Aula 4 - Potenciais de membrana e potenciais de ação.ppt

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Fisiologia Humana
Potenciais de Membrana e de Ação
Professora Ms. Janne Marques Silveira
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Potenciais de Membrana e de Ação
Generalidades
- As células do nosso corpo apresentam diferença de potenciais
de membrana entre o LIC e o LEC
- Há potencial de membrana e de ação porque existem diferenças
nas concentrações iônicas entre o LIC e LEC
 
- Algumas são especializadas e gerar e conduzir os seus próprios
Estímulos
- Executam a função celular
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Potenciais de Membrana e de Ação
 A Física dos Potenciais de Membrana
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Todas as células têm um potencial elétrico através da membrana
O interior da célula é negativo em relação ao extracelular
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Potenciais de Membrana e de Ação
 A Física dos Potenciais de Membrana
Por que existe diferença de potencial na membrana?
- Diferença de composição iônica entre os dois lados da
membrana
- Diferenças entre as permeabilidades da membrana às
espécies iônicas presentes (seletividade)
 membran
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Potenciais de Membrana e de Ação
Potencial de Repouso da Membrana
Por que existe diferença de potencial na membrana?
Ocorre devido a 2 fatores
1- Canais de vazamento Na+/K+
2- Bomba de Na+/K+
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Potenciais de Membrana e de Ação
Potencial de Repouso da Membrana
Concentração iônica – os 3 grandes (Na+, K+ e Cl-)
- O Cl- não tem tanta importância no PA porque o potencial de Nernst é igual ao
 potencial de membrana
- (-) no LIC – substâncias inorgânica e proteínas e (+) no LEC
- Canais de vazamento, voltagem-dependentes, bomba de Na+ e K+
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Potenciais de Membrana e de Ação
Potencial de Repouso da Membrana
Bomba de Na+ e K+
- Eletrogênica
- 3Na+ para o LIC e 2K+ para o LEC
- FunçãoATPase
- Diferença de concentração
- Controla o volume celular
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Potenciais de Membrana e de Ação
Bomba de Na+ e K+
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Potenciais de Membrana e de Ação
Potencial de repouso da membrana
Canais de vazamento
- Proteínas específicas que permitem a passagem de íons entre o LIC e o LEC
- Vazamento destes íons até atingir o limiar de excitabilidade
- Íons K+ (100x mais permeáveis) que os íons Na+
- Importância no potencial de repouso da membrana 
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Potenciais de Membrana e de Ação
Potencial de ação
Difusão do íon que causa mudança no potencial de membrana
- Energia cinética das moléculas
- Somente quando a membrana é semipermeável
- Até haver equilíbrio químico 
- Permeabilidade da membrana, diferença de concentração e solubilidade da substância
 
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Potenciais de Membrana e de Ação
Potencial de Ação
Potencial de Nernst 
- É o potencial de difusão necessário para impedir a difusão 
efetiva de um íon em direção oposta
- Quanto maior o gradiente de concentração, maior o potencial 
de Nernst para este íon
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Potenciais de Membrana e de Ação
O Potencial de Ação
- Variações bruscas do potencial de membrana 
- Após estímulo limiar
- Despolarização (Influxo de Na+)
- Repolarização (Efluxo de K+) – hiperpolarização
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Potenciais de Membrana e de Ação
 O Potencial de Ação
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Potenciais de Membrana e de Ação
 O Potencial de Ação
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Potenciais de Membrana e de Ação
Canais de voltagem- dependentes
- Proteínas específicas
- Comportas de ativação e inativação dependentes da variação do potencial de membrana
- Íons Na+ e K+
- Feedback positivo
- Princípio do tudo ou nada
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Potenciais de Membrana e de Ação
Canais de Na+ voltagem- dependentes
- 2 comportas (externa ou de ativação e interna ou de inativação)
Comporta de ativação 
- PM (-) e abertura após estímulo limiar
- Influxo de Na+
- Positividade no LIC
- Permanece aberto durante toda despolarização
Comporta de inativação 
- Fechamento - LIC (+)
- Abertura - o LIC (-) – retorno do potencial de repouso
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Potenciais de Membrana e de Ação
 Canais de Na+ voltagem- dependentes
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Potenciais de Membrana e de Ação
 Canais de Na+ voltagem- dependentes
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Potenciais de Membrana e de Ação
Canais de K+ voltagem- dependentes
- 1 comporta (interna ou de ativação)
Comporta de ativação 
- Abertura lenta após estímulo limiar
- Efluxo de K+
- Permanece aberto durante para repolarização e causa hiperpolarização 
- Negatividade no LIC
- Fechamento - LIC (-)
- Retorno do potencial de repouso
* Hiperpolarização – canais de K+ permanecem abertos mais tempo
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Potenciais de Membrana e de Ação
Canais voltagem- dependentes
hiperpolarização
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Potenciais de Membrana e de Ação
Canais voltagem- dependentes
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Potenciais de Membrana e de Ação
Canais voltagem-dependentes 
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Potenciais de Membrana e de Ação
Canais ligando-dependentes
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Potenciais de Membrana e de Ação
Princípio de tudo ou nada
- Propagação do PA se as condições forem favoráveis (estímulo
capaz de alterar a voltagem da membrana)
- Se não atingir o limiar de excitação – não há PA
- Para haver PA – fator de segurança > 1
Fator de segurança = força do PA
 limiar de excitação
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Potenciais de Membrana e de Ação
 Princípio de tudo ou nada
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Potenciais de Membrana e de Ação
Propagação do Potencial de Ação Neural
- O PA não tem direção única
- Se propaga em todas as direções a partir do estímulo
- Até que tenha “força” suficiente para provocar a despolarização
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Potenciais de Membrana e de Ação
Propagação do Potencial de Ação Neural
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Potenciais de Membrana e de Ação
O Platô do Potencial de Ação
- Algumas células possuem um prolongamento do período
de despolarização (células miocárdicas)
- Potencial de ponta – influxo de Na+ (canais rápidos de Na+)
 
