Propriedades Gerais das Células Excitáveis (Resumo)

Prévia do material em texto

Propriedades gerais das células excitáveis 
 Para darmos início a este assunto, é necessário revisar a aula anterior sobre 
Membrana celular e suas propriedades! 
• Canais iônicos 
 Os canais iônicos são proteínas de membranas integrais que, quando abertos, 
permitem a passagem de íons. No entanto, apresenta uma propriedade importante: a 
seletividade! Que é baseada em: 
- Tamanho do canal 
- Cargas que a revestem 
- Tamanho da molécula 
 
 As moléculas podem passar por canais iônicos sem comportas (esses canais 
estão permanentemente abertos) ou são controlados por comportas (gates), que se 
abrem mediante estímulos específicos. Dois tipos de comportas controlam a abertura 
e fechamento dos canais iônicos: 
A – Canais dependentes de voltagem: possuem comportas que são controladas por 
alterações do potencial de membrana. 
B – Canais dependentes de ligantes: têm comportas que são controladas por 
hormônios, neurotransmissores e segundos mensageiros. 
• Potenciais de difusão 
É a diferença de potencial gerada através da membrana, quando um íon com 
carga se difunde a favor de seu gradiente de concentração. Portanto, o potencial de 
difusão é produzido pela difusão de íons. 
• Potenciais de equilíbrio 
É o potencial de difusão que equilibra ou se opõe precisamente à tendência 
para difusão a favor do seu gradiente de concentração. 
 
 
 
 
 
Exemplo 
Um canal revestido por cargas 
negativas é seletivo para cátions 
(moléculas com carga elétrica 
positiva). Desse modo, deve permitir a 
passagem de Na+. 
EXEMPLO DE POTENCIAL DE EQULÍBRIO DO Na+ 
A figura acima mostra duas soluções separadas por membrana teórica que é 
permeável ao Na+ mas não ao Cl-. A concentração de NaCl é maior na solução 1 do que 
na solução 2. O íon permeante, o Na+, irá se difundir a favor do seu gradiente de 
concentração da solução 1 para solução 2, mas o íon impermeante, o Cl-, não o 
acompanhará. Como resultado do movimento efetivo de cargas positivas para a solução 
2, desenvolve-se um potencial de difusão do Na+ e a solução 2 torna-se positiva em 
relação à solução 1. A positividade, na solução 2, se opõe à difusão adicional de Na+ e, 
eventualmente, é bastante grande para impedir qualquer difusão efetiva adicional. A 
diferença de potencial que equilibra, de forma precisa, a tendência do Na+ se difundir a 
favor do seu gradiente de concentração é o potencial de equilíbrio do Na+. 
• Potencial de ação dos nervos 
O potencial de ação é um fenômeno de sinalização nas células excitáveis, como 
as nervosas e as musculares e consiste em rápidas alterações do potencial de membrana 
que se propagam com grande velocidade (milésimos de segundo), iniciando pelo axônio 
e daí por toda a membrana da fibra nervosa. 
Estágios: 
1) Estágio de Repouso: É o potencial de repouso da membrana, que é a diferença de 
potencial que existe através da membrana das células excitáveis antes do inicio do 
potencial de ação. Diz-se que a membrana está “polarizada” durante esse estágio, 
em razão da existência de potencial de membrana está na faixa de -70 a -80 milivolts 
(mV). 
 
 
 
http://pt.dreamstime.com/imagens-de-stock-ilustration-do-vetor-do-neur-nio-image10429054 
 
2) Estágio de Despolarização: É o processo que torna o potencial de membrana 
(interior da célula) menos negativo ou até mesmo positivo, devido ao influxo 
(entrada) de cargas positivas para dentro da célula. 
3) Estágio de Repolarização: É o processo que torna o potencial de membrana (interior 
da célula) mais negativo, devido ao efluxo (saída) de cargas positivas para fora da 
célula. 
 
 
 
 
 
 
 
