Anotações de Bioenergética - Biofísica

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Bioenergética
Biofísica – Stephanie Yurie Soares Yassuda T18A
Potenciais de membrana:
- Há potenciais de membranas em, virtualmente, todas as células do organismo.
-A célula é considerada neutra pois a soma das cargas é igual a zero. Porém, diante de uma análise mais detalhada a concentração de íons negativos é maior dentro da célula e a concentração de íons positivos é maior fora da célula.
Por causa dessa diferença de potencial algumas células são capazes de gerar impulsos eletroquímicos, usados para transmitir sinais (células neuronais e do tecido muscular)
-Alterações locais dos potenciais de membrana —> Ativação de funções celulares.
Nos casos das células glandulares, macrófagos e células ciliadas o potencial de membrana será utilizado para as ações especificas de cada célula.
—Potenciais de ação (também conhecido como a inversão da polaridade). Essas células excitáveis são suscetíveis a potenciais de ações. Por ex: os sinais nervosos são transmitidos por potenciais de ação.
*São rápidas alterações do potencial de membrana.
*Se propagam com grande velocidade por toda membrana da fibra nervosa.
*Alteração súbita de potencial: primeiro ele é negativo (cerca de -70) e quando consigo chegar ao limiar e fazer com que haja a despolarização eu faço com que haja a inversão da polaridade. A polaridade que era antes negativa passa a ser positiva, e depois novamente negativa(para seu potencial de origem- repolarização) . 
* POLARIDADE: NEGATIVO —> POSITIVO —> NEGATIVO
Potenciais de ação (estágios):
1- REPOUSO: Equilíbrio eletroquímico (=-90mV)
2- DESPOLARIZAÇÃO: Aumento da permeabilidade aos íons Na+, com influxo para axônio, fazendo com que aumente a concentração de cargas positivas (Lembrando que as células possuem maior concentração de potássio dentro dela e menor concentração fora da célula, possui maior concentração de sódio fora da célula e menor dentro. Quando tenho o estimo dessas células excitáveis acabo provocando as aberturas dos canais de sódio e eles vão passar – a favor do gradiente. Se eu tenho maior concentração de sódio fora da célula então ela vai entrar —> impulso de células positivas para dentro da sala fazendo com que o potencial fique positivo (DESPOLARIZAÇÃO)
3- REPOLARIZAÇÃO: Fechamento dos canais de Na+ e abertura dos canais de K. Desativar, inativar os canais de sódio e assim abrir os canais de potássio(tendem a sair de dentro da célula, fazendo com que a concentração de íons positivos de dentro da célula diminua e o potencial volte a ficar negativo).
 Os canais de sódio ficam pouco tempo abertos, a condutância aumenta rápido e diminui rápido e o potássio as vezes fica hiperpolarizada, ainda mais polarizada negativamente pois ficam mais tempo aberto.
Geração de um potencial de ação:
- Nenhum potencial de ação é gerado na ausência de estímulo, eu preciso fazer com que os canais dependentes de voltagem (como de sódio primeiro e potássio depois) cheguem ao limiar.
- FEEDBACK POSITIVO: Pode ser chamado assim pois é um estímulo que vai formar uma cascata de acontecimentos
ESTÍMULO —> Abertura de canais de potássio (repouso = -90mv) —> Potencial é elevado em 15 a 30 mV —> Início da abertura de canais de sódio (Na+), ou seja, início de potencial de ação, é regulado por voltagem, é necessário alterar até mais ou menos -60mV que é o limiar para fazer com que esses canais de potássio se abram.
(-65mv é o limiar para estimulação).
1) membrana da fibra nervosa em repouso
2) elevação do potencial de ação
3) abertura dos canais de Na+ voltagem -dependentes
4) influxo rápido de Na+ e geração do P.A.
5) inativação dos canais de sódio e abertura dos canais de K+ (término do P.A.) ^ Repolarização
Etapas do potencial de ação
1- Potencial de repouso
*Durante o potencial da membrana em repouso, o canal de ativação fecha o canal
2- Despolarização
*Estímulo para que que chegue ao limiar e proporcione a despolarização. O estímulo de despolarização chega ao canal para a abertura dos canais de sódio.
3- Entrada do íon Na+
*Com o canal de ativação aberto, o Na+ entra na célula, fazendo com que ela fique cada vez mais positiva.
4- Inativação dos canais de Na+
*O canal de ativação se fecha e o Na+ para de entrar na célula.
5- Repolarização
*Durante a repolarização causada pela saída do K+ da célula, os dois canais retornam às posições iniciais. O potencial fica cada vez mais negativo.
Visão geral do potencial de membrana:
-Quando há a abertura dos canais de potássio e ele volta a se repolarizar cada vez mais negativo, quem vai voltar as concentrações desiguais dos íons fora e dentro das células é a bomba de sódio e potássio, só que depois se fechar os canais de potássio e o de sódio vai voltar a concentração de potássio dentro da célula e sódio fora
1-Potencial de membrana em repouso
2-Estímulo para a despolarização
3-A membrana se despolariza até o limiar. Os canais de Na+ voltagem-dependentes se abrem e o Na* entra na célula. Os canais de K+ voltagem-dependentes começam a se abrir lentamente. (É só quando chega ao +35mV que os canais de potássio vão se abrir? Não. Primeiro se abrem os canais de sódio e durante essa abertura, às vezes os de potássio também se abrem, porém é mais evidente a partir da voltagem de 35 porque já vai iniciar o processo de repolarização)
4-A rápida entrada de Na* despolariza a célula
5-Os canais de Na* fecham-se e os canais de K+ mais lentos se abrem.
6-O K+ move-se da célula para o fluido extracelular.
7-Os canais de potássio (K+) permanecem abertos e mais K+ deixa o interior da célula, hiperpolarizando-a.(bombas de sódio e potássio agem)
8-Os canais de K* voltagem-dependentes fecham-se, e um pouco de K* entra na célula através dos canais.
9-A célula retorna a permeabilidade iônica de repouso e ao potencial de membrana de repouso
 
