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Potenciais de
Membrana(Parte 1)
•Potenciais de
membrana
•Bioeletrogênese
•Canais iônicos
•Transportadores
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Hipótese iônica para a
teoria das membranas
(1902)
1. Potenciais são gerados através das membranas celulares
2. As membranas são seletivamente permeáveis a certos íons
3. Os potenciais são gerados pela difusão de íons a favor de
gradientes de concentração
4. Alterações nos potenciais de membrana são causadas por
mudanças na permeabilidade seletiva aos íons
Julius Berstein(1839-1917)
Walther Hermann Nernst(1864-1941)
Karl Lohann (1898-1978)(ATP, 1929)
S. Jonathan Singer(1924 - )
(Mosaico Fluido, 1972)
Garth L. Nicholson(1943- )
Panoramna Atual
1. Durante a propagação de potenciais de ação (e potenciais
lentos) há alteração na permeabilidade seletiva a certos
cátions
2. A difusão iônica ocorre a favor de gradiente de potencial
eletroquímico
3. Bases moleculares dos canais iônicos e componentes das
membranas celulares
4. Técnicas refinadas para a medida de potenciais, correntes
e fluxos iônicos
K+
Cl-K+
K+
Cl-
Cl-
K+Cl-K+
Cl-K+
Cl-
KCl 150 mM KCl 4 mM
+_
0
K+
Cl-K+
K+
Cl-
Cl-
K+Cl-K+
Cl-K+
Cl-
KCl 150 mM KCl 4 mM
+_
0
K+
K+
Cl-K+
K+
Cl-
Cl-
K+Cl-
K+
Cl-
K+Cl-
KCl 150 mM KCl 4 mM
+_
0
K+
K+K+
Extracelular:
KCl 4 mM =
4 x 6 x 1023 x 10-3 íons K+/L =
24 x 1020 íons K+/L
K+
Cl-K+
K+
Cl-
Cl-
K+Cl- Cl-
Cl-
+_0
K+
K+
K+
K+
Intracelular:
KCl 150 mM =
150 x 6 x 1023 x 10-3 íons K+/L =
900 x 1020 íons K+/L
Volume neurônio 300 fL = 300 x 10-15 L
Então, 900 x 1020 x 300 x 10-15 =
27 x 109 íons K+/célula 1 potencial de ação:
Cerca de 50 íons (apenas)!
meio isolante
intracelular
extracelular
5 nm 60 mV
+
_
E = U__d
E = 120.000 V/cm
Cinética de transporte por carreadores
Canal iônico
Cinética de transporte por carreadores
Ordem de Grandeza
Carreadores ~ 103/s
• concentração do substrato
•saturação
Canais Iônicos ~106/s
• potencial eletroquímico
Difusão pelos Canais Iônicos
E =RT___ lnzF
[extra]
[intra]______
íon z [extra] [intra] razão E (37ºC)
(mM) (mM) (extra/intra) (mV)
Na+ +1 145 20 7,25 x +53
K+ +1 4 150 37,5 x -97
Ca2+ +2 1,8 0,0002 9000 x + 120
(Nernst)
Eíon = Eequilíbrio – Erepouso
Erepouso = - 60 mV
ENa+ = + 113 mV
Fluxo de corrente =
J.z.F = k. Eíon (GHK)
EK+ = - 37 mV
ECa2+ = + 180 mV
Fel = q.E
•FK+ = 37.q
•FCa2+ = 180.2.q = 360 q
•FNa+ = 113.q
Fel = m.a
•FK+ = 40.a a = 0,9 q
•FCa2+ = 40.a a = 9,0 q
•FNa+ = 23.a a = 4,9 q
