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RFA 02 POTENCIAIS DE MEMBRANA E DE AÇÃO. Reinaldo O. Sieiro. FEM (mV) = +/- log Concentração LIC / Concentraçào LEC. EQUAÇÃO DE NERST.
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RFA 02 POTENCIAIS DE MEMBRANA E DE AÇÃO Reinaldo O. Sieiro
FEM (mV) = +/- log Concentração LIC / Concentraçào LEC EQUAÇÃO DE NERST Equação de Nernst – Valor do potencial, entre as duas faces da membrana, que impede a difusão efetiva de um íon em qualquer direção através dessa membrana. Sua grandeza é proporcional às diferenças iônicas através da membrana..
A MEMBRANA CELULAR COMO UM CAPACITOR ELÉTRICO - A camada lipídica funciona como um dielétrico.- A capacitância de um capacitor é inversamente proporcional à sua espessura. - Pela sua espessura (7 nm), sua capacidade é enorme para sua área.
POTENCIAL DE MEMBRANA -POTENCIAL DE DIFUSÃO DO K+ = 35 : 1 = 1.54 X –61 = -94 mV - POTENCIAL DE DIFUSÃO DO NA+ = 14 : 140 LOG 0.1 = -1 X –61 = +61 mV - POTENCIAL DE MEMBRANA ( NA + K+ ) = - 86 mV
POTENCIAL DE MEMBRANA - PERMEABILIDADE DA MEMBRANA 100 X MAIOR AO K+ QUE AO NA+ (VOLUME HIDRATADO DO ÍON) - POTENCIAL BOMBA DE NA+ /K+ = -4 mV ( 3NA+ : 2K+) BOMBA ELETROGÊNCIA
POTENCIAL DE MEMBRANA - OS ÍONS NEGATIVOS – ÂNIONS (NÃO DIFUSÍVEIS ) TÊM INFLUÊNCIA NA GERAÇÃO DO POTENCIAL DE MEMBRANA.
POTENCIAIS DE AÇÃO CANAIS IÔNICOS – sódio, potássio, cálcio
Canais Na + - Voltagem dependente para fechamento / abertura das compotas. - Aumenta a permeabilidade 500 – 5000 vezes quando ativados. - Sua compota de inativação só se reabrirá após o potencial de membrana ter retornado ou chegar muito próximo ao valor do potencial de repouso da membrana . (período refratário) - São poros com carga negativa com baixa energia de hidratação facilitando a permeabilidade ao Na+
Canais Na + - A PERMEABILIDADE DOS CANAIS DE NA+ É AUMENTADA PELA DEFICIÊNCIA DE CA++ NO LEC . - OS ÍONS CA++ SE LIGAM ÀS SUPERFÍCIES EXTERNAS DAS MOLÉCULAS PROTEICAS DOS CANAIS DE NA+. SUAS CARGAS POSITIVAS ALTERAM A VOLTAGEM DO CANAL,DIFICULTANDO SUA ABERTURA. - OS CANAIS DE NA++ PODEM SER BLOQUEADOS PELA TETRODOXINA.
Canais K + - SÓ SE ABREM APÓS O INÍCIO DO FECHAMENTO DOS CANAIS DE NA+ - SUA ABERTURA É MAIS LENTA QUE OS CANAIS DE NA+ - SÃO POROS SEM CARGA, IMPERMEÁVEIS AOS NA+ DEVIDO À SUA GRANDE ENERGIA DE HIDRATAÇÃO
Canais K + - SÃO MUITO PERMEÁVEIS AO K+ DEVIDO À SUA BAIXA ENERGIA DE HIDRATAÇÃO - PODEM SER BLOQUEADOS PELO ÍON TETRAETILAMÔNIO - EM REPOUSO A PERMEABILIDADE AOS ÍONS K+ É 50 – 100 VEZES MAIOR QUE AOS ÍONS NA+
Canais Ca + + - VOLTAGEM DEPENDENTE. - SÃO MUITO PERMEÁVEISAO NA+ ASSIM COMO AO CA++. - SÃO TAMBÉM CHAMADOS CANAIS DE CA++ // NA+ - TÊM ATIVAÇÃO LENTA (10- 20 VEZES MAIS LENTOS QUE OS CANAIS DE NA+) - SÃO POR ISTO CHAMADOS DE CANAIS LENTOS E OS CANAIS DE NA+, CANAIS RÁPIDOS - SÃO NUMEROSOS NOS MÚSCULOS CARDÍACO E LISO.
