BIOELETROGÊNESE resumo

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BIOELETROGÊNESE
Potencial de Membrana:
É a diferença de potencial elétrico entre o meio intracelular e o meio extracelular. O interior da membrana é mais negativo e o exterior é mais positivo.
Na+ - íon sódio. É um cátion e está mais concentrado do lado de fora da célula. Logo, tende a entrar na célula a favor do seu gradiente de concentração.
K+ - íon potássio. É um cátion e está mais concentrado do lado de dentro da célula. Logo, tende a sair da célula a favor do gradiente de concentração.
É importante lembrar também que há dois tipos de gradientes: um gradiente químico e um gradiente elétrico. O gradiente químico diz respeito ao “elemento” (Na, K) e o gradiente elétrico diz respeito à carga. Portanto:
Na+ - Como está mais concentrado do lado de fora, tende a entrar na célula a favor do seu gradiente químico E do seu gradiente elétrico, pois é um cátion e é atraído pelas cargas negativas do interior da membrana celular. Logo, dizemos que o gradiente químico do Na+ está a favor do seu gradiente elétrico.
K+ - Como está mais concentrado do lado de dentro da membrana, tende a sair. Porém, também é um cátion e, portanto, é atraído pelas cargas negativas do interior da célula. Logo diz-se que o seu gradiente químico é o oposto do seu gradiente elétrico.
Força Motriz
A força motriz do Na+ é muito maior que a força motriz do K+, pois, no caso do Na+, o gradiente químico está a favor do gradiente elétrico.
E se injetarmos cloreto de potássio, o que acontece?
Se for administrado cloreto de potássio, o potencial de membrana se torna menos eletronegativo pois, apesar do gradiente QUÍMICO se extinguir, ainda há o gradiente ELÉTRICO; o meio intracelular é mais eletronegativo, logo, por ser um cátion, o K+ vai tender a entrar na célula (por causa do gradiente elétrico).
Potencial de Reversão
A força eletrostática vence a força difusional quando o potencial de membrana fica mais eletronegativo e, então, o fluxo de K+ se reverte -> ele vai entrar na célula por causa do gradiente ELÉTRICO.
O potencial de reversão do K+ acontece quando o seu gradiente químico se iguala ao gradiente elétrico.
Potencial de Equilíbrio
Se a membrana fosse permeável a apenas um íon, este se difundiria até que o gradiente químico se igualasse ao gradiente elétrico e, então, o fluxo deste íon pararia, pois teria atingido o equilíbrio.
Potencial de Repouso :
É quando as células nervosas não estão transmitindo impulsos elétricos. Diz-se, então, que a célula está polarizada. O valor é em torno de -70milivolts (mV). 
Ocorre devido ao aumento da permeabilidade da membrana ao íon K+. Então, o potencial de membrana se aproxima do potencial de repouso do íon K+.
O potencial de repouso é mantido pela bomba para Na+/K+ ATPase -> joga 3 Na+ para fora e 2 K+ para dentro da célula, contra o gradiente de concentração.
A membrana celular é altamente permeável ao íon K+, pois possui canais de vazamento para ele (também passam íons Na+ por esses canais, mas a afinidade desses canais pelo íon Na+ é muitíssimo menor que a afinidade pelo K+).
Com a saída do K+ a favor do seu gradiente de concentração (lembrar que há mais K+ do lado de dentro que fora da célula), acumulam-se ânions no interior (eles, por terem carga negativa, vão atrás do K+, mas não conseguem passar pelos canais de vazamento, ficam “entalados”), tornando o meio intracelular mais eletronegativo que o extracelular.
*O raio iônico é diferente entre os íons, logo os diâmetros dos canais são diferentes. Isso que determina a seletividade do canal, mesmo se tratando de cátions.
E por que o potencial de membrana não se iguala ao potencial de repouso do K+?
Como dito antes, mesmo que em quantidade muito menor, os íons Na+ também passam pelos canais de vazamento e essa pequena quantidade é suficiente para não permitir que o potencial de membrana se iguale ao potencial de repouso do K+, que é de - 80mV.
(Na+ é um cátion e, portanto, deixa o meio intracelular menos eletronegativo).
PEPS e PIPS
PEPS – potencial excitatório pós-sináptico; quando ocorre um rápido influxo de Na+, após aumento da permeabilidade da membrana a este íon, deixando o potencial de repouso da membrana menos eletronegativo. Ocorre após um neurotransmissor ser liberado na fenda sináptica e interagido com receptores excitatórios.
PIPS – potencial inibitório pós-sináptico; ocorre quando há um influxo de Cl- (quando um neurotransmissor inibitório se liga a um receptor inibitório) ou efluxo de K+, hiperpolarizando a célula (o potencial de repouso fica mais eletronegativo que o normal). 
Potencial de Ação
O potencial de ação depende de canal voltagem-sensível.
Quando ocorre um estímulo, há uma inversão temporária de cargas na membrana plasmática do neurônio; de -70mV passa a +40mV; diz-se, então, que a membrana foi despolarizada.
Para que ocorra um PA (potencial de ação), é necessário alcançar o Limiar de Excitabilidade.
O que gera potencial de ação?
Diferença de concentração iônica através da membrana
A permeabilidade seletiva através da membrana
Limiar de Excitabilidade
É a voltagem da membrana que, quando atingida, causa uma mudança conformacional de uma proteína (canais de Na+ ou Ca++) e, então, estes íons entram na célula, causando a deflagração do PA.
Por que o meio intracelular é mais eletronegativo?
