Bioeletrogênese: Potenciais de Membrana e Ação

Prévia do material em texto

BIOELETROGÊNESE: POTENCIAIS DE MEMBRANA E DE AÇÃO
ÍONS: Na+ e Cl- predominam no LEC, K+ predomina no LIC. transporte ativo primário mantém diferença de 
concentração por meio da permeabilidade seletiva dos canais, gerando fenômenos elétricos 
EQUILÍBRIO ELETROQUÍMICO: quando a força química que empurra íon para fora (difusão) é igual à força 
elétrica (potencial elétrico) que tende a voltar com o íon para dentro, equilibrando as cargas.
POTENCIAL DE EQUILÍBRIO: potencial elétrico que contrabalança força química, mantendo equilíbrio
Equação de Nerst: determina qual força elétrica deve ser aplicada para contrabalançar força quimica de íons
Se gradiente de concentração de um íon é alterado, o potencial de equilíbrio 
também se altera, pois força química muda. Ambas equações calculam pot. difusão
Equação de Goldman: cálculo do potencial de difusão quando houver mais de um íon envolvido. 
Quanto maior sua permeabilidade relativa, mais próximo o 
potencial de equilíbrio é desse íon
POTENCIAL DE MEMBRANA: força elétrica contida na face interna da membrana. sinal indica carga dentro
se apenas canais de Na+ se abrissem seria +55mV, se apenas os de K+ se abrissem seria -75mV
POTENCIAL DE DIFUSÃO: alteração no potencial de membrana decorrente da passagem de íons 
POTENCIAL DE REPOUSO DAS MEMBRANAS: quando não estão transmitindo sinais nervosos, as fibras 
nervosas mais calibrosas apresentam potencial de -90mV, pois, fazendo o cálculo pela equação de Goldman, 
a permeabilidade ao K+ é 40 vezes maior (próximo ao valor se a célula só fosse permeável ao K+)
Obs: o que determina a permeabilidade de um íon é a quantidade de canais existentes
Em repouso o potencial de membrana é negativo pq nessa situação a membrana é mais permeável ao K+
Origem do potencial de repouso das fibras calibrosas: contribuição do potencial de difusão do sódio e 
potássio e da bomba de sódio-potássio, que mantem ddp para membrana permanecer em repouso 
DETERMINANTES DO POTENCIAL DE MEMBRANA
CONCENTRAÇÃO DE ÍONS: se, por exemplo, a concentração de K+ aumenta no LIC, a força química que 
tenta igualar cargas por difusão aumenta, empurrando K+ pra fora da célula. assim, a célula fica mais negativa 
e o meio extracelular fica menos negativo. nesse cenário, o potencial de repouso pode ir de -70 a -80 mV
PERMEABILIDADE DA MEMBRANA: muda o tempo todo, ocorrendo despolarização (ascendência da curva) e 
repolarização (descendência da curva) e hiperpolarização (mais negativo que -70mV)
Os canais iônicos podem ser abertos ou possuir portões e ter sensibilidade a um ligante (ligante sensível) ou 
estimulo físico (mecano sensível). quanto mais intenso for o estímulo, maior será a ativação desses canais.
POTENCIAL GRADUADO: tipo de mudança no potencial de membrana. intensidade da mudança do 
potencial será de acordo com o estímulo dado. pode assumir qualquer valor, reflete intensidade do estímulo, 
tem duração variável, pode ser tanto despolarizante (abertura Na+) ou hiperpolarizante (abertura K+) e 
perdem força ao se distanciar do estimulo. esse problema é resolvido com os canais sensíveis à voltagem.
OBS: A BOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIO É USADA PARA PASSAR POTENCIAL DE HIPERPOLARIZAÇÃO PARA 
POTENCIAL DE REPOUSO, SOB UM FLUXO CONTRA GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO 
!" #$ %&'% ( ) * + %,- ./0123/
!" #$ 4&5 6 ( ) 74 + %,- 318929
:; < ;3023 = 3> ?9< ?93 0236
CONFORMAÇÕES DOS CANAIS DE SÓDIO TIPO PORTÃO 
Aberta: permite passagem de íons Na+ livremente
Fechada: impede passagem de íons Na+
Inativa: portão fechado e conformação na parte inferior do canal também fechado. não permite 
passagem de íons Na+ independente da intensidade do estímulo e da chegada do potencial ao limiar. essa 
condição permanece por curto período de tempo e é chamado de PERÍODO REFRATÁRIO.
Ex: no ponto 1, o canal de Na+ é aberto. no ponto 2, o canal é INATIVO até chegar no 3, que se fecha. 
PERÍODO REFRATÁRIO ABSOLUTO: canais de Na+ estão inativos e canais de K+ 
abrem. impede que novo potencial de ação seja gerado antes do ultimo ter terminado, 
mesmo diante de estímulo muito intenso.
