BIOELETROGÊNESE. Capacidade de gerar e alterar a diferença de potencial elétrico através da membrana. - Neurônios. esqueléticas lisas cardíacas

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1 BIOELETROGÊNESE Capacidade de gerar e alterar a diferença de potencial elétrico através da membrana - Neurônios - células musculares esqueléticas lisas cardíacas

2 Membrana citoplasmática

3 Os neurônios geram e propagam impulsos elétricos

4 Potencial de ação Despolarização Repolarização Potencial de repouso Hiperpolarizaçâo A alteração temporária no potencial de membrana mostra que o neurônio é eletricamente excitável.

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9 MECANISMOS IONICOS DO POTENCIAL DE REPOUSO

10 POTENCIAL DE REPOUSO Diferença no potencial de membrana na ausência de estimulo A face interna é negativa em relação à externa.

11 IGUALDADE de concentração e permeabilidade para o íon Fluxo resultante = 0 Não ocorre geração de potencial elétrico através da membrana DIFERENÇA de concentração do íon e permeabilidade para o íon Fluxo resultante 0 O cátion se move a favor do seu gradiente de concentração O movimento de cargas iônicas vai criando uma diferença de potencial elétrico através da membrana (Em) O Em se se estabiliza e se opõe ao gradiente de concentração do íon. Fluxo resultante = 0 Em = Potencial de equilíbrio do ion

12 ANALOGIA Diferença de POTENCIAL ELETRICO Em (mv) Tensão Não há Fluxo resultante de ion EQUILIBRIO POTENCIAL QUIMICO Concentração (meq/kg) Peso

13 Composição iônica intra e extracelular Íons Extracelular (mm) Intracelular (mm) Extra:Intra E ion (mv) Na : K : 1-62 Ca , : Cl ,5 : 1-65 O K e o Cl é principal ion intracelular O Na é o principal ion extracelular

14 ATPase Na/K : responsável pela existência (e manutenção) da diferença de concentração. Se ela for bloqueada por uma droga (oubaina), o gradiente se dissipará. Essas diferenças de concentração favorecerá fluxos passivos de íons através da membrana, mas a ATPase Na/K corrige os fluxos passivos. Como é a permeabilidade ionica durante o estado de repouso? K + : altamente permeável Na + : praticamente impermeável Cl - : altamente permeável Ca ++ : praticamente impermeável Proteínas eletricamente carregadas: impermeantes

15 Íons K Íons Na Grandes anions impermeantes (proteínas intracelulares) Canais de K sem comporta Difusão simples de K para fora Formação de dipolo elétrico através da membrana, isto é, a saída de cargas positivas torna a membrana carregada eletricamente.

16 Difusão passiva de K para dentro, impelido pelo gradiente elétrico Estado de equilíbrio O fluxo resultante = 0 O valor do Em que se opõe a saída de K (impelido pelo gradiente químico) é denominado potencial de equilíbrio do ion Equação de Nernst E ion = RT ln [Ion in ] Zs.F [Ion ext ]

17 Calculando-se o potencial de equilíbrio do K usando-se as concentrações conhecidas, verifica-se que EK = - 62mV, próxima a observada: Em = - 65mV. O potencial de equilíbrio do íon K é o principal responsável pela geração do potencial de repouso das células nervosas (e demais células). A distribuição diferencial de cargas ocorre somente entre as faces interna e externa da membrana. O fluxo de ions K é ínfima em relação a sua concentração (NÃO OCORRE MUDANÇAS NA CONCENTRAÇAO DE K) O íon Na e Ca não contribuem para a geração do potencial de repouso pois, durante a fase de repouso, as respectivas permeabilidades são baixas.

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19 MECANISMOS IONICOS DO POTENCIAL DE AÇÃO

20 Estímulo Registro POTENCIAL DE AÇÃO E3 E1 E

21 POTENCIAL DE AÇÃO Despolarizaç ção Re epolarização O PA é um evento elétrico transitório no qual ocorre a completa inversão da polaridade elétrica da membrana. Etapas do PA - Despolarização - Inversão de polaridade da membrana - Regularização - Hiperpolarizaçâo Potencial de repouso Hiperpolarizaçâo

22 Ao longo do axônio há canais iônicos de Na e K com comporta sensíveis a mudança de voltagem. REPOUSO: fechados, mas a alteração de voltagem na membrana causa a sua abertura temporária (abre-fecha) A abertura causa fluxo resultante passivo de determinados íons e, como conseqüência, mudanças no potencial elétrico. Tipos de canais Canais de Na voltagem dependente - Rápidos (abrem-se primeiro) Canais de K voltagem dependentes - Lentos (abrem-se depois)

23 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 cations inverte completamente a polaridade da membrana, até o E Na 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 pela atividade da ATPase Na/K

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26 Propriedades do Potencial de Ação E3 EVENTO TUDO-OU-NADA E1 E2 - Estímulo sublimiar (E1, E2): não causa PA - Estimulo limiar (E3): causa um único PA - Estímulo supra-limiar: causa mais de 1 PA, sem alterar a amplitude. - Uma vez iniciado o PA, é impossível impedi-lo de acontecer.

27 Receptor sensorial Estimulo sensorial SINAPSE NERVOSA Os neurônios decodificam o aumento ou redução na intensidade do estimulo em função da freqüência dos impulsos elétricos. A amplitude do PA de cada célula excitável é invariável.

28 Propriedades do Potencial de Ação Período Refratário Absoluto Período Refratário Relativo Refratariedade de resposta Período Refratário Absoluto os canais de Na estão todos inativos Período Refratário Relativo os canais de Na estão parcialmente inativos Estímulos limiar

29 CONDUÇÂO DO POTENCIAL DE AÇÂO

30 POTENCIAL DE AÇAO NAS FIBRAS SEM MIELINA O PA é gerado na zona de gatilho do neurônio e sempre se propaga no sentido da despolarização. A propagação bidirecional é evitada devido ao período refratário do PA O PA se propaga ao longo do axônio sem decremento de sinal, i.e., o sinal é fiel do inicio até o final da fibra.

31 CONDUÇAO OU PROPAGAÇAO DO IMPULSO NERVOSO

32 POTENCIAL DE AÇAO NAS FIBRAS MIELINIZADAS Nas fibras mielinizadas o PA só se desenvolve nos nodos de Ranvier. Sob a bainha não há canais iônicos. Propriedade: aumento na velocidade de condução do impulso nervoso

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35 Redução na velocidade de condução nervosa

36 REGISTROS INTRACELULARES Potencial de ação unitário Estimulador Corrente elétrica Voltímetro Variação no potencial de membrana

37 Potencial de ação de células do miocárdio FASES: 0- despolarização rápida 1-repolarização precoce 2- Platô 3- repolarização 4- diástole elétrica

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40 A - Miocárdio e condução ventricular B células em torno dos nódulos SA e AV C- nódulos

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43 Mecanismo iônico do PA Junção neuromuscular Condução saltatória Mecanismos de ação dos NT

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