Aula 3 Potencial de membrana

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Aula 3 – Potencial de membrana
1) Compreender o potencial de membrana 
(repouso)
O potencial da membrana em repouso ocorre 
devido à diferença das concentrações iônicas 
da membrana plasmática. Essa diferença de 
concentração existe devido ao transporte ativo 
dos íons sódio e potássio, por meio da bomba 
de sódio-potássio. Essa bomba transporta, 
proporcionalmente, três íons sódio para o meio
extracelular e dois íons potássio para o citosol. 
Dessa forma, um maior número de cargas 
positivas ficam concentradas externamente, 
gerando, então uma diferença de potencial 
entre a parte externa e interna da membrana. 
Além disso, existe um diferencial de 
permeabilidade entre esses íons, sendo o íon 
sódio 100x mais permeável que o íon potássio, 
o que também influi para a diferença de 
concentração desses. A DDP que surge em 
decorrência desse dinâmica é de -90mV, valor 
do potencial da membrana em repouso, ou 
seja, quando não está excitada, transmitindo 
sinais nervosos.
2) Detalhar o potencial de ação (Fases: 
polarizada, despolarizada e repolarização; 
abertura e fechamento; início e término)
Os potenciais de ação (que transmite os sinais 
nervosos) são rápidas alterações no potencial 
de membrana que se propaga com grande 
velocidade pela fibra nervosa.
- Início: Alteração súbita do potencial de 
membrana normal negativo para um potencial 
positivo. Através da transferência de cargas 
positivas para o interior da fibra.
- Término: Retorno quase tão rápido para o 
potencial negativo. Através do retorno das 
cargas positivas para o exterior. 
- Fase polarizada ou estágio de repouso
-90 mV 
- Despolarização
A membrana se torna, subitamente, muito 
permeável aos íons sódio, difundindo-se para o
interior do axônio. Neutralizando, assim, os -
90mV da membrana internamente. O potencial
aumenta rapidamente para um valor positivo.
* Fibras nervosas de maior calibre, o potencial 
de membrana ultrapassa (overshoot) 
rapidamente o nível zero e fica positivo. Em 
algumas só se aproxima ao nível zero 
(delgada).
- Repolarização
Após décimos de milésimos de segundo, os 
canais de sódio começam a se fechar, e os 
canais de potássio, agora, se abrem mais do 
que o habitual. Então, a rápida difusão do íons 
potássio para o exterior restabelece o potencial
de membrana.
Canais de sódio e potássio regulados pela 
voltagem
→ Canal de sódio tem duas comportas: 
comporta de ativação, mais externa e outra, 
comporta de inativação, perto da abertura 
interna do canal.
Repouso: ativação, mais externa, está fechada, 
impedindo a entrada de íons sódio para o 
interior. Comporta de inativação está aberta. 
- Ativação do Canal de Sódio
Ao atingir entre -70 a -50, o canal fica 
totalmente aberto, os íons sódio entram pelo 
canal. Mudança conformacional rápida.
- Inativação do Canal de Sódio
Após o canal de sódio ter permanecido aberto 
por mili segundos, o canal é inativado e se 
fecha. Nesse momento, o potencial de 
membrana volta a se aproximar do potencial 
de repouso, que é a repolarização.
A comporta inativada (interna) só vai reabrir 
quando o potencial de membrana for próximo 
ao repouso. Por essa razão, usualmente, não é 
possível o canal de sódio abrir sem que 
aconteça a repolarização. 
Canal de Potássio
- Repouso
Canal de potássio está fechado.
- Despolarização
Abertura conformacional da comporta, 
aumentando a difusão de potássio para fora. 
Devido ao pequeno retardo na abertura do 
canal de potássio, eles só abrem no mesmo 
momento em que os canais de sódio estão se 
fechando. Assim, o aumento da saída de 
potássio junto com a redução da entrada de 
sódio, fazem com que a repolarização seja 
acelerada.
Papel de outros íons
→ Ânions impermeantes no interior do axônio
Ânions das proteínas moleculares, compostos 
orgânicos de fosfato, compostos de sulfato…
Não podem sair do axônio, então, qualquer 
déficit de íons positivos (potássio) dentro da 
membrana ocasiona excesso dos negativos. 
→ Íon Cálcio
Bomba de cálcio semelhante à bomba de 
sódio, junto ou no lugar do sódio causa maior 
parte do potencial de ação. A bomba 
transporta íons cálcio para o exterior ou para o 
REL da célula, criando gradiente de 
concentração semelhante ao sódio.
*Canais de sódio regulado pela voltagem
Canais de cálcio se abrem quando há 
despolarização, fluindo para o interior da 
célula. Porém, é lenta, cerca de 20x mais que o 
do sódio. Muito numerosos no músculo 
cardíaco e liso. (Em alguns lisos, o canais 
rápidos de sódio são bastante raros).
