Fisiologia- Potencial de ação

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Fisiologia animal: Potencial 
de membrana da célula. 
Maria Eduarda Backes Perin 
Data: 10/08/2021 
 
Potencial de repouso da membrana: 
 
→ O potencial de repouso da membrana é 
determinado pela distribuição desigual de 
íons (partículas carregadas) entre o 
interior e o exterior da célula e pela 
permeabilidade da membrana 
diferenciada para diferentes tipos de íons. 
 
→ Um neurônio em repouso (sem 
sinalização) tem uma voltagem em sua 
membrana chamada de potencial de 
repouso da membrana, ou simplesmente 
potencial de repouso. 
 
→ Há maior concentração de K+ no LIC 
porque ele é mais permeável na 
membrana. 
 
→ Potencial de membrana nervosa em 
repouso: Ocorre quando não se tem 
sinais nervosos transmitidos, tendo um 
valor de cerca de -90mV então meio 
intracelular é negativo em sua região 
adjacente à membrana. No meio 
intracelular tem-se uma maior 
concentração de potássio k-, em relação 
ao sódio Na+ que possui uma maior 
concentração em meio extracelular. 
 
→ A membrana é muito mais permeável ao 
K + do que ao Na +, por isso o potencial 
de repouso é próximo ao potencial de 
equilíbrio do K (o potencial que seria 
gerado pelo K se ele fosse o único íon 
no sistema). 
 
→ LIC – carga negativa, mais íons de K+ (-
90Mv). 
 
→ A bomba de Na+ e K+ mantem essa 
estabilidade, no meio LIC carga negativa e 
no meio LEC carga positiva. 
 
→ Para que ocorra impulsos nervosos, é 
preciso ocorrer uma inversão de cargas. 
 
OBS: Em casos de desordem nesses 
impulsos pode acontecer uma cambrea 
por exemplo. 
 
Potencial de ação: 
 
→ Potencial de ação: Fenômeno das células 
excitáveis (como neurônios e as 
musculares) e consiste na rápida 
despolarização seguida por repolarização 
do potencial de membrana. 
 
→ Despolarização rápida: quando um 
potencial de membrana muda de −70 mV 
para +30 mV. Potencial negativo para 
positivo. 
 
→ Repolarização: o potencial da membrana 
retorna de +30 mV para o seu nível de 
repouso, que é de −70 mV. Potencial 
positivo para negativo e volta para o 
potencial de repouso da membrana 
 
→ Pós-hiperpolarização: o potencial de 
membrana fica bem pouco tempo no 
repouso; a permeabilidade do potássio 
continua elevada por pouco tempo (de 5 
a 15 milésimos) depois que o potencial de 
membrana chega ao potencial de 
repouso. 
 
Bomba de Na+ e K+: 
 
→ Estão presentes em todos os tecidos, 
sendo uma bomba eletrogênica, ou seja, 
gerando uma diferença de potencial 
entre a parte intra e extracelular. É uma 
bomba auto-reguladora 
→ Ex.: quanto mais íon sódio houver dentro 
da célula mais rápido ela irá bombear o 
mesmo para fora e ao mesmo tempo irá 
bombear o íon potássio para dentro da 
célula. 
 
Canais de membrana: Canais iônicos controlados 
por voltagem nos potenciais de ação. 
 
As mudanças na permeabilidade associadas às 
fases de um potencial de ação se devem à 
abertura e ao fechamento dependentes do 
tempo dos canais iônicos para sódio e potássio 
controlados por voltagem, que se localizam, 
primariamente, na membrana plasmática do 
cone axonal e do axônio. 
 
Canais iônicos: 
 
→ São responsáveis pela excitabilidade 
elétricas das células; 
→ São nanoporos aquosos formados por 
proteínas imersas na membrana celular e 
sua função é permitir o transporte de 
íons a favor do gradiente eletroquímico. 
→ Existe vários tipos de canais; 
→ Como os canais seletivos: Seletividade se 
baseia tanto no tamanho do canal quanto 
nas cargas que o revestem. Ex.: Canais 
revestidos de carga negativa permitem 
passagem de cátions, mas excluem 
ânions. 
 
 
 
 
 
 
 
Gates 
 
 
 
Canais dependentes de voltagem: 
 
→ Abrem e fecham em resposta à 
alterações do potencial de membrana 
→ Ex.: Comporta de ativação do canal de 
Na+ no nervo é aberto pela 
despolarização da membrana celular do 
nervo; a abertura do canal é responsável 
pelo curso de potencial de ação. 
 
Canais dependentes ligantes: 
 
→ Abrem e fecham em resposta à ligação 
de ligantes como hormônios, 
neurotransmissores ou segundos 
mensageiros 
→ Ex.: receptor nicotínico da placa motora é 
um canal iônico que se abre quando a 
Acetilcolina se liga à ele, e quando abre, é 
permeável aos íons Na+ e K+. 
 
