Slide Potencial de ação (fisiologia)

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Prof. Dr. Manoel Messias da SilvaCosta
 O potencial de ação é vital para os seres humanos. Sem ele, o
coração para de bater, os músculos esqueléticos não contraem-
se e os neurônios não enviam sinais.
Potencial de Ação
 O potencial de ação envolve íons específicos, gradientes de concentração e
mudanças de voltagem na membrana de determinadas células.
 Para que a célula realize suas funções é necessário que ocorram eventos em
nosso organismo, como a ação das cargas sobre as células.
 Muitas etapas farão parte do processo para que esses
potenciais ocorram, como repolarização, despolarização
ou até mesmo hiperpolarização.
 Também é necessário o fluxo iônico com as alterações de
voltagem para abrir os canais.
 Essa ação de cargas, também chamada de potenciais de
membrana, definirá em qual estado a célula se encontra:
em REPOUSO ou em AÇÃO.
Potencial de Ação
A membrana plasmática é responsável por delimitar 
todas as células vivas
 Formada também pelo núcleo e pelo citoplasma (células), entre
suas principais características estão o transporte e a seleção das
substâncias que entram e saem das células, ou seja, a membrana
plasmática apresenta PERMEABILIDADE SELETIVA.
Potencial de Ação
Potencial de Ação
(FOX, 2007) 
 Essa permeabilidade, junto à presença de moléculas carregadas
negativamente e à ação das bombas de sódio (Na+) e potássio (K+),
gera, como consequência, uma distribuição de cargas de forma
desigual através da membrana.
Sendo assim, o interior da célula 
é carregado negativamente em 
comparação com o exterior
Essa diferença de carga, também chamada de diferença de 
potencial, denomina-se POTENCIAL DE MEMBRANA
 Há três tipos de potencial de membrana:
1) Potencial de Repouso;
2) Potencial Graduado;
3) e Potencial de Ação.
Potencial de Repouso
(STANFIELD, 2013; LIMA, 2015)
 Primeiramente, vamos relembrar que, quando as células se encontram em
estado de repouso, elas têm uma diferença de potencial entre os dois lados de
sua membrana, de tal forma que o interior da célula é negativamente carregado
em relação ao exterior.
 A diferença entre essas cargas é denominada POTENCIAL DE
REPOUSO da membrana, porque, nesse momento, a célula não
está recebendo nem transmitindo sinal algum.
Potencial de Repouso
(FOX, 2007; STANFIELD, 2013)
POTENCIAL DE REPOUSO DE UM NEURÔNIO
Sendo assim, o interior de um neurônio típico, é 
70 mV mais negativo comparado ao exterior
Esse potencial de repouso é de aproximadamente −70 mV
Potencial de Repouso
(LIMA, 2015)
POTENCIAL DE REPOUSO DE UM NEURÔNIO
• Os neurônios têm canais para Na+ e K+, o que torna
sua membrana permeável aos dois íons. Só que a
vantagem é amplamente do K+, cujos canais estão em
um número bem maior.
*Proteínas transmembranares
*Obs. Essas proteínas contém sítios específicos para ligação dos íons Na+ e K+
Resultado:
• A membrana é por volta de 25 vezes mais
permeável a K+do que a Na+. Pelo fato de
ambos atravessarem a membrana, os
íons seguem suas forças motrizes
químicas (K+para fora, Na+para dentro).
• Mas, como a membrana é mais
permeável a K+, mais carga positiva
saindo do que entrando, o que dá origem
a um POTENCIAL DE MEMBRANA
NEGATIVO. Quanto mais entrar K+ em
excesso, mais negativo o potencial fica.
Potencial de Repouso
Stanfield (2013) 
 Mesmo com o excesso de potássio, o potencial negativo não irá aumentar
infinitamente, porque o “[...] potencial da membrana negativo exerce
forças motrizes elétricas sobre os íons sódio e potássio, que se opõem ao
movimento do potássio e favorecem o movimento do sódio”.
 Assim, o movimento do potássio (K+) para fora da célula acaba diminuindo,
enquanto o movimento do sódio (Na+) para dentro é acelerado.
 Por fim, o fluxo dos dois íons se tornam iguais e opostos, de maneira que não há
movimento resultante de carga positiva para dentro ou para fora da célula.
 Nesse ponto, o potencial da membrana se estabiliza em aproximadamente −70 mV .
Potencial de Repouso
A) Forças químicas atuam de tal
forma que os íons potássio deixam
a célula e os íons sódios entram na
célula.
B) Há mais potássio saindo da
célula do que sódio entrando,
devido à maior permeabilidade da
célula ao potássio, o que cria um
potencial de membrana negativo.
C) Forças elétricas atuam nos íons,
arrastando íons sódio e potássio
para o interior da célula e
aumentando o movimento do
sódio para dentro e diminuindo o
movimento de potássio para fora.
Potencial de Repouso
D) Um estado estacionário é
estabelecido, em que o movimento de
sódio para dentro da célula é
contrabalançado pelo movimento de
potássio para fora da célula, e nenhum
movimento resultante de cargas
ocorre. Esse potencial é o potencial de
repouso da membrana, e é de
aproximadamente −70 mV.
E) Para impedir que os gradientes de
concentração de sódio e potássio se
dissipem, a bomba de Na+/K+ move
sódio para fora da célula e potássio
para dentro, estabelecendo um estado
estacionário de −70 mV.
