bioeletrogenese - atualizado

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Fisiologia Humana 
Bioeletrogênese 
Prof. Carlos Eduardo Brasil Neves, D.Sc. 
Membrana Celular 
Composição Química dos Líquidos Intra e Extracelulares 
(mmol/L) 
Íon Intracelular Extracelular 
K+ 150 5 
Na+ 2 140 
Cl- 10 105 
Ânions 
Orgânicos 
65 0 
Permeabilidade da membrana fosfolipídica s/ proteínas 
Proteínas de transporte 
 Proteínas carreadoras proteínas de canal 
 +rápido 
Transportes através da Membrana 
• Transporte Passivo – Sem gasto de 
energia, dependente do gradiente de 
concentração de íons 
– Difusão Simples 
– Difusão Facilitada 
• Transporte Ativo – com gasto de energia, 
realizado contra o gradiente de 
concentração de íons 
– Bomba de Na++/K+ 
Tipos de transporte através da membrana 
Difusão Simples 
• É o movimento contínuo de moléculas por entre as outras 
nos líquidos e nos gases. 
• Os íons estão em constante movimento através dos 
meios intra e extracelular, através de canais voltagem-
dependentes. 
Difusão Facilitada 
• Difusão mediada por carreador 
Velocidade Efetiva de Difusão 
• Depende: 
– Permeabilidade da membrana; 
– Diferença de concentração da substância difusora; 
– Diferença de pressão através da membrana; 
– Diferença de potencial elétrico (ddp) 
Transporte Ativo 
• Ocorre quando a membrana celular transfere 
moléculas ou íons contra um Gradiente 
Eletroquímico,que é a soma de todas as forças 
difusionais (diferença de concentração, de 
potencial elétrico e de pressão), que agem sobre a 
membrana. 
• Divide-se em: 
– Transporte ativo primário – energia derivada diretamente 
do ATP 
– Transporte ativo secundário – energia é derivada de 
gradientes iônicos gerados no TA primário. 
 
Bomba de Na++/K+ 
• Esta bomba está presente em todas as reações do 
corpo e é a responsável pela manutenção das 
concentrações de sódio e potássio através da 
membrana celular, além de estabelecer um potencial 
elétrico negativo no interior da membrana. 
Bomba de Na++/K+ 
Devido ao bombeamento de 3 íons sódio para fora da célula e de apenas dois íons 
potássio para seu interior gera um positividade no exterior da célula e cria um déficit 
de íons positivos no interior da célula, criando assim um potencial elétrico através 
da membrana. 
Transporte Ativo Secundário 
Transporte de Água através da 
Membrana - Osmose 
Bioeletrogênese 
• Comunicação ao longo do neurônio ocorre 
por sinais elétricos 
• A corrente elétrica ocorre por movimento 
iônico 
• Distribuição iônica : 
– Ânions - Proteínas intracelulares, Cl- 
– Cations - Na+, K+ 
Potencial de membrana 
• O potencial de membrana é a voltagem 
através da membrana neuronal em qualquer 
momento (Vm). Pode estar em repouso ou 
não. Observamos que o interior do neurônio 
é eletricamente negativo (cerca de -65 mV). 
• O potencial de repouso é aquela diferença 
de potencial constante quando o neurônio 
não está gerando impulsos. 
 
Mensuração do potencial de membrana 
TIPO CELULAR Em (mV) 
Neurônio -70 
Músculo esquelético -80 
Músculo cardíaco (atrial e ventricular) -80 
Músculo liso -55 
Potencial de ação do neurônio 
• O potencial de ação é uma inversão rápida da situação de 
negatividade do interior do citosol do neurônio em 
repouso, que por um instante, fica carregado 
positivamente em relação ao exterior. 
• Os potenciais de ação assemelham-se em tamanho e 
duração e não diminuem à medida em que são 
conduzidos ao longo do axônio, ou seja, são de tamanho 
e duração fixos. 
• A aplicação de uma despolarização crescente a um 
neurônio não tem qualquer efeito até que se cruze o limiar 
e, então, surja o potencial de ação. Por esta razão, diz-se 
que os potenciais de ação obedecem à "lei do tudo ou 
nada". 
 
