Download - Fisiologia Humana - Bioeletrogênese
Dinâmica de membranas
› Transporte
Difusão
Transporte mediado
› Potencial de membrana
Exemplos de integração
Tecido nervoso
› Fisiologia da membrana neuronal
Potencial de membrana
Potencial de ação
Ciclo funcional do sistema nervoso
Passivo usa energia cinética das moléculas
› Movimento Browniano muito lento
› Ex: Difusão (gradiente de concentração)
Ex: diferença difusão O2 e CO2 no tecido pulmonar
LIMITAÇÃO substâncias lipofílicas
Transporte mediado por proteínas
› Difusão facilitada moléculas hidrofóbicas ou
carregadas eletricamente
› Transporte Ativo requer energia externa e
transporta contra gradiente de concentração.
Precisa de um TRANSPORTADOR.
Canais abertos ou de vazamento
Canais fechados
com portão
› Ligante
› Voltagem
› Mecânicos
Proteínas transportadoras
› Cotransporte (uniporte, simporte e antiporte)
Exemplo de mecanismo de manutenção
de difusão facilitada – homeostasia da glicemia
Transporte ativo
Primário
Na/K ATPase
“Bomba” Na/K
Essência do potencial
de membrana!
Exemplo de transporte ativo secundário
Especificidade
› Ex: GLUT transporta apenas hexoses
Competição
› Ex: inibição competitiva (maltose X glicose)
Saturação
› Ex: mecanismo renal
“Diferença” de potencial de membrana celular
Potencial de repouso
Conceito de
Potencial de equilíbrio
Potencial de membrana
é dependente do K
E o Na???
Medidas da diferença de potencial elétrico em sistemas biológicos
20mm
Medida intracelular
Diferenças de potencial elétrico geradas por difusão
KCl
100 mM
KCl
10 mM
KCl
100 mM
KCl
10 mM
+
+
-
-
2
1ln
-
zF
RT
1 1 2 2
+
+
-
-
Equação de Nernst
Potencial de Equilíbrio (Eion)
› Sem resultante de
movimentação quanto apenas bicamada lipídica
› Equilíbrio alcançado pela
inserção de canais
› Balânco entre potencial elétrico e gradient de
concentração
4 pontos essenciais
Maiores mudanças elétricas Vm
pequenas mudanças concentração iônica
Sem diferença elétrica resultante final
taxa de movimentação de íons pela membrana Proporcional Vm – Eion
Diferença de concentração conhecida : Potencial de equilíbrio pode ser calculado
› Interior negativo X exterior positivo
Distribuição desigual pela
membrana
› K+ mais concentrado dentro,
Na+ e Ca2+ mais
concentrados fora
Bombas eletrogênicas › Enzima que quebra ATP na presença de sódio
› Bomba de cálcio: mantém Ca+ fora da célula
-65 mV
Mantidas pelas bombas eletrogênicas
Permeabilidade relativa para cada íon no repouso
› Neurônios permeáveis a mais de 1 íon
› Permeabilidade pontual da membrana determina o PM
› Equação de Goldman
Leva em consideração a permeabilidade de cada íon
Vm = 61.5 log Pk [K]o + PNa[Na]o
Pk [K]i + PNa[Na]i
Em repouso, a permeabilidade ao K é cerca de 40 X maior que ao Na
Permeabilidades relativas no
repuso
› PM mais próximo do EK pela
maior permeabilidade ao
K+
› PM sensível ao nível
extracellular de K+
› Elevação extracellular
causa despolarização
Papel do astrócito
› Regulação da [ K+] extracelular
Barreira hemato-
encefálica
Buffer especial do K+
Exemplo interessante: Canais KATP essenciais para a fisiologia
do pâncreas endócrino
Luigi Galvani:
1737-1798
Oscilações da diferença de potencial elétrico, em
escala de tempo de ms, associadas à transdução
sensorial em receptores, à transmissão de
informações em neurônios e células musculares e
à transmissão de informação entre células, nas
sinapses
› Potencial de ação – Resposta tudo ou nada
› Potencial gerador.
Excitabilidade: Repostas graduadas e potenciais
de ação
Potencial graduado
› Distâncias curtas
› Se atingir região integradora neuronal gera PA
› Reflete a intensidade do estímulo (amplitude)
Potencial de ação
› Sinalização de alta velocidade
› Distâncias longas
› Não reflete a intensidade do estímulo
(modulado apenas pela frequência)
0 mV
-80 mV
PK>>PNa
PNa>>PK
PK>>PNa
ENa
EK
tempo
Essência impedir reverberação
Trajeto unidirecional do sinal
Absoluto Relativo
A
B
C
•Gate M = portão de
ativação – abertura imediata
•Gate H – portão de
inativação; Fechamento
lento após
Canais de sódio
Inativação dos canais de sódio
Inativado Aberto Fechado
ativo
Fechado
ativo
Depois do potencial graduado é “tudo ou nada”
Papel do vazamento de corrente e da
Resistência citoplasmática na propagação
Fase 0: Ek para Ena
Fase 1: Transiente de repolarização (I
correção)
Fase 2: G resultante é próximo de 0
Fase 3: Canais de K dep voltagem –
retificadores retardados (repolatização)
Fase 4: Membrana repolarizda
Papel predominante: Ca e K
Sem fases 1 e 2 – sem estado de repouso – Instab
Pot. Membrana (+- -60mV)
Importante1: Presença de canais If (funny), permeáveis ao K e Na instabilidade da
membrana e potencial marcapasso lento
Importante2: Propagação lenta
Somação temporal (importante
para codificação neural
Sem somação temporal (importante
para continuar vivo!!
Relação entre PA e ciclo cardíaco
Lolligo pealeii
Axônio gigante de lula -1 mm de diâmetro -100X mais largo
Tetraethylammonium (TEA) canais K
Tetrodotoxin (TTX) canais Na
Fixação de voltagem