) = - 61.log CNa+i PNa+ + CK+i PK+ +CCl-e PCl-
CNa+e PNa+ + CK+e PK+ +CCl-i PCl-
Cálculo do Potencial de Difusão Quando a 
Membrana é Permeável a Vários íons Diferentes
? Os íons Na+, K+ e Cl- são os íons mais importantes envolvidos no 
desenvolvimento dos potenciais de membrana nas fibras musculares e 
nervosas, bem como nas células neuronais do sistema nervoso, o gradiente 
de concentração de cada um desses íons, através da membrana, ajuda a 
determinar a voltagem do potencial de membrana.
? O grau de importância de cada um desses íons na determinação da 
voltagem é proporcional à permeabilidade da membrana para cada íon em 
particular, isto é, se a membrana tiver permeabilidade zero para os íons K+
e Cl- , o potencial de membrana passa a ser totalmente dominado pelo 
gradiente de concentração dos íons Na+, e o potencial resultante será igua 
ao potencial de Nernst para o Na+. O mesmo acontece para cada um dos 
outros dois íons, se a membrana ficar seletivamente permeável somente 
para um ou para outro.
Cálculo do Potencial de Difusão Quando a 
Membrana é Permeável a Vários íons Diferentes
? Um gradiente positivo de concentração iônica de dentro para fora da 
membrana causa eletronegatividade no lado de dentro da membrana, a 
razão para isso é que o excesso de íons positivos se difunde de fora quando 
sua concentração é maior dentro do que fora. Isso leva cargas positivas para 
fora mas deixa os ânions negativos não-difusíveis na parte interna, criando, 
i l i id d i assim, eletronegatividade na parte interna. 
? O efeito oposto ocorre quando existe um gradiente para um íon negativo, 
isto é, um gradiente de íon Cl- da parte externa para aparte interna causa 
eletronegatividade dentro da célula porque o íon Cl-,com cargas negativas, 
difunde-se para dentro, deixando os íons positivos não-difusíveis do lado de 
fora.
Cálculo do Potencial de Difusão Quando a 
Membrana é Permeável a Vários íons Diferentes
? A permeabilidade dos canais de Na+e K+ passa por rápidas alterações 
durante a transmissão dos impulsos nervosos, enquanto a permeabilidade 
dos canais de Cl- não tem grandes alterações durante esse processo. 
? Assim, rápidas alterações da permeabilidade do Na+e do K+ são p ç p
primariamente responsáveis pela transmissão de sinais nos nervos.
Medida do Potencial de Membrana
? O método para medir o potencial de membrana é simples na teoria mas 
em geral complicado na prática, em razão das pequenas dimensões da 
maioria das fibras.
? Uma pipeta é introduzida, através da membrana celular, para o interior da p p p
fibra. Então, outro eletrodo é colocado no líquido extracelular, e a 
diferença potencial entre as partes interna e externa da fibra é medida 
usando-se um voltímetro apropriado. 
Eletrodo de 
cloreto de prata
Registro do Potencial de Membrana
? Para registrar as rápidas alterações do potencial de membrana durante a 
transmissão dos impulsos nervosos, o microeletrodo é conectado a um 
osciloscópio de raios catódicos.
? Para objetivos práticos é o único tipo comum de medidor capaz de j p p p
responder corretamente às rápidas variações do potencial de 
membrana.
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Registro do Potencial de Membrana
? O tubo de raios catódicos é composto, basicamente, por um canhão de 
elétrons e por tela fluorescente contra a qual os elétrons são disparados. 
? Onde os elétrons atingem a superfície da tela, o material fluorescente 
brilha. Caso o feixe de elétron seja movido pela tela, o local da luz j p
brilhante também se movimenta e desenha uma linha fluorescente na tela.
? Um circuito de eletrônico de controle apropriado modifica a voltagem, 
de forma que o feixe de elétron possa ser deslocado para cima e para 
baixo, em resposta aos sinais elétricos vindos dos eletrodos de registro, 
nos nervos. O feixe de elétrons também varre horizontalmente a tela com 
velocidade constante, determinada por um circuito eletrônico interno do 
osciloscópio. 
Registro do Potencial de Membrana
? Esse conjunto produz o registro na face do tubo de raios catódicos, 
fornecendo uma linha de tempo no eixo horizontal e a variação da 
voltagem dos eletrodos dos nervos mostrada no eixo vertical. 
Registro do Potencial de Membrana
Medida do Potencial de Membrana
Potencial de Repouso das Membranas 
dos Nervos
? O potencial de repouso das membranas das fibras nervosas mais 
grossas, quando estas não estão transmitindo sinais nervosos, é de 
cerca de -90 milivolts. 
? Isto é, o potêncial dentro da fibra é 90 milivolts mais negativo do que p g q
o potencial no líquido extracelular, do lado de fora da fibra. 
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Transporte Ativo dos íons Na+ e K+ através 
da Membrana — A Bomba de Na+-K+
? Todas as membranas celulares do corpo contêm uma forte bomba de 
Na+-K+ que transporta continuamente íons Na+ para fora da célula e 
íons K+ para dentro da célula, além disso, essa é uma bomba 
eletrogênica, porque mais cargas positivas são bombeadas para fora 
que para dentro (3 íons Na+para fora, a cada 2 íons K+ para dentro), 
d i d défi i l d í i i d d deixando um déficit real de íons positivos na parte de dentro, que gera 
um potencial negativo no lado de dentro das membranas celulares.
Transporte Ativo dos íons Na+ e K+ através 
da Membrana — A Bomba de Na+-K+
? A bomba de Na+-K+ produz, também, grande gradiente de 
concentração para o Na+ e para o K+, através da membrana nervosa em 
repouso. Esses gradientes são os seguintes:
? Na+(externo): 142mEq/L
? Na+(interno): 14 mEq/L
? K+(externo): 4mEq/L
? K+(interno): 140 mEq/L
? As proporções entre esses dois íons respectivos, de dentro para fora, 
são:
? Na+i/Na+e= 0,1
? K+i/K+e= 35,0
Extravasamento do K+ e do Na+
através da Membrana Nervosa
? Um canal proteico na membrana nervosa, pelo qual íons K+ e Na+ podem 
extravasar, referido como canal de "extravasamento" de Na+-K+. 
? A ênfase é no extravasamento de K+ porque, em média, os canais são 
muito mais permeáveis ao K+ do que ao Na+, normalmente cerca de 100 p q
X mais permeáveis, esse diferencial na permeabilidade é muito 
importante na determinação do nível do potencial de repouso normal da 
membrana.
Origem do Potencial de Repouso 
Normal da Membrana
Contribuição do Potencial de Difusão do K+. 
? Considerando que o único movimento iônico através da membrana for o de 
difusão do K+, como demonstrado pelos canais abertos entre os símbolos de K+
dentro e fora da membrana. 
? Por causa da alta proporção do K+dentro e fora 35:1 o potencial de Nernst Por causa da alta proporção do K dentro e fora, 35:1, o potencial de Nernst 
correspondente a essa proporção é de -94 mV, porque o logaritmo de 35 é 1,54, 
que, multiplicado por -61 mV, dá -94 mV. 
? Portanto, se os K+ fossem os únicos fatores causadores do potencial de repouso, 
o potencial de repouso dentro da fibra seria igual a -94 mV.
Canais de K sem 
comporta
Íons K
Íons Na
Difusão simples de K para 
fora, a favor do gradiente
Grandes anions impermeantes (proteínas intracelulares)
Formação de dipolo elétrico através da membrana, 
isto é, a saída de cargas positivas torna a 
membrana carregada eletricamente.
Origem do Potencial de Repouso 
Normal da Membrana
Contribuição da Difusão do Na+ através da Membrana Nervosa
? Com a adição da pequena permeabilidade da membrana nervosa aos íons Na+ causada pela 
difusão diminuta dos íons Na+ pelos canais de extravasamento de Na+-K+, a proporção 
entre os íons Na+, através da membrana, de dentro para fora, é de 0,1, o que corresponde 
ao potencial calculado de Nernst no lado de dentro da membrana de +61 mV. 
? Baseado na equação de Goldman o Na+e o K+ interagem. Assim, pode-se observar que se a 
membrana for muito permeável ao K+mas apenas pouco permeável ao Na+, é lógico que a 
difusão do K+ contribuirá muito mais para o potencial de membrana do que para a difusão 
do Na+(100X >). Será obtido o potencial do lado de dentro da membrana de -86 mV, que 
se aproxima do potencial de K+.
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Origem do Potencial de Repouso 
Normal da Membrana
Contribuição da Bomba de Na+-K+
? A bomba Na+-K+ é mostrada como contribuindo, 
adicionalmente, para o potencial de repouso. Ocorre 
bombeamento contínuo de3 Na+para o exterior para 
cada 2 K+ bombeados para o interior da membrana. 
? O fato de mais Na+ serem bombeados para fora do que 
K+ para dentro produz perda contínua de cargas 
negativas pelo lado interno da mem­brana; isso cria 
um grau adicional de negatividade (em torno de -4 
milivolts adicionais) no lado interno, além da 
produzida pela difusão. Por essa razão, o potencial de 
membrana efetivo, com todos esses f atores atuantes 
ao mesmo tempo, é de cerca de -90 mV.