 
Etapas do potencial de ação 
Estado de repouso – célula polarizada; 
Etapa da despolarização – membrana permeável aos íons sódio – 
interior tende a positividade. Nas fibras grossas o PM ultrapassa o 
valor zero. Nas fibras delgadas chega próximo a zero; 
Etapa da repolarização – em milésimos de segundo os canais de 
sódio se fecham, abrem os canais de potássio. Repolarização da 
membrana. 
Etapa de Hiperpolarização – após a repolarização ocorre o 
restabelecimento das concentrações de sódio e potássio nos meios 
intra e extracelulares. Atuação das bombas de Na+/K+ 
 
Potencial de ação 
Tempo (ms) 
Período 
refratário 
absoluto 
Período refratário relativo 
Po
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Período refratário 
Potencial de ação 
Û Período refratário absoluto 
Û : período de tempo durante o qual uma célula não 
pode produzir um segundo potencial de ação. 
 
Û Período refratário relativo: 
Û período que se segue a um potencial de ação no 
qual é possível gerar uma nova despolarização; no 
entanto, o estímulo deve ter intensidade superior à 
utilizada para gerar o primeiro. 
Propagação do Potencial de ação do neurônio 
 
• Em geral, os PAs são gerados apenas nos axônios, por 
serem estes ricos em canais de sódio. 
• O PA é propagado ao longo da membrana, devido ao fluxo 
iônico. O percurso do impulso nervoso no neurônio é 
sempre no sentido dendrito è corpo celular è axônio. 
 
 
 
Propagação do Potencial de Ação 
• Os axônios de maior diâmetro conduzem o PA com 
maior velocidade do que os axônios menos calibrosos. 
Isto porque os mais calibrosos são revestidos com 
bainha de mielina e o PA é propagado pelos nodos de 
Ranvier (onde existem canais iônicos de baixo limiar de 
excitabilidade). 
• Nas regiões dos nódulos de Ranvier, a onda de 
despolarização "salta" diretamente de um nódulo para 
outro, não acontecendo em toda a extensão da região 
mielinizada (a mielina é isolante). 
 
Desmielinização na doença esclerose múltipla 
Sinapse 
• é um tipo de junção especializada em que 
um terminal axonal faz contato com outro 
neurônio ou tipo celular 
• Podem ser: 
– Elétricas; ou 
– Químicas (maioria) 
Sinapses Elétricas 
• mais simples e evolutivamente antigas, permitem a 
transferência direta da corrente iônica de uma célula para 
outra. 
• Junções gap ou junções comunicantes 
– membranas pré-sinápticas (do axônio - transmissoras do impulso 
nervoso) e pós-sinápticas (do dendrito ou corpo celular - receptoras 
do impulso nervoso) estão separadas por apenas 3 nm. 
 
Sinapses Elétricas 
• Fenda é atravessada por proteínas especiais denominadas 
conexinas. Seis conexinas reunidas formam um canal 
denominado conexon, o qual permite que íons passem 
diretamente do citoplasma de uma célula para o de outra. 
• A maioria das junções gap permite que a corrente iônica 
passe adequadamente em ambos os sentidos, sendo desta 
forma, bidirecionais. 
 
Sinapses Químicas 
• As membranas pré e pós-sinápticas são separadas por 
uma fenda com largura de 20 a 50 nm - a fenda 
sináptica. 
• A passagem do impulso nervoso nessa região é feita, 
então, por substâncias químicas: os neuro-hormônios, 
também chamados mediadores químicos ou 
neurotransmissores, liberados na fenda sináptica. 
Sinapses Químicas 
Sinapses Químicas 
Potenciais Pós-Sinápticos 
• Excitatórios (PPSE) 
– Despolariza a membrana pós-sináptica 
• Inibitórios (PPSI) 
– Hiperpolariza a membrana pós-sináptica 
Remoção de Neurotransmissor 
• Difusão 
– Moléculas do neurotransmissor se difundem 
para foram da fenda sináptica 
• Degradação Enzimática 
– Inativados por degradação enzimática 
• Captação Celular 
– Transportados de volta para os neurônios que 
o liberaram por proteínas transportadora de 
neurotransmissores (norepinefrina); ou são 
transportados para neuroglia adjacente. 
Somação Espacial e Temporal de 
PPS 
• No SN, um neurônio típico recebe entradas de 
1.000 a 10.000 sinapses. 
• SOMAÇÃO – integração entre estas sinapses 
• Somação Espacial– Acúmulo de neurotransmissores, liberados 
simultaneamente por diversos bulbos pré-sinápticos 
• Somação Temporal 
– Acúmulo de neurotransmissor liberado por botão 
terminal pré-sináptico único duas ou mais vezes em 
rápida sucessão 
 
