Potencial de membrana e Potencial de ação

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Daniela Luiza Dorini – Farmácia – Fisiologia Humana 
Potencial de membrana e Potenciais de ação 
Existem potenciais elétricos através das membranas de praticamente todas as células do corpo. 
FÍSICA BÁSICA DOS POTENCIAIS DE MEMBRANA 
Potencial de Difusão 
 Diferença entre as concentrações iônicas nas duas faces da membrana. 
Processo: 
1. A concentração de potássio é maior na face interna da membrana, mas baixa na face interna. 
2. Nesse instante a membrana é permeável aos íons potássio e a mais nenhum outro, 
3. Em função do gradiente de concentração do potássio, há a tendência de que maior número de íons 
se difunda para fora. 
4. Quando saem, eles levam cargas elétricas positivas para o exterior, criando assim eletropositividade na 
face externa e eletronegatividade na interna (por causa dos ânions que permanecem dento). 
5. Em um milésimo de segundo, a DDP entre as partes interna e externa, chamada potencial de difusão, 
passa a ser grande para bloquear a difusão do potássio para fora. 
a. Em mamíferos a diferença necessária de potencial (DDP) é de 94mV, com negatividade na 
face interna. 
O mesmo processo ocorre com o íon sódio (Na+), 
entretanto como a concentração é alta fora da 
membrana e baixa dentro, a tendência é os íons 
difundirem-se para dentro, levando a carga 
positiva consigo, criando potencial de 
membrana com polaridade oposta, com 
negatividade externa e positividade interna, 
gera-se então uma DDP, que bloqueara a 
difusão do sódio, essa DDP é em torno de 61m, 
positivo na face interna. 
As diferenças entre as concentrações iônicas nos 
dois lados de membrana seletivamente 
permeável podem, sob condições apropriadas, 
criar potencial de membrana. 
POTENCIAL DE REPOUSO DAS MEMBRANAS 
O potencial de repouso das membranas das fibras nervosa mais calibrosas, na ausência de transmissão de 
sinais nervosas, é de cerca de -90 milivolts. Isto é, o potencial, dentro da fibra é de cerca de 90 milivolts mais 
negativo que o potencial do LEC, do lado de fora da fibra. 
Transporte Ativo dos íons Sódio e Potássio Através da Membrana – A bomba de sódio-
potássio 
Todas as membranas celulares do corpo contêm potente bomba de Na+-K+, que transporta continuamente 
íons sódio para fora e íons potássio para dentro. 
É uma bomba eletrogênica, já que, bombeia mais cargas positivas para fora do que para dentro, deixando 
um déficit real de íons positivos na parte de dentro, gerando um potencial negativo no lado interno da 
membrana. 
A bomba de Na+-K+ produz um grande gradiente de contração para o sódio e para o potássio, na 
membrana em repouso. Que são: 
Na+ (externo): 142 mEq/L 
Na+ (interno): 14 mEq/L 
K+ (externo): 4 mEq/L 
K+ (interno): 140 mEq/L 
As proporções entre esses dois íons, de dentro para fora, são: 
= 0,1 = 35,0 
Daniela Luiza Dorini – Farmácia – Fisiologia Humana 
 
Origem dos potenciais de repouso normal da membrana 
Fatores importantes para o estabelicimento do potencial de repouso normal da membrana em -90mV. 
1. Contribuição do potencial de difusão do potássio 
Devido a alta proporção de íons potássio dentro e fora, 
35:1 o potencial de Nernst correspondente a essa 
proporção é -94 mV. Portanto, se os íons potássio fossem 
os unicos fatores causadores do potencial de repouso, o 
mesmo, dentro da fibra seria de -94mV. 
 
2. Contribuição do potencial de difusão do sódio 
A adição de pequena permeabilidade aos íons sódio. A proporção entre os íons sódio através da 
membrana de dentro para fora é de 0,1, o potencial de Nernst corresponde, no lado interno da 
membrana de +61 mV. Entretanto não há só sódio, há potássio também, logo é necessári utilizar a 
equação de Goldman, pode-se observar que a 
membrana é muito mais permeável ao potássio do que 
ao sódio, logo a difusão do potássio contribuirá muito mais 
para o potencial de membrana do que a difusão do 
sódio. A permebailiadade da membrana ao potássio é 
cerca de 100 vezes maior que ao sódio. Pela equação 
Goldman é obtido um potencial do lado de dentro da 
membrana de -86 mV. 
 
3. Contribuição da bomba de Na+-K+ 
Contribui adicionalmente para o potencial de 
repouso, Há um bombeamento continuo de três íons 
sódio para o exterior para cada dois íon potássio para 
o interior. O fato de mais íons sódio serem bombeados 
para fora do que íons potássio para dentro produz 
perca continua de cargas postivas no lado interno da 
membrana, cria-se assim um grau adicional de 
negativadade, cerca de -4mV no lado interno. Sendo 
assim, o potencial de membrana efetivo, com todos 
esses fatores atuantes, é de cerca de -90mV. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Daniela Luiza Dorini – Farmácia – Fisiologia Humana 
POTENCIAL DE AÇÃO 
É por meio de potenciais de ação que os sinais nervosos são transmitidos, os PA são rápidas alyterações do 
potencial de membrana. O potencial de ação começa por uma alteração súbita do potencial de 
membrana normal negativo para um potencial positivo, terminando com o retorno para o potencial 
negativo. 
Estágio de repouso 
É o potencial de repouso da membrana, antes do início do 
potencial de ação. A membrana está “polarizada” nesse 
estágio, em razão do potencial de membrana de -90mV. 
Estágio de Despolarização 
A membrana fica subitamente muito permeável aos íons 
sódio, permitindo que grande quantidade desses íons 
positivamente carregados entre pela membrana. O estado 
“polarizado” de -90mV é neutralizado pelo influxo de íons 
sódio, e o potencial aumenta rapidamente para valor 
positivo. Isso é chamado de “despolarização”. 
Estágio de Repolarização 
Alguns décimos de milésimos de segundo após a 
membrana ter ficado muito permeável aos íons sódio, os 
canais de sódio começam a se fechar e os canais de 
potássio se abrem mais que o normal. Ocorre então rápida 
difusão do potássio para fora reestabelecendo o potencial 
de repouso negativo da membrana. Isso é chamado de 
“repolarização”. 
 