Determina e mantém a diferença de 
gradiente químico do Na e de K
O K tende a sair 
facilmente criando o 
dipolo
Apesar da baixa 
permeabilidade tende a 
entrar a favor do gradiente
EXTRA
Na+
K+
Bomba 
Na+K+
K+Na+
++++++++++++++++
INTRA
Na+
K+
(Ativo)
K+
canal 
K+
Na+
canal 
Na+
- - - - - - - -- - - - - - - -
Canais de Na
com baixa permeabilidade
Canais de K
Alta permeabilidade
Bomba de Na e K
Potencial de Ação dos Nervos
Estimular a contração muscular
Estimular a liberação de neurotransmissores
Estimular a secreção de outras substâncias por células neurais e Estimular a secreção de outras substâncias por células neurais e 
neuroendócrinas
Potencial de Ação dos Nervos
? Os sinais nervosos são transmitidos por potenciais de ação (PA), que 
são rápidas alterações do potencial de membrana que se propagam com 
grande velocidade por todaa membrana da fibra nervosa. 
? Cada PAcomeça por uma alteração súbita do potencial de membrana ç p ç p
normal negativo para um potencial positivo, terminando, então, com 
retorno quase tão rápido para o potencial negativo. 
? Para conduzir um sinal nervoso, o PA se desloca ao longo da fibra 
nervosa até sua extremidade final.
Potencial de Ação dos Nervos
? A figura mostra as alterações que 
ocorrem na membrana durante o 
potencial de ação, com a transferência de 
cargas positivas para o interior da fibra, 
no seu início, e o retorno das cargas 
positivas para o exterior, a seu término. 
? O gráfico mostra as sucessivas alterações 
do potencial de membrana, por poucos 
décimos de milésimos de segundo, 
ilustrando o início explosivo do potencial 
de ação e sua quase idêntica recuperação.
Potencial de Ação dos Nervos
? Os estágios sucessivos do PA são os seguintes:
? Estágio de Repouso: 
? É o potencial de repouso da membrana antes do início do PA? É o potencial de repouso da membrana, antes do início do PA.
? Diz-se que a membrana está "polarizada" durante esse estágio, em 
razão do potencial de membrana de -90 milivolts negativo existente.
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Potencial de Ação dos Nervos
? Estágio de Despolarização:
? A esse tempo, a membrana fica subitamente muito permeável aos íons Na+, 
permitindo que grande número de íons Na+, positivamente carregados, se difunda 
para o interior do axônio, o estado normal de "polarização“ é neutralizado pelo 
influxo dos Na+com carga positiva, com o potencial aumentando, rapidamente, 
para um valor positivo isso é referido como despolarização para um valor positivo, isso é referido como despolarização. 
? Nas fibras nervosas de maior calibre, o grande excesso dos Na+ positivos que se 
deslocam para o interior da fibra faz com que o potencial de membrana 
"ultrapasse" (overshoot) rapidamente o nível zero e torne-se positivo. 
Fonte: http://psych.hanover.edu/Krantz/neurotut.html
Despolarização
Canal de Na+
Vo
lta
ge
m
 (m
V
)
Tempo(ms)
Potencial de repouso
Potencial de Ação dos Nervos
? Estágio de Repolarização:
? Em alguns décimos de milésimos de segundo após a membrana ter 
ficado muito permeável aos íons Na+, os canais de Na+ começam a se 
fechar e os canais de K+ se abrem mais que o normal. 
? Então, a rápida difusão dos K+ para o exterior restabelece o potencial 
de repouso negativo da mem­brana, isso é referido como 
repolarização da membrana. 
Repolarização
Despolarização
Vo
lta
ge
m
 (m
V
)
Tempo(ms)
Potencial de repouso
Hiperpolarização
Fonte: http://psych.hanover.edu/Krantz/neurotut.html
Potencial de Ação dos Nervos
? Estágio de Hiperpolarização:
? Após a repolarização, ocorre ainda uma condutância de K+ porque o 
fechamento desses canais é lento, onde se observa uma hiperpolarização,até 
que os canais de K+ se fechem, assim a célula retorna a sua permeabilidade 
de repouso.
ar
iz
aç
ão
iz
aç
ão
Potencial 
de Membrana
Potencial de Ação dos Nervos
Potencial de repouso
D
es
p
ol
a
R
ep
ol
ar
Tempo
Hiperpolarização
ar
iz
aç
ão
Potencial 
de Membrana
Potencial de Ação dos Nervos
Potencial de repouso
D
es
p
ol
a
R
ep
ol
ar
iz
aç
ão
TempoHiperpolarização
Neurônio Gigante de lula
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Não há diferença de potencial elétrico (ddp=0mV) quando os 
eletrodos está do lado de fora.
Quando o eletrodo (vermelho) atravessa a membrana, o voltímetro acusa a 
existência de uma DDP de 60mV sendo que a face interna da membrana 
citoplasmática é negativa em relação à externa .
Se o neurônio for estimulado (com corrente elétrica), o voltímetro registrará 
respostas de alteração transitória do potencial de membrana, seja em forma 
de ondas de despolarização de baixa amplitude ou na forma de um potencial 
de ação, conforme a intensidade do estimulo . 
Despolarização
Potencial 
de ação
Canais de Na+e K+ Regulados pela 
Voltagem
? O agente necessário para provocar a depolarização e a repolarização das 
membranas nervosas durante o PA é o canal de Na+ regulado pela 
voltagem. 
? O canal de K+ regulado pela voltagem também tem participação m g p g p p ç
importante, por aumentar a rapidez da repolarização da membrana. 
? Esses dois canais regulados pela voltagem atuam, deforma adicional, com a 
bomba de Na+-K+ e com os canais de extravasamento de K+-Na+.
Canais de Na+e K+ Regulados pela 
Voltagem
? O Canal de Sódio Regulado pela Voltagem — Ativação e 
Inativação do Canal
? A figura mostra o canal de Na+ regulado pela voltagem em 3 estados 
distintos. 
? Esse canal tem duas comportas — uma perto da abertura externa do 
canal, referida como comporta de ativação, e a outra perto da abertura 
interna do canal, referida como comporta de motivação. 
Canais de Na+e K+ Regulados pela 
Voltagem
? O estado das duas comportas na membrana normal em repouso, quando o 
potencial de membrana é -90 milivolts, nessa condição, a comporta de 
ativação está fechada, impedindo a entrada, por menor que seja, de íons 
Na+ para o interior da fibra através desses canais de Na+.
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Canais de Na+e K+ Regulados pela 
Voltagem
? Ativação do Canal de Na+: Quando o potencial de membrana se torna 
menos negativo que durante o estado de repouso, aumentando de -90 mV até 
zero, ele atinge a voltagem - em geral, de cerca de -70 a -50 mV - o que 
provoca alteração conformacional abrupta da comporta de ativação, fazendo 
com que o canal fique totalmente aberto. Essa condição é referida como 
d i d d d N + d d l l estado ativado; durante esse estado, os Na+podem se derramar pelo canal, 
aumentando a permeabilidade da membrana ao sódio por 500 a 5.000 vezes.
Fonte: http://psych.hanover.edu/Krantz/neurotut.html
Despolarização
Canal de Na+
Vo
lta
ge
m
 (m
V
)
Tempo(ms)
Potencial de repouso
Canais de Na+e K+ Regulados pela 
Voltagem
? Inativação do Canal de Na+: O mesmo aumento da voltagem que faz com que 
a comporta seja ativada também faz com que essa comporta seja inativada. A comporta 
é desativada em poucos décimos de milésimos de segundo após ter sido ativada. Isto é, 
a alteração conformacional que provoca o fechamento da comporta de ativação é um 
processo mais lento que a alteração conformacional que abre a comporta de ativação. 
Assim, após o canal de Na+ ter permanecido aberto por alguns décimos de milésimos 
d d l é i ti d f h í N + ã d t de segundo, o canal é inativado e se fecha, e os íons Na+ não podem atravessar a 
membrana. Nesse momento, o potencial de membrana começa a retornar ou se 
aproxima de seu estado normal de repouso, que é o processo de repolarização.
Outra característica importante do processo de inativação 
do canal de Na+ é que a comporta inativada 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.
Canais de Sodio voltagem- dependentes: “dois tempos”
Na+ Na
+
Abertura
Na+
Fechamento
Portão
Inativação
Portão
Inativação
No potencial de repouso
( –70 mV)
(a)
Fechado mas
capaz de ser aberto
Do limiar até o pico do PA
(–50 mV a +30 mV)
(b)
Abertura
rápida
Aberto (Ativado)
Do pico ao potential do PA
(+30 mV a –70 mV)
(c)
Fechado e incapaz de 
ser aberto (inativado)
Fechamento
lento
Canais de Na+e K+ Regulados pela 
Voltagem
? O Canal de K+ Regulado pela Voltagem e Sua Ativação: Durante o estado 
de repouso, a comporta do canal de K+ está fechada, sendo impedidos de 
passarem para o exterior. Quando o potencial de membrana aumenta, de -90 mV 
para 0, essa variação da voltagem provoca a aberturaconformacional da 
comporta, permitindo aumento da difusão de K+ para fora. Entretanto, devido 
ao pequeno retardo na abertura dos canais de K+, em sua maioria eles só abrem 
exatamente no mesmo momento em que os canal de Na+ estão começando a se q ç
fechar. Assim, a ↓ da entrada de Na+ e o ↑ simultâneo da saída de K+ da célula 
fazem com que o processo de repolarização seja acelerado, levando à completa 
recuperação do potencial de repouso da membrana dentro de poucos décimos de 
milésimos de segundo.
Repolarização
Despolarização
Vo
lta
ge
m
 (m
V
)
Tempo(ms)
Potencial de repouso
Hiperpolarização
Fonte: http://psych.hanover.edu/Krantz/neurotut.html
Canais de Potássio Voltagem-dependentes
Extracelular
Intracelular
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)
A existência de canais para diferentes íons com diferentes velocidades de abertura e fechamento garante o 
controle espacial e temporal dos eventos elétricos. 
