Organização Geral do Sistema Nervoso e Gênese do Potencial de Membrana

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Bioeletrogênese #01- BBPM I
➤ Sistema Nervoso
➥ Rede complexa que permite ao organismo se comunicar com seu ambiente
➥ Componentes:
- Sensoriais: detectores das variações na estimulação (meio ambiente e meio interno)
- Motores: geradores de movimento, contração dos músculos, secreções
- Integrativos: recebem, armazenam e processam a informação sensorial; elaboram as
respostas motoras apropriadas
➥ Sistema Nervoso Central: encéfalo, medula espinhal
➥ Sistema Nervoso Periférico: receptores sensoriais, os nervos
sensoriais e motores, os gânglios fora do sistema nervoso central
(comunicam-se extensamente)
➥ Alterações são detectadas pelo sistema sensitivo e enviadas até o SNC, onde ocorre a
integração da informação a uma resposta motora, com o armazenamento de parte dessa
informação como forma de aprendizagem. Após a integração sensorial e motora, o SNC
gera uma resposta motora que segue para os órgãos efetuadores.
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Bioeletrogênese #01- BBPM I
➤Célula Nervosa - Neurônio
➥ Corpo Neuronal
➥ Dendritos celulares = prolongamentos do corpo neuronal (responsáveis por receber as
informações de outras células)
➥ Sinapse = comunicação entre uma célula e outra através de neurotransmissores
➥ Resposta celular = por meio de potenciais de ação
➥ Axônio mielinizado = ajuda na transmissão do impulso nervoso
➤Bioeletrogênese
➥ Formação de um potencial elétrico celular
➥ Todas as células apresentam uma diferença de potencial elétrico (voltagem)
através da membrana
- existe um potencial elétrico no meio intra e
extracelular
➥ As alterações na permeabilidade iônica da
membrana levam a alterações do potencial da
membrana
- potencial de membrana: potencial elétrico no
interior da célula
➥ Neurônio Gigante de Lula: Modelo de Estudo
(Hodgkin e Huxley)
➤ Experimentos de Hodgkin e Huxley:
- Neurônio colocado em banho que permitia ambiente de troca (semelhante ao meio
extracelular)
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Bioeletrogênese #01- BBPM I
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Bioeletrogênese #01- BBPM I
➥ Potencial de Ação: responsável pela ativação de células excitáveis
➤Registo de Potencial de Repouso
➥ 0 mV = quando o eletrodo está no meio extracelular (ddp = 0)
➥ -90MV = quando o eletrodo está meio intracelular - repouso ( meio intracelular =
negativo, meio extracelular = positivo)
-Potenciais em repouso para alguns tipos celulares:
a) Neurônio = -90mV
b) Músculo Esquelético = -80mV
c) Músculo Cardíaco (atrial e ventricular) = -80mV
d) Músculo Liso = -55mV
➥ Membrana Celular: sua função no potencial de repouso e ação
- Bicamada lipídica = oferece resistência a passagem de substâncias hidrofílicas (difusão
simples)
- Proteínas de canais = passagens de íons, água, outras substâncias polares (difusão
simples)
➭ os canais podem ser seletivos para cátions ou para ânions
➭ os canais podem estar sempre abertos ou podem abrir em resposta a algum estímulo
- Proteínas carreadoras = passagens de substâncias polares (difusão facilitada)
➭ obs = saturável: o que prejudica o transporte
- Transporte Ativo = também por proteínas carreadoras; transporte mediado pelo ATP
(Bomba de Na|K) - contra o gradiente de concentração
➥ Concentrações iônicas dentro e fora a célula:
- Na+, Cl-, Ca++ (maior no meio extracelular)
- K+ (maior no meio intracelular)
(transporte ativo ajuda a manter essa desigualdade)
- íons que participam diretamente do potencial de ação e da transmissão de sinais de uma
célula para outra
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Bioeletrogênese #01- BBPM I
➭ Diferença de energia potencial de íon entre dois compartimentos ( )∆𝐸
- Componente químico e elétrico de uma substância pode influenciar no seu transporte
- Membrana permeável para a passagem dos dois íons = permite o estabelecimento de um
equilíbrio dinâmico
- A diferença de concentração serão anuladas pelo equilíbrio
- Registro por meio de voltímetro
- Membrana semipermeável
- Maior concentração de KCl do lado 1, mas a membrana permite apenas a passagem do
potássio para o lado 2
- Potássio = carga positiva ( vão passar para o lado 2 até que ocorra o equilíbrio)
- Cloreto = cargas negativas (permanecem do lado 1)
- Diferença de potencial elétrico entre os dois lados
- Situação contrária:
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Bioeletrogênese #01- BBPM I
- Maior conc. de cargas positivas permaneceu no lado 1
- Maior conc de cargas negativas permaneceu no lado 2
➥ Obs: quando a membrana é permeável a cátions e ânions, ambos os potenciais se
anulam
➥ Equação de Nernst: Utilizada para determinar o equilíbrio de um íon (potencial elétrico
para anular as correntes de entrada e de saída de um íon)
➭ Potenciais de Nernst para os principais íons de importância fisiológica
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Bioeletrogênese #01- BBPM I
➭ Resultado de Equilíbrio dos íons =potencial em que o íon chega em seu equilíbrio (cessa
o transporte entre os meios)
- Equilíbrio dinâmico!!!!
