Bioeletrogênese e Potencial de Ação

Prévia do material em texto

Bioeletrogênes�
Despolarização: meio intracelular
menos negativo (não chega a ficar
positivo, pois a mudança é na escala de
milissegundos).
Hiperpolarização: meio intracelular
mais negativo. Por exemplo, quando
abre canal para o receptor GABA-A ou
abrir um canal de potássio (sai da
célula a favor do gradiente de
concentração e hiperpolariza a célula).
Potencial de ação: inversão rápida de
cargas (como no impulso nervoso,
contração muscular). Ou é gerado
(quando a célula chega no limiar de
ação) ou não é gerado.
Membrana excitatória: capaz de gerar
potencial de ação / descarga elétrica.
Células que possuem membrana
excitatória: neurônios, célula muscular
(exemplo no coração: as células
musculares cardíacas são
especializadas em descarga elétrica).
Potencial de repouso: quando a célula
não tem fluxo, não está hiperpolarizada
e nem despolarizada, as células estão
em repouso. Os neurônios tem esse
potencial de repouso.
Conceitos básicos de eletricidade:
Corrente elétrica: migração de um íon
para um determinado meio, corrente
elétrica é no sentido do cátion. -
Amperes.
Potencial elétrico: força exercida pelos
polos positivos e negativos, maior a
força, maior a voltagem.
Lei de Ohm: corrente elétrica é o
produto da condutância (habilidade
relativa que o íon tem de migrar em
determinado meio) e da voltagem.
Potencial de equilíbrio do íon:
Membrana plasmática é
muito fina, então ocorre
uma atração e
alinhamento das cargas ao
longo da membrana. Não
tem só carga negativa
dentro e carga positiva
fora, há esse alinhamento.
Potencial de equilíbrio é o
potencial elétrico que
contrabalança o gradiente
químico.
É uma competição de entre as cargas
elétricas que está tentando puxar o íon
de volta e o gradiente químico que está
tentando fazer ele sair da célula.
Exemplo: o cátion está indo a favor do
gradiente químico, mas tem uma força
elétrica tentando puxar ele de volta.
Equação de Nernst dá o potencial de
equilíbrio do íon:
Valência do íon: se é positivo ou
negativo.
O potencial de equilíbrio do potássio é
muito próximo da voltagem
transmembranar, significa que quando
abre o canal de potássio, ele sai com
pouca intensidade. Há canais de
potássio que está sempre aberto por
causa dessa baixa capacidade
difusional.
No caso do sódio, +55mV, quando abre
um canal de sódio, ele entra com muita
intensidade na célula.
Cloreto: potencial de equilíbrio
próximo da membrana, tem capacidade
difusional muito baixa.
1- Fase em repouso;
2- Fase ascendente;
3- Pico de ultrapassagem;
4- Fase descendente;
5- Fase de pós hiperpolarização.
A célula chegou no limiar e gerou o
potencial de ação. Ocorre em 1
milissegundo.
Por que a despolarização quando chega
no limiar dispara o potencial de ação?
No limiar existem canais de sódio
sensíveis à voltagem. São chamados
“canais rápidos”.
O estímulo que atinge o limiar dispara
um certa frequência de potencias de
ação.
Como o cérebro consegue processar
informações com estímulos diferentes?
através da frequência de potenciais de
ação. Por exemplo, o toque, uma
picada, facada, são estímulos
diferentes.
= Na primeira situação, mostra um
baixo estímulo gerando uma baixa
despolarização; estimulo supralimiar
(atinge o limiar) e ter um determinado
disparo de neurônios. E na última, um
aumento do estímulo, aumenta a
frequência de potenciais de ação.
A amplitude é fixa, o que varia é a
frequência de potenciais de ação.
Exemplo: os músculos são inervados
por uma célula colinérgica que dispara.
Essa taxa de disparo varia. Para fazer
uma força baixa: frequência baixa,
liberar pouca acetilcolina e ativar
poucos canais (recrutar poucas vias).
Para fazer mais força: taxa de disparo
tem que aumentar, liberar mais
potenciais de ação, para liberar mais
acetilcolina e recrutar mais fibras
motoras para graduar a força de
contração.
