BIOLETRICIDADE E POTENCIAIS BIOLÉTRICOS

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ 
CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE 
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FARMACOLOGIA 
Márcio Edivandro Pereira dos Santos 
Mestrando em Farmacologia 
Núcleo de Pesquisas em Plantas Medicinais - NPPM 
 
Bioeletrogênese 
Bioeletrogênese 
 
• Bioeletrogênese 
 
• É a capacidade de gerar e alterar a diferença de potencial 
elétrico através da membrana. 
 
• Diferença de Potencial (DDP) 
 
• Grandeza que mede a diferença de concentração de elétrons 
entre dois pontos. 
 
BIOLETRICIDADE POTENCIAIS BIOLÉTRICOS 
Seres vivos como máquinas elétricas Seus 
elementos produzem e usam eletricidade. 
 
As células vivas apresentam uma diferença de 
potencial entre os dois lados da membrana. 
 
Origem desses potenciais distribuição 
assimétrica de íons (Na+ ,Cl - , K+ ,HPO4- ) 
 
Potencial de Membrana 
• Potencial de uma membrana celular: 
 
• Diferença de potencial entre as superfícies interna e externa 
de uma membrana celular quando elas estão eletricamente 
carregadas. 
 
 
• Diferença de potencial pode variar de poucos mV à 100mV 
Potencial de Membrana 
 
Membrana celular se comporta como uma pilha: 
 
Existe DDP de elétrons entre as faces internas e externas da membrana; 
 
Uma das faces é o polo negativo e a outra e o polo positivo; 
 
Entre os polos elétricos da célula há uma DDP que varia de -50 até -90 mV; 
 
Uma corrente elétrica entre as faces interna e externa da membrana pode 
ocorrer, originando, assim, uma força elétrica entre os meios interno e 
externo da célula; 
 
Quando ocorre corrente elétrica, a DDP entre as superfícies interna e 
externa da membrana se altera; logo, ocorre modificação no valor da força 
elétrica entre as faces da membrana. 
Potencial de Membrana 
Origem: distribuição assimétrica de íons 
Na+ 
K+ 
Cl- 
HPO4- 
Potencial de Membrana 
 
Origem da DDP 
transmembrana: 
– Bomba Na+/K+ 
 
Caráter eletrogênico: 
tende a gerar um déficit 
de cargas positivas na 
célula e portanto 
contribui para manter 
um potencial negativo 
no citoplasma. 
2 
K+ 
3 
Na+ 
Potencial de Membrana 
Potencial de Membrana 
• Canais Iônicos 
 
• Os canais iônicos mostram seletividade a íons, permitindo a 
passagem de alguns íons inorgânicos, mas não de outros. 
 
• Os canais iônicos não estão abertos continuamente: eles são 
controlados, o que lhes permite abrir por um breve tempo e 
então fechar novamente. 
 
• São responsáveis pela excitabilidade elétrica de células 
musculares e medeiam a maioria das formas de sinalização 
elétrica no sistema nervoso 
 
Potencial de Membrana 
• Canais iônicos 
Potencial de Membrana 
 
• Canais de sódio 
 
• Canais de potássio 
 
• Canais de cloreto 
BIOLETRICIDADE E BIOPOTENCIAIS ELÉTRICOS 
 
Potenciais Iônicos e Bioelétricos 
 
 
 
O equilibrio iônico permite a obtenção de 
potenciais elétricos de várias naturezas, 
tanto Biológicos quanto não Biológicos. 
BIOLETRICIDADE E POTENCIAIS BIOELÉTRICOS 
Potenciais Não Biológicos 
• Pilhas elétricas, os geradores de correntes, efeitos 
fotoelétricos, processos para se obter diferença de 
potencial. Difusão de íons. 
• Ex: Sistema de compartimentos. 
 
Potenciais Biológicos 
• Associação de mecanismos ativos e Passivos, os 
Biossistemas produzem e utilizam, potenciais 
elétricos. Ex.: Célula + milivoltímetro + eletródio. 
BIOELETRICIDADE E PONTENCIAIS BIOELÉTRICOS 
• Existem DOIS tipos de POTENCIAIS: 
 
• Potencial de Repouso Estado fixo a Estacionário (Eo): 
Acontece quando a célula está em repouso, ou seja, ainda não 
foi estimulada. Tem o valor aproximado de -70mV. 
 
