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Eletrofisiologia A. C. Cassola 1
Diferenças de Potencial elétrico nas membranas celulares de membrana
Potencial de Repouso
- Universal
- Célula sempre eletricamente negativa
- -90mV<Vm<-20mV
- Estável em escala de tempo de s.
Excitabilidade elétrica
- Potenciais geradores: receptores e sinapses. Oscilações graduadas
- Potenciais de ação: resposta tudo-ou-nada
- Escala de tempo de ms
Diferenças de potencial elétrico em organelas
- Membrana interna de mitocôndrias
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Eletrofisiologia A. C. Cassola 2
Sistemas de medidas - Definições
• Medidas: Atribuição de números a objetos baseada em regras
• Instrumentos: Equipamentos para a medida
• Variáveis: Manifestam-se como formas de energia (corrente, voltagem, etc)
• Propriedades: Características de de objetos que manipulam a energia
• Valor: Relaciona a magnitude ao zero.• Amplitude: Relaciona magnitude ao
valor médio (DC, linha de base, média)• Valores de pico: Desvios positivos ou
negativos do zero• Amplitude de pico: desvios dos valores
médios
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Eletrofisiologia A. C. Cassola 3
Análise Eletrofisiológica
1. Fixação de corrente - Medida da diferença de potencial elétrico. Registros extracelulares de oscilações elétricas. Registros intracelulares de diferenças de potencial estacionárias e de oscilações.
• Limites de medida. Conversor de impedância e amplificadores
• Erros: a) resistência dos eletródios e impedância do instrumento de medida; b) potenciais de difusão em eletródios de Ling-Gerard.
• Informações que se podem obter: a) Valores do potencial; b) Potenciais de diluição e permeabilidades (Hodgkin e Horowicz); c) valores das correntes (plano de fase).
2. Fixação de Voltagem (g=f(C,V)• Fluxo de corrente através de
membranas celulares: a) pela bicamada, b) por transportadores e c) por canais.
• Fluxo de corrente por canais: correntes microscópicas e macroscópicas . Canais são estocásticos: Ii=NPi.
• Técnicas: a) voltage clamp clássico, b) patch clamp. Limites de medida.
• Informações de correntes macroscópicas: a) valores de corrente e de condutância; b) cinéticas das condutâncias; c) processos que modulam os canais; d) Farmacologia dos canais.
• Informações de correntes microscópicas (análise estocástica): condutância do canal (seletividade); b) tempo de residência e constantes de velocidade.
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Eletrofisiologia A. C. Cassola 4
Medidas da diferença de potencial elétrico em sistemas biológicos
10m
Medida intracelular
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Eletrofisiologia A. C. Cassola 5
Análise Eletrofisiológica
1. Fixação de corrente - Medida da diferença de potencial elétrico. Registros extracelulares de oscilações elétricas. Registros intracelulares de diferenças de potencial estacionárias e de oscilações.
• Limites de medida. Conversor de impedância e amplificadores
• Erros: a) resistência dos eletródios e impedância do instrumento de medida; b) potenciais de difusão em eletródios de Ling-Gerard.
• Informações que se podem obter: a) Valores do potencial; b) Potenciais de diluição e permeabilidades (Hodgkin e Horowicz); c) valores das correntes (plano de fase).
2. Fixação de Voltagem (g=f(C,V)• Fluxo de corrente através de
membranas celulares: a) pela bicamada, b) por transportadores e c) por canais.
• Fluxo de corrente por canais: correntes microscópicas e macroscópicas . Canais são estocásticos: Ii=NPi.
• Técnicas: a) voltage clamp clássico, b) patch clamp. Limites de medida.
• Informações de correntes macroscópicas: a) valores de corrente e de condutância; b) cinéticas das condutâncias; c) processos que modulam os canais; d) Farmacologia dos canais.
• Informações de correntes microscópicas (análise estocástica): condutância do canal (seletividade); b) tempo de residência e constantes de velocidade.
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Eletrofisiologia A. C. Cassola 6
Medidas Extracelulares
+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++----------------------------------------------------------------------------------
Rex
+------------++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++--++++++-----------------------------------------------------------------------
Rex
5mV
2ms
ECG
EEG
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Eletrofisiologia A. C. Cassola 7
Análise Eletrofisiológica
1. Fixação de corrente - Medida da diferença de potencial elétrico. Registros extracelulares de oscilações elétricas. Registros intracelulares de diferenças de potencial estacionárias e de oscilações.