Neurônios nociceptivos respondem à
força mecânica e componentes
emocionais. Sexo feminino e
masculino, ansiedade e meditação
podem influenciar nessa percepção
dolorosa.
Falha nos neurônios nociceptivos: não
sente dor à lesão.
= Canais de sódio, potássio, bomba de
sódio e potássio, e canais de vazamento
que percebem a variação de voltagem.
Canais de vazamento permitem o
influxo e o refluxo de potássio.
= Quando a célula está em repouso,
temos canais de vazamento de potássio
funcionando.
= Célula tá no limiar; a despolarização
chegou no limiar, então começou a
chegar sódio (canais rápidos), potássio
(canais lentos) ou saída de cloreto. A
célula vai ficando menos negativa
dentro para chegar no limiar. Os canais
de sódio e de potássio abrem quando a
célula chega em uma determinada
voltagem.
Caracterizado por um grande influxo de
sódio via receptores sensíveis à
voltagem.
= No pico de ultrapassagem, dois
eventos importantes ocorrem:
1- canais de sódio ficam inativos
(depois que se abre, ele inativa-se e não
pode mais se abrir, teria que se fechar
de novo);
2- abertura dos canais de potássio (pela
lentidão só se abre depois), repolariza a
célula, caracterizando a fase de
repolarização.
= Fase de pós hiperpolarização. Canal
de potássio foi lento para abrir e fechar,
saiu tanto potássio que por um
momento a célula fica hiperpolarizada.
Ex: Lidocaína inibe os canais de sódio
sensíveis à voltagem, então não vai ter
potencial de ação gerado e a pessoa não
vai sentir dor.
Como os canais funcionam:
Os canais possuem uma coluna de
aminoácidos carregados positivamente,
dentro da célula é mais negativa, então
essa negatividade puxa a coluna para
fora. Quando a célula chega no limiar
(-40mV) não tem mais força elétrica
para segurar a coluna, ela sobe e o
canal abre.
Seletividade de canais: pelo tamanho
do íon, por um filtro de tamanho.
Fixação de membrana (patch clamp):
= Com uma pipeta você consegue
pegar um canal e avaliar a condutância
desse canal.
Conformações do canal de sódio:
1 - fechado; 2- abriu, alta condutância
do sódio; 3- obstrução do canal do
sódio, precisa fechar novamente.
Período refratário absoluto: novo
potencial de ação não será gerado;
Período refratário relativo: gerar um
novo potencial de ação com aplicação
de um estímulo extra (mais difícil de
gerar potencial de ação por vários
canais estarem inativos).
Técnica de eletrofisiologia (patch
clamp): o pesquisador pegou três canais
de sódio para ver a condutância.
Representa o influxo de sódio passando
em todos os canais. E o influxo de
condutância lento de potássio. Por
último a entrada do sódio novamente e
a saída lenta do potássio.
Condução do potencial de ação:
= Entrada de sódio com muita
intensidade e vai abrindo outros canais
na frente e os que ficaram para trás
ficam inativos.
Mielina e condução saltatória:
= Lipídeo que reveste o neurônio. No
trajeto de influxo de energia existe
dissipação de energia ao longo do
trajeto. A mielina isola eletricamente o
axônio. Quanto mais mielinizado o
neurônio, maior a velocidade de
propagação do potencial de ação.
Dois fatores que alteram a velocidade
de propagação do potencial de ação:
1- Mielinização: Quanto mais
mielinizado o neurônio, maior a
velocidade de propagação do potencial
de ação
2- Calibre do neurônio. Quanto mais
calibroso, maior velocidade.
Condução saltatória: no neurônio tem
seguimentos mielinizados e
seguimentos não mielinizados (onde
ficam os canais de sódio sensível à
voltagem). O sódio entra nessa parte
não mielinizada e vai por dentro (não
salta pelas camadas mielinizadas) do
axônio.
Referência: Neurociências: desvendando o sistema nervoso [recurso eletrônico] /
Mark F. Bear, Barry W. Connors, Michael A. Paradiso ; tradução: [Carla Dalmaz ...
et al.] ; [revisão técnica: Carla Dalmaz, Jorge Alberto Quillfeldt, Maria Elisa
Calcagnotto]. – 4. ed. – Porto Alegre : Artmed, 2017.