- Manutenção da despolarização - influxo de Ca++ (canais lentos
de Ca++/Na+) 
- Retardo na ativação do canal de K+
* Platô: manutenção da (+) no LIC durante a despolarização
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Potenciais de Membrana e de Ação
O Platô do Potencial de Ação
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Potenciais de Membrana e de Ação
Períodos Refratários
Absoluto (PRA)
 - Nenhum estímulo pode promover a despolarização
 - Canais de Na+ e/ou Ca++ estão inativados
 - Duração 3/4 da despolarização
Relativo (PRR)
 - Estímulos supra-limiares promovem a despolarização
 - Canais de K+ ativos (maior determinante do potencial de repouso)
 - 1/2 a 1/4 do PRA
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Potenciais de Membrana e de Ação
Participação de outros Íons no PA
1- Fosfatos e proteínas: (-) LIC e impermeáveis à membrana
2- Cálcio: canais lentos de Na+ e Ca++, platô do PA
 Ca++: fibra extremamente excitável 
3- Cl-: pouca participação porque o seu potencial de Nernst = PM
Ca++ +parte externa da comporta de ativação estado elétrico voltagem
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Potenciais de Membrana e de Ação
Aspectos especiais da transmissão de sinais em nervos
- Fibras amielínicas e mielínicas (esfingomielina)
- Locais com mielina – ( do fluxo iônico em 5000x)
- Condução saltatória
- Repolarização com efluxo mínimo de K+
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Potenciais de Membrana e de Ação
Inibição da Excitabilidade – Estabilizadores e Anestésicos
Estabilizadores
- Hipercalcemia- excitabilidade - a voltagem da comporta de ativação
- Hipocalcemia- excitabilidade - a voltagem da comporta de ativação
Anestésicos Locais
- Procaína, tetracaína dificultam a abertura das comportas de ativação
do Na+ 
- Diminui o fator de segurança para menor que 1
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Potenciais de Membrana e de Ação
Questões:
1- Como é o potencial de repouso da membrana em relação aos íons e 
polaridade?
2- Quais os determinantes do potencial de repouso da membrana?
3- Fale especificamente da bomba de Na+/K+ e porque ela é responsável 
por causar o potencial de membrana em repouso?
4- Fale das características
dos canais de Na+ e K+.
5- Como estes íons se comportam durante o potencial de ação. Cite cada fase do PA.
6- Explique fisiologicamente o gráfico do slide 21 em relação à condutância dos 
íons Na+ e K+.
7- O que é o platô do potencial de ação. Qual íon é responsável. Explique
fisiologicamente.
8- Explique fisiologicamente o princípio do tudo ou nada.
9- Fale sobre a propagação do potencial de ação.
10- Fale sobre a transmissão do potencial de ação nas fibras mielínicas e amielínicas.
11- Qual a importância do Ca++ como estabilizador de membrana.