Porque existe uma deficiência de cátions em relação ao meio extracelular. Isso ocorre devido à bomba para Na+/K+ ATPase, a qual coloca 3 cátions para fora e dois cátions para dentro.
O potencial de ação é um evento tudo-ou-nada -> não importa se o estímulo for limiar ou supra limiar, o PA terá a mesma magnitude.
Estímulos sublimiares -> estímulos que não alcançam o limiar de excitabilidade. Não geram PA;
Estímulos limiares -> alcançam o limiar de excitabilidade. Geram PA.
Estímulos supralimiares -> estímulos que ultrapassam o limiar de excitabilidade. Geram PA na mesma magnitude dos estímulos limiares, pois PA é um evento tudo ou nada.
E por que os potenciais de ação têm a mesma magnitude?
Por causa da inativação dos canais de Na+. Veremos a seguir.
Propagação do potencial de Ação
Despolarização influxo de Na+ cargas positivas são atraídas para regiões adjacentes onde ainda há cargas negativas (onde a membrana ainda está em repouso) o interior da membrana vai ficando menos negativo atinge limiar de excitabilidade outro PA é gerado.
Em fibras com bainha de mielina, ocorrem os chamados impulsos saltatórios:
A esfingomielina depositada pelas células de Schwan em torno do axônio funciona como um isolante elétrico. Entre duas dessas estruturas existe uma região não isolada, chamada Nódulo de Ranvier; os PAs são conduzidos de nódulo a nódulo, aumentando a velocidade de transmissão dos impulsos em dezenas de vezes.
Nos nódulos de Ranvier existem muitos canais de Na+ voltagem-dependente, o que gera um influxo grande deste íon quando ocorre a despolarização e um fluxo grande de cátions no axoplasma (citoplasma do axônio) para outro nódulo de Ranvier. Além disso, a corrente elétrica também flui pelo LEC (líquido extracelular) que circunda a parte externa da bainha de mielina.
Forma-se um dipolo; íons positivos são atraídos por íons negativos da membrana que ainda está em repouso e, assim, o PA é propagado.
Conformação dos Canais de Na+
Fechado -> quando a membrana está em repouso e, após um estímulo que alcança o limiar de excitabilidade, este canal se abre.
Aberto -> quando a membrana é despolarizada e os canais se abrem para que ocorra o influxo de Na+;
Inativo -> quando, independente da magnitude do estímulo, os canais não podem ser abertos, pois a membrana ainda encontra-se despolarizada; o interior ainda está muito eletropositivo.
A inativação dos canais de Na+ garantem que os potenciais de ação tenham a mesma magnitude.
Como o potencial de membrana é reestabelecido?
Quando o gradiente químico do K+ fica a favor do elétrico, pois, com a entrada de Na+, o interior da membrana fica positivo, então o K+, por ser um cátion, sai a favor do seu gradiente elétrico e químico (efluxode K+).
Os canais de K+ também são voltagem-dependentes, porém são mais lentos que os canais de Na+, visto que só vão se abrir quando os canais voltagem-dependentes de Na+ forem inativados. Também são mais lentos para se fecharem, causando uma hiperpolarização. Este efluxo de K+ é favorecido por ambos os gradientes químico e elétrico, pois a membrana se encontra positiva na sua face interna.
Período Refratário
Limita a frequência de potenciais de ação e promove unidirecionalidade.
Absoluto -> Não importa a magnitude do estímulo, um novo PA não pode ser gerado pois os canais de Na+ ainda estão todos na sua conformação inativa.
Relativo -> Quando já é possível gerar PA pois alguns canais de Na+ encontram-se na conformação fechada (ou seja, já podem passar para a conformação aberta). Apenas estímulos muito intensos (supralimiares) são capazes de deflagrar o PA neste momento.
Somação Temporal e Espacial
Somação temporal ocorre quando estímulos excitatórios sucessivos, com um intervalo de tempo menor que 1 ms, de um mesmo terminal sináptico são somados, gerando um PA.
Somação espacial ocorre quando estímulos excitatórios de diferentes terminais sinápticos ocorrem simultaneamente e são somados, gerando um PA.
Possíveis casos:
Hipercalemia/Hiperpotassemia
Se a concentração de K+ aumentar muito, o potencial de repouso do neurônio irá mudar para um valor próximo do limiar de excitabilidade, desencadeando resposta aos menores potenciais graduados.
Hipocalemia/Hipopotassemia
Se a concentração de K+ cair muito, o potencial de repouso da célula se afastará muito do limiar de excitabilidade, exigindo um estímulo maior que o normal para as células desencadearem um PA.
Hipercalcemia
Diminui a condutância ao Na+, ou seja, a membrana se torna menos permeável a este íon. Logo, precisa-se de um estímulo maior para gerar PA.
Hipocalcemia
Aumenta a condutância ao Na+ , ou seja, a membrana se torna mais permeável a este íon. Logo, precisa-se de um estímulo menor para gerar PA.
A calcemia (concentração plasmática de Ca++) 50% acima do normal leva os neurônios a descarregarem espontaneamente, causando convulsão, hiperreflexia, tetania muscular (o que pode ser letal, ao considerarmos os músculos respiratórios).
pH
Acidose -> aumento de H+ -> diminui a condutância ao Na+ - aumenta o limiar de excitabilidade – mais difícil gerar PA.
Alcalose -> diminuição de H+ -> aumenta a condutância ao Na+ - diminui o limiar de excitabilidade – mais fácil gerar PA.
Tetrodotoxina
Toxina de peixe baiacu, salamandras. 
Se liga aos canais PDC de Na+ do lado extracelular, impedindo a geração de PA. Causa paralisia.