Bioeletricidade: Conceitos Fundamentais

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Tópicos: 
 
Introdução à bioeletricidade 
Mosaico fluido 
Conceitos fundamentais 
Potencial de membrana (repouso) 
 
A eletricidade animal 
 
 
Ex: Enguia elétrica 
600 Volts 
600 eletrócitos (células musculares modificadas) 
-90 mV +55mV 
Corrente gerada por movimentação iônica 
(Na+ K+ Ca++ Cl-) 
Transforma a energia do Atp em energia elétrica (Enguia) 
 
 
Nervos e músculos como geradores de eletricidade (Luigi Galvani) 
 VS 
Nervos e músculos como condutores de eletricidade (Alessandro 
Volta) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Células eletricamente excitáveis 
 
Cárdio miócito (miócito estriado) 
 
Gráfico do potencial de ação: 
 
Período de platô (pico): contração do musculo – executa a ção; 
 
 
 
Neurônio 
 
Corrente iônica (íons) 
 
 A bicamada lipídica da membrana é isolante; 
(permite a diferença de potencial) 
 As proteínas presentes na membrana permitem a 
passagem de íons de um lado da membrana para o 
outro. 
 A variação medida da voltagem da membrana é feita ao 
longo do tempo; 
Bioeletricidade 
É determinada pelo movimento de íons 
 
 
 Canal: via de comunicação (proteínas) 
Canais iônicos 
Proteínas são formadas por aminoácidos (controlam a abertura e 
fechamento dos canais, permite o movimento) 
Membrana (abertura temporária ou permanente em que ocorre 
a passagem de íons para ocorrer o impulso da célula) 
 Transporte: gasta energia para ocorrer (pode ou não 
ser contra o gradiente de concentração) 
Necessita da existência de canais para o transporte (proteínas 
transmembranas) 
 Difusão: não gasta energia para ocorrer (a favor do 
gradiente de concentração) – movimento espontâneo 
Difusão facilitada de íons por meio de canais (proteínas 
transmembranas) 
Depende da concentração e das cargas elétricas 
 Ânion 
Elemento químico que possui elétrons em excesso 
 Cátion 
Elemento químico que não possui elétrons em excesso 
 Influxo 
Escoamento de uma substância para fora da célula 
(Maior influxo de sódio) 
 Efluxo 
Escoamento de uma substancia para fora da membrana 
Ao mesmo tempo em que acontece o Influxo, acontece o Efluxo 
resultante devido a energia cinética das moléculas. 
 Diferença de Potencial 
Diferença de dois pontos de gerar trabalho 
Se estabelece entre a diferença de voltagem do meio intra e o 
extracelular 
(de membrana: potencial eletroquímico) 
 Corrente 
Determina a difusão (depende da concentração e das cargas 
elétricas) – potencial eletroquímico 
Movimento espontâneo: a favor do gradiente químico 
 Resistência 
Dificuldade na passagem de correntes íons 
 Condutância 
Facilidade na passagem de corrente ou íons 
 Capacitor 
Armazena energia por meio de duas placas separadas por um 
meio isolante 
 Gerador 
Capaz de transformar qualquer tipo de energia em energia 
eletroquímica 
Atp Adp + Fosfato 
Bomba de sódio e potássio (3 sódios para fora e 2 potássios 
para dentro) – gerador elétrico 
• Potencial de membrana 
• Potencial de repouso 
• Potencial de ação 
Resistência, condutância e corrente: dependem dos canais e de 
suas aberturas 
 
 
 
Mosaico Fluido (membrana plasmática) 
 
Canais permanentemente abertos 
Canais com portões (por voltagem) 
Proteína 2: canal que se encontra permanentemente aberto 
(vazante de potássio) 
Proteína 3: proteínas portões, permitem ou não a abertura 
(canais de sódio ou de potássio dependentes de voltagem) 
Proteína 4: proteína transportadora (contra seu gradiente – 
gasto de energia) 
 
 
 
O Potássio (K) iônico, possui diâmetro menor que do Cálcio 
Diferença de potencial – potencial de membrana (repouso) 
 
Mais potássio dentro da célula 
Mais sódio fora 
Ânions fixo ou impermeantes: 
Po4- - não existe permeabilidade para esses ânions 
No interior das células estão as proteínas, fosfato, Dna e Rna 
(cargas Negativas) – elementos grandes 
 
Bomba de sódio e potássio: 
Bombeia 3 sódios para fora 
E 2 potássios para dentro 
(gera um desequilíbrio de cargas) 
 Equação de Goldman – Hodgking – Katz: 
Calcula o valor do potencial de membrana 
 
Concentração de Sódio dentro: 10 
Concentração de Sódio fora: 140 
Concentração de Potássio dentro: 160 
Concentração de Potássio fora: 4 
Concentração de Cloro dentro: 10 
Concentração de Cloro fora: 110 
 
Potencial de ação 
 Tópicos 
Recapitulação – potencial de membrana, potencial de repouso 
Potencial de ação, definição e funções 
Potencial de ação nervoso 
Potencial de ação cardíaco 
 
Potencial de membrana 
 Todas as células apresentam diferença de potencial 
eletroquímico entre o interior e o exterior 
(exterior: 0Mv) 
(interior: -65mV/-90mV) 
O potencial de membrana é definido pela diferença iônica entre 
os meios intra e extra celular (Na+, K+, ânions impermeantes) 
A célula possui mecanismos ativos (bomba de sódio e potássio) e 
passivos (canal vazante de potássio K+) para a separação de 
cargas através da membrana. 
O equilíbrio eletroquímico de um íon através da membrana pode 
ser definido pela equação de Nerst 
Algumas células utilizam variações no potencial de membrana 
como meio de sinalização/ comunicação (neurônios, musculo liso, 
estriado, cardíaco) 
 
Potencial de repouso 
 
Voltagem de -70 mV no interior da célula 
 
 
Existe uma força de atração eletroestática para dentro da célula 
 A principal causa do potencial de repouso é a alta permeabilidade 
da membrana ao potássio 
 
 
Bomba de sódio e potássio: Na+/k+ AtPase 
K+ Leak Channel: não controla abertura e fechamento do canal 
Mesmo que a célula esteja em repouso a ATPase está 
funcionando (pouco, mas funciona) 
 
Equilíbrio 
 
 
 
 
Potencial de Equilíbrio de um íon (Equação de Nerst)