• Potencial de Ação (PA) uma variação e propagação bruscas 
do Potencial. : Acontece quando a célula é estimulada é sai 
do potencial de repouso. 
 
 BIOELETRICIDADE E POTENCIAIS BIOLÉTRICOS 
 POTENCIAL DE REPOUSO 
 
• É a diferença de potencial que existe através da membrana 
das células excitáveis, nos intervalos entre potenciais de ação. 
 
• Ex: células neurais e musculares 
• Faixa: –70 a –90 mV 
 
 
• É um potencial de difusão de íons através de uma 
membrana plasmática semi-permeável, sendo que tal 
membrana funciona como um condensador que carrega-se e 
descarrega-se dependendo da cinética dos íons que levam 
consigo carga elétrica. 
BIOELETRICIDADE E POTENCIAIS BIOLÉTRICOS 
• POTENCIAL DE REPOUSO 
 
O motivo da existência dessa DDP nas células é 
que ela possibilita o fluxo de corrente elétrica 
entre as células. 
BIOLETRICIDADE POTENCIAIS BIOELÉTRICOS 
• O potencial de repouso tem origem em um mecanismo simples 
de alternância entre ativo e passivo de pequenos íons. 
 
• Cada célula possui potencial transmembrana. 
 
• Em linhas gerais ocorre em 3 fases: 
 
• 1ª fase Na+ entra passivamente através do gradiente de 
concentração 
• 2ª fase A célula expulsa Na+ ativamente e K+ entra ativamente. 
• 3ª fase K+ tem grande mobilidade e sai passivamente para o 
lado externo da membrana, conferindo-lhe carga (+). Do lado 
interno, íons fosfato e proteínas aniônicas fornecem carga (-) 
 
 
 
BIOELETRICIDADE E POTENCIAIS BIOELÉTRICOS 
 
 
BIOELETRICIDADE E POTENCIAIS BIOELÉTRICOS 
• POTENCIAL DE REPOUSO 
 
A principal causa do 
Potencial de repouso é a 
alta permeabilidade da 
membrana ao potássio 
durante o repouso 
BIOELETRICIDADE E POTENCIAIS BIOELÉTRICOS 
• Fatores que alteram o potencial de repouso: 
 
 
• Diminuição da atividade da atividade da bomba de sódio e 
potássio; 
 
• Diminuição da produção de ATP, como na inibição metabólica 
por venenos como o cianeto; 
 
• Ação de drogas que alteram a permeabilidade das membranas 
aos íons que formam o potencial de repouso. 
 
BIOLETRICIDADE POTENCIAIS BIOLÉTRICOS 
 ESTÍMULOS NAS CÉLULAS 
 
• Um estímulo é qualquer alteração externa ou interna, que provoca 
uma resposta fisiológica,ou comportamental num organismo, 
podendo ser, por exemplo, luminoso (luz), mecânico(contato com 
superfícies pontiagudas), térmico (contato com quente ou frio). 
 
• No Potencial de repouso — Eo estão envolvidos dois cátions : 
Sódio (Na) e Potássio (K), que comandam a geração dos impulsos 
nervosos. 
 
BIOLETRICIDADE E BIOPOTENCIAIS ELÉTRICOS 
• UM POTENCIAL DE AÇÃO 
 
 
Potencial de repouso Hiperpolarizaçâo 
D
e
s
p
o
la
ri
z
a
ç
ã
o
 R
e
p
o
la
riz
a
ç
ã
o
 
O PA é um evento 
elétrico transitório no 
qual ocorre a 
completa inversão da 
polaridade elétrica da 
membrana. 
Potencial de ação 
 
 
• É uma variação brusca do potencial de membrana , provocada 
por estímulos externos. 
 
• Facilmente identificado em certos tipos celulares e seus 
tecidos - como as células nervosas e musculares - 
denominados por este motivo, de células ou tecidos auto-
excitáveis. 
 
