Aula 7 Excitabilidade e PA

J.JOÃO MENDESJ.JOÃO MENDES 11

Excitabilidade celularExcitabilidade celular

Potencial de repouso e Potencial de acção


Potencial de RepousoPotencial de Repouso



Existe em todas as células vivasExiste em todas as células vivas Valor varia com o tipo celular : Valor varia com o tipo celular : Célula nervosa : - 60 mv; Célula muscular Célula nervosa : - 60 mv; Célula muscular

esquelética: - 90 mv; Eritrócito : - 30 mvesquelética: - 90 mv; Eritrócito : - 30 mv É sempre É sempre negativonegativo. . A diferença de carga eléctrica só existe a nível A diferença de carga eléctrica só existe a nível

da membrana celular com excesso de cargas da membrana celular com excesso de cargas negativas do lado intracelular e de cargas negativas do lado intracelular e de cargas positivas no lado extracelular . positivas no lado extracelular .



Os meios intra e extracelulares são Os meios intra e extracelulares são electroneutros.electroneutros.

As células capazes de alterar o potencial As células capazes de alterar o potencial são ditas células excitáveis são ditas células excitáveis

Células musculares: contracçãoCélulas musculares: contracção

Células nervosas: Exocitose de Células nervosas: Exocitose de neurotransmissores neurotransmissores


Génese do potencial de Génese do potencial de repousorepouso

Repartição diferencial dos iões entre meio Repartição diferencial dos iões entre meio intracelular e extracelularintracelular e extracelular

Membrana é selectivamente permeável.Membrana é selectivamente permeável.Depende do tipo de canais associados à Depende do tipo de canais associados à

membrana.membrana.


Potencial de repousoPotencial de repouso

É sobretudo determinado pelo ião É sobretudo determinado pelo ião potássio.potássio.

Em repouso, a membrana biológica possui Em repouso, a membrana biológica possui sobretudo canais passivos de potássio sobretudo canais passivos de potássio abertosabertos


Outros tipos de canaisOutros tipos de canais

Canais activos : abrem ou fecham em resposta a um sinal

Sinal eléctrico: canais dependentes da voltagem

Sinal químico: canais ligando dependente


Canais voltagem-dependentesCanais voltagem-dependentes


Canais voltagem-dependentesCanais voltagem-dependentes

Canais que abrem ou fecham em função Canais que abrem ou fecham em função da polaridade da membrana.da polaridade da membrana.

Numa célula nervosa se a membrana Numa célula nervosa se a membrana passa de um valor de –70 mv a – 50 mv, o passa de um valor de –70 mv a – 50 mv, o canal de sódio voltagem-dependente abre. canal de sódio voltagem-dependente abre. A entrada de sódio despolariza a A entrada de sódio despolariza a membrana.membrana.


Canais Ligando-dependentesCanais Ligando-dependentes


Canais Ligando-dependentesCanais Ligando-dependentes

O canal abre ou fecha quando se liga um O canal abre ou fecha quando se liga um mensageiro químico.mensageiro químico.

Exemplo :Exemplo : No músculo esquelético a acetilcolina No músculo esquelético a acetilcolina

abre um canal de sódio e potássio. A abre um canal de sódio e potássio. A alteração da permeabilidade aos iões alteração da permeabilidade aos iões permite gerar um potencial na fibra permite gerar um potencial na fibra muscular e favorecer a sua contracção.muscular e favorecer a sua contracção.


Tipos de canais activosTipos de canais activos

Mechanically-gated ou mecano-dependente

Abre ou fecha em resposta a uma deformação mecânica

Vibração (ondas sonoras)

Pressão (tacto)

Estiramento dos tecidos

Deformação


Tipos de canais activosTipos de canais activos

Fosforilação

Fosforilação – dependente

A fosforilação e a desfosforilação regulam a abertura ou fecho do canal

…… + ATP P


Transporte do iãoTransporte do ião

Gradiente de Concentração

G c


Transporte do iãoTransporte do ião

Gradiente Eléctrico

GE

Membrana

Catião

Anião

Um ião tenta sempre atingir o equilíbrio : Fluxo nulo (GC = GE)