Canais de Na+e K+ Regulados pela 
Voltagem
? Método de Pesquisa para Medir o Efeito da Voltagem sobre a 
Abertura e o Fechamento dos Canais Controlados por Volta-gem — O 
"Grampo da Voltagem". (Hodgkin e Huxley, ganharam o Prêmio Nobel)
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Veja uma animação
http://www.blackwellpublishing.com/matthews/channel.html
Canais de Na+e K+ Regulados pela 
Voltagem
? Ver flash 03 - Potencial de ação - canais
Papéis de Outros íons no PA
? Foi considerado apenas a participação dos íons Na+ e K+ na geração do 
PA, pelo menos dois outros tipos de íons devem ser considerados: os 
ânions negativos e os íons cálcio.
? íons (Ânions) Impermeantes com Carga Negativa no Interior ( ) p g g
do Axônio. Nos axônios existem muitos íons com carga negativa que 
não podem passar pelos canais da membrana, dentre eles estão os ânions 
das proteínas moleculares e de muitos compostos orgânicos de fosfato, 
compostos de sulfato e assim por diante. 
? Como esses íons não podem sair do axônio, qualquer déficit de íons 
positivos no lado de dentro da membrana cria excesso desses ânions 
impermeantes negativos. Por conseguinte, esses íons impermeantes 
negativos são responsáveis pela carga negativa dentro da fibra, quando existe 
um déficit real de íons K+ com carga positiva e de outros íons positivos.
Papéis de Outros íons no PA
? íons Cálcio. A membrana de quase todas as células do corpo contém uma bomba 
de Ca++ semelhante à bomba de Na+, e o Ca++, em algumas células, junto com (ou 
no lugar do) Na+, causa a maior parte do PA. Como a bomba de Na+, esta transfere 
os íons Ca++ do interior da membrana celular para o exterior (ou para o RER), 
criando gradiente iônico de Ca++ de cerca de 10.000 X. 
? Além disso, existem canais de Ca++ regulados pela voltagem, que são ligeiramente 
á i í N + d b í C ++ í N + fl permeáveis aos íons Na+; quando se abrem, os íons Ca++ e os íons Na+ fluem para 
o interior da fibra. Assim, esses canais são conhecidos como canais de Ca++-Na+. 
Os canais de Ca++ são de lenta ativação, necessitando de 10 a 20 X mais tempo para 
serem ativados do que os canais de Na+. Por essa razão, eles são chamados de 
canais lentos, em contraste com os canais de sódio, que são chamados de canais 
rápidos.
? Os canais de Ca++ são muito numerosos no músculo cardíaco e no músculo liso. Na 
verdade, em alguns tipos de músculo liso, os canais rápidos de Na+ são bastante 
raros, de forma que o PA ocorre, quase exclusivamente, pela ativação dos lentos 
canais de Ca++ .
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Início do Potencial de Ação
Um Círculo Vicioso de Feedback Positivo Abre os Canais de Na+
? Contanto que a membrana da fibra nervosa permaneça sem ser perturbada, 
nenhum PA ocorre no nervo normal. 
? Entretanto, caso ocorra qualquer evento capaz de provocar o ↑ inicial do 
potencial de membrana de -90 mV para o nível zero, a própria voltagem 
 b d á d + l d l l crescente causa a abertura de vários canais de Na+ regulados pela voltagem. 
? Isso permite o influxo rápido de íons Na+, resultando em maior ↑ do potencial de 
membrana, e, conseqüentemente, abrindo mais canais regulados pela voltagem e 
permitindo fluxo mais intenso de íons Na+ para o interior da fibra. 
? Esse processo é um círculo vicioso de feedback positivo que, uma vez que esse 
feedback seja suficientemente intenso, continua até que todos os canais de Na+
regulados pela voltagem tenham sido ativados (abertos). Então, em outra f ração 
de milissegundo, o ↑ do potencial de membrana causa o fechamento dos canais de 
Na+ e a abertura dos canais de K+, e o PA termina.
Início do Potencial de Ação
O Limiar para o Início do PA
? O PA só vai ocorrer se o ↑ inicial do potencial de membrana for 
suficientemente intenso para gerar o círculo vicioso descrito. 
? Isso ocorre quando o número de íons Na+ que entram na fibra fica Isso ocorre quando o número de íons Na que entram na fibra fica 
maior que o número de íons K+ que saem da fibra. 
? Um ↑ repentino do potencial de membrana entre 15 e 30 mV em geral 
é necessário, assim, qualquer ↑ abrupto do potencial de membrana de 
uma fibra nervosa calibrosa de -90 mV para cerca de -65 mV 
usualmente provoca o explosivo desenvolvimento do PA. 
? Esse nível de -65 mVé referido como o limiar para a estimulação.
Início do Potencial de Ação
O Limiar para o Início do PA
Despolarização
Potencial 
de ação
O potencial de ação possui um limiar de disparo
Excitação — O Processo de Geração do PA
? Basicamente, qualquer fator que promova a difusão de grande número 
de íons Na+ para o interior da célula pode desencadear a abertura 
regenerativa automática dos canais de Na+, isso pode resultar de:
? distúrbio mecânico da membrana 
? a pressão mecânica para excitar as terminações sensoriais nervosas na ? a pressão mecânica para excitar as terminações sensoriais nervosas na 
pele
? efeitos químicos na membrana
? os neurotransmissores químicos para transmitir sinais de um neurônio 
para o próximo no cérebro
? passagem de eletricidade através da membrana
? a corrente elétrica para transmitir sinais entre as sucessivas células 
musculares no coração e no intestino
Excitação — O Processo de Geração do PA
O Limiar para a Excitação e o 
"Potencial Local Agudo"
? Um estímulo negativo fraco pode não 
ser suficiente para excitar a fibra, p
porém, quando a voltagem do estímulo 
é ↑, atinge-se um valor no qual ocorre 
excitação. 
? A: Um estímulo muito fraco no ponto A faz 
com que o potencial de membrana varie de 
-90 para -85 milivolts, mas essa não é uma 
alteração suficiente para que o processo 
regenerativo automático do PA se 
desenvolva. 
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Excitação — O Processo de Geração do PA
O Limiar para a Excitação e o 
"Potencial Local Agudo"
? B: o estímulo é maior mas, de novo, a 
intensidade ainda não é suficiente, contudo, 
esse estímulo modifica o potencial de 
membrana local por um período de l ms ou 
mais após esses 2 estímulos fracos, essas 
alterações dos potenciais locais são referidas 
como potenciais locais agudos, e quando 
deixam de desencadear um PA, elas são 
designadas como potenciais subliminares 
agudos.
Propagação do PA
Princípio do Tudo ou Nada
? Uma vez em que o PA 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 é conhecido como princípio do tudo 
ou nada e se aplica a todos os tecidos excitáveis normais ou nada, e se aplica a todos os tecidos excitáveis normais. 
? Ocasionalmente, o PA atinge uma região da membrana que não gera 
voltagem suficiente para estimular a área seguinte da membrana.? Quando isso ocorre, a propagação da despolarização é interrompida, por 
conseguinte, para que ocorra propagação contínua de um impulso, a 
proporção entre o PA e o limiar de excitação deve ser sempre maior que 1, 
este requisito "maior que 1" é referido comofator de segurança para a 
propagação.
Propriedades do Potencial de Ação
EVENTO TUDO-OU-NADA
- Estímulo sublimiar (E1, E2): não causa PA
- Estimulo limiar (E3): causa um único PA
- Estímulo supra-limiar: causa mais de 1 PA, sem alterar a 
amplitude
E1 E2
E3
amplitude.
- Uma vez iniciado o PA, é impossível impedi-lo de acontecer.
Excitação — O Processo de Geração do PA
O Limiar para a Excitação e o 
"Potencial Local Agudo"
? C: o estímulo é ainda mais intenso, e agora 
o potencial local atingiu, nitidamente, o 
nível necessário para a produção do PA, 
conhecido por nível limiar, mas o PA só 
ocorre após um pequeno "período latente". 
? D: o estímulo é ainda mais forte, o 
potencial agudo local é também mais 
intenso, e o PA ocorre em menos tempo do 
que o período latente.
Excitação — O Processo de Geração do PA
O Limiar para a Excitação e o 
"Potencial Local Agudo"
? Assim, essa figura mostra que até mesmo 
estímulos muito fracos causam alteração 
local do potencial da membrana, mas a 
amplitude do potencial local deve aumentar 
até o nível limiar para que seja produzido o 
PA.
Período Refratário
? Um novo PA não pode ocorrer na fibra excitável enquanto a membrana 
ainda estiver despolarizada pelo PA precedente. 
? A razão para isso é que logo após o PA ser desencadeado, os canais de Na+
(ou canais de Ca++, ou ambos) ficam inativos, e qualquer quantidade de 
i l it tó i li d i t ã i b i sinal excitatório aplicado a esses canais nesse momento não vai abrir as 
comportas de inativação. 
? A única condição que permitirá sua reabertura é o retorno do potencial de 
membrana ao valor original, ou próximo disso, do potencial de repouso da 
membrana. 
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Período Refratário
? Então, em uma pequena fração de segundo, as comportas de inativação 
dos canais se abrirão, e novo PA poderá ser iniciado.