• Trata-se de uma súbita troca de Na e K entre o interior e o 
exterior da célula, levando a DDP da membrana a oscilar de 
-80mV até +20mV; 
 
Papel do potencial de ação 
• Potenciais de ação são essenciais para a vida animal, porque 
transportam rapidamente informações entre e dentro dos 
tecidos. 
• Eles podem ser gerados por muitos tipos de células, mas são 
utilizados mais intensamente pelo sistema nervoso, para 
comunicação entre neurônios e para transmitir informação dos 
neurônios para outro tecido do organismo, como 
os músculos ou as glândulas. 
 
Potencial de Ação 
• Etapas: 
 
• 1.Despolarização: 
 
• Abertura dos canais de sódio, isso propicia um fluxo intenso de íons 
Na+ de fora para dentro da células, por um processo de difusão 
simples. 
 
• LIC se carrega positivamente e a membrana passa a apresentar um 
potencial inverso daquele encontrado nas condições de repouso. 
 
• O potencial de membrana nesta fase é de aproximadamente +45mV. 
 
Potencial de ação 
• 2.Repolarização: 
 
• Permeabilidade aos íons sódio retorna ao normal; 
 
• Aumento na permeabilidade aos íons potássio (saída), devido ao 
excesso de cargas positivasencontradas no interior da célula (maior 
concentração de potássio dentro da célula). 
 
• Íons sódio, que estavam em grande quantidade no interior da célula, 
vão sendo transportados ativamente para o exterior, pela bomba de 
sódio-potássio. 
 
• Todo este processo faz com que o potencial da membrana celular volte a 
ser negativo. 
 
• O potencial nesta fase passa a ser de aproximadamente de -95mV 
(pouco mais negativo que no potencial de repouso). 
Potencial de ação 
• 3. Repouso: 
 
• A célula volta a situação anterior a excitação. 
 
• A permeabilidade aos íons potássio retorna ao normal e a célula 
retorna as condições iniciais com potencial de membrana em torno 
de -90mV. 
 
• Perdura por aproximadamente, 2 a 3 mili-segundos na grande 
maioria das células do corpo humano. 
 
• Mas existe células excitáveis como por exemplo células do músculo 
cardíaco, cujo potencial de ação varia de 1,15 a 0,3 segundos, tais 
potenciais ocorrem na fase em que a célula está despolarizada. 
 
• Esses potenciais são denominados Potenciais de Platô. 
 
Potencial de ação 
• Efeito platô: 
 
• Ocorre quando a membrana não repolariza imediatamente 
após a despolarização 
 
• O platô prolonga muito a despolarização, e a repolarização só 
começa alguns milisegundos após o normal. 
 
 
Potencial de ação 
• Efeito platô em músculo liso e cardíaco: 
 
• Devido à vagarosa abertura dos canais de 
cálcio voltagem dependente 
 
• Que permitem o influxo de íons sódio e 
cálcio para o meio intracelular 
 
• Que prolonga a despolarização por alguns 
milisegundos. 
 
Potencial de ação 
• OBS.: 
 
• 4. Hiperpolarização 
 
• Não ocorre em todas as 
células; 
 
• Canais de potássio abertos 
mais tempo que o normal. 
 
Potencial de ação 
• Lei do Tudo-ou-Nada 
 
• Um neurônio só consegue enviar um 
impulso se a intensidade do impulso for 
acima de um determinado nível, fazendo 
com que a sua membrana seja 
despolarizada e repolarizada. 
 
• Este valor mínimo que permite a 
transmissão do potencial de ação é 
conhecido como potencial limiar. 
 
• Os valores abaixo do potencial limiar são 
conhecidos como sublimiares, e cada 
célula possui um valor característico de 
potencial limiar. 
 
ESTÍMULO NAS CÉLULASDO SISTEMA NERVOSO 
ETAPAS DO POTENCIAL DE AÇÃO QUANTO ÀS CARGAS 
• O potencial de ação se caracteriza por três etapas distintas: 
Despolarização, repolarização e hiperpolarização. 
 
 
TA NA HORA DE POR OS NEURÔNIOS PARA FUNCIONAR MOÇADA!!!!