fisiologia humana - bioeletrogênese
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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
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Ciclo funcional do sistema nervoso
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Passivo usa energia cinética das moléculas
› Movimento Browniano muito lento
› Ex: Difusão (gradiente de concentração)
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Ex: diferença difusão O2 e CO2 no tecido pulmonar
LIMITAÇÃO substâncias lipofílicas
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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.
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Canais abertos ou de vazamento
Canais fechados
com portão
› Ligante
› Voltagem
› Mecânicos
Proteínas transportadoras
› Cotransporte (uniporte, simporte e antiporte)
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Exemplo de mecanismo de manutenção
de difusão facilitada – homeostasia da glicemia
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Transporte ativo
Primário
Na/K ATPase
“Bomba” Na/K
Essência do potencial
de membrana!
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Exemplo de transporte ativo secundário
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Especificidade
› Ex: GLUT transporta apenas hexoses
Competição
› Ex: inibição competitiva (maltose X glicose)
Saturação
› Ex: mecanismo renal
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“Diferença” de potencial de membrana celular
Potencial de repouso
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Conceito de
Potencial de equilíbrio
Potencial de membrana
é dependente do K
E o Na???
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Medidas da diferença de potencial elétrico em sistemas biológicos
20mm
Medida intracelular
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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
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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
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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
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› Interior negativo X exterior positivo
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Distribuição desigual pela
membrana
› K+ mais concentrado dentro,
Na+ e Ca2+ mais
concentrados fora
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Bombas eletrogênicas › Enzima que quebra ATP na presença de sódio
› Bomba de cálcio: mantém Ca+ fora da célula
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-65 mV
Mantidas pelas bombas eletrogênicas
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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
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Em repouso, a permeabilidade ao K é cerca de 40 X maior que ao Na
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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
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Papel do astrócito
› Regulação da [ K+] extracelular
Barreira hemato-
encefálica
Buffer especial do K+
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Exemplo interessante: Canais KATP essenciais para a fisiologia
do pâncreas endócrino
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Luigi Galvani:
1737-1798
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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.
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Excitabilidade: Repostas graduadas e potenciais
de ação
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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)
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0 mV
-80 mV
PK>>PNa
PNa>>PK
PK>>PNa
ENa
EK
tempo
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Essência impedir reverberação
Trajeto unidirecional do sinal
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Absoluto Relativo
A
B
C
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•Gate M = portão de
ativação – abertura imediata
•Gate H – portão de
inativação; Fechamento
lento após
Canais de sódio
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Inativação dos canais de sódio
Inativado Aberto Fechado
ativo
Fechado
ativo
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Depois do potencial graduado é “tudo ou nada”
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Papel do vazamento de corrente e da
Resistência citoplasmática na propagação
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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
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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
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Somação temporal (importante
para codificação neural
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Sem somação temporal (importante
para continuar vivo!!
Relação entre PA e ciclo cardíaco
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![Page 76: Fisiologia Humana - Bioeletrogênese](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/563dba11550346aa9aa2693c/html5/thumbnails/76.jpg)
![Page 77: Fisiologia Humana - Bioeletrogênese](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/563dba11550346aa9aa2693c/html5/thumbnails/77.jpg)
Lolligo pealeii
Axônio gigante de lula -1 mm de diâmetro -100X mais largo
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![Page 79: Fisiologia Humana - Bioeletrogênese](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082209/563dba11550346aa9aa2693c/html5/thumbnails/79.jpg)
Tetraethylammonium (TEA) canais K
Tetrodotoxin (TTX) canais Na
Fixação de voltagem
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