Bioeletrogênese

Prévia do material em texto

Potencial de ação: geração e propagação 
 A rapidez e a eficiência do SN dependem da 
bioeletrogênese. 
 As células excitáveis são capazes de propagar sinais 
elétricos rápidos como resposta a um estímulo. 
 Neurônios, células musculares na contração e células 
betas do pâncreas na secreção de insulina são exemplos 
dessas células. 
Excitabilidade neuronal 
 
Principais íons dentro da célula 
 
 A membrana celular é um isolante elétrico, isto é, não 
permite a passagem de íons; 
 Separar as cargas opostas requer gasto de energia 
(ATP); 
 Os íons atravessam a membrana pelos poros de PTNs 
(canais iônicos). 
 
 
 
 
 
 
DDP ou potencial de membrana 
 
 Células possuem DDP (diferença de potencial elétrico 
entre o meio extracelular e intracelular). 
 Um neurônio em repouso (sem sinalização) tem uma 
voltagem em sua membrana chamada de potencial de 
repouso da membrana, ou simplesmente potencial de 
repouso. 
 
A maioria das células é cerca de 40 vezes mais permeável 
ao K+ do que ao Na+. 
 Gradiente químico (dado pela diferença de [ ] entre o 
interior e o exterior da célula); 
 Gradiente elétrico para o íon (dado pela reação entre o 
potencial elétrico de membrana e pela carga do íon. 
 A combinação do gradiente elétrico e químico é chamado 
de gradiente eletroquímico. 
 
[Neurofisiologia] 
 
Potencial de repouso 
 Universal - todas as células possuem uma DDP em 
repouso. 
 A célula é sempre eletricamente negativa. 
 A DDP existente entre os dois lados da membrana de 
qualquer célula é normalmente negativa no interior da 
célula em relação ao exterior. Diz-se então, que a 
membrana é polarizada. 
 Potencial de repouso de membrana: a diferença de 
potencial entre os dois lados da membrana quando ela 
está em repouso e possui o valor aproximado de -65mV 
(neurônios) (o sinal negativo indica que o interior da célula 
está negativo em relação ao exterior). 
Potencial de equilíbrio para um íon 
 Voltagem através da membrana em que não há fluxo de 
um íon especifico através dela. Ou seja, é o momento em 
que o gradiente químico e o gradiente elétrico se anulam. 
 Momento em que o sistema atinge o equilíbrio 
eletroquímico. 
 Os íons tendem a buscar o seu potencial de equilíbrio. 
 Porém, a “capacidade” de um íon em se aproximar do 
seu potencial de equilíbrio depende da permeabilidade da 
membrana a esse dado íon. 
Equação de Nernst 
Calcula o potencial de equilíbrio de qualquer íon permeável 
pela membrana. 
 
 
 Potencial de equilíbrio de cada íon: o potencial no qual não 
há movimentação de determinado íon. 
 O potássio existe em maior quantidade dentro da célula e 
assim possui uma força química que o impulsiona para 
fora e ao mesmo tempo uma força elétrica que o 
impulsiona para dentro. O balanço dessas forças resulta 
no potencial de equilíbrio do potássio, ou potencial de 
Nernst do potássio, que é igual a -75 mV (mais negativo 
do que o potencial de repouso -65 mV). O íon potássio, 
que é um cátion, saindo da célula deixa o potencial mais 
negativo (interior em relação ao exterior). 
 O sódio existe em maior concentração no exterior da 
célula, o que resulta numa força química que causa a 
entrada de íons sódio. O potencial de equilíbrio desse íon 
é +55 mV (muito mais positivo do que o potencial de 
repouso) e assim, para o que o potencial de membrana 
atinja esse valor, é necessária uma maior quantidade de 
íons positivos dentro da célula, daí a tendência desse íon 
de entrar na célula. 
 O cloro, que possui um potencial de equilíbrio de -65 mV, 
não possui movimento significativo através da membrana 
celular, já que seu potencial de Nernst é igual ao 
potencial de repouso de membrana. 
 
