Potenciais Bioelétricos

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Potenciais Bioelétricos
Todas as células apresentam uma diferença de potencial elétrico através da membrana. Isso ocorre porque há uma distribuição desigual de íons dentro e fora da célula, além das diferentes permeabilidades da membrana para diferentes tipos de íons.
Potencial de Repouso
Em repouso, o interior das células é mais negativo em relação ao meio extracelular, devido ao fluxo de diferentes íons através da membrana e também a ação da bomba de sódio e potássio (ainda que em menor escala). Dentro da célula, há uma maior concentração de íons potássio, enquanto que fora, há maior presença de íons cloreto e sódio. Esses íons, por serem carregados, não conseguem passar sozinhos pela bicamada lipídica que forma a membrana celular, necessitando de canais protéicos que formam um túnel para a passagem dos íons. Alguns canais, conhecidos como canais de vazamento, estão abertos em repouso, enquanto que outros precisam de estímulos para serem abertos. Desse modo, como o potássio é mais permeável do que os outros íons, há uma tendência maior de fuga desse íon através de difusão simples (mais concentrado para menos concentrado). Quando ele passa para o exterior da célula, transporta consigo cargas positivas, deixando o meio intracelular mais eletronegativo, o meio extracelular mais eletropositivo e o potencial elétrico negativo.
Potencial em repouso
Para alterar esse potencial, é necessário abrir canais de sódio (adicionar cargas positivas) ou fechar os canais de potássio (reter a saída de cargas positivas).
Lembre-se: 
A 
hiperpolarização
 
é quando o potencial de membrana se torna mais negativo em um determinado ponto da membrana do neurônio, enquanto
 a
 
despolarização
 é quando o potencial de membrana se torna menos negativo (mais positivo
 – em neurônios não pode ultrapassar +30 
milivolts
).
 
Despolarização e 
hiperpolarização
 ocorrem quando canais de íons da membrana se abrem ou se fecham, alterando a capacidade de um íon em particular entrar ou sair da célula.
Potencial de Equilíbrio
Leva em consideração a permeabilidade da membrana a apenas um íon. Lembrando que os íons que estão em lados opostos de uma membrana semipermeável obedecem a um gradiente químico (de concentração) e um gradiente elétrico (atração ou repulsão das cargas dos íons). Dessa forma, pela equação de Nerst, pode-se calcular esse potencial, que representa o equilíbrio da concentração de um íon, isto é, quando as concentrações intra e extracelular de um determinado íon se igualam.
[
 
