Bioeletricidade em Células Vivas

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Sheila Wayszceyk – Medicina XLVIII 
 
 
BIOELETRICIDADE 
 
- Células vivas →diferença de potencial entre os dois lados da membrana 
 Interior → negativo 
 Exterior → positivo 
- Origem potencial → distribuição assimétrica de íons 
- Potencial → duas formas principais: 
1. De repouso 
2. De ação 
 
❖ POTENCIAL DE REPOUSO, TRANSMEMBRANA, REGIME 
ESTACIONÁRIO OU ESTADO FIXO 
- Esse potencial tem sua origem em um mecanismo simples, de alternância 
entre transporte ativo e passivo de pequenos íons 
- Mecanismo de [ ] e o tipo de transporte: 
1ª fase: os íons Na+ entram passivamente na célula, através do gradiente de [ ] 
2ª fase: a célula expulsa esses íons ativamente, ao mesmo tempo que introduz, 
também ativamente, um íon K+ 
3ª fase: esse íon K+ tem grande mobilidade, e volta passivamente para o lado 
externo da membrana, conferindo-lhe carga positiva. Do lado interno, íons 
fosfato e especialmente proteínas aniônicas fornecem carga negativa. 
- As [ ] iônicas intra e extracelular permanecem constantes durante todo o 
tempo 
- Todas as células possuem potencial transmembrana, que desaparece com a 
morte celular 
- Potencial de repouso → -40 mV a -90 mV (variação) 
- Potencial de repouso → fibras nervosas → -65 mV 
- Células nervosas → Na+, K+, Cl- 
- Na+: fora para dentro → passivo K+: dentro para fora → passivo 
 dentro para fora → ativo fora para dentro → ativo 
- Potencial de repouso é um complexo estado de equilíbrio dinâmico 
dependente de 3 fatores: 
 Sheila Wayszceyk – Medicina XLVIII 
 
 
1. Diferente permeabilidade dos íons: durante o potencial de repouso, a 
membrana é 40x mais permeável a K+ que a Na+. Favorece a saída de K+, 
meio interno fica mais negativo. 
2. Íons não difusíveis (fosfato) (proteínas aniônicas → internamente): são 
carregados negativamente, [ ] internamente. 
3. Bomba de Na+-K+: cada vez que a bomba atua, ela retira 3Na+ e coloca 
2K+. Tira 3 cargas positivas e coloca 2 positivas. Repouso carregado 
negativamente internamente. 
 Bombeia sódio → exterior 
 Bombeia potássio → interior 
 
 Déficit de íons positivos no interior 
 
❖ POTENCIAL DE AÇÃO 
- Variação de potencial da membrana com retorno 
- Transmitido impulso nervoso → membrana por fração de segundo → fica 
mais permeável ao sódio 
 Fica mais negativo fora 
 Mais entrada de Na+ e meio interno fica menos negativo 
- Variação rápida do potencial de membrana, seguida por retorno ao potencial 
de repouso 
- Tecidos excitáveis → aplicação de estímulo (químico ou elétrico) → série de 
eventos 
- Despolarização: abertura dos canais de Na+ com penetração de uma 
diminuta quantidade de íons Na+, suficiente para anular a diferença de 
potencial transmembrana. 
 Canais de Na+: mais rápido → responde rápido 
 Canais de K+: resposta lenta 
 Comporta externa: ativação 
 Comporta interna: inativação 
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- Polarização invertida: continua a entrada de Na+, e com um pouco mais 
desses íons, a parte interna da célula fica positiva. 
 A variação de potencial não para em V=0, ela ultrapassa 
assumindo valores positivos (interior da célula fica positivo) 
 O excesso de Na+ que entra na célula vai além do contrabalanço 
de eletronegatividade interna 
 A partir do zero já é polarização invertida 
 Polarização invertida → ultrapassagem 
- Repolarização: logo em seguida, fecham-se os canais de Na+, e o íon K+ sai 
da célula, repolarizando-a. A bomba de sódio se encarrega de expulsar o 
pequeno excesso de íons Na+ que estava no interior da célula, e tudo volta ao 
estado normal. 
 Fecham-se canais de Na+ e abrem-se os de K+ 
 Bomba Na+, K+ corrige as [ ] iônicas 
 Abertura dos canais vide desenho acima em Despolarização 
Observação: velocidade de saída de K+ é rápida, o canal é lento, a resposta 
ao estímulo é lenta. 
 