* Permeabilidade aumentada dos canais de 
sódio quando ocorre déficit de íons cálcio
Quando esses estão em déficit, aqueles são 
ativados por pequeno aumento do potencial 
de membrana de seu valor normal, ficando a 
fibra nervosa muito excitável, descarregando 
repetidamente sem estímulo, ao invés de 
permanecer em repouso.→ Tetania muscular 
(contração espontânea em nervos periféricos, 
sendo letal devido à contração tetânica dos 
músculos respiratórios)
Início do potencial de ação
Evento que é capaz de provocar aumento 
inicial no potencial de membrana, a voltagem 
crescente causa a abertura de vários canais de 
sódio, resultando em rápido influxo de íons 
sódio, maior aumento do potencial e, 
consequentemente, mais canais regulados por 
voltagem se abrem, permitindo um fluxo mais 
intenso de íons sódio para o interior da fibra. 
Esse processo se chama ciclo vicioso de 
feedback positivo, uma vez que se esse 
feedback for suficientemente intenso, continua 
até que todos os canais tenham sido ativados.
Assim, o aumento do potencial causa o 
fechamento dos canais de sódio e abertura dos
de potássio, e termina o potencial de ação.
Limiar para o início do potencial de ação
Ocorre quando o número de íons que entra na 
fibra é maior do que o número de potássio que
sai dela. O aumento deve ser repentino entre 
15 e 30 mV. Então de -90mV a -65mV provoca 
o potencial de ação. -65mV é considerado o 
limiar para a estimulação.
3) Identificar como ocorre a propagação do 
potencial de ação.
Foi identificado como ocorre em um ponto da 
membrana, agora será identificado como 
acontece no todo.
1) Estimulação→ aumento da permeabilidade 
de sódio no local
2) Fluxo da corrente das áreas despolarizadas 
para as áreas adjacentes devido ao movimento 
das cargas positivas
3) Aumento da voltagem pelo interior das 
fibras até valor maior que o limiar
4) Potencial de ação se propaga
5) Novas áreas despolarizadas produzem 
outros circuitos, causando mais despolarização.
6) Percorre toda a fibra.
* Transmissão da despolarização é referida 
como impulso nervoso ou muscular.
Direção da Propagação 
Membrana não tem direção única de 
propagação, trafega todas direções, afastando-
se da região estimulada, até toda a fibra ser 
despolarizada. 
E a direção axônio dentrito corpo celular?
Princípio do Tudo ou Nada
Se propaga, ou não se propaga por toda 
membrana. 
Potencial de ação sobre limiar de excitação 
deve ser maior que 1 → Fator de segurança 
para a propagação.
Platô em alguns potenciais de ação
Repolarização, em alguns casos não acontece 
imediatamente após a despolarização.
Se mantém perto do pico do potencial em 
ponta, por vários mili segundos e só, então, 
começa a repolarização. Prolonga a 
despolarização. Ex.: Fibras musculares do 
coração, durando 0,2 a 0,3 segundos, fazendo 
com que a contração dos músculos do coração 
dure por esse mesmo período.
Causa é a regulagem pelo canal de sódio 
associada ao canal de cálcio, mais lento. E 
canais de potássio é mais lenta que o usual, 
abrindo-se completamente no final do platô.
Condução saltatória
Fibras calibrosas possuem bainha de mielina.
Bainha de mielina (esfingomielina) fica em 
volta do axônio, a cada 3mm existe um nodo 
de Ranvier.
A bainha é isolante elétrico, reduzindo o fluxo 
iônico. Existe área isolada por onde os íons 
passam facilmente através da membrana do 
axônio, líquido extracelular para o intracelular, 
chama-se nodo de Ranvier. 
Potenciais de ação só ocorrem nos nodos, são 
conduzidos, então, de nodo para nodo. Ou 
seja,a corrente elétrica flui pelo líquido 
extracelular, dando saltos.
É importante, pois aumenta a velocidade
Conserva energia para o axônio (não precisa 
gastar energia para mandar o gradiente de 
concentração).
Excitação 
Mecânica (excitar as terminações sensoriais da 
pele), química (neurotransmissores) ou elétrica 
(células musculares no coração e intestino).
* Potencial local agudo
Não atinge o limiar, mas causam alterações na 
membrana. 
* Período Refratário
Novo potencial de ação não ocorre enquanto a
membrana ainda estiver despolarizada. Ocorre,
pois logo após o potencial de ação ser 
desencadeado, os canais de sódio ou cálcio 
estão inativos.
*Potencial de membrana causado pela difusão 
→ difusão do K+ para fora da célula gera 
eletropositividade externamente e 
eletronegatividade internamente. 
→ difusão do Na+ para dentro gera 
eletropositivdade internamente (contrário do 
potássio)
* Potencial de Nerst 
Se opõe a difusão afetiva de um íon através da 
membrana.
* Potencial quando a membrana é permeável a 
vários íons
- polaridade das cargas desse íon
- permeabilidade dos íon
- concentração dos íons