? O período durante o qual o 2º PA não pode ser produzido, mesmo com 
estímulo muito intenso, é designado como período refratário g p
absoluto, esse período, para as fibras nervosas mielinizadas mais 
calibrosas, é de cerca de 1/2.500 segundo. 
? Portanto, pode-se prontamente calcular que esse tipo de fibra pode 
transmitir cerca de no máximo 2.500 impulsos por segundo.
Período Refratário 
Absoluto
Período Refratário 
Relativo Refratariedade de resposta
Período Refratário Absoluto
os canais de Na estão todos inativos
Período Refratário Relativo
os canais de Na estão parcialmente inativos 
Propriedades do Potencial de Ação
Período Refratário
Estímulos limiar
p
O período refratário impede que o nervo entre em curto circuito após o 
potencial da ação.
Após o disparo de um potencial 
de ação, a célula necessita de 
um tempo antes de disparar um 
próximo PA.
Esse tempo chama-se período 
refratário
Período Refratário
•O Período refratário 
ABSOLUTO não depende da 
intensidade do estímulo
•O período refratário 
RELATIVO depende da 
intensidade do estímulo
Inibição da Excitabilidade
"Estabilizadores" e Anestésicos Locais
? Em contraste com os fatores que aumentam a excitabilidade nervosa, 
ainda outros, conhecidos como fatores estabilizadores da membrana, 
podem diminuir a excitabilidade. 
? Ex: ↑ concentração de íons Ca++ no líquido exlracelular ↓ a permeabilidade 
para os íons Na+, ao mesmo tempo reduzindo a excitabilidade. Por essa razão, 
 í C ++ ã dit " t bili d "os íons Ca++ são ditos serem "estabilizadores".
? Anestésicos Locais: entre os estabilizadores mais importantes estão as muitas 
substâncias usadas clinicamente como anestésicos locais, incluindo a procaína e a 
tetracaína, a maioria desses agentes atua diretamente sobre as comportas de 
ativação dos canais de Na+, dificultando, de forma muito acentuada, a abertura 
dessas comportas,e, desse modo, reduzindo a excitabilidade da membrana. 
Quando a excitabilidade tiver ↓ de modo que a proporção da intensidade do PA 
para o limiar da excitabilidade fique reduzida para menos de l ,0, os impulsos 
nervosos deixam de passar pelos nervos anestesiados.
Propagação do PA
Propagação do PA
? Um PA provocado em qualquer parte de uma membrana excitável em 
geral excita as porções adjacentes da membrana, resultando na 
propagação do PA por toda a membrana. 
? A fibra nervosa que foi estimulada na sua região central - isto é, essa 
região repentinamente desenvolve permeabilidade aumentada para o Na+. 
As setas mostram o "circuito local" do fluxo de corrente das áreas 
despolarizadas da membrana para as áreas adjacentes da membrana em 
repouso. 
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Propagação do PA
? Isto é,cargas elétricas positivas são levadas pelos íons Na+ que se 
difundem para o interior através das membranas despolarizadas, e então 
por muitos milímetros em ambas as direções, ao longo do cerne do 
axônio. Essas cargas positivas aumentam a voltagem em cerca de l a 3 
milímetros pelo interior das grandes fibras mielinizadas até um valor 
i d l li i d d d PA maior que o da voltagem limiar para o desencadeamento do PA. 
? Como consequência, os canais de Na+, nessas novas áreas, imediatamente 
se abrem, e o explosivo PA se alastra. 
Propagação do PA
? Essas novas áreas despolarizadas produzem, por sua vez, outros circuitos 
locais de fluxo de corrente nas áreas adjacentes da membrana, causando, 
progressivamente, mais e mais despolarização. 
? Assim, o processo de despolarização percorre todo o comprimento da 
fibra, essa transmissão do processo de despolarização por uma fibra 
nervosa muscular é referida como impulso nervoso ou muscular.
Propagação do PA Propagação do PA
Direção da propagação do PA
Chegada da
excitação
Zona de gatilho
Potencial de membrana em 
função do local 
Por que o PA não se 
propaga retrogradamente? 
Por que a amplitude e a 
duração do PA são fixas?
u ção o oca 
Propagação do PA
http://www.blackwellpublishing.com/matthews/channel.html
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Propagação do PA
? Ver vídeo: 03 - propagação de PAp p g ç
Propagação do PA
Direção da Propagação
? A membrana excitável não tem direção única de propagação, mas o PA 
trafega em todas as direções para longe do estímulo — mesmo por 
todas as ramificações da fibra nervosa — até que toda a membrana ç q
tenha sido despolarizada.
CONDUÇÂO DO POTENCIAL DE AÇÂO
http://lessons.harveyproject.org/developmen
t/nervous_system/cell_neuro/action_potenti
al/propagation.html
Restabelecimento dos Gradientes lônicos do 
Na+ e do K+ após o Término do PA
? A transmissão de cada PA ao longo de fibra nervosa reduz muito pouco 
a diferença de [Na+] e [K+] dentro e fora da membrana, devido à difusão 
para o interior dos íons Na+ durante a despolarização, e pela difusão 
para o exterior dos íons K+, durante a repolarização. 
? Para um só PA, esse efeito é tão pequeno que não pode ser medido. Na 
verdade, de 100.000 a 50 milhões de impulsos podem ser transmitidos 
por fibras nervosas calibrosas antes que as diferenças de concentração 
atinjam o ponto em que cessa a condução dos PA. 
Restabelecimento dos Gradientes lônicos do 
Na+ e do K+ após o Término do PA
? Ainda assim, com o passar do tempo, é necessário 
o restabelecimento das diferenças de [Na+] e [K+] 
na membrana, isso é realizado pela ação da 
bomba de Na+-K+, para o estabelecimento 
original do potenciais de repouso. 
? Como essa bomba requer energia para seu 
funcionamento, essa "recarga" da fibra nervosa é 
processo metabólico ativo, usando energia 
derivada do ATP do sistema de energia da célula, 
a fibra nervosa produz excesso de calor durante a 
recarga, que éuma medida do consumo de 
energia quando a frequência dos impulsos 
nervosos aumenta.
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Restabelecimento dos Gradientes lônicos do 
Na+ e do K+ após o Término do PA
? Uma característica especial da bomba da Na+-K+ ATPase é que o grau 
de sua atividade é intensamente estimulado quando ocorre acúmulo 
excessivo de íons Na+ no interior da membrana celular. 
? Enquanto a concentração interna de Na+ ↑ em 10 a 20 mEq/L, a q ç q ,
atividade da bomba não apenas duplica, mas aumenta em cerca de 8X, 
portanto, é fácil de entender como o processo de "recarga" da fibra 
nervosa pode ser posto rapidamente em ação, toda vez que as diferenças 
de [Na+] e [K+] através da membrana comecem a "diminuir“.
O Platô em Alguns PA
? Em alguns casos, a membrana estimulada não se repolariza 
imediatamente após a despolarização; ao contrário, o potencial 
permanece em um platô perto do pico do potencial em ponta, por 
vários milissegundos, e somente então é que se inicia a repolarização. 
? Esse tipo de PA ocorre nas fibras musculares do coração, onde o platô 
dura por um período de 0,2 a 0,3 segundo e faz com que a contração 
dos músculos do coração dure por esse mesmo período de tempo.
O Platô em Alguns PA
? A causa do platô é uma combinação de vários fatores. 
? no músculo do coração, dois tipos de canais participam do processo 
de despolarização: 
? canais usuais de Na+ regulados pela voltagem, conhecidos como canais g p g
rápidos
? canais de Ca++- Na+ regulados pela voltagem, conhecidos como canais 
lentos. 
? A abertura dos canais rápidos causa a parte em ponta (spike) do 
potencial de ação, enquanto a morosa e prolongada abertura dos 
canais lentos de Ca++- Na+ permite principalmente o influxo de íons 
Ca++ para a fibra, sendo, também, responsável, em grande parte, 
pela parte de platô do PA.
O Platô em Alguns PA
? Um segundo fator que pode ser parcialmente responsável pelo platô é 
que a abertura dos canais de K+ regulados pela voltagem é mais lenta 
do que a usual, em geral só se abrindo de forma completa até o final do 
platô. Isso retarda o retorno do potencial de membrana a seu valor 
negativo normal de -80 a -90 milivolts.
Potencial de ação (em milivolts) de fibra de Purkinje do coração, mostrando um "platô“.
Ritmicidade de alguns tecidos excitáveis — descarga 
repetitiva
? Descargas repetitivas espontâneas ocorrem normalmente no coração, na 
maior parte dos músculos lisos, e em muitos neurônios do SNC. 
? Essas descargas rítmicas causam:
? batimento ritmado do coraçãoç
? peristaltismo rítmico dos intestinos
? alguns eventos neuronais como o controle ritmado da respiração.
Ritmicidade de alguns tecidos excitáveis — descarga 
repetitiva
? Quase todos os outros tecidos excitáveis podem descarregar 
repetitivamente se o limiar de excitabilidade dos tecidos celulares for 
suficientemente reduzido. 
? Ex: mesmo as fibras nervosas mais calibrosas e as fibras dos músculos 
esqueléticos, que são normalmente muito estáveis, descarregam de forma 
repetitiva quando colocadas em uma solução contendo a substância 
veratrina ou quando a concentração dos íons Ca++ cai abaixo de valor 
crítico, em ambos os casos, elas aumentam a permeabilidade da membrana 
ao Na+.
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Processo de Reexcitação Necessário para a 
Ritmicidade Espontânea
? Para que ocorra a ritmicidade espontânea, a membrana, mesmo em seu 
estado natural, deve ser suficientemente permeável aos íons Na+ (ou aos 
íons Ca++- Na+, pelos canais lentos) para permitir a despolarização 
automática da membrana. 