Medição do potencial de membrana 
 As alterações do potencial de membrana podem ser 
hiperpolarizantes ou despolarizantes. 
 Despolarização – Vm menos negativo (correntes 
estimulatórias); 
 Hiperpolarização – Vm mais negativo (correntes 
inibitórias). 
 
Os sinais que se iniciam nos dendritos viajam através do 
corpo celular para o axônio pelo potencial de ação que se 
autopropaga por toda sua extensão. Na porção distal do 
axônio, o sinal elétrico geralmente ocasiona a secreção de um 
neurotransmissor ou um neurohormônio. Em alguns neurônios 
do SNC, os sinais elétricos passam de um neurônio para o 
outro diretamente através das junções comunicantes que 
conectam as duas células. 
 
Assim como o potencial de repouso, os potenciais de ação 
dependem da permeabilidade da membrana celular aos íons de 
sódio e potássio. 
 
Canais iônicos dependentes de voltagem, são regulados por 
variações de voltagem na membrana. 
 
Potencial de ação 
 O potencial de ação é do tipo “tudo ou nada”. 
 O PA está presente ou ausente, logo, é um sinal binário. 
 
 
 
Etapas do potencial de ação 
 
O potencial de ação só ocorre devido à presença de canais 
dependentes de voltagem. 
Quando um estímulo chega a um receptor ou terminação 
nervosa, sua energia causa uma inversão temporária de 
cargas na membrana plasmática do neurônio. Como 
consequência, a diferença de potencial, antes de -70 mV 
entre o interior e o exterior da célula passa a ser positiva, 
com o valor aproximado de +40 mV. Isso é conhecido como 
potencial de ação e, nessa condição, a membrana é dita 
despolarizada. 
 Potencial de ação - variação brusca do potencial de 
membrana, provocada por um estímulo. Quando uma 
célula nervosa é excitada por um estímulo que atinja seu 
limiar de despolarização (-65mV), um potencial de ação é 
gerado dentro da lei do “tudo ou nada”. O potencial de 
ação é caracterizado por três etapas diferentes: 
despolarização, repolarização e hiperpolarização. 
 Despolarização (entrada de sódio) - quando uma célula 
excitável (neurônio) recebe um estimulo nervoso do tipo 
limiar ou supralimiar, sua DDP de repouso é elevada até o 
limiar de despolarização ou o ultrapassa, 
respectivamente, desencadeando o potencial de ação. 
Nesse momento, na membrana celular, abrem-se canais 
de sódio (Na+). Com isso, grande quantidade de sódio 
entra na célula, tornando seu interior mais positivo e seu 
exterior mais negativo. Este mecanismo é conhecido 
como despolarização e a DDP nessa fase é 
aproximadamente +45mV. 
 Repolarização (saída de potássio) - a entrada de grande 
quantidade de Na+ na célula estimula o fechamento dos 
canais de Na+ e a imediata abertura de canais de K+, 
ocorrendo a saída de K+. Nessa fase, a bomba de sódio-
potássio funciona transportando ativamente três 
moléculas de Na+ para o exterior e recolocando duas 
moléculas de K+ no interior da célula, tornando seu 
interior mais negativo e seu exterior mais positivo. A 
repolarização faz com que o potencial de membrana 
volte a ser negativo, retornando a sua DDP normal de 
potencial de repouso (-75mV). 
 Hiperpolarização (saída do excesso de potássio) - quando 
uma célula recebe um estímulo inibitório, ocorre a saída 
do íon potássio (K+) e a entrada do íon cloro (Cl-) 
tornando o meio interno mais negativo e o meio externo 
mais positivo, inibindo a propagação do potencial de ação. 
A hiperpolarização dura alguns milissegundos, e nessa 
fase, a DDP pode chegar até a -90mV. 
 
 
 
 
 A propagação do potencial de ação é unidirecional. 
 
 A condução de potenciais de ação em neurônios com 
mielina ocorre mais rápido, devido a condução saltatória. 
 
 O que acontece com essa corrente ao chegar no final do 
axônio?