Potencial de Repouso
- 70 mVQual o valor do potencial de repouso?
 Para que a membrana deixe o potencial de repouso, é
necessário que ocorra alguma mudança.
Potencial de Repouso
- 70 mVQual o valor do potencial de repouso?
1) Quando esse valor fica mais negativo, dizemos que
houve uma hiperpolarização da membrana, por
estar mais polarizada.
2) Quando é menos negativo ou positivo, é uma
despolarização.
3) Quando ocorre repolarização é porque ela retornou
ao potencial de repouso.
Potencial de Ação
 Potencial graduado é uma mudança pequena no potencial
da membrana, produzida por algum tipo de estímulo, que
desencadeia a abertura ou fechamento de canais iônicos.
 As duas mudanças que acabamos de ver, ou comunicação
por parte dos neurônios, ocorrem ou por POTENCIAIS
GRADUADOS ou POTENCIAIS DE AÇÃO.
 A intensidade do potencial graduado é determinada pela relação
com a intensidade do estímulo.
Potencial de Ação
 As duas mudanças que acabamos de ver, ou comunicação
por parte dos neurônios, ocorrem ou por POTENCIAIS
GRADUADOS ou POTENCIAIS DE AÇÃO.
 Esse estímulo pode ser
químico ou sensorial.
Potencial de Ação
 O POTENCIAL DE AÇÃO é uma mudança grande e
rápida no potencial da membrana, produzida pela
despolarização da membrana plasmática de uma célula
excitável — nervos e músculos — em resposta aos
potenciais graduados que atingiram o limiar.
De fato, o potencial de membrana muda 
muito rapidamente (em cerca de 1 milésimo 
de segundo) de um estado em repouso de 
aproximadamente − 70 mV para + 30 mV
(uma mudança de 100 mV).
 Uma das características do potencial de ação, que o difere do
potencial graduado, é a propagação por longas distâncias (ao
longo do comprimento do axônio) sem perda de intensidade.
Potencial de Ação
Células excitáveis — nervos e 
músculos
Mudanças na permeabilidade da membrana plasmática 
decorrentes da abertura e do fechamento dos canais iônicos 
controlados podem produzir potenciais de ação
Três fases distintas no neurônio:
1) Despolarização rápida (Fase 1)
2) Repolarização (Fase 2)
3) Pós-hiperpolarização (Fase 3)
Junto a essas fases, os 
canais iônicos controlados 
por voltagem, têm papel 
fundamental nos 
potenciais de ação
Potencial de Ação
Durante e logo em seguida ao
potencial de ação, a membrana está
menos excitável do que quando está
em repouso. Esse período é chamado
de período refratário, e ele tem duas
fases: absoluta e relativa.
A fase absoluta abrange toda a fase de
despolarização e a maior parte da
repolarização (1 a 2 ms). Nesse período
não há como gerar outro potencial de
ação, mesmo que haja um estímulo
forte.
Já a fase relativa ocorre na sequência
da absoluta, durando entre 5 a 15 ms.
Nesse momento já é possível gerar um
novo potencial de ação, mas o
estímulo precisa ser forte para que
possa atingir o limiar.AXÔNIO SEM MIELINA
AXÔNIO COM MIELINA
Potencial de Ação
 Em axônios com mielina, um
potencial de ação produz
gradientes elétricos nos líquidos
intra e extracelular semelhantesaos axônios sem mielina. A
diferença é que, uma vez que flui
pouca corrente através da
membrana em que a mielina
proporciona isolamento.
 É necessário que a corrente flua o
caminho todo até o nódulo de
Ranvier, onde despolariza essa
área da membrana até o limiar e
inicia um potencial de ação.
Canais Iônicos
Fechado, mas capaz de se abrir: em
repouso, o portão de inativação fica
aberto, mas o portão de ativação fica
fechado. O canal pode ser aberto por um
estímulo de despolarização.
Aberto: na despolarização, o portão de
ativação se abre e, com ambos os portões
na posição aberta, o canal se abre e os
íons sódios se movem através do canal
para dentro da célula.
Fechado e incapaz de se abrir: dentro
de, aproximadamente, um milésimo de
segundo depois do estímulo inicial para
abrir o portão de ativação, o portão de
inativação se fecha. Esse fechamento é
uma resposta retardada, iniciada pela
mesma despolarização que abriu o portão
de ativação. Com o portão de inativação
fechado, o canal também fica fechado e
permanece assim até o potencial de
membrana retornar a um valor próximo
ao seu valor de repouso. Até que isso
aconteça ele não se abre, mesmo que haja
um segundo estímulo de despolarização.
O portão de inativação só se abre na fase
de repolarização, quando o canal volta ao
repouso.
 DESPOLARIZAÇÃO RÁPIDA: quando um potencial de
membrana muda de −70 mV para +30 mV.
 REPOLARIZAÇÃO: o potencial da membrana retorna de +30
mV para o seu nível de repouso, que é de −70 mV.
 PÓS-HIPERPOLARIZAÇÃO: o potencial de membrana fica bem
pouco tempo no repouso; a permeabilidade do potássio
continua elevada por pouco tempo (de 5 a 15 milésimos) depois
que o potencial de membrana chega ao potencial de repouso.
Resumo