? Assim, o potencial de "repouso" da membrana no centro de controle do 
ritmo cardíaco é de somente -60 a -70 mV. Essa não é voltagem negativa 
suficiente para manter os canais de Ca++- Na+ totalmente fechados. Por 
essa razão, a seguinte sequência ocorre: 
? alguns íons Na+ e Ca++ fluem para dentro; 
? isso ↑ a voltagem da membrana na direção positiva, o que ↑ ainda mais a 
permeabilidade da membrana; 
? ainda mais íons fluem para dentro;
? a permeabilidade ↑ mais e mais, até que o PA seja gerado. 
Processo de Reexcitação Necessário para a 
Ritmicidade Espontânea
? Então, ao final do PA, a membrana se repolariza. 
? Após outro retardo de alguns milissegundos ou segundos, a 
excitabilidade espontânea causa nova despolarização, e novo PA ocorre 
espontaneamente. p
? Esse ciclo continua ininterruptamente, causando a excitação rítmica 
auto-induzida dos tecidos excitáveis.
Ritmicidade de alguns tecidos excitáveis — descarga 
repetitiva
? PA rítmicos (em mV) semelhantes aos registra­dos no centro de 
controle rítmico do coração. Note suas relações com a condutância do 
K+ e com o estado de hiperpolarização.
Características Especiais da Transmissão dos Sinais 
nos Troncos Nervosos
Fibras Nervosas Mielinizadas e Amielinizadas. 
? Corte transversal de um típico nervo pequeno, revelando muitas fibras nervosas 
calibrosas que constituem a maior parte da área desse corte transversal.
? As fibras calibrosas são mielinizadas, e as mais delgadas são amielinizadas (2X). 
Características Especiais da Transmissão dos Sinais 
nos Troncos Nervosos
Fibras Nervosas Mielinizadas e Amielinizadas. 
? A bainha de mielina é depositada em torno do axônio pelas células de 
Schwann da seguinte maneira: 
? a membrana das células de Schwann envolve o axônio. 
? em seguida, as células de Schwann giram muitas vezes em torno do axônio, g g
formando camadas múltiplas de membrana, contendo a substância lipídica 
esfingomielina (excelente isolante elétrico), reduzindo o fluxo iônico 
através da membrana em cerca de 5.000 X. 
? na junção entre 2 células Schwann sucessivas ao longo do axônio, existe 
uma área não isolada, com comprimento de 2 a 3 µm, por onde os íons 
ainda podem passar facilmente através da membrana do axônio, do líquido 
extracelular para o intracelular, dentro do axônio, essa área forma o nodo 
de Ranvier.
Características Especiais da Transmissão dos Sinais 
nos Troncos Nervosos
Fibras Nervosas Mielinizadas e Amielinizadas 
Células de Schwann
? Fibra mielinizada típica. O cerne central da fibra é o axônio, e a 
membrana do axônio é a que conduz o PA. O axônio é preenchido, na 
sua parte central, por axoplasma. Em volta do axônio existe a bainha de 
mielina, que é frequentemente mais espessa que o próprio axônio. A 
cada l a 3 mm da extensão da bainha de mielina, existe um nodo de 
Ranvier. 
Nodos de Ranvier
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A bainha de mielina aumenta a velocidade de propagação do 
potencial de ação
A bainha de mielina aumenta a velocidade de propagação do 
potencial de ação
Os nodos de Ranvier concentram os canais Os nodos de Ranvier concentram os canais 
de sódio do nervode sódio do nervo
axônio
Célula de Shwann
internodo nodo de Ranvier
Canais de K 
Canais de K 
Canais de Na
caspr caspr
Características Especiais da Transmissão dos Sinais 
nos Troncos Nervosos
Fibras Nervosas Mielinizadas e Amielinizadas. 
? Fibras nervosas amielinizadas
http://www.blackwellpublishing.com/matthews/actionp.html
Propagação do PA
? Ver flash : 03 - propagação de PA a e mielinizadop p g ç
Características Especiais da Transmissão dos Sinais 
nos Troncos Nervosos
Condução "Saltatória" de Nodo a Nodo nas Fibras Mielinizadas
? Mesmo que quase nenhum íon possa fluir através das grossas bainhas de 
mielina dos nervos mielinizados, eles podem passar, com facilidade, 
através dos nodos de Ranvier, assim os PAs só ocorrem nestes. 
? Os PAs são então conduzidos de nodo para nodo, esse tipo de condução 
é chamado de condução saltatória, ou seja, a corrente elétrica flui 
pelo líquido extracelular que circunda a parte externa da bainha de 
mielina, assim como pelo axoplasma dentro do axônio, de nodo a nodo 
(saltando), excitando os nodos sucessivos, um após o outro. 
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CaracterísticasEspeciais da Transmissão dos Sinais 
nos Troncos Nervosos
Condução "Saltatória" de Nodo a Nodo nas Fibras Mielinizadas
Características Especiais da Transmissão dos Sinais 
nos Troncos Nervosos
Condução "Saltatória" de Nodo a Nodo nas Fibras Mielinizadas
? A condução saltatória é de grande valor por duas razões. 
? ao fazer com que o processo de despolarização pule longos trechos ao longo 
do eixo da fibra nervosa, esse mecanismo ↑ a velocidade da transmissão 
nervosa nas fibras mielinizadas em 5 a 50 X. 
? a condução saltatória conserva energia para o axônio, porque somente os 
nodos se despolarizam, permitindo talvez apenas perda de íons até 100 X 
menor da que seria necessária, e requerendo metabolismo menos intenso 
para restabelecer as diferenças de concentração de Na+ e K+ através da 
membrana, após uma série de impulsos nervosos.
Características Especiais da Transmissão dos Sinais 
nos Troncos Nervosos
Condução "Saltatória" de Nodo a Nodo nas Fibras Mielinizadas
? Ainda outra característica da condução saltatória, nas fibras mielinizadas 
mais grossas, é o excelente isolamento produzido pela membrana de 
mielina e a redução de 50 X da capacitância dessa membrana permitem ç p p
que a repolarização ocorra com transferência muito pequena de íons.
Características Especiais da Transmissão dos Sinais 
nos Troncos Nervosos
Velocidade de Condução nas Fibras Nervosas.
? A velocidade de condução nas fibras nervosas varia do mínimo de 0,25 
m/s, nas fibras amielínicas mais delgadas, até o máximo de 100 m/s 
(o comprimento de um campo de futebol em um segundo) nas fibras ( p p g )
mielinizadas mais calibrosas.
Doenças que causam a perda de mielina 
afetam a velocidade de condução do 
impulso nervoso.
Prof Dr Marcio Eduardo de Barros
Sinapse
Prof. Dr. Marcio Eduardo de Barros
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Transmissão Sináptica
? A sinapse é o local no qual uma resposta elétrica é transmitida entre 
células. 
? Em uma sinapse elétrica, 2 células excitáveis se comunicam por 
passagem direta de corrente por meio de junções comunicantes (gap p g p j ç g p
junction). 
? Em uma sinapse química, o PA na célula pré-sináptica causa uma 
resposta elétrica na célula pós-sináptica por meio de uma substância 
neurotransmissora liberada pela célula pré-sináptica.
Sinapses Elétricas
? Na sinapse elétrica, uma mudança do potencial de membrana de uma 
célula é transmitida para a outra célula por fluxo direto de corrente. 
? Já que a corrente flui diretamente entre as 2 células que fazem sinapse 
elétrica, a transmissão ocorre essencialmente sem retardo sináptico. p
? Geralmente, as sinapses elétricas permitem condução em ambas as 
direções, (diferentes das sinapses químicas, que são unidirecionais).
? Certas sinapses elétricas conduzem com menor resistência em uma 
direção do que em outra; esta propriedade é chamada retificação.
Sinapses Elétricas
? Células que formam sinapses elétricas se unem por junções comunicantes, 
estas junções são estruturas nas quais as membranas plasmáticas das 
células acopladas estão muito próximas (< 3 nm). 
? A micrografia eletrônica de fraturas por congelamento mostra arranjos 
l d í l i i b i 6 regulares de partículas proteicas intramembranosas, que consistem em 6 
subunidades ao redor de um canal central que é acessível à água, íons e 
moléculas com peso molecular (PM) de até 1.500, o arranjo hexagonal é 
chamado de conéxon, cada uma das subunidades é uma proteína única 
chamada de conexina (=25.000 PM). 
? Na junção comunicante, os conéxons das células acopladas são alinhados 
para formar os canais de conéxon, que permitem a passagem de íons e 
moléculas hidrossolúveis de uma célula para outra.
Sinapses Elétricas
? Os canais não estão sempre abertos; eles se abrem e fecham 
aleatoriamente, assim como os canais para íons dependentes de voltagem. 
? A probabilidade de os canais estarem abertos pode ser alterada pelo 
aumento da concentração intracelular de Ca++ou H+ em uma das células 
ou em resposta à despolarização de uma ou ambas as célulasou em resposta à despolarização de uma ou ambas as células.
? Sinapses elétricas ocorrem por todo o SNC e SNP de vertebrados e 
invertebrados. Alguns neurônios no cérebro recebem sinais tanto de 
sinapses elétricas quanto de químicas. 
? As sinapses elétricas são particularmente úteis em vias reflexas, nas quais a 
transmissão rápida entre células (pouco retardo sináptico) é necessária, ou 
quando a resposta sincronizada de um número de células é requerida. 
