Bioeletrogênese: Geração de Potenciais Elétricos

Prévia do material em texto

Bioeletrogênese
- Acontece em células excitáveis neurônios, células musculares e células sensoriais. São responsáveis por gerar as diferenças elétricas/ de potencial (troca de informações pelo corpo)
- Importância na área biológica funcionamento dos sistemas biológicos
- Importância na área médica leitura de exames por diferença de potencial ECG (eletrocardiograma), EEC (eletroencefalograma), EM (eletroneuromiografia)
Células excitáveis:
· SNC (cérebro, tronco cefálico, cerebelo, medula)
· SNP sensitivo (aferente: periferia para o SNC. Somático ou Visceral) e motor (eferente: SNC para a periferia. Somático ou Autônomo)
Funções do Sistema Nervoso
· Receber e processar informações
· Analisá-las
· Gerar respostas coordenadas para controlar comportamentos complexos
Fases do funcionamento do sistema nervoso:
1. Recepção e codificação das informações
2. Transmissão das informações – via neuronal
3. Processamento das informações – SNC
4. Efetuação de respostas
Estímulos internos e externos Receptores SNC (processamento) Efetores Resposta
Requisitos para o funcionamento do sistema nervoso:
· Estruturas especializadas
· Transformação de energia
· Codificação das informações linguagem do SN transformar em sinais elétricos através do código neural
· Alterações eletroquímicas de ponto ao ponto
 