➭ O potencial de repouso é determinado pela grande permeabilidade da membrana
ao potássio
(faz com que a célula possua um potencial de repouso negativo)
➥ Para determinar o equilíbrio dos íons é utilizada a equação de Hodgkins-Katz-Goldman
( utilizada para descobrir qual seria o equilíbrio de vários íons, encontrados no meio extra
ou intracelular)
➭ Os íons são segregados por transportadores presentes na membrana que realizam
transporte ativo
➭ Bomba de sódio e potássio é eletrogênica = 3 Na+ para fora e 2 K+ para dentro da
célula ( bomba geradora de gradiente elétrico)
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Bioeletrogênese #01- BBPM I
➭ A Na| K ATPase é eletrogênica, porém, sua contribuição direta para o
potencial de membrana é pequena
➭ A inibição da Na|K ATPase por digitálicos cardíacos (oubaína) desporaliza
a célula por poucos milivolts (2-16) em média
- Músculo esquelético: 6-8 mV
- Músculo cardíaco: 12-16 mV
➭ Manutenção do potencial de membrana
➭ Controle de Volume:
- Dentro da célula existe um grande número de
proteínas e outras moléculas orgânicas,
carregadas negativamente, que não saem do
interior celular. Assim, atraem um grande
número de sódio, potássio e outros íons
positivos. Todas estas moléculas e íons fazem
com que haja a osmose da água para o interior
da célula (a bomba de sódio e potássio impede
que a célula seja lisada pelo excesso de água)
➭ Células excitáveis são capazes de alterar ativamente o potencial da membrana (por meio
de transportadores e das bombas)
➭ Os principais tipos de células excitáveis são neurônios e fibras musculares
➭ A membrana das células excitáveis responde ativamente aos estímulos
➭ A resposta mais típica é o potencial de ação
- Súbita e rápida despolarização “tudo-ou-nada” da membrana, que viaja ao longo da
célula
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Bioeletrogênese #01- BBPM I
➭ Quando a célula tem um estímulo ela tem uma despolarização, que pode ou não gerar
um potencial de ação (ocorre potencial de ação quando atinge-se o limiar de excitabilidade,
em torno de 15 a 30mV do potencial de membrana em repouso)
➭ Se o estímulo for pequeno e não atingir o limiar de excitabilidade, ocorre despolarização
mas não ocorre um potencial de ação
➭ Fases do potencial de ação
a) Despolarização
- Membrana sai do negativo e se torna positiva
b) Repolarização
- A membrana se torna novamente negativa gradativamente
c) Hiperpolarização
- potencial ultrapassa do potencial de membrana (+negativo)
➭ O potencial de ação é composto de duas condutâncias sódio e potássio
➭ Tudo ou nada: só existe o potencial de ação se for atingido o limiar de excitabilidade
➭ Condutância de Na
➭ Condutância de K
- Difusão de Na e K: a tendência natural do sódio é entrar no interior da célula, enquanto o
potássio tem a tendência de sair do meio intracelular:
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Bioeletrogênese #01- BBPM I
➭ Aumento da condutância ao sódio na despolarização (abertura de canais de sódio =
sódio entra na célula de forma rápida)
- valência positiva indo para o interior da célula (potencial de membrana cada vez mais
positivo, até atingir o potencial de ação)
➭ Quando atinge o limiar de excitabilidade temos a despolarização (primeira fase do
potencial de ação)
➭ Canais de sódio dependentes de voltagem = dependentes da alteração de voltagem
para abrir
➭ Quando atinge-se o potencialde ação há a diminuição da condutância ao sódio (menor
a quantidade de Na que passa para dentro da célula), mais canais de Na são fechados
➭ Canais lentos de potássio = demoram a se abrir e demoram para se fechar (dinâmica
mais lenta que os canais de sódio)
➭ Repolarização = aumento da condutância ao potássio (maior o transporte de potássio
do meio intracelular para o meio extracelular)
➭ Pico Máximo da condutância de potássio = tendência natural do potássio de ir para o
meio extracelular (faz com que a célula se torne cada vez mais negativa = perda de cargas
positivas)
Enquanto na despolarização eu tenho a entrada de cargas positivas (entrada de Na), na
repolarização eu tenho a situação contrária, com a saída de cargas positivas (saída de
potássio)
➭ A condutância ao sódio ainda acontece na repolarização(+++), mas em menor grau,
sendo que a condutância ao potássio é muito maior(---------)
➭ A caracterização do período de hiperpolarização é devido a permanência de canais de
potássio ainda abertos nesse momento, fazendo com que a célula atinja limiares mais
negativos que o seu potencial de repouso
➭ Com o fechamento dos canais de potássio a célula volta ao seu potencial de repouso
➭ O potencial de ação possui um período refratário logo após o seu disparo
- Após o disparo de um potencial de ação, a célula necessita de um tempo antes de
disparar um próximo PA
Esse tempo chama-se período refratário:
➭ PERÍODO REFRATÁRIO ABSOLUTO: não ocorre novo PA independente da
intensidade do estímulo
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Bioeletrogênese #01- BBPM I
➭ PERÍODO REFRATÁRIO RELATIVO: depende da intensidade do estímulo
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