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + +

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _


Potencial de equílibrioPotencial de equílibrio

Um ião atinge o equilíbrio quando a quantidade Um ião atinge o equilíbrio quando a quantidade que atravessa a membrana pelo gradiente de que atravessa a membrana pelo gradiente de concentração é igual e oposta à quantidade concentração é igual e oposta à quantidade transportada pelo gradiente eléctricotransportada pelo gradiente eléctrico

O potencial de equilíbrio pode ser calculado O potencial de equilíbrio pode ser calculado pela equação de Nernstpela equação de Nernst


Ião Potássio KIão Potássio K++


Gradiente eléctrico

Potencial de Equilíbrio

EK = - 90 mv

Intracelular

Extracelular

-

++

-


Ião Sódio NaIão Sódio Na++




ENa = + 56 mv

Intracelular

Extracelular

-

+

-

+


Ião Cloreto ClIão Cloreto Cl--




ECl = - 60 mv

Intracelular

Extracelular

++

--


Alteração do potencial de Alteração do potencial de membranamembrana

Referência: Potencial de repouso. Referência: Potencial de repouso.

•DespolarizaçãoDespolarização: quando o lado interior da membrana se torna menos negativo do que o potencial de repouso

• RepolarizaçãoRepolarização: Quando a membrana volta ao seu potencial de repouso


Alteração do potencial de Alteração do potencial de membranamembrana

•HiperpolarizaçãoHiperpolarização: o interior da membrana torna-se mais negativo do que o potencial de repouso


Potencial de acçãoPotencial de acção

Alteração rápida do potencial da Alteração rápida do potencial da membranamembrana

Encontrado nas células nervosas e Encontrado nas células nervosas e muscularesmusculares

Responde à lei do tudo-ou-nadaResponde à lei do tudo-ou-nadaPrincipal meio de comunicação no sistema Principal meio de comunicação no sistema

nervoso.nervoso.


Potencial graduadoPotencial graduado

Alteração rápida do potencial de Alteração rápida do potencial de membranamembrana

Diminui de intensidade com a distânciaDiminui de intensidade com a distânciaDependente da intensidade do estimuloDependente da intensidade do estimuloSe atinge um certo valor desencadeia Se atinge um certo valor desencadeia

potencial de acção.potencial de acção.Potenciais encontrados em todos os Potenciais encontrados em todos os

receptores sensoriais receptores sensoriais


Fases do Potencial de acçãoFases do Potencial de acção

Despolarização - 2

Repolarização – 3

Hiperpolarização - 4


Mecanismos iónicosMecanismos iónicos

Fase de Despolarização: aumento da Fase de Despolarização: aumento da permeabilidade ao sódio: abertura de permeabilidade ao sódio: abertura de canais de sódio voltagem – dependentes canais de sódio voltagem – dependentes quando a membrana atinge o limiar (- 50; -quando a membrana atinge o limiar (- 50; -55 mv).55 mv).

Fase de Repolarização: aumento da Fase de Repolarização: aumento da permeabilidade ao potássio: abertura de permeabilidade ao potássio: abertura de canais de potássio voltagem-dependentes canais de potássio voltagem-dependentes e inactivação dos canais de sódio.e inactivação dos canais de sódio.


Canais activos sódio e potássio fechados Limiar

Repouso

Fase de despolarizaçãoFase de repolarização


PRA e PRRPRA e PRR

PRA: Período Refractário AbsolutoPRA: Período Refractário AbsolutoPRR: Período Refractário RelativoPRR: Período Refractário Relativo PRA: Período durante o qual é impossível PRA: Período durante o qual é impossível

desencadear outro potencial de acçãodesencadear outro potencial de acção PRR: período durante o qual é possível PRR: período durante o qual é possível

desencadear outro potencial de acção desencadear outro potencial de acção mas na condição de que o estimulo seja mas na condição de que o estimulo seja de maior intensidadede maior intensidade



Funções da PRA e PRRFunções da PRA e PRR

PRA:PRA:1.Impede os neurónio de gerar outro 1.Impede os neurónio de gerar outro potencialpotencial

2.Favorece que cada potencial seja 2.Favorece que cada potencial seja separadoseparado

3.Obriga a que a propagação do impulso 3.Obriga a que a propagação do impulso nervoso seja unidireccionalnervoso seja unidireccional

PRR:PRR: Aumentar a frequência de potencial quando Aumentar a frequência de potencial quando

a intensidade do estimulo é maior.a intensidade do estimulo é maior.