Sinapses Elétricas Sinapses Químicas
? Há vários tipos de sinapses químicas, a maioria apresenta as seguintes 
propriedades:
? O terminal nervoso da célula pré-sináptica contém vesículas com 
substâncias neurotransmissoras ou neuromoduladoras, como acetilcolina 
ou norepinefrina, são pequenas (=50 nm de diâmetro) e muitas estão 
ancoradas perto de locais específicos, chamados zonas ativas, no lado 
intracelular da membrana pré-sináptica. As vesículas que contêm 
neuropeptídios são maiores e estão distribuídas ao longo do terminal 
nervoso. Muitos terminais nervosos contêm tanto pequenas vesículas de 
molécula pequena com neurotransmissores, quanto vesículas grandes com 
neuropeptídios.
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Sinapses Químicas
Sinapses Químicas
? Um PA no neurônio pré-sináptico abre canais de Ca++ voltagem-
dependentes que estão concentrados perto das zonas ativas nos terminais 
nervosos. A entrada de Ca++ no terminal nervoso eleva a [ ]i, que 
desencadeia a liberação de neurotransmissores por exocitose para a fenda 
sináptica (espaço estreito (20 a 40 nm) entre as células pré e pós-sináptica.
? A substância neurotransmissora se difunde através da fenda sináptica e se 
liga a uma proteína receptora específica ao neurotransmissor na membrana 
pós-sináptica. A ligação do neurotransmissor com seu receptor resulta 
numa alteração transitória na condutância da membrana pós-sináptica a 
um ou mais íons, o que causa uma alteração transitória no potencial de 
membrana da célula pós-sináptica. Uma despolarização da célula pós-
sináptica é um potencial excitatório pós-sináptico (PEPS) e uma 
hiperpolarização da célula pós-sináptica é um potencial inibitório 
pós-sináptico (PIPS).
Sinapses Químicas
? As proteínas receptoras para muitos neurotransmissores são canais para íons 
ativados por ligantes. A ligação do neurotransmissor com seu receptor altera 
a probabilidade de o canal iônico estar no estado aberto. Em outros casos, o 
receptor para neurotransmissor é a 1ª proteína na cascata de transdução do 
sinal que altera a probabilidade de o canal iônico estar aberto.
? Em alguns casos, as substâncias neuroefetoras, tanto não-peptídios como 
neuropeptídios, atuam mais como neuromoduladores do que como 
neurotransmissores. Em geral, um neuromodulador une-se a uma proteína 
receptora na membrana plasmática da célula pós-sináptica ou do terminal 
nervoso pré-sináptico para desencadear uma cascata de transdução de sinais, 
que influencia a resposta da célula pós-sináptica a um neurotransmissor ou 
altera a quantidade do neurotransmissor liberado pela célula pré-sináptica.
Sinapses Químicas
? A ação de grande parte dos neurotransmissores não-peptídicos é 
concluída mediante o retorno dessas substâncias à terminação nervosa pré-
sináptica pelo transporte ativo secundário potencializado pelo Na+. O 
efeito dos neuropeptídios é finalizado por meio de proteólise ou por 
difusão em direção oposta à membrana pós-sináptica.
? A transmissão nas sinapses químicas é unidirecional. Um PA na célula pós-
sináptica não induz a uma reposta elétrica da célula pré-sináptica. O 
tempo transcorrido entre um PA no terminal nervoso pré-sináptico e o 
potencial pós-sináptico evocado por ele, tipicamente em torno de 0,5 ms, 
recebe o nome de retardo sináptico.
Sinapses Químicas
? O terminal nervoso pré-sinápticocontém as enzimas responsáveis pela 
síntese de transmissores de molécula pequena a partir de precursores 
simples. O terminal nervoso corresponde ao local de síntese dos 
neurotransmissores não-peptídicos. Em contraste, os neuropeptídios são 
sintetizados no RER do soma celular do neurônio pré-sináptico, e as 
í l l d ídi h i l l vesículas repletas de peptídios chegam ao terminal nervoso pelo 
transporte axonal.
Sinapses Químicas
? Após a fusão entre uma vesícula contendo um neurotransmissor não-
peptídico e a membrana plasmática, seus componentes são reciclados 
como vesículas revestidas por meio de endocitose. As vesículas revestidas 
fundem-se com os endossomas, dando origem a novas vesículas sinápticas. 
A membrana da vesícula do neurotransmissor recém-formado contém 
 ATP á l l b b d í H+ i i d uma ATPase, responsável pelo bombeamento dos íons H+ ao interior da 
vesícula, bem como um transportador de neurotransmissor, o qual acopla 
o efluxo difusional do H+ a partir das vesículas ao acúmulo ativo do 
neurotransmissor para dentro da vesícula. Em contraste, as vesículas 
contendo neuropeptídios não são recicladas, pois a membrana integrante 
dessas vesículas sofre degradação.
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Junção Neuromuscular
? As sinapses entre os axônios de neurônios motores e as fibras musculares 
esqueléticas são chamadas junções neuromusculares, junções 
mioneurais ou placas motoras terminais. 
? A junção neuromuscular foi a 1ª sinapse de vertebrados bem caracterizada, 
e seu estudo fornece a base para o entendimento de outras sinapses e seu estudo fornece a base para o entendimento de outras sinapses 
químicas.
? O nervo motor ao aproximar-se da junção neuro­muscular perde a bainha 
de mielina e divide-se em finos ramos terminais, os quais repousam sobre 
as invaginações sinápticas na superfície das células musculares. 
? A membrana plasmática das células musculares que reveste a fenda forma 
numerosas dobras juncionais. 
Junção Neuromuscular
Junção Neuromuscular
? Nas terminações do axônio, há muitas vesículas sinápticas, que contêm 
acetilcolina (ACh), o neurotransmissor desta sinapse. 
? As vesículas sinápticas nas terminações nervosas estão nas zonas ativas na 
membrana pré-juncional, situadas em frente às aberturas das dobras p j
juncionais. A terminação do axônio e a célula muscular são separadas pela 
fenda juncional, que contém material amorfo rico em carboidrato. 
? As moléculas do receptor para ACh estão concentradas nas aberturas 
das dobras juncionais. Quando a acetilcolina é liberada, é distribuída 
através da fenda para ligar-se ao receptor para ACh na membrana pós-
juncional.
Junção Neuromuscular
? A enzima colina-O-acetiltransferase, encontrada no neurônio motor, 
catalisa a condensação de acetil coenzima A (acetil CoA) e colina para 
produzir ACh. Embora acetil CoA seja produzida por neurônios, assim 
como acontece na maioria das células, a colina não é suficientemente 
sintetizada por neurônios motores, mas é obtida por captação ativa do 
lí id l llíquido extracelular.
? A membrana plasmática do neurônio motor tem sistema de transporte 
ativo secundário, acoplado ao Na+, que pode acumular colina contra um 
grande gradiente de potencial eletroquímico.
Junção Neuromuscular
? Os receptores de ACh são canais ativados por ligante que conduzem Na+ e 
K+.
? A ligação da ACh com o receptor para ACh causa a abertura transitória de 
seu canal iônico, o que ↑ a condutância da membrana pós-juncional ao , q p j
Na+ e K+. 
? Pelo fato de a força motriz do Na+ ser maior que do K+, a força de entrar 
do Na+ predomina, resultando em uma despolarização transitória da 
região da placa motora, esta é chamada de potencial de placa motora 
(PPM).
PPM
? PPMs no músculo sartório da rã. A 
preparação foi tratada com curare para 
reduzir o PPM um pouco abaixo do 
limiar de disparo do PA ic
ad
as
 d
a 
pl
ac
a 
te
rm
in
al
 (m
m
)
limiar de disparo do PA. 
? O PPM registrado em distâncias 
crescentes da junção neuromuscular 
diminui em amplitude e na velocidade 
de despolarização. 
PP
M
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eg
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ci
as
 in
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Junção Neuromuscular
? O PPM é transitório porque a acetilcolina é hidrolisada em colina e 
acetato.
? A hidrólise de ACh é catalisada pela enzima acetilcolinesterase, que 
está presente em altas concentrações na membrana pós-juncional. p ç p j
? Grande parte da colina liberada na fenda sináptica é recapturada pelo 
terminal nervoso motor por um transporte ativo secundário 
potencializado pelo Na + na membrana plasmática pré-juncional.
Junção Neuromuscular
? Drogas que inibem a acetilcolinesterase são chamadas de 
anticolinesterásicas. 
? Na presença de um agente anticolinesterásico, o PPM é maior em 
magnitude e duração. O anticolinesterásico é útil no tratamento de g ç
distúrbios nos quais a função das junções neuromusculares está 
prejudicadacada, como a miastenia grave. 
? Os hemicolínios são drogas que bloqueiam o sistema de transporte de 
colina e inibem sua captação. O tratamento prolongado com hemicolínios 
esgota o estoque de transmissor e finalmente diminui o conteúdo de 
acetilcolina das vesículas.
Junção Neuromuscular
? O PPM deflagra um PA na membrana plasmática da célula muscular, aada 
PPM despolariza a membrana pós-juncional em 15 a 20 mV. 
? Pela ausência de uma quantidade adequada decanais voltagem-dependentes 
de Na+ e K+, a membrana pós-juncional não é capaz de deflagrar um PA.
? As correntes de circuitos locais promovem a despolarização da membrana 
plasmática da célula muscular em qualquer um dos lados da junção 
mioneural até seu limiar, gerando PA responsáveis pela propagação do 
impulso, desde as regiões adjacentes a essa junção até ambas as 
extremidades da fibra muscular, o que leva à contração da mesma.