Tipos de célula do SN: neurônios e células da Glia
Neurônios:
· Sensoriais (aferentes): receptores SNC
· Motores somáticos (eferentes): SNC músculos esqueléticos
· Motores viscerais (eferentes): SNC músculo liso, músculo cardíaco, glândulas 
- São células ricas em mitocôndrias pois têm atividade muito intensa
- Rede de neurônios: neurônios são conectados por meio das sinapses (comunicação neurônio-neurônio ou neurônio-célula)
- Corpo de neurônio fora do SNC = gânglio
Células da Glia:
· Astrócitos = nutrição, sustentação e regulação osmótica/iônica dos neurônios ligados a capilares
· Oligodendrócitos = sintetizam mielina (isolante elétrico que aumenta a velocidade da informação) no SNC
· Microgliócitos = células da micróglia, participam da defesa (função fagocitária)
OBS: Células de SCHWANN = células que fazem a síntese de mielina nos neurônios periféricos
Composição iônica intra e extracelular
· Há uma assimetria elétrica e iônica entre o meio intra e extracelular, sendo o extracelular mais positivo
· K+ é o principal íon intracelular
· Na+ e Cl- são os principais íons extracelulares
· Proteínas têm cargas negativas grandes. Por isso, a parte intracelular é mais negativa. Além disso, a parte intracelular tem maior quantidade de íons negativos que a extracelular tem de positivos, fazendo com que a membrana seja altamente negativa.
- Potencial biológico: A assimetria iônica determina a polaridade da célula, promovendo uma diferença de potencial (ddp) na célula. Essa ddp possibilita os fenômenos bioelétricos essenciais à vida, como o potencial de ação e a sinapse 
- Como a parte de dentro da célula é altamente negativa, os íons positivos de fora serão atraídos para dentro. A bomba de sódio e potássio MANTÉM a assimetria da membrana, jogando esses íons positivos (Na+) novamente para fora, contra o gradiente de concentração. A bomba mantém potencial de repouso (negativo, em torno de -60v)
- 3 sódios fora, 2 potássios dentro
Potencial de repouso
· A bomba de Na+ K+ o mantém
· Potencial quando não há nenhuma movimentação atípica de íons, nenhum evento ativo
· Membranas das células excitáveis respondem a estímulos com alterações na ddp (excitadas), gerando um impulso elétrico (potencial de ação)
Obs: Se a membrana estiver positiva é porque houve um potencial de ação
Transmissão do impulso elétrico (dendrito terminações do axônio)
Potencial de ação
· Alteração rápida temporária no potencial de repouso que se propaga pelo axônio sem redução da intensidade 
· Quando há à variação de repouso suficiente para iniciar a diferença de potencial, o estímulo acontecerá sem possibilidade de ser cancelado. TODAS as comportas voltagem-dependentes serão abertas e iniciará o processo de polarização e despolarização (evento tudo ou nada)
· Depende da presença de canais iônicos voltagem dependentes que permitem a passagem de um íon específico, originando correntes iônicas que fluem através da membrana
· Canais de sódio e de potássio!
Fases do potencial de ação:
1. Potencial de repouso: -60v aproximadamente
2. Limiar de excitabilidade: A membrana é excitada para realizar a ação, até que atinja o pico de excitabilidade. Essa fase vai até o ponto em que o limiar de excitabilidade for alcançado.
3. Despolarização: Ao ultrapassar o limiar, o potencial de ação é disparado. A célula excitada abre seus canais de sódio, havendo a despolarização da célula (entrada maciça de carga positiva para dentro). Ao atingir o 0, está totalmente despolarizada.
4. Evento overshoot: os canais de K+, também estimulados na fase 3, demoram mais a abrir. Agora abertos, diminuem a positividade no interior da célula. Com isso, os canais de Na+ são inativados (pois, se estivesse fechado, ele poderia ser aberto). Isso acontece para dar tempo de um potencial de ação ser concluído antes de começar outro e a sinapse ser unidirecional. Período Refratário
5. Repolarização: Com a saída abrupta dos K+ da célula, a membrana volta a ficar cada vez menos positiva, até ficar novamente negativa. Como os canais de sódio são lentos para fechar, acaba saindo muito K+, deixando a célula muito negativa (hiperpolarização). Os canais de K+ são INATIVOS nesse momento.
6. Hiperpolarização: nesse momento, com a célula hiperpolarizada, a bomba de sódio e potássio é ligada para fazer a célula retornar ao seu potencial de repouso.
7. Regularização do potencial de repouso da célula: pronta para um novo potencial de ação.
1- Todos os canais fechados
2- Todos os canais fechados
3- Canal de sódio abre e de potássio continua fechado (em processo de abrir)
4- Canal de sódio aberto e inativo, abre o canal de potássio
5- Canal de sódio aberto e inativo, canal de potássio aberto
6- Fecha os canais de sódio e de potássio
Anestésicos locais: bloqueiam a condução do potencial de ação nos axônios sensoriais, por se ligarem a sítios específicos dentro dos canais de Na+ sensíveis a voltagem, reduzindo a capacidade de despolarização da membrana (entre fases 2 e 3)
· Cocaína tóxico
· Sintéticos: procaína, lidocaína...
Potencial de Ação nas células cardíacas
· Quando os canais de potássio abrem, abrem-se também os canais de cálcio, que passam a entrar na célula, fazendo com que a célula perca sua negatividade mais lentamente despolarização platô
· É mais demorado devido à lentidão causada pelos canais lentos de cálcio
O que determina o potencial de ação?
· Estímulo sub-limiar abaixo do necessário para gerar o potencial de ação
· Estímulo limiar atinge o limiar de excitabilidade, dando início à ddp
· Estímulo supra-linear estímulo bem acima do limiar, pode causar mais de um potencial de ação
Impulso elétrico - Sentido Ortodrômico (corpo celular axônio)
· Troca de íons pela célula, seguindo o sentido unidimensional
· Alterações eletroquímicas ponto-a-ponto PA vai sendo propagado pela célula, parte a parte
· A célula vai despolarizando e repolarizando pedaços do axônio, até que o impulso chegue nas extremidades.
Bainha de mielina: reveste o axônio, bloqueando eletricamente parte do neurônio, fazendo com que o fluxo iônico e o PA só aconteçam em alguns pedaços (Nodo de Ranvier), saltando entre eles. isolante elétrico, acelera a transmissão do impulso nervoso
· Condução saltatória
· Célula de Schwann e Oligodendrócitos se enrolam sobre o axônio, sintetizando a mielina
· Neurônios amielinizados dor lenta, transmissão de ponto a ponto (parte por parte até o final do axônio)
· As fibras mielinizadas calibrosas podem alcançar a velocidade máxima de 100 m/s
· Economiza energia e acelera o processo
Esclerose Lateral Amiotrófica Perda da bainha de mielina das células de Schwann.
Esclerose Múltipla Perda da bainha de mielina dos Oligodendrócitos.
· Ação autoimune ou açãode substâncias que degradam a bainha de mielina