Bioeletrogênese: Geração de Potencial Elétrico nas Células

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Geração de potencial elétrico
através da membrana celular
Bioeletrogênese
BIOELETROGÊNESE...
 o que significa?
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Bioeletrogênese
A existência de sinais elétricos nas células - século 18 
Experiências de Bernstein = “teoria da membrana”
as MC geram potenciais elétricos; 
as MC apresentam permeabilidade seletiva; 
nas células. há diferenças nas concentrações iônicas entre o LEC e LIC
os potenciais elétricos das MC são potenciais de difusão de íons; 
Pode ocorre alterações do potencial elétrico com consequência das mudanças da permeabilidade das membranas aos íons.
Um breve histórico
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Bioeletrogênese
Não há diferença de potencial elétrico (ddp=0mV)
Qdo eletrodos - lado de fora. 
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Bioeletrogênese
Quando o eletrodo (vermelho) atravessa a membrana
 o voltímetro = DDP de 70mV 
face interna da membrana citoplasmática é negativa/ externa . 
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Bioeletrogênese
Isto acontece em todas as células do organismo?
Sim
Neurônios e células musculares podem gerar e também alterar esta diferença de potencial elétrico através da membrana.
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Bioeletrogênese
Diferença de potencial existente entre o 
meio intra e extra celular das célula
-90 a -70 mV
 POTENCIAL DE MEMBRANA / REPOUSO
-50 a -10 mV
Células excitáveis
Células não excitáveis
Músculo
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Bioeletrogênese
 Concentrações: mmol/L ou mEq/L 
 íons intracelular extracelular
 Na+ 15 150
 Cl- 10 110
 K+ 150 5
DISTRIBUIÇÃO IÔNICA ENTRE OS MEIOS INTRA E O EXTRACELULAR
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Bioeletrogênese
Solutos -íons
Cargas positivas ou negativas
K+
Ânions orgânicos (protéicos e fosfatos) 
Na+
Cl-
= diferença de potencial da membrana em repouso
MEMBRANA POLARIZADA
1. DESEQUILÍBRIO QUÍMICO
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Bioeletrogênese
O gradiente favorece fluxos passivos de íons através da membrana.
REPOUSO, a permeabilidade da membrana aos íons é diferente
K+ : altamente permeável
 Na+ : praticamente impermeável
 Ca++ : praticamente impermeável
 Proteínas eletricamente carregadas: impermeantes
2. GRADIENTE IÔNICO EM REPOUSO
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Bioeletrogênese
Íons K
Íons Na
Difusão simples de K para fora, a favor do gradiente
Grandes anions impermeantes (proteínas intracelulares)
Canais de K sem comporta
Saída de cargas positivas torna a membrana carregada eletricamente.
MEMBRANA POLARIZADA
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Bioeletrogênese
Responsável pela 
determinação e manutenção
Do gradiente químico de Na e de K
MAIOR PERMEABILIDADE ao K tende a sair para fora e cria dipolo
BAIXA PERMEABILIDADE ao Na é baixa mas ele tende a entrar
EXTRA
INTRA
Na+
K+
Na+
K+
(Ativo)
Bomba 
Na+K+ 
K+
K+
canal 
K+ 
Na+
Na+
canal 
Na+
++++++++
- - - - - - - -
++++++++
- - - - - - - -
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Bioeletrogênese
Bomba de Sódio 
3 Na+ para fora em troca de 2 K+ para o interior 
Transporte ativo que requer gasto de ATP
 - eletrogênica – gera ddp
3. Na+/K+/ATPase
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Bioeletrogênese
3. Na+/K+/ATPase
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Bioeletrogênese
Estado de Repouso
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Bioeletrogênese
Os sinais nervosos são transmitidos por potenciais de ação 
Variações rápidas do potencial da membrana;
Alterando a permeabilidade da membrana ao íon Na e ao K
POTENCIAL DE AÇÃO
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Bioeletrogênese