Canais Ca - VOLTAGEM DEPENDENTE. - SÃO MUITO PERMEÁVEISAO NA+ ASSIM COMO AO CA++. - SÃO TAMBÉM CHAMADOS CANAIS DE CA++ // NA+ - TÊM ATIVAÇÃO LENTA (10- 20 VEZES MAIS LENTOS QUE OS CANAIS DE NA+) - SÃO POR ISTO CHAMADOS DE CANAIS LENTOS E OS CANAIS DE NA+, CANAIS RÁPIDOS - SÃO NUMEROSOS NOS MÚSCULOS CARDÍACO E LISO.
POTENCIAIS DE AÇÃO E T A P A S
Etapas Potencial de Ação - ATIVAÇÃO DA MEMBRANA POR ESTÍMULO LIMIAR QUÍMICO, MECÂNICO OU ELÉTRICO. - AUMENTO DA PERMEABILIDADE DA MEMBRANA AO NA+ 5000 VEZES- INATIVAÇÃO DOS CANAIS DE NA+ - AUMENTO LENTO NA ABERTURA DOS CANAIS DE K+ - RETORNO DO POTENCIAL AOS NÍVEIS DE REPOUSO - FECHAMENTO DOS CANAIS DE K+
POTENCIAIS DE AÇÃO O PLATÔ NO POTENCIAL DE AÇÃO DO MÚSCULO CARDÍACO E LISO
CONCEITOS BÁSICOS IMPORTANTES PÓS POTENCIAL POSITIVO = SAÍDA EXCESSIVA DE K+ DEVIDO AO FECHAMENTO LENTO DOS CANAIS DE K+ IMPULSO NERVOSO OU MUSCULAR = PROPAGAÇÃO DOS POTENCIAIS DE AÇÃO DIREÇÃO DA PROPAGAÇÀO = NOS DOIS SENTIDOS A PARTIR DO PONTO ESTIMULADO PRINÍPIO DO TUDO OU NADA = UMA VEZ ESTIMULADA, UMA FIBRA SERÁ TODA ELA DESPOLARIZADA SE O ESTÍMULO FOR LIMIAR, OU NÃO O FARÁ SE FOR SUBLIMIAR
SE A BOMBA DE NA/ K+ DEIXAR DE FUNCIONAR, PODERÁ HAVER POTENCIAL DE AÇÃO?
NA GERAÇÃO DE UM ÚNICO POTENCIAL, APENAS UMA QUANTIDADE MÍNIMA DE ÍONS PASSA PELA MEMBRANA. SEM NECESSIDADE DA BOMBA DE ( NA+ // K+ ) RECARREGAR A MEMBRANA, SERIA POSSÍVEL TRANSMITIR 100.000 A 50.000.000 DE IMPULSOS
CAPACIDADE DE TODO TECIDO EXCITÁVEL DESDE QUE O LIMIAR DE EXCITABILIDADE DIMINUA (P.EX. A ↓ CA++) . HÁ ALTA PERMEABILIDADE AOS NA+. OCORRE: CORAÇÃO, MÚSCULOS LISOS E ALGUNS NEURÔNIOS DO SNC.
- FATORES QUE AUMENTAM A EXCITABILIDADE DA MEMBRANA: * CA++ - FATORES QUE DIMINUEM A EXCITABILIDADE DA MEMBRANA: * K+ (HIPERPOLARIZAÇÃO), CA++, ANESTÉSICOS LOCAIS - A VELOCIDADE DA ATIVAÇÃO DA BOMBA DE N+/K+ DEPENDE DAS VARIAÇÕES NAS CONCENTRAÇÕES IÔNICAS.