? Sob condições normais, um PA isolado no neurônio motor gera um único 
PA e uma única contração (abalo muscular) em cada uma das células 
musculares inervadas por esse neurônio motor.
Junção Neuromuscular
? A ACh não é liberada continuamente pelos terminais nervosos pré-
juncionais, de fato, ela é liberada em pacotes, cada pacote correspondendo 
à liberação de uma vesícula sináptica. 
? Mesmo que os neurônios motores não sejam estimulados, ocorrem 
despolarizações pequenas e espontâneas, conhecidas como PPM em 
miniatura PPMM, sua frequência de ocorrência é aleatória, com uma 
frequência média de aproximadamente 1/s. 
? Cada PPM em miniatura despolariza a membrana pós-juncional em apenas 
aproximadamente 0,4 mV, em média, esta despolarização não é suficiente 
para desencadear um PA na membrana muscular plasmática adjacente. O 
PPM em miniatura tem o mesmo decurso temporal que um PPM, que é 
evocado por um PA na terminação nervosa. 
Sinapse - resumo
? Sequência das etapas da transmissão 
neuromuscular. 
1.O PA se propaga ao longo do axônio do 
motoneurônio até a terminação pré-sináptica. 
2.A despolarização da terminação pré-sináptica abre 
canais de Ca2+ e Ca2+ flui para dentro da terminação. 
3. A ACh é liberada, na sinapse, por exocitose. 
4.A ACh se fixa a seus receptores na placa motora.
5.Canais para Na+ e K+ se abrem na placa motora. 
6. A despolarização da placa motora faz com que a 
membrana celular das fibras musculares adjacentes 
gere PA.
7. A ACh é degradada a acetato e colina, pela 
acetilcolinesterase e a colina é recaptada pela 
terminação pré-sináptica, por meio de co-
transnporte Na+-colina.
Sinapse - resumo
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Sinapse - resumo
Sinapse
? Ver vídeo e flash: 03 - sinapsep
Junção Neuromuscular
? O PPMM é também similar ao PPM na 
resposta à maioria das drogas. O PPM e o 
PPMM são ambos aumentados em magnitude 
e prolongados por drogas que inibem a 
acetilcolinesterase.E, ainda, ambos são 
similarmente deprimidos por compostos que p p p q
competem com a ACh pela ligação ao 
receptor. A frequência de PPMM pode variar, 
mas as amplitudes deles estão dentro de uma 
faixa relativamente estreita . 
? Um PPMM é causado pela liberação 
espontânea de um quantum de ACh dentro 
da fenda sináptica.
Junção Neuromuscular
? Cada placa motora possui de 107 a 108 proteínas receptoras para ACh por 
placa motora terminal, a proteína receptora para ACh é uma proteína 
integral de membrana. 
? O receptor para ACh consiste em 5 subunidades, que por sua vez, p p q p
envolvem um canal iônico central. Cada subunidade α contém um sítio de 
ligação para a Ach, as 2 subunidades α devem ligar a ACh para abrir o 
canal iônico.
? Se um axônio motor é lesado, os receptores para ACh tendem a se 
dispersar por toda a superfície da célula muscular, estas então se tornam 
sensíveis à ACh sobre toda a superfície celular, este fenómeno é conhecido 
como supersensibilidade de desnervação.
Junção Neuromuscular
Substância transmissora Canal de potássio
Ativadores químicos
celulares específicos
Alterações estruturais
e das proteínas
Junção Neuromuscular
? As assim chamadas α-toxinas do veneno de serpentes são responsáveis 
pela paralisação de suas presas. 
? Estas toxinas unem-se a sítios de ligação nas subunidades α da proteína do 
receptor para ACh e impedem a ação da ACh. p p p ç
? Flechas envenenadas por imersão das pontas em curare, uma otoxina 
extraída de certas plantas, são usadas por alguns índios sul-americanos 
para paralisar suas presas. 
? A succinilcolina, que se une à subunidade α mas não é capaz de abrir o 
canal iônico, é utilizada como um relaxante mus­cular em alguns 
procedimentos clínicos e cirúrgicos.
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Propriedades Compartilhadas entre as Junções 
Neuromusculares e entre Neurônios
? Uma célula pré-sináptica pode estabelecer sinapses 
com os dendritos, o soma, ou o axônio de um 
neurônio pós-sináptico. 
? A: sinapses axodendríticas: entre um axônio 
é i á i d d i d él lpré-sináptico e um dendrito de uma outra célula,
são as mais numerosas no SNC. 
? B: sinapses axossomáticas: contato sináptico 
entre os axônios e o soma celular de um neurônio 
pós-sináptico.
? C: sinapses axoaxônicas: contato de um axônio 
com o axônio de um neurônio pós-sináptico.
Propriedades Compartilhadas entre as Junções 
Neuromusculares e entre Neurônios
? Cada célula muscular esquelética tem apenas uma junção neuromuscular. Um 
único PA no neurônio motor provoca um único PA na célula muscular, esta 
junção neuromuscular é chamada de sinapse um-para-um, alguns 
neurônios recebem uma única entrada sináptica. 
À? Às vezes, um PA único na célula pré-sináptica provoca vários PA na célula 
pós-sináptica, denominada sinapse um-para-muitos.
? A situação mais comum é a célula pós-sináptica receber várias entradas, um 
arranjo sináptico muitos-para-um, nesse caso, um PAem uma célula pré-
sináptica não é suficiente para estimular a célula pós-sináptica a disparar um 
PA, a chegada quase simultânea de PA pré-sinápticos, de vários neurônios que 
fazem sinapse com a mesma célula pós-sináptica, é necessária para 
despolarizar a célula pós-sináptica até o limiar.
Propriedades Compartilhadas entre as Junções 
Neuromusculares e entre Neurônios
? O neurônio motor espinhal tem este tipo de organização sináptica muitos-
para-um, cerca de 10.000 axônios pré-sinápticos fazem sinapses com cada 
neurônio motor espinhal, cerca de 8.000 nos dendritos e 2.000 no soma 
do neurônio motor. 
Propriedades Compartilhadas entre as Junções 
Neuromusculares e entre Neurônios
? Algumas dessas são entradas excitatórias 
que causam uma despolarização transitória, 
o PEPS, da célula pós-sináptica. 
? Outras entradas causam a hiperpolarização 
i ó i PIPS 
PIPS
transitória, o PIPS. 
? O PEPS traz o potencial da membrana de 
uma célula pós-sináptica para próximo do 
limiar, enquanto o PIPS o afasta. 
? O PEPS despolariza a célula pós-sináptica 
em l a 2 mV, o mesmo valor que o PIPS a 
hiperpolariza. 
PEPS
Propriedades Compartilhadas entre as Junções 
Neuromusculares e entre Neurônios
? A somação espacial ocorre quando 2 entradas separadas 
chegam quase simultaneamente, 2 potenciais pós-
sinápticos são então adicionados. 
? Se 2 entradas fossem PEPS, elas despolarizariam a célula 
pós-sináptica por cerca de 2X mais que cada uma das 
entradas individualmente. 
? S t d é PEPS t é PIPS l ? Se uma entrada é um PEPS e a outra é um PIPS, elas 
tendem a se anular mutuamente. 
? A somacão temporal ocorre quando 2 ou mais PA em 
um neurônio pré-sináptico ocorrem em rápida sucessão, 
de forma que os potenciais pós-sinápticos resultantes se 
superpõem no tempo, uma sequência de impulsos em 
um neurônio pré-sináptico único pode modificar o 
potencial da célula pós-sináptica em degraus, assim, cada 
degrau de modificação no potencial pós-sináptico é 
causado por um dos impulsos pré-sinápticos.
A estimulação repetitiva pode modular a quantidade 
de transmissor liberada pelo neurônio pré-sináptico
? Quando um axônio pré-sináptico é estimulado repetidamente, a resposta 
pós-sináptica pode ↑a cada estimulação, este fenômeno é chamado 
facilitação. 
? A extensão da facilitação depende da frequência dos impulsos pré-ç p q p p
sinápticos. A facilitação extingue-se rapidamente, em dezenas a centenas 
de milissegundos, após a cessação da estimulação.
? Quando um neurônio pré-sináptico é estimulado tetanicamente (muitos 
estímulos em frequência alta) por vários segundos, ocorre um longo 
aumento da resposta pós-sináptica. A potenciação pós-tetânica persiste por 
mais tempo que a facilitação; dura por dezenas de segundos a vários 
minutos após a cessação da estimulação tetânica.
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A estimulação repetitiva pode modular a quantidade 
de transmissor liberada pelo neurônio pré-sináptico
? A potenciação pós-tetânica e a facilitação resultam dos efeitos da estimulação 
repetida no neurônio pré-sináptico. Estes fenômenos não envolvem uma 
mudança na sensibilidade da célula pós-sináptica ao transmissor. Com a 
estimulação repetida, um número aumentado de quanta do transmissor é 
liberado, em parte porque a estimulação repetitiva ocasiona um aumento no nível 
de Ca++ intracelular.
? Quando uma sinapse é repetidamente estimulada por um longo tempo, chega-se 
a uma situação na qual cada estímulo pré-sináptico sucessivo provoca menores 
respostas pós-sinápticas. Este fenómeno é chamado fadiga sináptica (depressão 
neuromuscular na junção neuromuscular). A célula pós-sináptica em uma sinapse 
em fadiga responde normalmente a um transmissor aplicado por uma 
micropipeta; portanto, o defeito é pré-sináptico. Em alguns casos, um 
decréscimo no conteúdo quântico (a quantidade de transmissor por vesícula 
sináptica) contribui para fadiga sináptica. Uma sinapse em fadiga tipicamente se 
recupera em alguns segundos.