PERÍODO REFRATÁRIO RELATIVO: é possível gerar outro potencial de ação, 
mas é mais difícil pois o estímulo deve ser maior que o habitual, dado que a 
distância de 3 ao limiar é maior que a de 0. 
POTENCIAL GRADUADO: estímulo não é suficiente para trazer potencial de membrana até o limiar, 
então não é gerado potencial de ação. ocorre uma rápida abertura de canais de Na+ sensíveis a 
ligantes ou a estímulos mecânicos. todo potencial de ação é precedido por um graduado
POTENCIAL DE AÇÃO: ocorre em pedaço específico da membrana, mas gera potencial em região 
vizinha, e assim por diante. esse processo é chamado de propagação do potencial de ação. 
primeiro Na+ entra na célula, se movimenta longitudinalmente para encontrar carga negativa, 
despolariza levemente a membrana, que deflagra potencial de ação, assim por diante
Quanto mais calibroso for o axônio, menor é a resistência da passagem dos íons. a bainha de mielina é 
um conjunto de camadas de Células de Schwann e funciona como uma fita isolante, criando isolamento 
elétrico e acertando propagação, que passa a ser nos Nós de Raivier, região mais suscetível a ter canais de 
Na+ sensíveis à voltagem. 
POTENCIAL DE AÇÃO: inversão da polaridade da membrana
0: leve despolarização para ativar percepção de voltagem do canal de Na+
1: abertura de canais Na+ sensíveis à voltagem que percebem pequena ddp e abre outros desses
2: canais de Na+ sentem que o potencial ideal foi atendido e se fecham. nesse momento, os canais sensíveis à 
voltagem de K+ se abrem e entra K+, levando a curva do potencial para baixo 
3: hiperpolarização faz com que os canais de K+ se fechem, retornando para situação basal de repouso. a 
hiperpolarização ocorre em detrimento da maior permeabilidade ao K+, se comparado com o início (0)
"@#
A
3
:
+ @# BCDE
#
09
INFLUÊNCIA DE OUTROS CANAIS IÔNICOS
Existem canais de cálcio regulados pela voltagem. esses canais são muito numerosos nos músculos 
cardíaco e liso e também são permeáveis para Na, porém com permeabilidade 1.000 vezes maior para Ca 
Existem 10.000 vezes mais íons Ca no LEC do que no LIC, causando gradiente passivo para interior
Existem dois tipos de canais: rápidos (Na, K) e lentos (Ca)
PERMEABILIDADE AUMENTADA DOS CANAIS DE SÓDIO DECORRENTE DO DÉFICIT DE CÁLCIO
Quando ocorre déficit de Ca+ em pelo menos 50% do normal, os canais de Na+ se abrem e membrana 
torna-se mais permeável ao Na+, que entra e aumenta um pouco o potencial da membrana. a fibra excitável 
descarrega mesmo sem estímulo em vez de permanecer em repouso. potencial de ação leva à contração, 
então pode gerar tetania muscular e matar, devido à concentração tetânica em músculos respiratórios
INICIO DO POTENCIAL DE AÇÃO 
Círculo vicioso de feedback positivo abre os canais de Na+: pequena abertura (entre 0 e 1 do gráfico)
O limiar para a estimulação do potencial de ação em fibras calibrosas é de -65mV, então qualquer 
estimulo que não alcance esse valor não gera potencial de ação (PRINCÍPIO DO TUDO OU NADA)
PROPAGAÇÃO DO POTENCIAL DE AÇÃO 
Transmissão da despolarização é referida como impulso nervoso ou muscular
O PA trafega em todas as direções, ate que toda a membrana esteja despolarizada.
O PLATÔ EM ALGUNS POTENCIAIS DE AÇÃO
Esse tipo de PA ocorre nas fibras cardíacas, onde o platô dura de 0,2 a 0,3s.
1. Primeiro, há a abertura dos canais rápidos de sódio (influxo Na+ na 
despolarização)
2. Depois há a abertura simultânea dos canais de potássio (de abertura lenta, 
saída de K+) e dos canais lentos de cálcio-sódio (influxo de Ca+ e Na+), o 
que faz com que, a medida que sai K+, entra Na+ e Ca+, gerando o platô 
(dura mais tempo) = coração não pode contrair tão rápido quanto músculos 
esqueléticos
RITMICIDADE DE ALGUNS TECIDOS EXCITÁVEIS: DESCARGA REPETITIVA
A contração do miocárdio, a respiração e o peristaltismo precisam de descargas 
repetitivas que geram contrações rítmicas para funcionamento ideal do organismo.
CARACTERÍSTICAS ESPECIAISDA TRANSMISSÃO DE SINAIS
NODO DE RANVIER: local sem bainha de mielina