Fisiologia Humana - Conceitos básicos

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Tópico 1 – Fisiologia Humana
Aula 1) Organização funcional do corpo e controle do meio interno
· Fisiologia:
- Busca explicar os mecanismos físicos e químicos responsáveis pela origem e manutenção da vida.
- Fisiologia humana: entender os mecanismos e características específicos do corpo humano.
· Células:
- Estruturas formadoras do corpo.
- Unidades vivas básicas determinantes da funcionalidade fisiológica.
- Cada célula é ajustada para desempenhar funções específicas.
LIC (líquido intracelular) e LEC (líquido extracelular)
- Distribuídos no organismo, no meio interno ou externo (60% da composição do corpo é de água). LIC e LEC são separados pela membrana plasmática celular.
- Meio interno do corpo não é sinônimo de dentro do corpo! Só fazem parte do meio interno as substâncias que são absorvidas pelas células e chegam, pelo menos, ao LEC.
- 1/3 do líquido do corpo está no LEC e 2/3 estão no LIC.
· LEC – está em movimento por todo o corpo: é rapidamente transportado pelo sangue circulante e, por difusão, misturado ao sangue pelos líquidos teciduais através das paredes dos capilares.
Nele estão os íons e nutrientes necessários para manter a vida celular.
Contém grandes quantidades de sódio, cloreto e íons bicarbonato, além de nutrientes para as células, CO2 e outros produtos da excreção celular e proteínas no plasma sanguíneo (hemoglobinas).
· LIC – onde se encontra a maioria das proteínas e da água.
Rico em íons potássio, fosfato e magnésio.
Homeostasia
- Manutenção de condições quase constantes no meio interno; equilíbrio 
- Todas as reações e regulações do corpo buscam a homeostase
- Doença: condição de ruptura da homeostasia. Mesmo na presença de doenças, mecanismos homeostáticos permanecem ativos e regulam as funções vitais por meio de compensações
· Sistema de transporte e trocas do LEC: ocorre em dois estágios
· 1o – movimentação do sangue pelo corpo nos vasos sanguíneos
· 2o – movimentação de líquido entre os capilares e o interstício (espaço intercelular)
· Por causa do movimento cinético das moléculas no plasma e no líquido intersticial, grandes quantidades de LEC se difundem entre eles bidirecionalmente – troca contínua que garante a homogeneidade do LEC
· Origem dos nutrientes do LEC
· Sistema respiratório – o oxigênio é captado pelos alvéolos e, por movimento molecular, se difunde para o sangue através da membrana alveolar
· Trato gastrointestinal – diferentes nutrientes dissolvidos, como carboidratos, aminoácidos e ácidos graxos são absorvidos para o LEC plasmático
· Fígado – altera a composição química de algumas substâncias “brutas” para que elas possam ser usadas pelo corpo e elimina alguns resíduos do organismo e substâncias tóxicas
· Sistema musculoesquelético – mobilidade para obter os alimentos necessários para a nutrição e para proteção contra ambientes adversos
· Remoção de produtos finais do metabolismo
· Pulmões – o CO2 é liberado do sangue para os alvéolos, sendo o mais abundante produto do metabolismo
· Rins – principais órgãos excretores, realizam função de primeira filtragem do plasma. A passagem do sangue pelos rins remove do plasma a maior parte de substâncias desnecessárias (ureia, ácido úrico, excesso de íons e água do LEC)
· Trato gastrointestinal – eliminação do material não digerido e resíduos não aproveitáveis do metabolismo nas fezes
· Fígado – desintoxicação e remoção de substâncias químicas ingeridas. Muitos resíduos são secretados na bile e eliminados nas fezes
· Regulação das funções corporais
· Sistema nervoso – aferência sensorial, SNC, eferência motora (determinar as ações que o organismo vai desempenhar em resposta às sensações) e SNA (funções de órgãos internos e de secreção glandular)
· Sistema endócrino – os hormônios são transportados no LEC e outras partes do corpo para ajudar a regular as funções celulares
· Proteção do corpo
· Sistema imune – reconhecimento e defesa contra agentes estranhos ao organismo
· Sistema tegumentar – cobre, acolchoa e protege tecidos profundos e órgãos; forma o limite entre o meio interno do corpo e o mundo externo; regulação da temperatura corporal, excreção de resíduos e interface sensorial entre corpo e meio externo