• Um neurônio pós-sináptico recebe 
entradas de muitos neurônios pré-
sinápticos, que liberam neurotransmissores 
excitatórios e inibitórios 
• A soma de todos os efeitos excitatórios e 
inibitórios, a qualquer momento, determina 
o efeito sobre o neurônio pós-sináptico 
Neurotransmissores 
• Os efeitos dos neurotransmissores, nas 
sinapses químicas, podem ser 
modificadas de várias maneiras: 
– Síntese de neurotransmissores pode estar 
aumentada ou diminuida 
– Liberação de neurotransmissores pode ser 
bloqueada ou aumentada; 
– Remoção de neurotransmissor pode ser 
estimulada ou inibida 
– Sítio receptor pode ser bloqueado ou ativado 
Neurotransmissores - Classes 
• Neurotransmissores de Moléculas 
Pequenas 
– Acetilcolina 
– Aminoácidos (Glutamato, Aspartato, GABA e 
Glicina) 
– Aminas Biogênicas (Norepinefrina, epinefrina 
e dopamina) 
• Neuropeptídeos 
Acetilcolina 
• Liberado por neurônios do SNP e por 
alguns neurônios do SNC 
• Excitatório na junção neuromusculares 
• Inibitório no coração 
Dopamina 
• neurotransmissor inibitório que produz sensações de 
satisfação e prazer, respostas emocionais e da 
regulação do tônus muscular e de alguns aspectos do 
movimento como a contração muscular 
• A degeneração de axônios, contendo dopamina, ocorre 
na doença de Parkinson 
 
. 
Serotonina 
 
• regula o humor, o sono, a atividade sexual, o 
apetite, o ritmo circadiano, as funções 
neuroendócrinas, temperatura corporal, 
sensibilidade à dor, atividade motora e funções 
cognitivas. 
• Atualmente vem sendo intimamente relacionada 
aos transtornos do humor, ou transtornos afetivos 
e a maioria dos medicamentos chamados 
antidepressivos agem produzindo um aumento da 
disponibilidade dessa substância no espaço entre 
um neurônio e outro. 
GABA (ácido gama-aminobutirico) 
 
• principal neurotransmissor inibitório do SNC. 
• Está envolvido com os processos de ansiedade. 
Medicamento com Diazepan são agonistas do GABA 
• A inibição da síntese do GABA ou o bloqueio de seus 
neurotransmissores no SNC, resultam em estimulação 
intensa, manifestada através de convulsões 
generalizadas. 
• Na medula espinha cerca de metade das sinapses 
inibitórias utiliza GABA e outra metade glicina 
Glutamato 
• Principal neurotransmissor estimulador do 
SNC. Quase todos os neurônios do SNC e 
metade do encéfalo se comunicam via 
glutamato 
 
 
 
Adrenérgicos 
 
– Liberam a adrenalina e nor-adrenalina que agem no 
sistema nervoso autônomo simpático 
 
Neuropeptídeos 
• Substância P 
– Encontrada em neurônios sensoriais, nas vias da 
medula espinhal e nas partes do encéfalo associadas 
a dor; aumenta a percepção da dor 
• Encefalinas 
– Inibem os impulsos dolorosos por suprimir a liberação 
da substância P 
• Endorfinas 
– Inibem a dor por bloquearema liberação da 
substância P 
 
Neuropeptídeos 
• Dinorfinas 
– Podem estar relacionadas ao controle da dor e ao 
registro de emoções 
• Hormônios de Liberação e inibição Hipotalâmicos 
– Regulam a liberação de hormônios pela hipófise 
anterior 
• Angiotensina II 
– Estimula a sede e controla a pressão arterial