BMF-BIOPOTÊNCIAL

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BMF - BIOPOTÊNCIAL - POTÊNCIAL 
DE MEMBRANA  
GUYTON - PG 206 
 
COMUNICAÇÃO CELULAR 
 
COMUNICAÇÃO INTERCELULAR 
 
Qual a diferença entre potencial de membrana em repouso e potencial 
de ação ? 
 
Potencial de Membrana em Repouso 
 
-Antes do início do potencial de ação 
 
-A membrana está polarizada durante esse estágio 
 
-A importância desse potencial para as células e funções orgânicas por 
que precisa haver a contração e o relaxamento 
-Condição necessária para que a célula exerça suas funções 
específicas no organismo. 
 
POTENCIAL DE MEMBRANA EM REPOUSO 
-Nas células em repouso há o acúmulo de cargas positivas do lado 
externo da membrana e um acúmulo de cargas negativas do lado 
interno da membrana. 
-Esta separação de cargas através da membrana é originada a partir do 
movimento de íons pelos canais iônicos e é responsável pela diferença 
de potencial elétrico, denominada Potencial de Repouso da Membrana 
(DDP ou Vm), característica de todas as células vivas. 
 
 
POTENCIAIS DE MEMBRANA CAUSADOS PELA CONCENTRAÇÃO 
DE ÍONS 
Diferenças através de uma Membrana Permeável Seletivamente 
 
POTÁSSIO K+ 
-A concentração de K+ é ​maior na face interna​ da membrana da fibra 
nervosa, e ​muito baixa na face externa 
-Pelo alto gradiente de concentração do potássio de dentro para fora da 
membrana, existe forte tendência para que um maior número de íons k+ 
se difunda para fora. 
-Quando o fazem, eles levam cargas elétricas positivas para o exterior, 
criando assim eletropositividade da face externa da membrana e 
eletronegatividade na interna, por causa dos ânions negativos que 
permanecem no interior, não se difundindo para fora com o k+. 
-Em cerca de um milissegundo, a diferença de potencial entre as partes 
interna e externa, chamada ​potencial de difusão, ​passa a ser 
suficientemente grande para bloquear a difusão efetiva do k+ para o 
exterior, apesar do alto gradiente de concentração dos íons k+. 
 
SÓDIO Na+ 
-Despolarização - excitação da célula até entrar no potencial de ação 
 
REPOUSO 
-Estado de eletronegatividade (meio intracelular) e Estado de 
eletropositividade (meio extracelular) - Estado de potencial de 
membrana em repouso 
 
-Depende da concentração dos íons 
 
DIFERENÇAS ENTRE CARGAS ELÉTRICAS 
Gradiente de Concentração 
-Diferença de concentração (quantidade) de moléculas entre o meio 
interno e externo. 
-Extracelular - Sódio 
-Intracelular - Potássio 
 
-Difusão de transporte passivo 
- maior concentração para menor concentração 
 
-Difusão de transporte Ativo 
- menor concentração para maior concentração - precisa de uma bomba 
- gasto de ATP 
 
 ​Gradiente Elétrico (Potencial Elétrico) 
-Quanto maior a diferença, maior a tendência do íon se movimentar 
-Diferença de carga entre o meio interno e externo da célula 
-Diferença de cargas 
 
-Intracelular 
- eletronegatividade 
- Há proteínas que carregam cargas negativas, mesmo tendo o K+ com 
cargas positivas, se consegue promover a eletronegatividade 
 
-Extracelular 
- eletropositividade 
 
GRADIENTE ELETROQUÍMICO 
-Gradiente de concentração + Gradiente elétrico 
 
Polarizada 
- Célula negativa - há várias proteínas no meio intracelular que ficam 
organizadas na membrana plasmática da célula. 
 
Despolarizada 
- Célula positiva - muita proteína carregada negativamente que atrai 
muito íons de cálcio carregados negativamente 
 
 
 
 
 
BIOPOTENCIAIS (potencial de membrana) 
COMO UM ORGANISMO VIVO PRODUZEM SINAIS ELÉTRICOS ? 
-Por meio de breves e controladas mudanças na permeabilidade de 
suas membranas celulares 
 
-Os canais iônicos consistem em moléculas protéicas organizadas para 
formar poros preenchidos por água, que se estendem pela membrana, 
podendo ocorrer nos estados Aberto, Fechado e Inativado. 
 
-Passagem de íons específicos, através da alteração das cargas 
brevemente é de forma controlada se consegue a potencial de ação 
 
-Se depende de um estímulo para de alternar a carga 
 
-Quando se alterna as cargas eu consigo gerar um sinal elétrico 
 
Qual íon tem maior concentração intracelular? 
POTÁSSIO - K+ - mais permeável pela membrana - respiração celular - 
atrai mais água 
K+ é mais permeável e tem a maior condutância 
 
Qual íon tem maior concentração extracelular? 
SÓDIO - Na+ - menos permeável pela membrana 
-A resistência da membrana para passagem do sódio Na+ é maior que a 
passagem do K+. 
 
