Potenciais de membrana e potenciais de ação

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Potenciais de membrana e potenciais de ação 
 Refere-se a atividade elétrica da 
célula, a capacidade que a célula tem de 
reagir aos estímulos e gerar uma resposta. 
Distribuição iônica 
Propriedade das células: potencial 
elétrico 
 É a capacidade que a célula por 
ser um corpo energizado possui de atrair 
ou repelir cargas elétricas. A partir da 
caracteristica das cargas elétricas, ocorre a 
movimentação dos íons para dentro e 
para fora das células. 
 
 Considerando, teoricamente, que 
não há movimentação dos íons, 
considera-se a célula como um ambiente 
neutro (cargas igualmente distribuidas entre 
o meio externo e interno). No entanto, 
ocorre uma distribuição assimétrica dos 
íons através da membrana devido a 
movimentação dessas moléculas, 
originando, assim, o potencial elétrico da 
célula. Dessa forma, a célula apresenta um 
acúmulo de cargas negativas e, o meio 
externo, possui um acúmulo de cargas 
positivas, dando uma diferença de 
potencial eletrico que será medida através 
da voltagem. 
Potencial de membrana 
Potencial de membrana é a diferença de 
potencial elétrico através da membrana 
plasmática, originado a partir de um 
desequilibrio elétrico da distribuição das 
cargas elétricas dentro e fora da membrana. 
Fatores que influenciam o potencial de 
membrana: 
1. Gradiente de concentração de 
diferentes íons através da membrana; 
 
2. Permeabilidade da membrana a estes 
íons. 
 
 
Depende do canal iônico. 
Potencial de Nernst/potencial de 
equilíbrio/força eletromotriz: 
 
Nível do potencial através da 
membrana que se opõe precisamente à 
difusão efetiva de um íon em qualquer 
direção através da membrana. 
A grandeza do potencial de Nernst é 
determinada pela proporção entre as 
concentrações desse íon específico nos dois 
lados da membrana. Quanto maior essa 
proporção, maior será a tendência para 
que o íon se difunda em uma direção, e, por 
conseguinte, maior o potencial de Nernst 
necessário para evitar difusão efetiva 
adicional. 
 
A medição do potencial de membrana é 
realizado pela técnica do eletrodo. 
Alterações da voltagem da membrana 
 Relaciona-se com o canal iônico 
operado por voltagem. 
O potencial de membrana é alterado, 
principalmente, devido a influência dos íons 
Na+ e K+. 
Potencial de repouso: 
 É o potencial de membrana quando 
a célula está em repouso (estável), ou 
seja, quando ela não está se 
comunicando (teoricamente). Dessa forma, o 
gráfico de uma célula em repouso será 
retilíneo/constante. 
 Uma célula em repouso, apresenta os 
seus canais dependentes de voltagens 
fechados e somente o canal de 
vazamento está aberto (K+/Na+). Assim, na 
realidade, não é possível manter um 
ambiente interno neutro, pois apenas 
hipoteticamente é possível que a célula 
não esteja realizando alguma 
comunicação, já que na realidade o 
canal de vazamento está a todo 
momento aberto permitindo a passagem 
de K+ para fora da célula e de Na+ para 
dentro da célula (difusão simples por 
proteína canal). 
Apesar das trocas ser entre íons positivos, a 
célula não fica positiva, e sim, negativa. 
 O canal de vazamento possui uma 
afinidade maior para o potássio (100x 
maior), assim, haverá uma perda grande 
de potássio dentro da célula e as cargas 
negativas irão se sobressair, assim, a 
célula acumula cargas negativas e fica 
mais negativa. 
Além disso, a bomba de sódio e 
potássio, presente em todas as células, 
possui uma importância muito grande no 
tangente a manutenção do potencial 
negativo da célula. Nela, para cada três 
cargas positivas que estão sendo retiradas 
da célula (Na+), somente duas cargas 
positivas voltam para a célula (K+), assim, a 
cada transporte haverá a perda de uma 
carga positiva pela célula e, assim, se 
 
manterá o potencial de repouso da 
célula que é negativo. 
A bomba de Na+/K+ além de manter a 
homeostasia celular também ajuda a manter 
o gradiente elétrico. 
Resumindo: Os canais de vazamento dão 
origem ao potencial de repouso e esse 
potencial é mantido pela bomba de sódio 
e potássio. 
Potencial graduado: 
 É uma mudança do potencial de 
membrana que é diretamente proporcional 
à força do estímulo. 
 O potencial graduado ocorre nos 
dendritos ou no corpo celular, pode ser 
despolarizante (resposta excitatória) ou 
hiperpolarizante (resposta inibitória). 
 Se o estímulo chegado na célula 
resulta em uma alteração de cargas 
tornando o potencial interno da célula 
positivo, ocorreu uma despolarização, já 
se o estímulo tornou a célula ainda mais 
negativa, houve uma hiperpolarização. 
O potencial de ação pode ser gerado 
através de um potencial graduado, caso 
o potencial graduado seja excitatório e 
atinja o limiar de disparo. Toda resposta 
inibitória impede que o potencial de ação 
aconteça. 
Potencial de ação: 
 O potencial de ação é uma 
alteração do estado de repousa da 
membrana, que leva à excitação da 
célula. Trata-se de uma alteração da 
permeabilidade iônica da membrana em 
resposta a um estímulo. 
O potencial de ação é o que nos 
mantem vivos, pois é ele que faz com que o 
coração bombeei o sangue para o sistema 
circulatório. Cada batimento cardíaco é 
resultado de um potencial de ação. A 
realização de tudo o que envolve o 
comando do sistema nervoso só é possível 
devido ao potencial de ação. 
O potencial de ação só ocorre após uma 
resposta excitatória com força suficiente 
para atingir o limiar de disparo. 
 