Canais voltagem dependente – K, Na e Cl- 
 
Canais vazantes de K são mais numerosos; 
→ Membrana é muito permeável 
(condutância) ao K+ 
→ O canal de K+ é o mais numeroso e é 
um dos responsáveis pela manutenção 
do potencial de membrana 
 
Canais de vazamento de Na 
→ Condutância do Na é baixa 
→ Canais de Na e Cl são menos numerosos; 
 
Estado dos Canais: 
 
Estado de repouso: canal fechado, mas pode se 
abrir, ou seja, ser ativado a qualquer momento. 
Ex..: Polarização e pós hiperpolarização. 
 
Estado ativo: canal aberto, permitindo passagem 
do fluxo iônico. Ex.: Despolarização e 
repolarização. 
 
Estado refratário: canal fechado e não pode ser 
fechado. Ex.: Hiperpolarização (não recebe 
impulsos nervosos). 
 
OBS: 
A diferença entre as cargas da membrana é 
denominada de potencial de repouso da 
membrana, porque, nesse momento, a célula 
não está recebendo nem transmitindo nenhum 
sinal. 
X 
Já o potencial de ação é uma mudança grande 
e rápida no potencial da membrana, produzida 
pela despolarização da membrana plasmática de 
uma célula excitável — nervos e músculos — 
em resposta aos potenciais graduados que 
atingiram o limiar. * IMPULSOS NERVOSOS! 
 
Os P.A. são mecanismos básicos para 
transmissão da informação n sistema nervoso e 
nos músculos. 
 
 
Potencial de ação: 
 
→ Um potencial de ação começa quando 
uma despolarização aumenta a voltagem 
da membrana de modo que ela ultrapasse 
o valor limiar (geralmente por volta de -
55−mV). 
→ Nesse limiar, canais de Na + dependentes 
de voltagem se abrem na membrana, 
permitindo que muitos íons de sódio 
entrem rapidamente na célula. Esse 
influxo de sódio faz com que o potencial 
da membrana aumente muito 
rapidamente, subindo até 
aproximadamente +40 mV. 
→ Após um curto período de tempo, os 
canais de sódio se autoinativam (se 
fecham e tornam-se irresponsivos à 
voltagem), cessando o influxo de sódio. 
Um conjunto de canais de potássio 
dependentes de voltagem se abrem, 
permitindo que o potássio saia da célula 
por seu gradiente eletroquímico. Esses 
eventos rapidamente diminuem o 
potencial da membrana, trazendo-o de 
volta ao seu estado normal de repouso. 
→ Os canais de sódios dependentes de 
voltagem permanecem abertos um 
pouco mais do que o necessário para 
trazer a membrana de volta ao potencial 
de repouso. Isso resulta em um 
fenômeno chamado "póspotencial 
hiperpolarizante" , no qual o potencial da 
membrana fica brevemente abaixo (mais 
negativo) do potencial de ação. 
→ Eventualmente, os canais de potássio 
dependentes de voltagem se fecham e o 
potencial da membrana se estabiliza no 
potencial de repouso. Os canais de sódio 
retornam ao seu estado normal 
(permanecem fechados, mas se tornam 
novamente responsivos à voltagem). O 
ciclo do potencial de ação pode então 
começar de novo. 
 
Fonte da imagem: https://nutridiversidade.com.br/sistema-nervoso-
potencial-de-acao-impulso-nervoso/ 
 
Estímulos limiares: 
 
Ocorre quando a célula atinge o limiar de 
excitação, ocorrendo inversão da polaridade da 
membrana plasmática ocorrendo o potencial de 
ação que se propagará ao longo de toda 
membrana. 
 
Estímulos sub-limiares: 
 
O organismo recebe muito mais estímulos do 
que é capaz de codificar, e esses estímulos não 
codificados são chamados de sub-limiares. Como 
o próprio nome sugere o limiar de excitação da 
célula não chega a ocorrer, a membrana não é 
despolarizada e não ocorre o potencial de ação. 
 
Termos importantes sobre o potencial de ação: 
 
→ DESPOLARIZAÇÃO: Torna O 
POTENCIAL DE MEMBRANA MENOS 
NEGATIVO. Isso porque os canais de 
sódio e potássio abrem- se, sendo o 
efeito do sódio o mais notável, o qual vai 
a favor do gradiente eletroquímico e 
entra na célula. 
→ HIPERPOLARIZAÇÃO: Torna O 
POTENCIAL DE MEMBRANA MAIS 
NEGATIVO. A abertura de canais que 
permitema saída de íons positivos da 
célula (ou que permitem a entrada de 
íons negativos) podem causar a 
hiperpolarização. Exemplo: a abertura de 
canais que permitem que K + saia da 
célula ou que permitem a entrada de Cl -
na célula. 
→ REPOLARIZAÇÃO: diminuição da 
permeabilidade da membrana ao íon 
sódio e aumento da permeabilidade ao 
íon potássio, isso ocorre, pois os canais 
de sódio voltagem dependentes 
começam a fechar e os canais de 
potássio voltagem dependentes 
começam a abrir, com o consequente 
influxo de potássio. 
 