Despolarização
Potencial de ação
POTENCIAL DE AÇÃO
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Bioeletrogênese
POTENCIAL TUDO OU NADA
O potencial graduado atinge a zona de estímulo
Depolarização atinge um limiar (ex: -40mV)
Potencial de ação é propagado
POTENCIAL DE AÇÃO
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Bioeletrogênese
Despolarização
Potencial de ação
Se o neurônio for estimulado (com corrente elétrica)
voltímetro = alteração transitória do potencial de membrana
ABAIXO DO LIMIAR = POTENCIAL GRADUADO
ACIMA LIMIAR = POTENCIAL DE AÇÃO 
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Bioeletrogênese
Potencial de ação
INÍCIO DA DESPOLARIZAÇÃO
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Bioeletrogênese
FASE DESPOLARIZAÇÃO
FASE REPOLARIZAÇÃO
Potencial de ação
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Bioeletrogênese
FASE HIPERPOLARIZAÇÃO
FASE REPOUSO
Potencial de ação
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Bioeletrogênese
Potencial de ação: despolarização
Abertura dos canais de Na voltagem dependente
ENTRADA
DE SÓDIO
INTERIOR DA
CÉLULA FICA
POSITIVO
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Bioeletrogênese
Potencial de ação: repolarização
Abertura dos canais de K voltagem dependente
INTERIOR DA
CÉLULA FICA
NEGATIVO
SAÍDA DE 
POTASSIO
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Bioeletrogênese
Maior
Permeabilidade K
INTERIOR DA
CÉLULA FICA
NEGATIVO
MAIOR SAÍDA DE K
 Potencial de ação: hiperpolarização
fechamento dos canais de K voltagem dependente
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Bioeletrogênese
LIMIAR DE DISPARO DO POTENCIAL DE AÇÃO
Estímulos sublimiares
Estímulo limiar
Potencial de membrana (mV)
Tempo 
Potencial de ação
Potenciais sublimiares
Intensidade dos estímulos
Limiar 
Potencial de repouso
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a despolarização e repolarização de todos os pontos do axônio.
a despolarização dos locais que possuem a bainha de mielina.
a repolarização dos locais do axônio desprovidos da bainha de mielina.
ao fluxo de corrente elétrica ao redor da membrana do axônio. 
Bioeletrogênese
Conforme as informações do doutor Márcio, o impulsos nervosos podem ser transmitidos pelas células nervosas. A propagação de um impulso nervoso requer:
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Bioeletrogênese
CONDUÇÃO DO IMPULSO NERVOSO
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Bioeletrogênese
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geocities.yahoo.com.br/jcc5001pt/museuelectrofisiologia.htm#impulsos  
EVENTOS ELÉTRICOS NA CÉLULA NERVOSA
PROPAGAÇÃO DO IMPULSO
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Bioeletrogênese
VELOCIDADE DA PROPAGAÇÃO DO PA
a) Diâmetro da fibra nervosa 
MAIOR diâmetro + rápido PA (menor a resistência)
b) Mielinizadas ou Amielinizadas
Condução Saltatória
Condução Contínua
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Propagação do impulso nervoso -PA
Bioeletrogênese
Propagação do impulso nervoso -PA
Bioeletrogênese
Propagação do impulso nervoso -PA
Bioeletrogênese
Propagação do impulso nervoso -PA
CONDUÇÃO CONTINUA
despolarização ponto a ponto 
da membrana
Bioeletrogênese
Propagação do PA em fibras mielínicas
Mielina – isolante elétrico
Canais de sódio estão concentrados no nodos onde a despolarização deve ocorrer
Bioeletrogênese
Bioeletrogênese
CONDUÇÃO SALTATÓRIA
despolarização nos nós de Ranvier
Bioeletrogênese
Bioeletrogênese
SNC: Oligodendrócitos
SNP: Céls. De Schwann
BAINHA DE MIELINA
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Bioeletrogênese
ANESTÉSICOS LOCAIS
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Bioeletrogênese
ANESTÉSICOS LOCAIS – MECANISMO DE AÇÃO
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Potenciais de ação em diferentes células