- DIFUSÃO LENTA DE ÍONS CA++ E TAMBÉM SÓDIO PELOS CANAIS LENTOS - ABERTURA LENTA DOS CANAIS DE K+ VOLTAGEM DEPENDENTES
RITMICIDADE DOS TECIDOS EXCITÁVEIS (O SISTEMA DE CONDUÇÃO DO CORAÇÃO, ALGUNS MÚSCULOS LISOS E MUITOS NEURÔNIOS DOS SNC): * AS MEMBRANAS SÃO NATURALMENTE PERMEÁVEIS AOS NA (POTENCIAL DE REPOUSO –60 A = -70 MV) O QUE IMPEDE O FECHAMENTO COMPLETO DOS CANIS DE NA+ / CA+ (CANAIS LENTOS).
EX. AXÔNIO GIGANTE DE LULA DIÂMTERO DE 500 mm (AMIELÍNICO) VEL 25 m/s FIBRA NERVOSA HUMANA DIAMETRO 10 mm = VEL 0.5 m/s (SE NÃO FOSSE MIELINIZADA) O REFLEXO DE RETIRADA DO PÉ SOBRE UMA BRASA LEVARIA 4 s. A VELOCIDADE COM A FIBRA MIELINIZADA = 50 m/s
* CONDUÇÃO SALTATÓRIA:OS ÍONS NÃO SE DIFUNDEM ATRAVÉS DA BAINHADE MIELINA, MAS O FAZEM NOS NODOS DE RANVIER. * SOMENTE NOS NODOS OCORREM OS PONTECIAIS DE AÇÃO. * ESTA TRANSMISSÃO É 50 VEZES MAIS RÁPIDA.
Período refratário: Absoluto / Relativo devido à inatividade dos canais de Na+
Inibição da excitabilidade da membrana (atuam nas compotas dos canais de Na+) = anestésicos locais e alta concentrações de Ca++ no LEC.
JÁ QUE O POTENCIAL DE AÇÃO É UM PROCESSO PASSIVO QUAL A IMPORTÂNCIA DA BOMBA DE NA+ / K+?
Inibição da excitabilidade da membrana (atuam nas compotas dos canais de Na+) = anestésicos locais e alta concentrações de Ca++ no LEC.
QUAL A IMPORTÂNCIA DO PLATÔ NA FISIOLOGIA DO MÚSCULO CARDÍACO?
UM PACIENTE COM ÚLCERA DUODENAL CRÔNICA (ESTENOSADA) CHEGA AO HOSPITAL COM VÔMITOS E DESNUTRIÇÃO. A) COMO SE ESPERA QUE ESTEJA O POTENCIAL DE MEMBRANA DESTE PACIENTE?
(O suco gástrico tem muito K+, principalmente nas células da mucosa ) vômitos ↓ K+ (hiperpolarizaçào) PM > -85 Mv
B) COMO SE ESPERA QUE ESTEJA ESTE PACIENTE SOB PONTO DE VISTA DE ATIVIDADE MUSCULAR?
FRAQUEZA MUSCULAR – MAIOR O ESTÍMULO PARA HAVER INVERSAÃO DO POTENCIAL
C) VOCÊ PERCEBEU A HIPOCALEMIA E DEU K+ EM EXCESSO. COMO ESTARÁ ESTE PACIENTE? – SUPONDO QUE NÃO TENHA TIDO PARADA CARDÍACA.