No repouso qual meio possui eletronegatividade e eletropositividade? 
Eletropositividade - extracelular 
Eletronegatividade - intracelular 
 
BOMBA SÓDIO E POTÁSSIO 
-3 sódios Na+ para fora 
-2 Potássio K+ para dentro 
-A bomba de sódio e potássio é fundamental para que ocorra a 
manutenção do potencial de repouso. 
 
-Se precisa da bomba porque é contra o gradiente de concentração 
 
-Controla tudo para manter o retorno de Potássio 
 
-O potássio sai mais rápido do se entra o sódio pois é mais permeável 
 
-A resistência do potássio é bem menor se comparado ao sódio 
 
BIOPOTENCIAIS (potencial de membrana) 
Potencial elétrico (E) 
-Resultam da separação das cargas opostas (medidas em milivolts) 
 
Condutância (g) 
-Medida da capacidade das cargas de se moverem através de uma 
membrana e está inversamente relacionada à resistência. g = 1/R 
-facilidade na condução 
-mais resistência menor condutância 
-capacidade das cargas e dos componentes passarem 
 
Resistência (R) 
-Medida de impedimento para o movimento de partículas carregadas 
-medida de impedimento 
-A capacidade de uma membrana em transportar íons pode ser 
quantificada por um parâmetro físico: FLUXO 
 
TRANSPORTE DE ÍONS ATRAVÉS DA MEMBRANA 
FLUXO DE ÍONS 
-Quantidade de um íons que passa pela membrana (espaço) em um 
dado intervalo de tempo. 
 
 
 
FLUXOS RESULTANTES 
-O que consegue se medir é a diferença entre os fluxos que estão 
ocorrendo em sentidos opostos. 
-Se os fluxos opostos forem iguais o fluxo resultante é igual a zero. 
 
-Quanto maior a diferença de concentração, maior será o transporte 
 
 
 
COMO ANALISAR O TRANSPORTE DE ÍONS ATRAVÉS DA 
MEMBRANA ? 
-Os íons apresentam cargas elétricas 
-Movimentos de íons = movimentos de cargas 
-Quanto maior a quantidade de íons que atravessa a membrana em um 
dado intervalo de tempo (quanto maior o fluxo resultante) maior é a 
quantidade de carga que atravessa a membrana. 
 
LEI DE Ohm 
-Descreve a relação entre diferença de potencial, corrente e resistência 
e é expressa na equação: I (corrente) = E (diferença de potencial)/R 
(resistência) - ​I=E/R 
 
Quais são as forças que agem sobre os íons para sua difusão pela 
membrana ? 
-Gradiente de Concentração - Força Química 
-Gradiente Eletrostático - Força Elétrica 
-Difusão passiva para despolarizar 
-Para se voltar a polaridade será por difusão ativa 
-Membrana em repouso se encontra Polarizada 
 
Como ocorre a difusão de um íon pela membrana? 
-Canais altamente seletivos 
-Encontrados nos estados Aberto, Fechado ou Inativado 
-Alguns canais ficam o tempo todo abertos (vazamento), outros só se 
abrem em resposta a um sinal 
 
-Diferenças de concentração (gradiente químico) e de potencial elétrico 
(gradiente elétrico) fazem com que um íon se movimente mais em um 
sentido que em outro. 
-Se não houver diferença de potencial químico (gradiente químico), 
então quanto maior a diferença do potencial elétrico (gradiente elétrico), 
maior a tendência do íon se movimentar. 
 
 
PRESSÃO 
-Soma de todas as forças das diferentes moléculas que se chocam com 
a determinada área de superfície em certo instante. 
 
-Ao ter uma pressão maior em um lado da membrana do que no outro 
lado, significa que a soma de todas as forças das moléculas se 
chocando contra um canal em um lado da membrana é maior que do 
outro lado. 
 
POTENCIAL ELETROQUÍMICO DO ÍON 
Como saber p potencial eletroquímico do íon? ​(Como eu sei se a 
tendência do íon é de entrada ou saída da célula?) 
 
-Através da Equação de Nernst 
-Prediz o fluxo resultante de íons pelas mambranas 
-Determina o fluxo de um canal permeávelpor um único íon 
-Potencial de equilíbrio de um íon 
 
EQUAÇÃO DE NERNST 
-Potencial de equilíbrio de um íon 
-Descreve a relação do Potencial de Difusão com a diferença de 
concentração de Íons através de uma Membrana 
-Difusão efetiva de um íon em particular 
-O valor do potencial de difusão na membrana que se opõe exatamente 
ao da difusão efetiva de um íon em particular através da membrana. 
-O potencial de Nernst É determinado pela proporção entre as 
concentrações desse íon específico nos dois lados da membrana. 
-Quanto maior essa proporção, maior será a tendência para que o íon 
se difunda em uma direção e consequentemente maior o potencial de 
Nernst para evitar difusão efetiva adicional. 
 