Entendendo os fatores que levam a despolarização e a repolarização: 
Canais de Sódio e Potássio voltagem dependente 
O agente necessário para provocar a despolarização e a repolarização é o canal de sódio regulado pela 
voltagem. O canal de potássio regulado pela voltagem também participa de forma importante 
aumentando a rapidez de repolarização da membrana. Atuam de forma adicional com a bomba de Na+-
K+ e com os canais de vazamento de Na+-K+. 
O CANAL DE SÓDIO REGULADO PELA VOLTAGEM – ATIVAÇÃO E INATIVAÇÃO DO CANAL 
Canais rápidos (abrem-se primeiro) 
Esse canal possui duas comportas 
 Uma perto da abertura externa – compota de ativação 
 Outra perto da abertura interna – comporta de inativação. 
Daniela Luiza Dorini – Farmácia – Fisiologia Humana 
 Elas permancem fechadas quando a membrana está em potencial de repouso (-90mV). 
Ativação do canal Na – quando o potencial de 
membrana se torna menos negativo que 
durante o estado de repouso (em geral, cerca 
de -70 a -50mV) abre-se a comporta de 
ativação, abrindo totalmente o canal, 
aumentando a permeabilidade para o sódio 
de 500 a 5000 vezes. 
Inativação do canal Na – o mesmo aumento 
que faz com que a comporta se abra faz com 
que ela se feche. Poucos décimos de milésimos 
de segundo após ter sido ativada ela é 
desativada, impedindo a entrada de íons sódio. 
CANAL DE POTÁSSIO REGULADO PELA VOLTAGEM – ATIVAÇÃO DO CANAL 
Canais lentos (abrem-se depois) 
Durante o estado de repouso da membrana o canal de potássio está inativo, impedindo a saída de potássio 
para fora da célula. 
Ativação do canal K – quando o potencial de membrana 
aumenta de -90mV para 0, a comporta se abre, 
permitindo aumento da difusão de potássio para fora. 
Devido ao pequeno retardo na abertura dos canais de K+, 
eles se abrem exatamente no mesmo momento que os 
canais de sódio estão começando a se fechar. 
 
 
 
Início do potencial de ação 
Na ocorrência de um evento que provoque o aumento do potencial de membrana de -90mV para o nível 
0, a voltagem crescente abre os canais de sódio v.d., permitindo influxo rápido de ions sódio, resultando em 
maior aumento do P.M.e abrindo mais canais de sódio v.d. e provocando influxo mais intenso de íons sódio. 
Esse processo é circulo vicioso de feedback positivo, que sendo suficientemente intenso continua até que 
todos os canais de sódio v.d. sejam abertos. 
Limiar para o PA 
O PA só irá ocorrer se o aumento inicial do potencial de membrana for suficientemente intenso para gerar 
o feedback positivo. 
Ocorre quando o numero de íons sódio que entram fica maior que o numero de íons potássio que sai. 
O aumento abrupto do potencial de membrana de -90mV para cerca de -65mV provoca o explosico 
desenvolvimento do PA. 
Esse nível de -65mV é chamado de limiar para a estimulação, ou seja, a excitação mínima que a célula 
precisa para sair do potencial de repouso e entrar no potencial de ação. 
PROPAGAÇÃO DO PA 
O PA provocado em qualquer parte da membrana excitável em geral excita as porções adjacentes da 
membrana. 
Daniela Luiza Dorini – Farmácia – Fisiologia Humana 
 
Essa transmissão do processo de despolarização, por fibra nervosa ou muscular, é referida como impulso 
nervoso ou muscular 
Direção da propagação 
Não possui direção única de propagação, o PA trafega em todas as direções afastando-se da região 
estimulada até que toda a membrana tenha sido despolarizada. 
Princípio do tudo ou nada 
Ou o processo de despolarização trafega por toda a membrana, se as condições forem adequadas, ou 
não se propaga de qualquer modo, se as condições não forem adequadas. Não há potencial mais estímulo 
mais forte ou mais fraco, ou tem ou não tem. 
PERÍODOS REFRATÁRIOS 
PERÍODO REFRATÁRIO ABSOLUTO – durante o qual um segundo potencial de ação não pode ser produzido 
mesmo que com estimulo muito intenso 
PERÍODO REFRATÁRIO RELATIVO – durante o qual é mais difícil propagar o PA do que nas condições normais, 
mas que ainda assim pode ser gerado e propagado, coincide com o momento pós repolarização.