 Os canais de potássio ficam mais tempo abertos podendo levar a hiperpolarização. E os de sódio se abrem, tem uma intensa condutância mas em um período de tempo menor.
Condutância dos canais iônicos durante o potencial de ação:
- Canais de sódio: abertura rápida, fechamento rápido (menos tempo aberto)
- Canais de potássio: abertura lenta, fechamento lento (mais tempo aberto)
- Ratio condutância
- Potencial de ação
Propagação do potencial de ação em neurônios:
(mielina = barreira, passagem do estímulo é mais rápida sem perder energia, serve como isolamento, ex: isolamento de um cabo que faz com que ele não perca energia) 
- Fibras mielinizadas VS Fibras amielinizadas:
* A membrana das células de Schwann —> redução de 5.000 vezes o fluxo iônico
* Potencial de ação só ocorre nos nodos de Ranvier (condução saltatória)
*A despolarização ocorre nesses nodos, ou seja, um lugar especifico, fazendo com que o estímulo passe mais rápido. Terei o mínimo possível de perda de energia. 
 
Princípio do tudo ou nada
-Uma vez que o PA (potencial de ação) foi gerado em algum lugar da membrana, o processo de despolarização trafega por toda a membrana.
-Se o estimulo conseguiu chegar ao limiar e provocar o potencial de ação então vai acontecer todo o processo.
E1 e E2 os estímulos não foram suficientes para chegar ao limiar, desde modo, não levou ao potencial de ação e não aconteceu a despolarização da célula. (ESTÍMULO SUBLIMIAR – não causa PA)
E3 atingiu o limiar e aconteceu. (causa PA, uma vez iniciado o PA, é impossível impedí-lo de acontecer)
Pontos importantes da aula:
- O potencial de ação consiste em uma alteração súbita do potencial da célula: negativo —> positivo —> negativo
- Seus estágios podem se resumidos em Repouso —> Despolarização —> Repolarização.
-As alterações iônicas na membrana durante o potencial de ação são ocasionadas pela abertura e fechamento dos canais de Na+ e K++
-A propagação do potencial de ação em neurônios se dá por condução saltatória
-Segue o princípio do Tudo ou Nada