→ Corrente de Influxo: Fluxo da carga 
positiva para interior da célula. 
→ Corrente de Efluxo: Fluxo da carga 
positiva para fora da célula. 
→ Limiar: é o potencial de membrana no 
qual é inevitável a ocorrência do potencial 
de ação. 
→ Período refratário: é o período durante o 
qual nenhum outro potencial de ação 
normal pode ser gerado em uma célula 
excitável. 
 
Características do potencial de ação: 
 
1. Tamanho e forma estereotípicos: Nem 
todo potencial de ação é igual, possuem 
forma e tamanho diferentes. 
 
2. Propagação: Passa o impulso para o 
próximo, como um choque. 
 
3. Resposta tudo ou nada: Ex.: ou se tem 
estimulo ou não tem, não é possível ter 
meio estimulo. 
 
Eventos do P.A. no músculo e nervo 
 
1. Potencial de repouso – Permeabilidade do 
K alta; Canais de K totalmente abertos; 
permeabilidade do Na é baixa; 
 
2. Curso ascendente do P.A – Corrente de 
influxo, despolarização inicial, abrem as 
comportas de ativação de canais de Na, 
e a condutância desse íon aumenta; 
Corrente de influxo de Na; 
 
3. Repolarização do potencial de Ação: 
Curso ascendente termina e o potencial 
de membrana se repolariza em direção 
ao nível de repouso. Primeiro, as 
comportas de inativação dos canais de Na 
respondem à despolarização se 
fechando, mas sua resposta é muito mais 
lenta do que abertura das comportas de 
ativação. Após o retardo, as comportas 
de inativação fecham canais de Na, 
terminando curso ascendente. Segundo a 
despolarização abre canais de K e 
aumenta a permeabilidade desse íon para 
um valor até mais alto do que ocorre no 
repouso. O efeito do fechamento dos 
canais de Na e da maior abertura dos 
canais de K torna a condutância do K 
muito maior do que a de Na. Disso, resulta 
corrente de efluxo de K e a membrana 
é repolarizada. 
 
4. Pós potencial hiperpolarizante: Por um 
breve período que se segue à 
repolarização, a condutância do K é mais 
alta do que em repouso, e o potencial de 
membrana é impulsionado para o mais 
próximo do potencial de equilíbrio de K. A 
membrana está pronta agora, se 
estimulada para novo potencial de ação. 
 
Mecanismos iônicos do potencial de ação: 
 
Durante e logo em seguida ao potencial de ação, 
a membrana está menos excitável do que 
quando está em repouso. Esse período é 
chamado de período refratário e ele tem duas 
fases: absoluta e relativa. 
 
Relativo: 
 
Abrange toda a fase de despolarização e a maior 
parte da repolarização (1 a 2 ms). Nesse período 
não há como gerar outro potencial de ação, 
mesmo que haja um estímulo forte 
 
Absoluto: 
 
Ocorre na sequência da absoluta, durando entre 
5 a 15 ms. Nesse momento já é possível gerar 
um novo potencial de ação, mas o estímulo 
precisa ser forte para que possa atingir o limiar. 
 
Propagação do potencial de ação: 
 
 
Esses mecanismos são diferentes de acordo 
com as características do axônio: COM MIELINA 
Ou SEM MIELINA 
 
Sem mielina: 
 
Logo após o início da condução, ocorre o 
potencial de ação separando a carga dos líquidos 
extra e intracelular. Essa separação atua como 
força para movimentar a corrente. Na 
propagação da condução, a corrente despolariza 
a região adjacente da membrana até o 
limiar, elicitando um potencial de ação naquele 
local. Na sequência, as propagações continuam 
despolarizando as demais regiões adjacentes, até 
que o potencial de ação tenha sido propagado 
até o botão terminal. Os períodos refratários 
impedem que os potenciais de ação se 
desloquem na direção da contração. 
 
Com mielina: 
 
Um potencial de ação produz gradientes 
elétricos nos líquidos intra e extracelular 
semelhantes aos axônios sem mielina. A 
diferença é que, uma vez que flui pouca 
corrente através da membrana em que a mielina 
proporciona isolamento, é necessário que a 
corrente flua o caminho todo até o nódulo de 
Ranvier, onde despolariza essa área da 
membrana até um limiar e inicia potencial de 
ação. 
 
 
Papel de outros íons no P. A. 
→ Canais de Ca voltagem dependentes 
→ São muito permeáveis ao Na, assim 
como ao Ca++ 
→ São também chamados canais de Ca e 
Na 
→ Tem ativação lenta (10 a 20 x mais lento 
que canais de Na) 
→ São chamadas de canais lentos e canais 
de Na, canais rápidos 
→ Muito presente músculos liso e cardíaco