Sistemas de controle do corpo
- Controle genético – opera em todas as células para o controle das funções intra e extracelulares
- Sistemas que operam dentro dos órgãos – regulam funções das partes individuais desses órgãos
- Sistemas que operam por todo o corpo – controlam as inter-relações entre os órgãos
· Exemplos de mecanismos de controle
· Regulação das concentrações de O2 no LEC – função de tamponamento do O2 pela hemoglobina. Quando o sangue passa pelos capilares dos tecidos, a hemoglobina só libera O2 para o líquido tecidual se a concentração dele estiver baixa, para reestabelecer a concentração adequada
· Regulação das concentrações de CO2 no LEC – concentrações mais altas que o normal de CO2 no sangue atravessam a barreira hematoencefálica, chegam no líquor e excitam o centro respiratório no tronco encefálico, provocando taquipneia para aumentar a expiração de CO2 e regular a sua concentração
· Regulação da pressão arterial – sistema barorreceptor, age por feedback negativo. Se a PA está muito alta, os barorreceptores enviam impulsos para o tronco cerebral, que inibem o centro vasomotor e ocasiona a diminuição da atividade de bombeamento do coração e faz os vasos periféricos se dilatarem, diminuindo a PA
· Faixas normais e características físicas de constituintes do LEC
· Aumento da temperatura em 7oC acima do normal – ciclo vicioso de aumento do metabolismo, que destrói as células
· Equilíbrio ácido-base – variações de 0,5 unidade no pH normal de 7,4 apresentam letalidade
· Concentração de íon potássio – se cair para menos de 1/3 do normal, provoca paralisia por incapacidade de condução de impulsos nervosos; se chegar perto do dobro do normal, o músculo cardíaco é gravemente deprimido
· Concentração de íon cálcio – se cair para menos que 1/2 do normal, causa contração tetânica da musculatura por geração espontânea de impulsos nervosos em excesso nos nervos periféricos
· Concentração de glicose – se cair abaixo de 1/2 do normal, causa irritabilidade mental extrema e até mesmo convulsões
· Características dos sistemas de controle
· Feedback negativo:
- Maioria dos sistemas de controle do organismo.
- Resposta negativa em relação ao estímulo inicial.
- Em geral, se algum fator se torna excessivo ou deficiente, um sistema de controle inicia o feedback negativo, que consiste em uma série de reações que reestabelecem o valor médio do fator, mantendo a homeostasia.
· Feedback positivo:
- Resposta positiva em relação ao estímulo inicial.
- Geralmente resulta em um ciclo vicioso que pode ser letal – leva à instabilidade.
- Nos casos em que o feedback positivo é útil, ele faz parte de um processo maior de feedback negativo:
· Coagulação sanguínea – quando um vaso sanguíneo se rompe e começa a formar um coágulo, várias enzimas são ativadas no interior do coágulo e ativam outras enzimas, causando mais coagulação sanguínea até que o vaso se feche processo geral de feedback negativo – parar o sangramento para a manutenção do volume normal de sangue
· Parto vaginal – quando as contrações uterinas ficam suficientemente fortes para que a cabeça comece a empurrar o colo uterino, o estiramento do colo envia sinais causando contrações ainda mais fortes e assim por diante, até que o bebê nasça processo geral de feedback negativo – provocar a saída do bebê para voltar à condição normal
· Geração de sinais nervosos – a estimulação da membrana de uma fibra nervosa causa o vazamento de alguns íons de sódio, que entram na fibra e mudam o potencial da membrana, causando mais abertura dos canais e mais vazamento, criando o potencial de ação do nervo e permite os impulsos nervosos processo geral de feedback negativo – os nervos participam de milhares de sistemas de controle nervoso por feedback negativo
· Controle adaptativo – feedback negativo “retardado”: controle por feed-foward: quando não há tempo para queos sinais nervosos vão da periferia ao cérebro; os sinais nervosos das partes que se movem informam o cérebro se o movimento estava certo. Se não, o cérebro corrige os sinais de feed-foward para o próximo movimento.