Equação de Goldman (-70mV) 
-Potencial de repouso é determinado por dois ou mais íons. 
-Utiliza-se para calcular o Potencial de Difusão quando a membrana é 
permeável a vários íons diferentes. 
-Difusão de mais de um íon 
-Potencial de repouso é determinado por dois ou mais íons 
-Quando a membrana é permeável a vários íons diferentes, o potencial 
de difusão que se desenvolve depende de três fatores: 
1)Polaridade das cargas elétricas de cada íon 
2)Permeabilidade da membrana (P) 
3)As concentrações ( C ) dos respectivos íons no lado interno (i) e no 
lado externo (e) da membrana. 
Os íons de sódio, potássio e cloreto são os íons mais importantes 
envolvidos no desenvolvimento dos potenciais de membrana nas fibras 
musculares e nervosas. 
 
 
POTENCIAL DE EQUILÍBRIO DO POTÁSSIO K+ 
-Intracelular = 150 mM 
-Extracelular = 5mM 
-​Gradiente Químico - ​Intracelular para extracelular 
-​Gradiente Elétrico - ​Extracelular para intracelular 
- 94 mV​ - Quando a diferença de potencial pela membrana alcança essa 
voltagem, o fluxo resultante de potássio K+ é igual a zero. 
-Equilíbrio = Quando não há fluxo resultante 
-Se a célula fosse permeável somente ao potássio, seu potencial de 
membrana seria igual ao potencial de equilíbrio do potássio = -94mV 
 
 
 
POTENCIAL DE REVERSÃO 
-Havendo canais para o potássio na membrana, haveria um fluxo 
resultante desse íon para fora da célula até atingir seu potencial de 
equilíbrio e então, ao chegar nessa voltagem ​-94mV​, seu fluxo 
resultante seria zero. 
Tanto o potássio quanto o sódio contribuem para o potencial de 
equilíbrio da membrana 
 
POTENCIAL DE EQUILÍBRIO DO SÓDIO Na+ 
+ ​61mV​ - Quando a diferença de potencial pela membrana alcança essa 
voltagem, o fluxo resultante de sódio é igual a zero. 
-Intracelular = 15mM 
-Extracelular = 145mM 
-​Gradiente Químico - ​Extracelular para Intracelular 
-​Gradiente Elétrico - ​Extracelular para Intracelular 
 
POTENCIAL DE REVERSÃO 
-Havendo canais para o sódio na membrana, haveria um fluxo 
resultante desse íon para dentro da célula até atingir seu potencial de 
equilíbrio e então, ao chegar nessa voltagem ​+61mV​, seu fluxo 
resultante seria zero. 
 
Diferenças através de uma Membrana Permeável Seletivamente 
-​A concentração de potássio é maior na face interna ​da membrana 
da fibra nervosa, mas bastante baixa na sua ​face externa​. 
-Por causa do alto gradiente de concentração do potássio, de 
dentro para fora, existe forte tendência para que um maior número 
de íons potássio se difunda para fora através da membrana. 
-Quando o fazem, eles levam cargas elétricas positivas para o 
exterior, criando assim eletropositividade da face externa da 
membrana e eletronegatividade na interna, por causa dos ânions 
negativos que permanecem no interior, não se difundindo para fora 
com o potássio. 
-Em cerca de um milissegundo, a diferença de potencial entre as 
partes interna e externa, chamada ​potencial de difusão , passa a 
ser suficientemente grande para bloquear a difusão efetiva do 
potássio para o exterior, apesar do alto gradiente de concentração 
dos íons potássio. 
 
 
BIOPOTENCIAIS (potencial de membrana) 
A condutância é maior do potássio K+ ou sódio Na+? 
-Potássio K+ 
 
1)A condutância ao potássio é muito maior do que a condutância ao 
sódio 
2)A resistência da membrana ao potássio é muito menor do que a 
resistência ao sódio 
 
-​Durante o período de repouso, antes do início do potencial de ação, 
a condutância do potássio é mostrada como sendo de 50 a 100 
vezes maior que a do sódio. 
-Isso é causado pelo maior vazamento de íons potássio que de íons 
sódio pelos canais de vazamento. 
-Com o início do potencial de ação, os canais de sódio ficam 
instantaneamente ativados, permitindo aumento de 5.000 
vezes da condutância do sódio. 
O potencial de membrana real será próximo ao potencial de 
equilíbrio do íon com maior permeabilidade (aquele que pode 
atravessar a membrana mais facilmente). 
-70mV