Propriedades eléctricas dos neurónios

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1 Propriedades eléctricas dos neurónios Estímulo Impulso nervoso (impulso eléctrico ou potencial de acção) Corrente eléctrica fluxo de iões através da membrana

2 Importância dos canais iónicos e transportadores membranares Permitem a passagem de iões a favor do gradiente de concentração. Cada tipo de canal é selectivo para um tipo de ião (ou iões) permeabilidade selectiva Movimento dos iões através da membrana Sinais eléctricos

3 Gradientes iónicos são gerados e mantidos por acção de transportadores activos, os quais movem activamente iões através das membranas contra o seu gradiente de concentração.

4 Potencial de membrana em repouso Potencial de membrana em repouso: -40 a -90 mv, dependendo do tipo de neurónio A membrana diz-se polarizada. Ião [citoplasma] [meio extracelular] V eq Na + 12 mm 145 mm +63 mv K mm 5 mm -84 mv Cl - 10 mm 110 mm -60 mv Factores que determinam o potencial de membrana: (2 = out; 1 = in) Equação de Nernst Equação de Goldman

5 Propriedades das células essenciais à geração e manutenção do potencial Existência de diferenças nas concentrações intra e extracelulares de diversos iões. Os meios intra e extracelular são electricamente neutros! Membranas são selectivamente permeáveis aos iões. Esta permeabilidade selectiva deve-se essencialmente aos canais iónicos. Gradientes iónicos são gerados e mantidos por acção de transportadores activos, os quais movem activamente iões através das membranas, contra o seu gradiente de concentração.

6 O K + desempenha um papel muito importante na geração do potencial de membrana em repouso. Na + /K + -ATPase: mantém os gradientes de concentração do Na + e do K +

7 Alteração da permeabilidade a um ião Alteração nas concentrações dos iões Alterações no potencial de repouso (despolarização ou hiperpolarização) Potenciais graduados (curta distância) Potenciais da acção (longa distância)

8 Potenciais graduados Curta duração. Alterações locais do potencial de repouso (despolarização ou hiperpolarização). Magnitude aumenta com a intensidade do estímulo, e diminui com a distância. Formação de correntes locais que despolarizam áreas adjacentes da membrana e permitem a propagação da onda de despolarização Direcção do fluxo de catiões direcção do fluxo de corrente

9 Dissipação da corrente com a distância Potenciais graduados curta distância Essenciais na iniciação dos potenciais de acção

10 Potencial de acção Alteração transitória do potencial membranar (~100 mv). Envolve alterações na permeabilidade iónica da membrana. Nos neurónios, apenas podem ser gerados no axónio. Geração e propagação de potenciais de acção: principal via de comunicação nos neurónios. Magnitude não depende da intensidade do estímulo, nem diminui com a distância.

11 Despolarização Repolarização Estado de repouso Hiperpolarização

12 Propagação do potencial de acção Uma vez gerado, o potencial de acção tem a capacidade de se auto-propagar ao longo do axónio, a uma velocidade constante.

13

14 Noção de potencial limiar Nem todas as despolarizações locais (potenciais graduados) levam à geração de potenciais de acção! necessário atingir o potencial limiar. Potencial limiar: potencial de membrana no qual a corrente de saída criada pelo fluxo do K + é exactamente igual à corrente de entrada criada pelo fluxo do Na +. Estímulo fraco e breve (sub-limiar) não leva à geração de potenciais de acção. Os potenciais de acção são do tipo tudo-ou-nada.

15 Fluxo passivo e activo de corrente durante o potencial de acção

16 Como é que a intensidade do estímulo afecta o potencial de acção? Uma vez gerado o potencial de acção, a sua magnitude é independente da intensidade do estímulo.

17 Períodos refractários Assegura que: - O potencial de acção é um acontecimento separado, do tipo tudo-ou-nada; - A propagação do potencial de acção é unidireccional. O limiar axonal encontra-se mais elevado. Um estímulo excepcionalmente intenso pode levar à geração de novo potencial de acção.

18 Velocidade de propagação do potencial de acção Diâmetro do axónio Maior diâmetro Menor resistência à propagação de correntes locais Maior rapidez na propagação de impulsos nervosos Mielinização Axónios não-mielinizados condução relativamente lenta (condução contínua) Axónios mielinizados condução rápida (condução saltatória) (Bainha de mielina = isolador)

19 Condução saltatória Canais de Na + sensíveis à voltagem estão presentes apenas nos nódulos de Ranvier. Os potenciais de acção são desencadeados apenas nos nódulos de Ranvier.

20 Comparação da velocidade de propagação do potencial de acção em axónios mielinizados e não-mielinizados

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