Aula 2) A célula e suas funções
· Principais partes: núcleo e citoplasma. O núcleo é separado do citoplasma pela membrana nuclear e o citoplasma é separado dos líquidos circundantes pela membrana plasmática.
Organização da célula
- Diferenciação celular: são alterações nas propriedades físicas e funcionais das células conforme elas se proliferam no embrião para formar as diversas estruturas e órgãos.
- As diferentes substâncias que formam as células são chamadas coletivamente de protoplasma, composto basicamente de:
· Água:
- Principal meio líquido das células.
- 70 a 85% da composição celular.
- Só não está presente nas células adiposas
- Muitas substâncias estão dissolvidas ou suspensas nela.
· Íons: 
- Os mais importantes são potássio, magnésio, fosfato, sulfato e bicarbonato. Em menores quantidades estão os de sódio, cloreto e cálcio.
- Necessários para a operação de alguns mecanismos de controle celular.
· Proteínas:
- 2a substância mais abundante (10 a 20% da massa celular).
- Proteínas estruturais presentes na forma de filamentos, polímeros de moléculas individuais de proteínas, que formam microtúbulos que constituem os citoesqueletos das organelas. Proteínas fibrilares também estão fora das células, como no colágeno, nas paredes dos vasos, nos ligamentos e tendões.
- Proteínas funcionais: normalmente compostas de combinações de poucas moléculas em forma túbulo-globular. São principalmente as enzimas celulares.
· Lipídios:
- Os especialmente importantes são os fosfolipídios e o colesterol (2% da massa celular).
- Por serem insolúveis em água, formam a membrana plasmática e as membranas intracelulares.
- Triglicerídeos: são a gordura neutra, cerca de 95% da massa celular dos adipócitos. Principal reserva de nutrientes energéticos do corpo.
· Carboidratos:
- Pouca função estrutural, mas papel principal na nutrição celular. 
- Estão sempre presentes no LEC na forma de glicose dissolvida, prontamente disponíveis.
- Não são mantidos em grandes reservas: em torno de 1% da massa celular (glicogênio).
Membrana plasmática
- Divide os meios extra e intracelulares. É uma estrutura fina, flexível e elástica, composta por uma bicamada lipídica contínua por toda a superfície da célula com grandes proteínas globulares mergulhadas.
· Barreira lipídica da membrana:
· Impede a penetração de substâncias hidrossolúveis – impermeável a substâncias como íons, glicose e ureia. As substâncias lipossolúveis (O2, CO2 e álcool) passam por ela com facilidade.
· Composta principalmente de fosfolipídios, colesterol e esfingolipídios.
· Fosfolipídios (os mais abundantes) – parte hidrofílica e hidrofóbica. As partes hidrofóbicas repelem a água, mas se atraem entre si; as partes hidrofílicas constituem as duas superfícies da MP completa, e ficam em contato com a água extracelular, de um lado, e com a água intracelular de outro.
· Colesterol – dissolvidos na camada lipídica da membrana; regulam o grau de permeabilidade ou impermeabilidade da membrana a substâncias hidrossolúveis dos líquidos corporais.
· Proteínas integrantes e periféricas:
· Proteínas integrantes:
- Atravessam toda a MP, formando poros ou canais, pelos quais substâncias hidrossolúveis podem se difundir entre LIC e LEC.
- Podem agir como proteínas carreadoras, que transportam substâncias que, caso contrário, não penetrariam pela camada lipídica.
- Podem agir como enzimas ou ainda receptores.
· Proteínas periféricas:
- Frequentemente estão ligadas às proteínas integrantes.
- São ligadas à superfície da membrana, mas não a penetram.
- Quase sempre agem como enzimas ou controladores do transporte através dos poros.
· Carboidratos da membrana: o glicocálix 
- Quase invariavelmente como glicoproteínas ou glicolipídios.
- Quase sempre se estendem para fora da célula, externamente à MP.
- Funções importantes: têm carga negativa que repele ânions; agem como receptores para hormônios, fazem reconhecimento celular e participam de reações imunes.