- ↑ K+ - ↓ POTENCIAL- HÁ BAIXA EXCITABILIDADE PORQUE : ↑ K+ ↑ POS POTENCIAL POSITIVO ↑ PERÍODO REFRATÁRIO FLACIDEZ - A DIMINUIÇÃO DO POTENCIAL DE MEMBRANA ↓ GRADIENTE DE DIFUSÃO AO NA+ - ASSIM O ESTÍMULO TERIA QUE SER ↑↑↑ PARA HAVER POTENCIAL DE AÇÃO E OS ESTÍMULOS QUE LIBERAM ACH NÃO VARIAM PORQUE HOUVE ALTERAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE K+
- ↑ K+ - ↓ POTENCIAL- HÁ BAIXA EXCITABILIDADE PORQUE : ↑ K+ ↑ POS POTENCIAL POSITIVO ↑ PERÍODO REFRATÁRIO FLACIDEZ - A DIMINUIÇÃO DO POTENCIAL DE MEMBRANA ↓ GRADIENTE DE DIFUSÃO AO NA+ - ASSIM O ESTÍMULO TERIA QUE SER ↑↑↑ PARA HAVER POTENCIAL DE AÇÃO E OS ESTÍMULOS QUE LIBERAM ACH NÃO VARIAM PORQUE HOUVE ALTERAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE K+
POR QUE A HIPERPOLARIZAÇÃO DIFICULTA O POTENCIAL DE AÇÃO, JÁ QUE HÁ MAIOR GRADIENTE PARA A DIFUSÃO DO NA+ PARA O LIC?
A) NÃO HÁ AUMENTO DE ACH (NÃO VARIA SUA LIBERAÇÃO COM ALTERAÇÕES DO K LEC. B) JÁ QUE HÁ BAIXA DDE K+, MESMO QUE HAJA AUMENTO DE GRADIENTE DE NA+ PARA O LIC, HÁ GRANDE AUMENTO DE PERMEABILIDADE DE K + PARA O LEC, DIFICULTANDO A INVERSÃO DO POTENCIAL DE MEMBRANA (OVER SHOOT)
POR QUE A HIPERPOLARIZAÇÃO DIFICULTA O POTENCIAL DE AÇÃO, JÁ QUE HÁ MAIOR GRADIENTE PARA A DIFUSÃO DO NA+ PARA O LIC?
UM PACIENTE TRABALHANDO EM AMBIENTE DE ALTA TEMPERATURA (ALTO FORNO)FOI ATENDIDO EM ESTADO DE CHOQUE. TIPO DE CHOQUE - HIPOVOLÊMICO SINTOMATOLOGIA - FLACIDEZ SUDORESE BAIXA DE NA+ BAIXA AMPLITUDE DOS POTENCIAIS DE AÇÃO FLACIDEZ A AMPLITUDE DOS PA DEPENDE [NA+] LEC OU SEJA, DO QUANTO ENTRA NA CÉLULA DURANTE O PA A DURAÇÃO DO PA DEPENDE DA [K+] LEC A ABAIXA DE NA+ LEC DIMINUI O GRADIENTE DE DIFUSÃO PARA O LIC BAIXA AMPLITUDE DO PA FLACIDEZ
UM PACIENTE SUBMETIDO A TIREOIDECTOMIA, NO 2ºDPO APRESENTOU ATIVIDADE MUSCULAR ESPONTÂNEA EM RESPOSTA A PEQUENOS ESTÍMULOS POR QUE? QUAL ÍON DEVERÁ SER DADO PARA MELHORAR ESTE QUADRO CLÍNICO ?
UM PACIENTE TRABALHANDO EM AMBIENTE DE ALTA TEMPERATURA (ALTO FORNO)FOI ATENDIDO EM ESTADO DE CHOQUE. TIPO DE CHOQUE - HIPOVOLÊMICO SINTOMATOLOGIA - FLACIDEZ SUDORESE BAIXA DE NA+ BAIXA AMPLITUDE DOS POTENCIAIS DE AÇÃO FLACIDEZ A AMPLITUDE DOS PA DEPENDE [NA+] LEC OU SEJA, DO QUANTO ENTRA NA CÉLULA DURANTE O PA A DURAÇÃO DO PA DEPENDE DA [K+] LEC A ABAIXA DE NA+ LEC DIMINUI O GRADIENTE DE DIFUSÃO PARA O LIC BAIXA AMPLITUDE DO PA FLACIDEZ
- PODEMOS DIZER QUE QUANTO MAIOR A CRONAXIA DE UMA FIBRA, MAIOR SERÁ SUA EXCITABILIDADE?