Bioeletricidade: Potencial de Repouso e Ação em Células Excitáveis do Corpo Humano

BIOELETRICIDADE POTENCIAL DE REPOUSO POTENCIAL DE AÇÃO BIOSSISTEMAS DO CORPO HUMANO Células excitáveis Neurônios e células musculares São células capazes de receber e transmitir estímulos através de alterações elétricas em suas membranas No repouso existe um GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO através das membranas Existe também um GRADIENTE ELÉTRICO através da membrana No repouso há um acúmulo de cargas negativas dentro da célula Isso cria uma energia denominada Potencial de repouso No repouso a membrana está polarizada com sua face interna negativa em relação à externa POTENCIAL DE REPOUSO Diferença no potencial de membrana das células excitáveis na ausência de estímulo Professor Alfred Sholl Programa Neurobiologia Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho UFRJ Email neurofisiologiaufrjbr TIPOS E QUANTIDADES DE CANAIS VARIÁVEIS P No repouso há um gradiente de concentração e um gradiente elétrico através da membrana No repouso a membrana está carregada negativamente Por que 1 Bomba Na K é eletrogênica O funcionamento da bomba cria uma distribuição desigual de íons já que são transportados 3 íons positivos sódio para fora e 2 íons positivos potássio para dentro da célula 2 ÂNIONS intracelulares Presença de moléculas carregadas negativamente restritas ao ambiente intracelular principalmente proteínas 3 No repouso a permeabilidade da membrana aos íons K é maior em relação aos outros íons favorecendo sua difusão para fora por canais de vazamento sem comportas Responsável pela determinação e manutenção Do gradiente químico de Na e de K No repouso o K tende a se mover para fora pela alta permeabilidade A permeabilidade da membrana ao Na é mais baixa no repouso EXTRA INTRA 3Na K Na 2K Ativo Bomba NaK K K canal K Na canal Na Na E ainda há presença de ânions intracelulares Polarização elétrica e Potencial de Repouso K Na Cl Em humanos o potencial de repouso é em torno de 70mV Abertura dos canais de Na influxo entrada de Na DESPOLARIZAÇAO o influxo é favorecido pelos gradiente químico do ion e do gradiente elétrico o influxo de cátions inverte completamente a polaridade da membrana até o ENa Abertura dos canais de K efluxo saída de K REPOLARIZAÇAO o efluxo é favorecido pelos gradiente químico do ion e do gradiente elétrico que se inverteu como o fechamento desses canais é lento ocorre HIPERPOLARIZAÇAO O estado de repouso é recuperado pelo fechamento dos canais e pela atividade da ATPase NaK POTENCIAL DE AÇÃO POTENCIAL DE AÇÃO O PA é um evento elétrico transitório no qual ocorre a completa inversão da polaridade elétrica da membrana após um estímulo Etapas do PA Despolarização Repolarização Hiperpolarizaçâo Potencial de repouso Hiperpolarizaçâo Despolarização Repolarização Técnicas eletrofisiológicas permitem avaliar o comportamento das membranas em função dos estímulos que recebem O Potencial de Ação representa a transmissão do estímulo através das alterações elétricas que ocorrem na membrana Potencial de membrana em repouso Canais Voltagens Dependentes A abertura e fechamento dos canais de sódio e potássio são regulados pelas mudanças na voltagem no potencial de membrana da célula POTENCIAL DE AÇÃO E1 E2 E3 Estímulo Registro Estimulando o neurônio E1 E2 e E3 ocorrerão alterações transitórias no potencial de membrana E3 causou o PA que se propagou ao longo do axônio OBS O estímulo pode ser elétrico mecânico químico físico que altera as características da membrana resting potential phase polarization Propriedades do Potencial de Ação EVENTO TUDOOUNADA Estímulo sublimiar E1 E2 Estímulos fracos que não alcançam o limiar não sendo capazes de produzir um PA Provocam apenas um pequeno potencial graduado Estimulo limiarsupralimiar E3 estímulos fortes alcançam o limiar de ativação dos canais de sódio produzindo um P Ação Uma vez iniciado o PA é impossível impedi lo de acontecer E1 E2 E3 Refratariedade de resposta Período Refratário Absoluto Nesse momento todos os canais de Na estão no estado inativado Dessa forma após o início de um Potencial de ação um segundo não pode ser disparado independente do estímulo À medida que o impulso se propaga seu retorno no sentido oposto é impedido pelo período refratário absoluto Período Refratário Relativo Situação em que os canais de sódio permanecem fechados porém já no estado ativável Nesse caso um estímulo forte supra limiar é capaz de induzir geração de um novo Potencial de ação Geralmente coincide com a fase de hiperpolarização Propriedades do Potencial de Ação Ambos os canais estão fechados Técnicas eletrofisiológicas permitem avaliar o comportamento das membranas em função dos estímulos que recebem CONDUÇÂO DO POTENCIAL DE AÇÂO Nos neurônios a propagação do impulso ocorre em direção ao terminal do axônio O PA é gerado na zona de gatilho do neurônio alta densidade de canais de sódio e sempre se propaga no sentido da despolarização A propagação bidirecional é evitada devido ao período refratário do PA Neurônios podem ter axônios com ou sem bainha de mielina Isso influencia na velocidade de condução do impulso ATÉ LÁ