Aula 3) O transporte de substâncias através das membranas celulares
· Membrana celular: barreira lipídica com proteínas de transporte; não é miscível no LIC nem no LEC
· A bicamada lipídica é permeável somente às substâncias lipossolúveis e as proteínas representam uma via alternativa através da MP (proteínas canais, proteínas transportadoras)
· Difusão: transporte passivo, sem gasto de ATP (a favor de um gradiente de concentração elétrico ou de pressão) – movimento molecular aleatório de substâncias, molécula a molécula, através da MP (difusão simples) ou combinada a uma proteína carreadora (difusão facilitada). A energia causadora é a da movimentação cinética normal da matéria
· Transporte ativo: requer gasto de ATP, além da energia cinética normal – movimento de íons ou outras substâncias combinadas com uma proteína carreadora contra um gradiente de concentração
Difusão
- Movimento contínuo de moléculas ou íons que se chocam uns contra os outros.
· Difusão através da MP:
· Difusão simples – o movimento cinético das moléculas ou íons ocorre através da abertura na membrana ou através dos espaços intermoleculares, sem que haja interação com as proteínas carreadoras. Pode ocorrer por duas vias:
1. Pelos interstícios da bicamada lipídica, no caso de substância lipossolúvel – a velocidade de difusão de substâncias como O2, CO2, N2 e álcool é determinada por sua lipossolubilidade (diretamente proporcional).
2. Pelos canais proteicos, no caso de substâncias hidrossolúveis – aquaporinas altamente especializadas permitem a passagem de água, e outras moléculas suficientemente hidrossolúveis e pequenas podem passar pelos canais dos poros das proteínas do mesmo modo.
· Difusão pelos canais proteicos e as “comportas” desses canais:
· Difusão simples – dois mecanismos para regular a entrada e saída de substâncias:
1. Permeabilidade seletiva dos canais – por conta das características do próprio canal, como diâmetro, forma ou natureza das cagas elétricas. Os principais canais são específicos.
2. As comportas das proteínas-canais – acredita-se que sejam extensões das próprias proteínas, que podem ocluir o canal ou ser removidas dessa abertura por alteração da conformação da própria proteína. O canal pode se abrir e fecha por variações de voltagem (DDP) intracelular ou por controle químico (abrem ou fecham caso se liguem a um determinado elemento químico).
· Difusão facilitada:
· A substancia se difunde através da MP com a ajuda de uma proteína carreadora específica.
· A velocidade da difusão tende a um máximo à medida que a concentração da substância difusora aumenta, mas não passa desse Vmáx (limite no número de proteínas).
· Glicose e aminoácidos atravessam a MP dessa forma.
· Fatores que alteram a velocidade efetiva da difusão:
· A intensidade da difusão efetiva é proporcional à diferença de concentração através da membrana.
· A carga elétrica dos íons faz com que eles se movam através da membrana mesmo que não exista diferença de concentração para provocar esse movimento.
· Uma pressão maior em um lado do canal do que no outro significa que a força das moléculas se chocando de um lado do canal é maior que a do outro.
· Espessura da MP, número de canais, lipossolubilidade, tamanho das moléculas, temperatura, peso molecular
· Osmose através de membranas seletivamente permeáveis – "difusão efetiva” da água.
· Nas condições normais, a quantidade de água que se difunde bidirecionalmente é tão precisamente balanceada que seu movimento efetivo é zero.
· Quando ocorre diferença de concentração para a água, passa a existir um movimento efetivo dela através da MP – a osmose – fazendo a célula inchar ou encolher, dependendo da direção desse movimento (que é sempre oposto ao da difusão do soluto).
· Pressão osmótica: quantidade de pressão necessária para interromper a osmose; princípio da diferença de pressão contrária à osmose,até a interrupção da mesma.
· Importância da concentração molar: o fator que determina a pressão osmótica de uma solução é a concentração da solução em termos de número de partículas (concentração molar), e não em termos de massa de soluto.
· Osmolalidade – o osmol: unidade usada no lugar de gramas, expressa a concentração da solução em termos do número de partículas; peso de 1 molécula grama de soluto osmoticamente ativo; número de partículas em que o soluto se dissocia. Quantidade de soluto por kg de água.