 Quando o estímulo excitatório 
alcança o limiar de disparo, ele entra em 
uma fase ascendente, momento em que o 
potencial de membrana fica mais positivo 
(entra carga positiva), atinge-se o pico e 
começa a fase descendente, o potencial 
de ação fica novamente mais negativo, 
até ultrapassar o potencial de repouso. 
Estímulos sublimiares – estímulo excitatório, 
mas que não atingiu o potencial de ação. 
Propriedades do potencial de ação: 
▪ “Tudo-ou-nada”: ou o potencial de 
ação ocorre em seu máximo de 
 
despolarização (quando o estímulo chega 
ao limiar) ou ele não ocorre (se o estímulo 
ficar abaixo do limiar). Em outras palavras, 
se o estímulo atingir o limiar de disparo, é 
tudo e gera potencial de ação no seu 
máximo (independente da força do estímulo) 
e, se o estímulo não atingir o limiar de ação, 
é nada e não gera potencial de ação. 
Fases do potencial de ação: 
I. Repouso: o interior da célula é 
negativo e o potencial de membrana está 
estável. 
II. Despolarização - fase ascendente: 
ocorre estímulo para abertura dos canais de 
sódio e de potássio. Os canais de sódio se 
abrem rapidamente após o estímulo e os 
canais de potássio mais lentamente, assim, 
haverá uma maior entrada de sódio na 
célula e essa por consequência se tornará 
mais positiva. 
III. Repolarização - fase descendente: é 
a volta para o repouso. Os canais de 
potássio terminam a sua abertura, assim, 
haverá uma saída maior de potássio, o que 
deixa a célula mais negativa, em 
compensação, os canais de sódio são 
inativados. 
IV. Hiperpolarização: o potencial de 
membrana fica mais negativa do que o 
potencial de repouso, pois os canais de 
potássio se fecham lentamente, dessa forma, 
a célula ficará negativa por um tempo maior. 
Entendendo o gráfico: 1-Potencial de membrana em 
repouso; 2- Estímulo para a despolarização; 3-A membrana 
despolariza até o limiar. Os canais de Na+v se abrem e o 
Na+ entra na célula, os canais de K+v começam a se abrir 
lentamente; 4- A entrada rápida de Na+ despolariza a 
célula; 5- Os canais de Na+ inativam-se e os de K+ mais 
lentos terminam de se abrir; 6- O K+ move-se do LIC para 
o LEC, resultando no acúmulo das cargas negativas dentro 
da célula; 7- Os canais de K+ também são lentos para 
fechar, permanecendo abertos e mais K+ deixa o interior da 
célula, tornando-a mais negativa; 8- Os canais de K+ 
voltagem-dependentes fecham-se, e um pouco de K+ entrana célula através dos canais; 9- A célula retorna à 
permeabilidade iônica de repouso e ao potencial de 
membrana em repouso. 
 
Processos regulatórios dos canais 
dependentes de voltagem: 
▪ Canais de K+: os canais de K+, como 
todo canal iônico, apresentam a sua 
comporta de ativação (abre e fecham o 
canal) que se alteram mediante a mudança 
de voltagem. 
 
▪ Canais de Na+: os canais de Na+, 
apresentam duas comportas, uma de 
ativação (lado externo) e outra de 
inativação (lado interno) do canal. Dessa 
forma, canais de sódio apresentam três 
estágios de abertura: 
 
 
1. Durante o repouso, os canais 
dependentes de voltagem estão fechados, 
porque a comporta de ativação está 
fechando, bloqueando o canal, mas a 
comporta de inativação, está aberta. 
2. Com a presença de estímulo, a 
comporta de ativação se abre e a 
comporta de inativação permanece aberta 
(processo corresponde a fase ascendente); 
3. O outro estágio, coincide com a 
abertura da comporta de ativação e o 
fechamento da comporta de inativação, 
assim, o canal está bloqueado/inativo pela 
comporta de inativação. 
 
O bloqueio do canal pelo 
fechamento da comporta de inativação é 
importante para o período refratário. O 
período refratário significa que uma vez 
que o potencial de ação tenha 
começado, um segundo potencial de 
ação não pode ser desencadeado antes 
que o primeiro termine, o que significa que 
os potenciais de ação não se sobrepõem. 
Portanto, a inativação do canal de sódio 
funciona como uma proteção para que dois 
potenciais de ação não se sobreponham. 
Tipos de gráficos de potencial de ação: 
▪ Neurônios e células musculares 
esqueléticas: 
 
▪ Células cardíacas (células 
contráteis): antes de acontecer a 
repolarização da célula, o gráfico faz uma 
elevação chamada de platô. Esse tipo de 
célula não repolariza imediatamente 
após o pico, pois existe a participação de 
canais de cálcio dependente de 
voltagem, além da participação de 
potássio e sódio que levam a uma 
despolarização sustentada antes que 
haja a repolarização. Os canais de cálcio, 
assim como os de potássio, são lentos para 
abrir, eles começam a se abrir quando as 
aberturas dos canais de sódio vão sendo 
concluídas, por isso, a sustentação do 
gráfico antes do processo de 
repolarização. 
 
 
▪ Células cardíacas (auto-rítmicas): são células auto-excitavéis, esse tipo de célula não 
depende de estímulos externos para que o potencial de ação aconteça. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diferenças entre o potencial graduado e o potencial de ação: 
▪ Potencial graduado: estímulos podem ser somados; 
▪ Potencial de ação: estímulos não podem ser somados.