Potencial de Repouso e Potencial de Ação. Profa. Dra. Eliane Comoli Depto de Fisiologia da FMRP-USP

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1 Potencial de Repouso e Potencial de Ação Profa. Dra. Eliane Comoli Depto de Fisiologia da FMRP-USP

2 ROTEIRO: POTENCIAL DE REPOUSO E POTENCIAL DE AÇÃO 1. Potencial de Membrana de Repouso Papel da bomba de sódio e potássio na manutenção do potencial de repouso 2. Mudanças no Potencial de Membrana a. variações da permeabilidade da membrana b. despolarização e hiperpolarização c. potencial graduado e potencial de ação 3. Potencial de ação a. fases do potencial de ação e permeabilidade da membrana b. períodos refratário: absoluto e relativo 4. Propagação do potencial de ação e velocidade de condução a. potencial de ação em axônios amielinizados b. potencial de ação em axônios mielinizados

3 Structure of the Neuron Neurofisiologia do Potencial de Membrana Por que entra Na + e sai K + da célula? Qual a importância da Bomba de Na + /K + no potencial de membrane?

4 A Bomba de Sódio e Potássio ajuda a manter o Gradiente Elétrico.

5 Os neurônios são células excitáveis que geram e transportam sinais elétricos Dendritos são processos finos com função de receber e transferir sinais para uma região integradoura dentro do neurônio. Axônio é uma extensão do corpo celular que origina-se na proeminência axônica; transportam sinais para o alvo de comunicação. Os neurônios são células excitáveis: capacidade de gerar e propagar sinais elétricos. corpo celular e suas extensões, comunicações por sinápses A mudança do potencial de membrana no neurônio cria um sinal elétrico que pode ser utilizado para transmitir informações aos seus alvos.

6 Mudanças no Potencial de Membrana No repouso a membrana é pouco permeável ao Na +. Um aumento da permeabilidade ao Na + gera despolarização e cria um sinal elétrico. Um aumento na permeabilidade ao K + gera hiperpolarização.

7 Como a célula muda a sua permeabilidade aos íons? Através de canais iônicos que podem alterar o seu estado entre aberto e fechado mediante um estímulo particular, tais como: pressão luz moléculas químicas ligantes (como neurotransmissores) sinais intracelulares, voltagem Através da insersão ou remoção de canais iônicos na membrana.

8 Estados dos Canais Proteicos estado fechado estado aberto estado inativo canal aberto canal fechado Os canais podem ser classificados em abertos ou fechados. Abertos passam a maior parte do tempo aberto permitindo que íons se movam sem restrições (poros = passagem contínua). Fechados permitem regulação do movimento das moléculas entre o fluido intracelular e extracelular (estados: fechado, aberto e inativo).

9 O que controla a abertura e fechamento de canais? O controle desses canais é feito por: a) moléculas mensageiras intracelulares ou por ligantes extracelulares (quimicamente sensível); b) por estado elétrico da célula (eletricamente sensível); c) por mudança física (ex: mudança de temperatura ou tensão.

10 Mudanças no Potencial de Membrana Despolarização = quando o potencial de membrana torna-se menos negativo. Hiperpolarização = quando o potencial de membrana torna-se mais negativo. Repolarização é o retorno da célula ao potencial de repouso a partir de uma despolarização o repolarização.

11 A importância do movimento de Na + e K + através das membranas celulares. O movimento dos íons Na + e K + através da membrana celular exerce um papel importante na geração de sinais elétricos em tecidos excitáveis tais como no sistema muscular e nervoso.

12 A despolarização pode gerar: potenciais graduados ou potenciais de ação Potenciais graduados são despolarizações cujo tamanho ou amplitude é proporcional à força do estímulo. Potenciais de ação: todos são idênticos e não diminuem o seu poder quando viajam através do neurônio. É um fenômeno tudo-ou-nada. São deflagrados por um estímulo limiar.

13 Potencial Graduado Estímulo Excitatório Potencial Graduado Sublimiar A força da despolarização é determinada pela quantidade de carga que entra na célula no ponto de estímulo. Se mais canais se abrem, o potencial graduado tem maior amplitude inicial; e mais longe pode se disseminar. Potencial Graduado Supralimiar

14 Potencial de Ação: despolarizações grandes e uniformes que movimentam-se rapidamente ao longo de grandes distâncias (axônio) sem perda de sua força. O potencial de ação é gerado na zona de estímulo, no segmento inicial. Potenciais de ação representam movimento de Na + e K + através da membrana. Ocorre quando canais dependentes de voltagem se abrem, alterando a permeabilidade da membrana.

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16 Fases do Potencial de Ação

17 Os canais de Na + voltagemdependentes encontra-se na zona de estímulo e ao longo do axônio. Os canais de Na + dependentes de voltagem usam um mecanismo de duas etapas para abrir e fechar. Isso permite que os sinais elétricos sejam conduzidos somente em uma direção ao longo do axônio.

18 Como os potenciais de ação são propagados? Propagação em fibras mielinizadas Qual a importância dos Nódulos de Ranvier e da Bainha de Mielina? Por que o potencial de ação se propaga para o caminho anterógrado? O que é período refratário?

19 Propagação do Potencial de Ação

20 Períodos Refratários: limitam a taxa pela qual os sinais podem ser transmitidos no neurônio Os potenciais de ação não se sobrepõem por causa dos períodos refratários. Período Refratário Absoluto assegura que um segundo potencial de ação não aconteça sem que o primeiro tenha terminado. Período Refratário Relativo permite que um potencial gradual acima do limiar possa iniciar outro potencial de ação, pois podem abrir canais de Na + que já retornaram à sua posição de repouso.

21 Velocidade da Condução do Potencial de Ação Parâmetros fundamentais que influenciam a velocidade de condução de um potencial de ação nos neurônios de mamíferos: a) Diâmetro dos neurônios: maior o diâmetro mais rápida é a condução. b) Resistência da membrana do neurônio: quão menor o diâmetro maior a resistência Os vertebrados desenvolveram outro mecanismo para aumentar a velocidade de condução do potencial de ação: enrolamento dos axônios em membranas compostas de mielina.

22 Axônio Mielinizado

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25 A Intensidade do estímulo é codificada pela Frequência de Potenciais de Ação Todos os potenciais de ação de um neurônio são idênticos. A informação sobre força e duração de um estímulo se dá através da frequência dos potenciais de ação.

26 Propagação do Potencial de Ação em Neurônio Mielinizado condução saltatória

27 Condução Saltatória Axônio Mielinizado Axônio Desmielinizado

28 Velocidade de Condução do Potencial de Ação