❖ INICIAÇÃO AO POTENCIAL DE AÇÃO 
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1. Evento: estímulo e abertura dos canais de Na+ 
2. Variação potencial de membrana (-65mv em direção ao zero) 
3. Abertura dos canais de sódio voltagem dependente 
4. Influxo de sódio 
5. Varia potencial de membrana cada vez mais 
6. Mais canais de sódio se abrem 
7. Fechamento dos canais de sódio e abertura dos canais de potássio 
8. Bomba de sódio e potássio 
9. Potencial de repouso 
 
❖ PÓS-POTENCIAL NEGATIVO 
- Atraso na repolarização em função de uma saída excessiva de K+, o que vai 
diminuir o gradiente de K+ 
- A repolarização → rápida →-30/-35 mV 
- -35 mV → -65 mV → mais lenta 
 
❖ PÓS-POTENCIAL POSITIVO 
- Em -65 mV a repolarização continua, atingindo voltagens mais negativas que 
o próprio repouso, caracterizando uma hiperpolarização. 
 A grande corrente de saída de íons K+ pelos canais voltagem 
dependentes de K+ gera temporariamente um potencial mais negativo do que o 
potencial de membrana. Esse fenômeno é conhecido como hiperpolarização. 
 Nesse ponto, as comportas inibitórias dos canais voltagem 
dependentes de K+ se fecham e o potencial de membrana volta a ser 
comandado pelos canais de repouso de K+. 
 As bombas de Na+-K+ continuam bombeando íons Na+ 
para fora e íons K+ para dentro, prevenindo dessa forma a perda do potencial 
de repouso de membrana a longo prazo. 
 O potencial de repouso de -65 mV é restabelecido e o 
neurônio é considerado repolarizado. 
 
❖ LIMIAR PARA INICIAÇÃO DO POTENCIAL DE AÇÃO 
- É uma pequena variação do potencial suficiente para que aconteça ativação 
em cascata de abertura dos canais de Na+ 
 
❖ LEI DO TUDO OU NADA 
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- Se o limiar não for atingido, ou seja, a despolarização ou o influxo de sódio 
não forem suficientemente fortes, não ocorre o potencial de ação. 
- Só existe de uma forma, depende da intensidade do estímulo, tem que ser 
suficiente para atingir o limiar. 
 
❖ PLATÔ 
- Impede que a repolarização aconteça imediatamente após a polarização 
invertida 
- Um potencial de ação é uma alteração rápida na polaridade da tensão 
elétrica, de menos para mais e de volta para menos. Esse ciclo completo dura 
poucos milissegundos. 
 Cada ciclo, e, portanto, cada potencial de ação possui uma fase 
ascendente, uma fase descendente e, ainda, uma curva de tensão elétrica 
inferior a do potencial de repouso de membrana. 
 Em fibras musculares cardíacas especializadas, uma fase de 
platô, com tensão elétrica intermediária pode preceder a fase descendente 
 Potencial de ação no músculo cardíaco 
 Gráfico: 
 
 
❖ RITIMICIDADE (DESCARGA REPETITIVA) 
- Descarga rítmica como os batimentos cardíacos e a frequência respiratória 
- Auto-excitáveis 
- Membrana (estado natural) deve ser permeável aos íons sódio para a 
despolarização automática 
 
