Bio-Eletrogênese: Potenciais de Membrana.

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Profa. Dra. Eliane Comoli
Depto de Fisiologia da FMRP-USP
Bioeletrogênese:
Potencial de Repouso e 
Potencial de Ação
ROTEIRO: POTENCIAL DE REPOUSO E POTENCIAL DE AÇÃO
1. Potencial de Membrana de Repouso
Papel da bomba de sódio e potássio na manutenção do potencial
de repouso
2. Mudanças no Potencial de Membrana
a. variações da permeabilidade da membrana
b. despolarização e hiperpolarização
c. potencial graduado e potencial de ação
3. Potencial de ação
a. fases do potencial de ação e permeabilidade da membrana
b. períodos refratário: absoluto e relativo
4. Propagação do potencial de ação e velocidade de condução
a. potencial de ação em axônios amielinizados
b. potencial de ação em axônios mielinizados
Structure of the Neuron
https://www.youtube.com/watch?v=DLN1UsvmVvM
Neurofisiologia do Potencial de Membrana
http://www.youtube.com/watch?v=i0XZJ3XDNV8
Por que entra Na+ e sai K+ da célula?
Qual a importância da Bomba de Na+/K+ no potencial de membrane?
A Bomba de Sódio e Potássio ajuda a manter 
o Gradiente Elétrico.
Os neurônios são células excitáveis que geram e 
transportam sinais elétricos
corpo celular e suas extensões, 
comunicações por sinápses
Dendritos são processos finos com função 
de receber e transferir sinais para uma 
região integradoura dentro do neurônio.
Axônio é uma extensão do corpo celular 
que origina-se na proeminência axônica; 
transportam sinais para o alvo de 
comunicação.
Os neurônios são células excitáveis: 
capacidade de gerar e propagar sinais 
elétricos.
A mudança do potencial de membrana no neurônio cria um sinal 
elétrico que pode ser utilizado para transmitir informações aos 
seus alvos.
Mudanças no Potencial de Membrana
No repouso a membrana é pouco permeável ao Na+.
Um aumento da permeabilidade ao Na+ gera despolarização e 
cria um sinal elétrico.
Um aumento na permeabilidade ao K+ gera hiperpolarização.
Como a célula muda a sua permeabilidade aos íons?
Através de canais iônicos que podem alterar o seu estado entre aberto e fechado
mediante um estímulo particular, tais como:
pressão 
luz
moléculas químicas ligantes (como neurotransmissores)
sinais intracelulares,
voltagem
Através da insersão ou remoção de canais iônicos na membrana.
Estados dos Canais Proteicos
Os canais podem ser classificados em abertos ou fechados.
Abertos passam a maior parte do tempo aberto permitindo que íons se movam 
sem restrições (poros = passagem contínua).
Fechados permitem regulação do movimento das moléculas entre o fluido 
intracelular e extracelular (estados: fechado, aberto e inativo).
canal aberto canal fechado
estado fechado estado aberto estado inativo
O controle desses canais é feito por:
a) moléculas mensageiras intracelulares ou por ligantes 
extracelulares (quimicamente sensível); 
b) por estado elétrico da célula (eletricamente sensível);
c) por mudança física (ex: mudança de temperatura ou 
tensão.
O que controla a abertura e 
fechamento de canais?
Mudanças no Potencial de Membrana
Despolarização = quando o potencial de membrana torna-se menos negativo.
Hiperpolarização = quando o potencial de membrana torna-se mais negativo.
Repolarização é o retorno da célula ao potencial de repouso a partir de uma 
despolarização o repolarização.
A importância do movimento de Na+ e K+
através das membranas celulares.
O movimento dos íons Na+ e K+ através da membrana celular 
exerce um papel importante na geração de sinais elétricos em 
tecidos excitáveis tais como no sistema muscular e nervoso.
A despolarização pode gerar:
potenciais graduados ou potenciais de ação
Potenciais graduados são despolarizações 
cujo tamanho ou amplitude é proporcional 
à força do estímulo.
Potenciais de ação: todos são idênticos e não 
diminuem o seu poder quando viajam 
através do neurônio. É um fenômeno 
tudo-ou-nada.
São deflagrados por um estímulo limiar.
Potencial Graduado
A força da despolarização é determinada pela 
quantidade de carga que entra na célula no 
ponto de estímulo. Se mais canais se abrem, o 
potencial graduado tem maior amplitude inicial; 
e mais longe pode se disseminar.
Potencial Graduado Sublimiar
Potencial Graduado Supralimiar
Estímulo Excitatório
Potencial de Ação: despolarizações grandes e uniformes que 
movimentam-se rapidamente ao longo de grandes distâncias (axônio) sem perda 
de sua força.
O potencial de ação é gerado na zona de estímulo, no 
segmento inicial. 
Potenciais de ação representam movimento de Na+ e K+
através da membrana. Ocorre quando canais dependentes 
de voltagem se abrem, alterando a permeabilidade da 
membrana.
Fases do Potencial de Ação
Os canais de Na+ voltagem-
dependentes encontra-se na zona de 
estímulo e ao longo do axônio.
Os canais de Na+ dependentes de 
voltagem usam um mecanismo de 
duas etapas para abrir e fechar.
Isso permite que os sinais elétricos 
sejam conduzidos somente em uma 
direção ao longo do axônio.
Como os potenciais de ação são propagados?
https://www.youtube.com/watch?v=Sa1wM750Rvs
Propagação em fibras mielinizadas
https://www.youtube.com/watch?v=3SV1DpO7XvY
Qual a importância dos Nódulos de Ranvier e da Bainha de Mielina?
Por que o potencial de ação se propaga para o caminho anterógrado?
O que é período refratário?
Propagação do Potencial de Ação
Períodos Refratários: limitam a taxa pela qual os sinais 
podem ser transmitidos no neurônio
Os potenciais de ação não se sobrepõem 
por causa dos períodos refratários.
Período Refratário Absoluto assegura que 
um segundo potencial de ação não 
aconteça sem que o primeiro tenha 
terminado.
Período Refratário Relativo permite que 
um potencial gradual acima do limiar 
possa iniciar outro potencial de ação, 
pois podem abrir canais de Na+ que já 
retornaram à sua posição de repouso.
Velocidade da Condução do Potencial de Ação
Parâmetros fundamentais que influenciam a velocidade de 
condução de um potencial de ação nos neurônios de mamíferos:
a) Diâmetro dos neurônios: maior o diâmetro mais rápida é a 
condução.
b) Resistência da membrana do neurônio: quão menor o diâmetro 
maior a resistência
Os vertebrados desenvolveram 
outro mecanismo para aumentar a 
velocidade de condução do 
potencial de ação: enrolamento dos 
axônios em membranas compostas de 
mielina.
Axônio Mielinizado
A Intensidade do estímulo é codificada pela 
Frequência de Potenciais de Ação
Todos os potenciais de ação de um neurônio são 
idênticos.
A informação sobre força e duração de um estímulo se dá 
através da frequência dos potenciais de ação.
Propagação do Potencial de Ação em 
Neurônio Mielinizado
condução saltatória
Condução Saltatória
Axônio Mielinizado
Axônio Desmielinizado
Velocidade de Condução do Potencial de Ação