· Osmolaridade: concentração osmolar expressa em osmóis/L de solução. Quantidade de soluto por litro de solução.
Transporte ativo
- Quando a MP transporta as moléculas ou íons contra um gradiente de concentração ou elétrico.
- Ocorre quando são necessárias grandes concentrações de uma substância no LIC, embora o LEC a tenha em baixa concentração, ou vice-versa.
- As proteínas carreadoras são capazes de transferir energia para a substância transportada, para movê-la contra o gradiente eletroquímico.
- A difusão simples se torna inadequada em alguns casos porque equilibra a concentração nos dois lados da membrana com o passar do tempo.
- Dois tipos:
· Transporte ativo primário: a energia é derivada diretamente da degradação de um ATP ou de outro composto de fosfato de alta energia.
· Transporte ativo secundário: a energia é derivada de energia armazenada (na forma de diferentes concentrações iônicas de substâncias moleculares secundárias entre os dois lados da MP) gerada originalmente por transporte ativo primário. Não utiliza ATP (usa a energia cinética do sódio).
· Transporte ativo primário:
· Bomba de Na+ e K+:
- Processo de transporte que cria eletronegatividade; bombeia íons sódio para fora, e ao mesmo tempo bombeia íons potássio para dentro.
- Proteína carreadora – complexo subunidades e - com características específicas: três sítios receptores para ligar com sódio, na parte interna; dois sítios receptores para ligar com potássio, na parte externa; presença de ATPase na parte interna.
- Quando os 3 sódios estão ligados na parte interna e os 2 potássios estão ligados na parte externa, a ATPase é ativada, o que leva à quebra do ATP, liberando muita energia.
- As concentrações relativas de ATP, ADP e fosfato, assim como os gradientes eletroquímicos de Na+e K+, determinam a direção da reação enzimática.
- Controle do volume celular – processo que representa perda real de íons para fora da célula, o que inicia a osmose da água também para fora.
- Resulta em positividade do lado externo da célula, mas gera déficit intracelular de íons positivos – produz o potencial elétrico da membrana e a polarização.
· Transporte dos íons cálcio:
- Existem em concentração extremamente baixa no citosol intracelular.
- Duas bombas de cálcio – uma na MP, que transporta cálcio para fora; outra que bombeia cálcio para dentro de organelas da própria célula.
- A proteína carreadora contém sítio de ligação específico para cálcio e age como ATPase.
· Transporte dos íons hidrogênio:
- Nas glândulas gástricas – nas extremidades secretoras das células parietais, a concentração de hidrogênio aumenta, sendo então liberado no estômago junto com íons cloreto para formar o ácido clorídrico.
- Nos túbulos renais – grandes quantidades de hidrogênio são secretadas do sangue para a urina, para promover a eliminação dos excessos.
· Energética do transporte ativo: a quantidade de energia necessária para transportar ativamente a substância através da membrana é determinada pela concentração da substância durante o transporte.
· Transporte ativo secundário:
· Cotransporte ou sinporte: a alta concentração de sódio fora da célula e concentração interna baixas, pelo transporte primário, criam um reservatório de energia (porque o sódio de fora quer sempre entrar). Em condições adequadas, essa energia pode empurrar outras substâncias junto com o sódio, através de uma proteína carreadora que serve como sítio de ligação para o sódio e para a substância cotransportada. O gradiente de energia do sódio faz com que ambos entrem na célula.
· Contratransporte ou antiporte: os íons sódio do lado de fora da célula querem entrar devido à alta concentração, mas a substância a ser transportada está dentro. O sódio se liga na parte externa da proteína carreadora e a substância se liga na parte interna dela. Quando ambos estão ligados, a energia do sódio faz com que a proteína mude de forma e jogue o sódio para dentro e a substância para fora.
· Cotransporte de glicose e aminoácidos com íons sódio:
- Transportados para dentro contra grandes gradientes de concentração.
- Proteína carreadora – dois sítios de ligação, um para o sódio e um para a glicose/aminoácidos; a alteração na forma só acontece quando os dois estão ligados na proteína.
- A energia do sódio transporta sódio e glicose/aminoácidos para dentro.