A estimulação repetitiva pode modular a quantidade 
de transmissor liberada pelo neurônio pré-sináptico
? A: Facilitação em uma junção neuromuscular. 
? B: PPMs na junção neuromuscular de rã provocados por estimulação repetida do axônio motor em 
diferentes frequências, o grau de facilitação aumentou com o aumento da frequência da estimulação. 
? C: Potenciação pós-tetânica na junção neuromuscular de rã. Os dois traços superiores indicam PPMs 
controles em resposta a PA únicos no axônio motor. Traços subsequentes indicam PPMs em resposta a 
PA únicos depois de estimulação tetânica do neurônio motor. O intervalo de tempo entre o fim da 
estimulação tetânica e o PA único é mostrado em cada traço.
Propriedades Compartilhadas entre as Junções 
Neuromusculares e entre Neurônios
? A estimulação repetida de alta frequência de certas sinapses no cérebro 
aumenta a eficiênciade transmissão nestas sinapses, este fenômeno é 
chamado de potenciação a longo prazo, pode persistir por dias ou 
semanas e provavelmente está envolvido nos processos de aprendizado e 
memória. 
? A estimulação repetida de baixa frequência da sinapse mencionada pode 
induzir à depressão a longo prazo, uma redução persistente na 
eficiência sináptica. 
Neurotransmissores e 
Neuromoduladores
? É frequentemente difícil provar que uma substância seja o transmissor 
em uma determinada sinapse, um composto candidato ou em potencial 
deve satisfazer os seguintes critérios antes de ser aceito como um 
mediador comprovado de transmissão em uma sinapse:
? O neurônio pré-sináptico deve conter o composto e deve ser capaz de 
sintetizá-lo.
? O composto deve ser liberado por neurônios pré-sinápticos em resposta à 
estimulação apropriada.
? A microaplicação do composto na membrana pós-sináptica deve mimetizar 
os efeitos da estimulação do neurônio pré-sináptico.
? Os efeitos da estimulação pré-sináptica e da micro­aplicação do composto 
devem ser alterados da mesma forma por drogas.
Neurotransmissores e 
Neuromoduladores
? Alguns neurotransmissores e neuromoduladores têm efeitos rápidos e 
transitórios nas células pós-sinápticas. 
? Outros têm efeitos que se instalam mais lentamente e podem durar por 
minutos ou até mesmo por horas. p
? A maioria mas não todos os neurotransmissores e neuromoduladores 
conhecidos, pertencem às principais classes químicas: 
? Aminas
? Aminoácidos
? Oligopeptídios
Neurotransmissores e 
Neuromoduladores
? Acetilcolina
? Aminas biogênicas: Epínefrina, Norepinefrina, Dopamina, Serotonina, Histamina.
? Aminoácidos: GABA, Glutamato, Aspartato, Glicina.
? P i / l tídi d i Ad i ATP? Purinas/nucleotídios de purina: Adenosina, ATP
? Gás: Óxido nítrico
? Peptídios: Activinas, Angiotensina II, Peptídio natriurético atrial, Peptídio 
relacionado ao gene da calcitonina, Colecistocinina, Hormônio liberador da 
corticotropina (CRH), Dinorfinas, β-Endorfinas, Endotelinas, Encefalinas, Galanina, 
Gastrina, Peptídio liberador da gastrina, Hormônio liberador da gonadotropina 
(GnRH), Inibinas, Motilina, Neuropeptídio Y, Neurotensina, Ocitocina, Secretina, 
Somatostatina, Substância P, Polipeptídio intestinal vasoativo.
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ACh
? É provavelmente um importante neuro-transmissor nos gânglios basais, 
que estão envolvidos no controle do movimento. Além disso, a 
acetilcolina pode ser o transmissor em muitas outras vias neurais centrais.
? É o transmissor usado por todos os axônios motores que emergem da p q g
espinha espinhal, também desempenha um papel central no SN 
autônomo.
? Déficits em vias envolvendo ACh (vias colinérgicas) no cérebro têm 
sido implicados em algumas formas de demência senil (como doença 
de Alzheimer). O tratamento com drogas anticolinesterásicas de ação 
prolongada, que atravessam a barreira hematoencefálica, pode melhorar a 
função cognitiva em alguns indivíduos que sofrem dessa demência.
Aminas
? Dopamina, norepinefrina e epinefrina são catecolaminas que 
compartilham uma via biossintética comum que começa com o 
aminoácido tirosina. 
? Tirosina é convertida a L-dopa pela enzima tirosina-hidroxilase. 
? L-dopa é convertido em dopamina por uma descarboxilase específica, 
em neurônios dopaminérgicos, a via se interrompe aqui. 
? Em neurônios noradrenérgicos, outra enzima, a dopamina p-
hidroxilase, converte dopamina em norepinefrina. A norepinefrina é o 
transmissor primário dos neurônios pós-ganglionares simpáticos. 
? As células cromafins na medula adrenal adicionam um grupo metil à 
norepinefrina para produzir o hormônio epinefrina.
Aminas
? Neurônios que possuem altos níveis de dopamina são proeminentes nas regiões 
mesencefálicas, conhecidas como substância negra e tegumento ventral. 
? Alguns dos axônios destes neurônios terminam no corpo estriado, onde participam 
do controle de movimentos complexos. 
? A d ã d i d i é i t i d d d ? A degeneração de sinapses dopaminérgicas no corpo estriado ocorre na doença de 
Parkinson e esta degeneração pode ser a maior causa dos tremores musculares e da 
rigidez que caracterizam a doença. 
? O tratamento com L-dopa, o precursor da dopamina, aumenta o controle motor, mas 
apenas temporariamente.
? Em contraste, a hiperatividade das sinapses dopaminérgicas pode estar envolvida em 
algumas formas de psicose. A clorpromazina e drogas antipsicóticas relacionadas 
inibem os receptores de dopamina nas membranas pós-sinápticas e, assim, diminuem 
os efeitos da dopamina liberada pelas terminações nervosas pré-sináfiticas.
Aminoácidos
? São os neurotransmissores inibitórios e excitatórios mais comuns 
no sistema nervoso central.
? A glicina, o aminoácido mais simples, é um neuro­transmissor inibitório 
liberado por certos interneurônios na medula espinhal e no tronco encefálico. 
? O ácido γ-aminobutírico (GABA) não é incorporado em proteínas, nem 
está presente em todas as células, como se dá com os outros aminoácídos que 
ocorrem naturalmente, o GABA é produzido do glutamato por uma 
descarboxilase específica, presente somente em certos neurônios no SNC. Em 
todos os casos conhecidos, o GABA funciona como um transmissor inibitório. 
O GABA pode ser o neurotransmissor em até ¼ das sinapses no cérebro.
? Glutamato e aspartato, que são aminoácidos dicarboxílicos, excitam 
fortemente muitos neurônios. 
Gases
? O óxido nítrico é um importante neurotransmissor e 
neuromodulador
? O óxido nítrico (ON) medeia a transmissão entre os neurônios motores 
inibitórios do SN entérico e as células do músculo liso gastrointestinal, g
também funciona como um neurotransmissor e um neuromodulador no 
SNC. 
? Como um gás e não é armazenado em vesículas sinápticas nem liberado 
por exocitose. Ele é altamente permeante e simplesmente se difunde de 
seu local de produção para células vizinhas. A enzima ON sintase 
catalisa a produção de ON, e é estimulada por um aumento no Ca++
citosólico.
Nucleotídios e Nucleosídios de Purina
? ATP e adenosina funcionam como neurotransmissores e 
neuromoduladores nos sistemas nervoso central, autónomo e 
periférico.
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Neuropeptídios
? Certas células liberam peptídios que atuam em baixas concentrações para 
excitar ou inibir neurônios. Muitos deles, chamados peptídios neuroativos 
ou neuropeptídios, com dois a quatro aminoácidos, têm sido identificados.
? Embora haja exceções, os neuropeptídios tipicamente afetam seus neurônios-
alvo em concentrações mais baixas que os neurotransmissores clássicos ç q
discutidos previamente, e as ações dos neuropeptídios usualmente perduram 
mais que as desses neurotransmissores.
? Alguns neuropeptídios são mais conhecidos como hormônios, que são 
substâncias liberadas no sangue e que alcançam suas células-alvo via circulação. 
? Alguns neuropeptídios atuam como verdadeiros transmissores em sinapses 
específicas e como neuromoduladores em outras sinapses. 
Neuropeptídios
? Peptídios opióides modulam a via da dor e são importantes 
neuromoduladores no SNC e trato gastrointestinal.
? Opiáceos são drogas derivadas do suco da papoula. Compostos que não são derivados do 
ópio da papoula, mas que exercem efeitos diretos por ligação a receptores opióides, são 
chamados opióides. 
? Operacionalmente, opióides são definidos como compostos de ação direta, cujos efeitos 
são especificamente antagonizados pela naloxona, um derivado da morfina. Opiáceos e 
opióides são usados terapeuticamente como potentes analgésicos (para alívio da dor), e 
exercem esse efeito pela ligação a receptores específicos para opiáceos.
? As 3 maiores classes de peptídios opióides endógenos nos mamíferos são:
? Encefalinas
? Endorfinas
? Dinorfinas
Neuropeptídios
? A substância P é um transmissor nas vias da dor e no trato