• Bases iônicas do Potencial de Ação 
 
 
CONCEITOS IMPORTANTES 
 Estímulos: podem ser supralimiares, limiares e sublimiares; 
 Limiar: é o potencial de membrana no qual é inevitável a ocorrência 
do potencial de ação; 
 Resposta tudo-ou-nada: Um potencial de ação ocorre ou não ocorre. Se uma 
célula excitável é despolarizada até o limiar, então é inevitável a ocorrência de 
um potencial de ação. Por outro lado, se a membrana não é despolarizada até o 
limiar, não ocorrerá qualquer potencial de ação. 
http://www.fielpa
lavra.com/2010/0
9/preste-atencao-
ao-que-deus-diz/ 
1) Potencial de repouso: 
� Em repouso, o potencial de membrana é de cerca de -70mV. 
� A permeabilidade ou condutância ao K+ é alta, e os canais de K+ estão quase 
totalmente abertos, permitindo que os íons K+ se difundam para fora da célula, de 
acordo com o gradiente de concentração existente, impulsionando o potencial de 
membrana do K+ em direção a seu potencial de equilíbrio. 
� A condutância ao Na+ é baixa, e assim o potencial de repouso está longe do 
potencial de equilíbrio do Na+. 
2) Curso ascendente do potencial de ação: 
� Uma corrente de influxo, geralmente o resultado da dispersão da corrente gerada 
pelos potenciais de ação em locais vizinhos, causa despolarização da membrana 
celular no nervo em direção ao limiar, que ocorre em torno de -40mV. 
� A despolarização inicial provoca a rápida abertura das comportas de ativação do 
canal de Na+, e a condutância ao Na+ prontamente aumenta, chegando a ser mais 
alta do que a condutância ao K+. 
� O aumento da condutância ao Na+ resulta em uma corrente de influxo de Na+; a 
seguir, o potencial de equilíbrio do Na+ de +65mV. 
3) Repolarização do potencial de ação: 
� O curso ascendente termina e o potencial de membrana se repolariza em direção 
ao nível de repouso, como resultado de 2 eventos: 
A) As comportas de inativação dos canais de Na+ respondem à despolarização se 
fechando, mas sua resposta é muito mais lenta do que a abertura das comportas de 
ativação. Assim, após retardo, as comportas de inativação fecham os canais de Na+, 
terminando o curso ascendente. 
B) A despolarização abre os canais de K+ e aumenta a condutância a esse íon para um 
valor até mais alto do que o que ocorre no repouso. 
� O efeito combinado do fechamento dos canais de Na+ e da maior abertura dos 
canais de K+ torna a condutância ao K+ muito maior do que a condutância ao Na+. 
Disso resulta uma corrente de efluxo de K+, e a membrana é repolarizada. 
4) Pós-potencial hiperpolarizante (undershoot) 
� Por um breve período que se segue à repolarização, a condutância ao K+ é mais alta 
do que em repouso e o potencial de membrana é impulsionado para mais próximo 
do potencial de equilíbrio do K+ (pós-potencial hiperpolarizante). 
� Eventualmente, a condutância ao K+ retorna ao nível de repouso e o potencial de 
membrana se despolariza ligeiramente, voltando ao potencial de repouso. A 
membrana está agora pronta, se estimulada, para gerar outro potencial de ação. 
• Períodos refratários 
Ocorre quando as células excitáveis são incapazes de produzir potenciais de 
ação. São divididos em: 
1) Período refratário Absoluto: tem quase a duração total do potencial de ação. 
Durante esse período, mesmo aumentando muito o estímulo, outro potencial de 
ação não poderá ser gerado. A base para esse período é o fechamento das 
comportas de inativação do canal de Na+, em resposta à despolarização. 
2) Período refratário relativo: começa ao fim do período refratário absoluto e 
coincide, principalmente, com o período do pós-potencial hiperpolarizante. Durante 
esse período, pode ser gerado um potencial de ação, mas apenas se for aplicada 
uma forte corrente de despolarização (influxo), maior que a normal. A base para 
esse período é a maior condutância ao K+, que está presente no repouso. Como o 
potencial de membrana está mais próximo do potencial de equilíbrio do K+, é 
necessária maior corrente de influxo para levar a membrana até o limiar, para 
iniciar o próximo potencial de ação. 
 
 
 
 
 
 
 
• Propagação dos potenciais de ação 
A propagação dos potenciais de ação ao longo da fibra nervosa ou muscular 
ocorre pela disseminação de correntes locais, das regiões ativas para as regiões 
inativasadjacentes. No entanto, a velocidade de condução varia no que se refere a: 
A) Diâmetro do nervo: o aumento do tamanho de uma fibra nervosa aumenta a 
velocidade de condução, uma relação que pode ser explicada a seguir: a Resistência 
Interna (Ri) é inversamente proporcional à área da secção transversa (A = 2πr
2). 
Portanto, quanto maior a fibra, menor a resistência interna. 
B) Mielinização: a mielina é um isolante lipídico das fibras nervosas que aumenta 
muito a resistência da membrana. No entanto, é importante observar que, a 
intervalos de 1 a 2 mm, existem interrupções na bainha de mielina, os chamados 
Nodos de Ranvier. Nos nodos, a resistência da membrana é baixa, a corrente pode 
fluir através dela e podem ocorrer potenciais de ação. Assim, a condução dos 
Acomodação 
 Ocorre quando a célula nervosa ou muscular é despolarizada lentamente ou 
mantida em nível despolarizado, o limiar habitual pode ser atingido sem ser deflagrado 
um potencial de ação. 
 Isso acontece porque a despolarização fecha as comportas de inativação dos 
canais de Na+. Se a despolarização for suficientemente lenta, os canais de Na+ se fecham 
e permanecem fechados. O curso ascendente do potencial de ação não ocorre, pois não 
há suficientes canais de Na+ disponíveis para conduzirem a corrente de influxo. 
Exemplo: pessoas com hipercalemia (elevação da concentração sérica de K+) 
potenciais de ação é mais rápida nos nervos mielinizados do que nos não-
mielinizados, pois os potenciais de ação “pulam” entre um nodo e o próximo, num 
processo chamado de condução saltatória. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
• GUYTON, Arthur C; HALL, John E. Tratado de fisiologia Médica. 12ª edição. 
Elsevier, 2011. Capítulo 5 – Potenciais de Membrana e Potenciais de Ação. 
• COSTANZO, Linda C. Fisiologia. 3ª edição. Elsevier, 2007. Capitulo 1 – Fisiologia 
Celular. 
 
 
 
http://pt.slideshare.net/cardnog/sistema-nervoso-15267251