· Contratransporte de íons cálcio e hidrogênio com íons sódio:
- Íons sódio se movem para o interior e íons cálcio para o exterior, ligados à mesma carreadora – adição
ao transporte ativo primário de cálcio.
- Íons sódio se movem para dentro e os íons hidrogênio para fora – mecanismo para concentrar o H+, é bem menos potente que o transporte ativo primário dos íons H+.
Aula 4) Potencial de membrana e potencial de ação
Diferenças através de uma membrana permeável seletivamente
- As diferenças entre as concentrações iônicas nos dois lados da MP podem, sob condições apropriadas, gerar potencial de membrana:
· Íons potássio: alta concentração dentro da célula e baixa fora.
- Forte tendência para sair da célula.
- Quando saem, levam para fora cargas positivas.
- A face interna da MP fica negativa e face externa, positiva.
- O potencial de difusão (diferença de potencial entre as partes de dentro e de fora) passa a ser suficiente
 para bloquear mais saída de potássio.
· Íons sódio: baixa concentração dentro da célula e alta fora.
- Forte tendência para entrar na célula.
- Quando entra, traz para dentro cargas positivas.
- A face externa da MP fica negativa e a face interna, positiva.
- O potencial de difusão passa a ser suficiente para bloquear mais entrada de sódio.
- Equação de Nernst: serve para calcular a tendência dos íons de entrar ou sair da célula. Descreve a relação do potencial de difusão com a diferença de concentração iônica através de uma membrana.
- Equação de Goldman: serve para calcular o potencial de difusão quando a membrana é permeável a vários íons diferentes.
Potenciais de membrana e de ação:
- A capacidade de excitabilidade de uma célula depende de seus potenciais de membrana e de ação, que configuram um processo rápido e contínuo de transmissão de impulsos.
1) Estágio de repouso – potencial de membrana: a membrana, antes do início do potencial de ação, está polarizada com cerca de -90mV em sua face interna.
· Contribuição do potencial de difusão do potássio – gera cerca de -94mV na face interna da membrana.
· Contribuição do potencial de difusão do sódio – gera cerca de +61mV na face interna da membrana.
· Contribuição da bomba de Na+ e K+ - gera um adicional de -4mV na face interna da membrana.
2) Estágio de despolarização – potencial de ação: a membrana fica subitamente muito permeável aos íons sódio, permintindo que grande número deles se difunda para seu interior. O potencial de -90mV é imediatamente neutralizado pelo influxo de sódio com carga positiva.
· Limiar para o início do potencial de ação: só ocorre se o aumento inicial do potencial de membrana for intenso o sufuciente para gerar feedback positivo, ou seja, quando a entrada de sódio for maior que a saída do potássio.
· Ativação do canal de sódio voltagem-dependente – o vazamento constante de sódio para dentro da MP faz com que o potencial de membrana se torne menos negativo, provocando alteração conformacional do canal e abrindo-o totalmente, permitindo grande influxo de sódio.
Obs: e a própria voltagem crescente abre as comportas de sódio voltagem-dependentes, o que causa maior influxo de sódio e mais abertura de comportas ciclo vicioso do feedback positivo. Umavez que esse feedback seja suficientemente intenso, ele continua até que todas as comportas estejam abertas.
· As comportas (canais) de potássio permanecem fechadas e o potássio não passa para fora.
3) Estágio de repolarização: os canais de sódio começam a se fechar e os canais de potássio se abrem mais que o normal. A rápida difusão de potássio para fora reestabelece o potencial de membrana.
· O aumento da voltagem interna faz os canais de sódio se fecharem, e a MP fica impermeável ao sódio. Usualmente não é possível para o canal de sódio voltar a abrir sem que a célula esteja antes repolarizada.
· As comportas de potássio, devido a um retardo, só abrem no momento em que os canais de sódio estão se fechando. Isso ajuda a acelerar o processo de repolarização.
Resumo do processo:
· Estágio de repouso – potencial de membrana: eletronegatividade dentro e eletropositividade fora. A DDP configura a excitabilidade da célula – capacidade de transmissão de impulso.