• Limites de medida. Conversor de impedância e amplificadores
• Erros: a) resistência dos eletródios e impedância do instrumento de medida; b) potenciais de difusão em eletródios de Ling-Gerard.
• Informações que se podem obter: a) Valores do potencial; b) Potenciais de diluição e permeabilidades (Hodgkin e Horowicz); c) valores das correntes (plano de fase).
2. Fixação de Voltagem (g=f(C,V)• Fluxo de corrente através de
membranas celulares: a) pela bicamada, b) por transportadores e c) por canais.
• Fluxo de corrente por canais: correntes microscópicas e macroscópicas . Canais são estocásticos: Ii=NPi.
• Técnicas: a) voltage clamp clássico, b) patch clamp. Limites de medida.
• Informações de correntes macroscópicas: a) valores de corrente e de condutância; b) cinéticas das condutâncias; c) processos que modulam os canais; d) Farmacologia dos canais.
• Informações de correntes microscópicas (análise estocástica): condutância do canal (seletividade); b) tempo de residência e constantes de velocidade.
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Eletrofisiologia A. C. Cassola 8
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Eletrofisiologia A. C. Cassola 9
Análise Eletrofisiológica
1. Fixação de corrente - Medida da diferença de potencial elétrico. Registros extracelulares de oscilações elétricas. Registros intracelulares de diferenças de potencial estacionárias e de oscilações.
• Limites de medida. Conversor de impedância e amplificadores
• Erros: a) resistência dos eletródios e impedância do instrumento de medida; b) potenciais de difusão em eletródios de Ling-Gerard.
• Informações que se podem obter: a) Valores do potencial; b) Potenciais de diluição e permeabilidades (Hodgkin e Horowicz); c) valores das correntes (plano de fase).
2. Fixação de Voltagem (g=f(C,V)• Fluxo de corrente através de
membranas celulares: a) pela bicamada, b) por transportadores e c) por canais.
• Fluxo de corrente por canais: correntes microscópicas e macroscópicas . Canais são estocásticos: Ii=NPi.
• Técnicas: a) voltage clamp clássico, b) patch clamp. Limites de medida.
• Informações de correntes macroscópicas: a) valores de corrente e de condutância; b) cinéticas das condutâncias; c) processos que modulam os canais; d) Farmacologia dos canais.
• Informações de correntes microscópicas (análise estocástica): condutância do canal (seletividade); b) tempo de residência e constantes de velocidade.
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Eletrofisiologia A. C. Cassola 10
Resistência de entrada do equipamento
ein
minmedido RR
VRV
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Eletrofisiologia A. C. Cassola 11
Amplificadores Operacionais
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Eletrofisiologia A. C. Cassola 12
Amplificadores operacionais
Amplificador operacional
Seguidor
Voltage clamp
Conversor corrente-voltagem
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Eletrofisiologia A. C. Cassola 13
Análise Eletrofisiológica
1. Fixação de corrente - Medida da diferença de potencial elétrico. Registros extracelulares de oscilações elétricas. Registros intracelulares de diferenças de potencial estacionárias e de oscilações.
• Limites de medida. Conversor de impedância e amplificadores
• Erros: a) resistência dos eletródios e impedância do instrumento de medida; b) potenciais de difusão em eletródios de Ling-Gerard.
• Informações que se podem obter: a) Valores do potencial; b) Potenciais de diluição e permeabilidades (Hodgkin e Horowicz); c) valores das correntes (plano de fase).
2. Fixação de Voltagem (g=f(C,V)• Fluxo de corrente através de
membranas celulares: a) pela bicamada, b) por transportadores e c) por canais.
• Fluxo de corrente por canais: correntes microscópicas e macroscópicas . Canais são estocásticos: Ii=NPi.
• Técnicas: a) voltage clamp clássico, b) patch clamp. Limites de medida.
• Informações de correntes macroscópicas: a) valores de corrente e de condutância; b) cinéticas das condutâncias; c) processos que modulam os canais; d) Farmacologia dos canais.
• Informações de correntes microscópicas (análise estocástica): condutância do canal (seletividade); b) tempo de residência e constantes de velocidade.