]
 extracelular
[
 
]
 intracelularSe cátions e ânions se difundem igualmente em uma membrana não é gerado potencial de equilíbrio, pois não haverá diferença de potencial (as cargas e potenciais de equilíbrio se anulam).
Potencial de Equilíbrio
Potenciais Graduados
Uma despolarização ou hiperpolarização pode não resultar em um potencial de ação, mas em um potencial graduado, isto é, uma diminuta mudança no potencial de membrana que é proporcional ao tamanho do estímulo. Diferentes tipos de estímulos podem aumentar ou diminuir o potencial de membrana por um breve período, antes que retorne ao potencial de repouso. São essas mudanças transitórias no potencial de repouso que são chamadas de potencial graduado, que geralmente ocorrem nos dendritos e no corpo celular dos neurônios. O tamanho e a duração do potencial graduado depende do tamanho (ou intensidade) e a duração do estímulo, que podem ser estímulos excitatórios ou inibitórios. Assim, se apenas um ou dois canais se abrirem, o potencial graduado pode ser pequeno, ao passo que se mais canais se abrirem, ele pode ser maior. Potenciais graduados não percorrem longas distâncias ao longo da membrana neuronal, mas sim curtas distâncias, diminuindo conforme se espalham e eventualmente desaparecendo. Quando duas polarizações ocorrem em tempos diferentes ou em locais diferentes, os potenciais graduados gerados não interferem um no outro. Mas caso haja duas polarizações ao mesmo tempo (somação temporal) ou em locais próximos (somação espacial), seus efeitos podem ser somados, formando um potencial graduado com o dobro do tamanho. Se houver um estímulo excitatório e inibitório ao mesmo tempo e no mesmo local, ao invés de haver uma polarização ou uma despolarização o que acontece é que o potencial de repouso da membrana não é alterado.
Potencial de Ação
As células excitáveis são aquelas que produzem potenciais de ação. As principais células excitáveis do corpo humano são neurônios, músculo esquelético, músculo cardíaco e músculo liso.
Anestésicos em geral inibem a entrada de sódio na célula
.Se um evento de despolarização for suficientemente grande, talvez resultante de várias despolarizações ocorrendo ao mesmo tempo,e logo, ocorrendo vários potencias graduados que podem ser somados e que atinjam o limiar de potencial (por volta de -45 milivolts em neurônios), haja a formação de um potencial de ação. Para isso, é preciso de um estímulo eficaz, ou seja, que tenha intensidade ou duração suficiente. Diferente do potencial graduado, um potencial de ação é tudo ou nada, ou ele ocorre ou não ocorre, e quando ocorre, será sempre do mesmo tamanho (não é proporcional ao tamanho do estímulo) e só aí a mensagem é propagada.
A propagação dessa mensagem pode ser saltatória ou ponto a ponto. A condução ou propagação saltatória ocorre através dos nódulos de Ranvier, que são os espaços existentes entre a bainha de mielina. Logo, quando o impulso nervoso percorre o axônio, ele literalmente salta de um nódulo para o outro. Já na condução ponto a ponto, que ocorre geralmente em neurônios amielínicos, o impulso percorre todos os pontos do axônio, demorando mais para chegar ao terminal axônico. Essa mensagem pode ser a estimulação da contração muscular, a estimulação de neurotransmissores, a estimulação de outras substâncias, etc.
Fases do Potencial de Ação
Fase ascendente: Um potencial de ação começa quando uma despolarização aumenta a voltagem da membrana, resultando em uma mudança no gradiente elétrico, fazendo com que haja a abertura de canais de sódio dependentes de voltagem, permitindo que muitos íons de sódio entrem rapidamente na célula. Esse influxo (entrada na célula) de sódio faz com que o potencial da membrana aumente muito rapidamente, atingindo o limiar de potencial. Mas isso não quer dizer que a concentração de íons sódio dentro da célula seja maior que a concentração fora.
Fase descendente ou Hiperpolarização: Após um curto período de tempo, os canais de sódio se autoinativam (se fecham e tornam-se irresponsivos à voltagem), cessando o influxo de sódio. Um conjunto de canais de potássio dependentes de voltagem se abrem, permitindo que o potássio saia da célula por seu gradiente eletroquímico. Esses eventos rapidamente diminuem o potencial da membrana, trazendo-o de volta ao seu estado normal de repouso.
Fase Pós-hiperpolarização: Os canais de potássio ainda estão abertos, resultando em um potencial mais negativo (brevemente abaixo) do que o potencial de repouso, até que a bomba de sódio e potássio (já estava funcionando, só que mais lentamente) consiga retirar o excesso de íons e a membrana retorne ao seu potencial de repouso. Eventualmente, os canais de potássio dependentes de voltagem se fecham e o potencial da membrana se estabiliza no potencial de repouso. Os canais de sódio retornam ao seu estado normal (permanecem fechados, mas se tornam novamente responsivos à voltagem). O ciclo do potencial de ação pode então começar de novo.
Período Refratário 
Tem como objetivo limitar a freqüência dos potenciais de ação, isto é, após o disparo de um potencial de ação, as células necessitam de um tempo para disparar outro. Esse tempo é o que se chama de Período Refratário. Ele divide-se em absoluto e relativo.
O período refratário absoluto compreende a fase ascendente e 2/3 da fase descendente, e nele, qualquer estímulo para gerar um potencial de ação será inútil, pois todos os canais de sódio já estão abertos ou inativos, promovendo todo o influxo de sódio necessário para o potencial ocorrer. Já no período refratário relativo, que compreende o terço final da fase descendente e a fase de pós-hiperpolarização, esses canais de sódio já estarão de volta ao repouso ativável, podendo se propagar um novo potencial se houver um estímulo eficaz. No músculo liso e esquelético o potencial de ação dura em torno de 2 milissegundos. 
Potencial de Ação e Período Refratário no Coração
200 
ms
Nas células miocárdicas, o período refratário é estendido por um platô, que é mantido pelo influxo de íons cálcio na célula. Esse alargamento do período refratário permite um maior descanso destas células, além de participar na sincronização dos batimentos.
 Esse mecanismo protege o músculo cardíaco de estímulos excessivos, o que poderia causar uma 
fibrilação
 cardíaca. Logo, esse potencial de ação é ideal para as células ventriculares cardíacas, pois impede que o coração pare em sístole.