· Estágio de despolarização – potencial de ação: o vazamento de íons sódio para dentro, via canais iônicos específicos, causa alteração da voltagem e abre as comportas voltagem-dependentes, permitindo grande entrada de sódio e causando a despolarização.
· Estágio de repolarização: a bomba de Na+ e K+ entra em ação, trazendo o potássio para dentro e jogando o sódio para fora, mas conservando a eletronegatividade (sódio sai em maior quantidade que o potássio entra).
· Hiperpolarização: provocada por uma saída maior de potássio, tornando mais difícil a repolarização.
· Potenciais sub-limiares: geração de potenciais muito pequenos, que não conseguem despolarizar a célula.
· O principal determinante da polarização celular é a saída de potássio, e o principal determinante da despolarização celular é a entrada de sódio; a bomba só contribui para a eletronegatividade celular (para cada 3 sódios que saem, só 2 potássios entram). Esses processos (polarização e despolarização) ocorrem sempre por difusão.
Período refratário após o potencial de ação:
- Consiste no período em que um novo potencial de ação não ocorre na célula excitável enquanto a membrana ainda estiver despolarizada pelo potencial de ação anterior. Quando não há resposta ao estímulo.
- Logo após o potencial de ação ser desencadeado, os canais de sódio ficam inativos, e mesmo qualquer sinal excitatório não abre as comportas.
- O período refratário absoluto é quando não há resposta à geração de um novo potencial de ação, durante o qual um segundo potencial não pode ser produzido, nem com estímulos muito intensos.
Propagação do potencial de ação:
- Um potencial de ação, provocado em qualquer parte da membrana, em geral, excita as porções adjacentes, resultando na propagação do potencial de ação:
· Cargas positivas são levadas pelo sódio para dentro da membrana e se espalham por vários milímetros em ambas as direções.
· Como consequência, os canais de sódio nessas novas áreas se abrem, e o potencial de ação se propaga, causando, progressivamente, mais e mais despolarização.
- O potencial de ação trafega em todas as direções, afastando-se da região estimulada inicialmente.
- Princípio do tudo ou nada – o processo de depolarização trafega por toda a membrana apenas se as condições forem adequadas: ocasionalmente, o potencial de ação atinge uma região da membrana que não gera voltagem suficiente para estimular a área seguinte, e a propagação da despolarização é interrompida.
- Qualquer fator que promova a difusão de grande número de sódios para o interior da célula pode causar o potencial de ação: estímulos mecânicos, químicos, elétricos.
Reestabelecimento dos gradientes iônicos de Na+ e K+ após o término do potencial de ação:
- A transmissão de potencial ao longo da célula reduz muito pouco a diferença de concentração de sódio e potássio dentro e fora da membrana (influxo de sódio durante a despolarização e efluxo de potássio durante a repolarização).
- Mesmo assim, é necessário o reestabelecimento das diferenças de concentração entre sódio e potássio ação da bomba, que requer energia para seu funcionamento (processo metabólico ativo) uso de ATP.
O platô em alguns potenciais de ação:
- Em alguns casos, a membrana estimulada não se repolariza imediatamente após a despolarização – o potencial permanece como “platô” perto do pico de potencial. Esse platô prolonga muito o período de despolarização.
- Esse processo se dá pela demora na abertura dos canais lentos de cálcio-sódio. Isso retarda o retorno ao potencial de membrana.
Ritmicidade de alguns tecidos excitáveis – descarga repetitiva:
- As descargas ritmicas causam o batimento ritmado do coração, o peristaltismo rítmico dos intestinos, alguns eventos neuronais.
- Quase todos os outros tecidos excitáveis podem descarregar repetitivamente se o limiar de excitabilidade for suficientemente reduzido.
· Processo de reexcitação necessário para a ritmicidade espontânea: para que ocorra, a membrana deve ser suficientemente permeável aos íons sódio, para permitir a despolarização automática da membrana. Em outras palavras, ter uma voltagem que não seja negativa o suficiente para manter os canais totalmente fechados.
A excitabilidade espontânea causa despolarização por feedback positivo até que o potencial de ação seja gerado. Esse ciclo continua infinitamente, causando excitação rítmica autoinduzida dos tecidos excitáveis.