POTENCIAL DE ACÇÃOPOTENCIAL DE ACÇÃO

Resposta tudo ou nada:Resposta tudo ou nada: um potencial de um potencial de acção é gerado ou não. acção é gerado ou não.

Se uma célula excitável for despolarizada até o Se uma célula excitável for despolarizada até o limiar, de forma normal, a ocorrência de um limiar, de forma normal, a ocorrência de um potencial de acção é inevitável. potencial de acção é inevitável.

Por outro lado, se a membrana não for Por outro lado, se a membrana não for despolarizada até seu limiar, nenhum potencial despolarizada até seu limiar, nenhum potencial de acção pode ocorrer.de acção pode ocorrer.



DespolarizaçãoDespolarização

HiperpolarizaçãoHiperpolarização

Corrente de influxoCorrente de influxo

Corrente de efluxoCorrente de efluxo

LimiarLimiar

UltrapassagemUltrapassagem

InfrapassagemInfrapassagem

Período refratárioPeríodo refratário



Despolarização:Despolarização: é o processo pelo qual o potencial de é o processo pelo qual o potencial de membrana fica membrana fica menos negativo.menos negativo.

Hiperpolarização: Hiperpolarização: é o processo pelo qual o potencial de é o processo pelo qual o potencial de membrana fica membrana fica mais negativo.mais negativo.

Corrente de influxo:Corrente de influxo: é o fluxo de carga positiva para é o fluxo de carga positiva para dentro da célula, despolarizando a célula.dentro da célula, despolarizando a célula.

NaNa++

deflexão inicialdeflexão inicialupstrokeupstroke



corrente de efluxo: corrente de efluxo: é o fluxo de carga positiva é o fluxo de carga positiva para fora da célula, hiperpolarizando o potencial para fora da célula, hiperpolarizando o potencial de membrana.de membrana.

KK++ fase de repolarizaçãofase de repolarização

Limiar: Limiar: é o valor do potencial de membrana a é o valor do potencial de membrana a partir do qual é inevitável a geração de um partir do qual é inevitável a geração de um potencial de acção. Este potencial é menos potencial de acção. Este potencial é menos negativo que o potencial de repouso.negativo que o potencial de repouso.



Ultrapassagem:Ultrapassagem: é a parte do potencial de acção em é a parte do potencial de acção em que o potencial de membrana torna se positivo.que o potencial de membrana torna se positivo.

Infrapassagem:Infrapassagem: é quando o potencial de membrana é quando o potencial de membrana fica mais negativo do que quando em repouso. fica mais negativo do que quando em repouso. Ocorre após a repolarização.Ocorre após a repolarização.

Período refratário: Período refratário: é o período durante o qual outro é o período durante o qual outro potencial de acção normal não pode ser produzido potencial de acção normal não pode ser produzido em uma célula excitável-em uma célula excitável-AbAbsolutosoluto



Características:Características: Amplitude e forma estereotípicas:Amplitude e forma estereotípicas: cada cada

potencial de acção para um dado tipo celular potencial de acção para um dado tipo celular tem a mesma aparência, despolariza até um tem a mesma aparência, despolariza até um mesmo potencial e repolariza, de volta para o mesmo potencial e repolariza, de volta para o mesmo potencial de repouso.mesmo potencial de repouso.

Propagação: Propagação: um potencial de acção, em um um potencial de acção, em um ponto da célula, produz a despolarização dos ponto da célula, produz a despolarização dos pontos adjacentes, levando-os até o limiarpontos adjacentes, levando-os até o limiar..



O potencial de acção é uma despolarização O potencial de acção é uma despolarização

rápida (deflexão inicial: rápida (deflexão inicial: upstrokeupstroke), seguida por ), seguida por

repolarização até seu potencial de repouso.repolarização até seu potencial de repouso.

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