![Page 14: Diferenças de Potencial elétrico nas membranas celulares de membrana](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022050908/568135e3550346895d9d54c3/html5/thumbnails/14.jpg)
Eletrofisiologia A. C. Cassola 14
![Page 15: Diferenças de Potencial elétrico nas membranas celulares de membrana](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022050908/568135e3550346895d9d54c3/html5/thumbnails/15.jpg)
Eletrofisiologia A. C. Cassola 15
Análise Eletrofisiológica
1. Fixação de corrente - Medida da diferença de potencial elétrico. Registros extracelulares de oscilações elétricas. Registros intracelulares de diferenças de potencial estacionárias e de oscilações.
• Limites de medida. Conversor de impedância e amplificadores
• Erros: a) resistência dos eletródios e impedância do instrumento de medida; b) potenciais de difusão em eletródios de Ling-Gerard.
• Informações que se podem obter: a) Valores do potencial; b) Potenciais de diluição e permeabilidades (Hodgkin e Horowicz); c) valores das correntes (plano de fase).
2. Fixação de Voltagem (g=f(C,V)• Fluxo de corrente através de
membranas celulares: a) pela bicamada, b) por transportadores e c) por canais.
• Fluxo de corrente por canais: correntes microscópicas e macroscópicas . Canais são estocásticos: Ii=NPi.
• Técnicas: a) voltage clamp clássico, b) patch clamp. Limites de medida.
• Informações de correntes macroscópicas: a) valores de corrente e de condutância; b) cinéticas das condutâncias; c) processos que modulam os canais; d) Farmacologia dos canais.
• Informações de correntes microscópicas (análise estocástica): condutância do canal (seletividade); b) tempo de residência e constantes de velocidade.
![Page 16: Diferenças de Potencial elétrico nas membranas celulares de membrana](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022050908/568135e3550346895d9d54c3/html5/thumbnails/16.jpg)
Eletrofisiologia A. C. Cassola 16
Fixação de voltagem
10m
Vc
Vm
i
![Page 17: Diferenças de Potencial elétrico nas membranas celulares de membrana](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022050908/568135e3550346895d9d54c3/html5/thumbnails/17.jpg)
Eletrofisiologia A. C. Cassola 17
![Page 18: Diferenças de Potencial elétrico nas membranas celulares de membrana](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022050908/568135e3550346895d9d54c3/html5/thumbnails/18.jpg)
Eletrofisiologia A. C. Cassola 18
Eletrodifusão
VzFc
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![Page 19: Diferenças de Potencial elétrico nas membranas celulares de membrana](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022050908/568135e3550346895d9d54c3/html5/thumbnails/19.jpg)
Eletrofisiologia A. C. Cassola 19
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![Page 20: Diferenças de Potencial elétrico nas membranas celulares de membrana](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022050908/568135e3550346895d9d54c3/html5/thumbnails/20.jpg)
Eletrofisiologia A. C. Cassola 20
Prêmio Nobel de 1963
Alan LLoyd Hodgkin
1914-1998
Andrew Fielding Huxley
1917- John Carew Eccles
1903-1997
![Page 21: Diferenças de Potencial elétrico nas membranas celulares de membrana](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022050908/568135e3550346895d9d54c3/html5/thumbnails/21.jpg)
Eletrofisiologia A. C. Cassola 21
10m
“Patch clamping”
![Page 22: Diferenças de Potencial elétrico nas membranas celulares de membrana](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022050908/568135e3550346895d9d54c3/html5/thumbnails/22.jpg)
Eletrofisiologia A. C. Cassola 22
![Page 23: Diferenças de Potencial elétrico nas membranas celulares de membrana](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022050908/568135e3550346895d9d54c3/html5/thumbnails/23.jpg)
Eletrofisiologia A. C. Cassola 23
“Patch clamp: Configurações
![Page 24: Diferenças de Potencial elétrico nas membranas celulares de membrana](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022050908/568135e3550346895d9d54c3/html5/thumbnails/24.jpg)
Eletrofisiologia A. C. Cassola 24
![Page 25: Diferenças de Potencial elétrico nas membranas celulares de membrana](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022050908/568135e3550346895d9d54c3/html5/thumbnails/25.jpg)
Eletrofisiologia A. C. Cassola 25
Era “patch clamp”
19
52
Hodgkin
,Huxle
y
19
02
B
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stein
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Galv
an
i 19
81
Sakm
ann e
N
eher
Prêmio Nobel de 1991
Erwin Neher, 1944-
B. Sakmann, 1942-