❖ PERÍODO REFRATÁRIO 
- Célula não responde a novos estímulos 
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- 2º potencial de ação não vai acontecer enquanto a membrana estiver 
despolarizada 
- Condição: potencial de membrana retorna ao potencial de repouso ou quase 
- Período refratário absoluto: incapaz de gerar outro potencial de ação e 
independe da intensidade do estímulo já que ele não é suficiente para abrir 
canais de Na+ e assim não acontece um 2º potencial 
- Período refratário relativo: necessário um estímulo mais intenso que o normal 
para gerar potencial de ação 
 Mais próximo do potencial de repouso 
 Poderia abrir canais de Na+ e gerar 2º potencial 
 
❖ PROPAGAÇÃO DE POTENCIAL DE AÇÃO 
- Existem dois sentidos: 
1. Dendritos → corpo celular → axônio (propagação ortodrômica → natural) → 
ocorre em neurôniose gliais 
2. Axônio → corpo celular → dendritos (antidrômica) → só em gliais 
- Ortodrômica: condução no sentido naturalmente programado para o nervo 
- Antidrômica: propagação em sentido contrário 
 
❖ VARIAÇÕES NO POTENCIAL DE REPOUSO E POTENCIAL DE 
AÇÃO EM FUNÇÃO DAS CONDIÇÕES DO SISTEMA 
- Aumento da [ ] externa de K+, diminui PR de -65 mV até 0 (fica menos 
negativo) 
- Diminuição da [ ] externa de Na+, diminui PA, pois diminui a quantidade 
disponível de Na+ para entrar 
- Substâncias que bloqueiam os canais de Na+, bomba de Na+ e ocupam os 
receptores, alteram o PR e PA 
 Ex: anestésicos locais, que bloqueiam temporariamente os 
canais de Na+ não ocorrendo resposta a dor e impedindo o potencial de 
transmissão. 
 
❖ NEURÔNIO 
- Unidade funcional do SN 
- Codifica tudo o que sentimos e pensamos 
 Sheila Wayszceyk – Medicina XLVIII 
 
 
- Membrana excitável que pode produzir, conduzir e transferir o impulso. 
- Constituição: corpo celular 
 Dendritos 
 Axônio 
 
- Dendrito: recebe informação proveniente de outros neurônios a que se 
associa (70-80% das sinapses nos dendritos) 
 Mais dendritos, mais área para receber informação aferente e 
mais ramificado é o axônio 
- Axônio: saída da informação eferente 
- Telodendro: transmissão da informação proveniente do corpo celular e dos 
dendritos de um neurônio → sinapse 
 Impulsos nervosos entre neurônios 
 Ramificação: aumenta a área de contato com os dendritos e 
possibilidade de sinapses 
- Neurônios se diferenciam das demais células por ter morfologia adaptada 
para o processamento da informação 
- Mielinização: a parte que não tem a bainha, tem o nódulo de Rivier onde 
acontece as trocas iônicas 
- Condução saltatória: aumenta a velocidade de transmissão do impulso e 
diminui o gasto energético 
- Bomba consome 70% do ATP do encéfalo 
- Bainha feita por células gliais 
- Periférico feita por células de Schwan 
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- Esclerose múltipla, uma doença desmielizante: a EM ataca as bainhas de 
mielina dos feixes de axônio do encéfalo, medula espinhal e nervos ópticos. 
 Lesões que se desenvolvem ao redor dos feixes de axônios 
 É dita múltipla porque a doença ataca muitos sítios no 
sistema nervoso ao mesmo tempo 
 Pessoas com EM caracterizam-se por uma diminuição 
marcante da velocidade de condução de seus nervos ópticos 
- Guillain-Barré: doença que ataca a mielina dos nervos periféricos que inervam 
o músculo e a pele. 
 Essa doença pode se seguir a doenças infecciosas ou 
inoculações menores e parece resultar de uma resposta imunitária anômala 
contra a própria mielina 
 Os sintomas derivam diretamente do retardo e/ou falha na 
condução do potencial de ação nos axônios que inervam os músculos. Esse 
déficit de condução pode ser demonstrado clinicamente pelo estímulo elétrico 
de nervos periféricos da pele, medindo-se, então, o tempo decorrido para 
evocar uma resposta.