Eletrofisiologia 5A. C. Cassola1 Excitabilidade Elétrica das Células.
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Eletrofisiologia 5 A. C. Cassola 1
Excitabilidade Elétrica das Células
Eletrofisiologia 5 A. C. Cassola 2
Eletrofisiologia: Pré-História
Luigi Galvani:
1737-1798
Eletrofisiologia 5 A. C. Cassola 3
Excitabilidade Elétrica das Células
• 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
Eletrofisiologia 5 A. C. Cassola 5
++++ +++ + ++++ ++
Potencial de ação como resposta local, registrada no compartimento intracelular
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1050Time (ms)
(mV
)
-80
-60
-40
-20
0
20
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POTENCIAL DE AÇÃO
1. resposta local
2. propagação
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Potencial de ação: Circuito elétrico equivalente para a membrana
Cm
gCl
gK
ic ex
gNa
i
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Potencial de ação: Fenomenologia da resposta local
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Excitabilidade: potenciais de ação
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O Potencial de Ação
Reversão da polaridade
Limiar
Pós-potencial
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Potenciais de ação: Limiar
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Potenciais de ação: Períodos refratários
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Mecanismos iônicos da resposta local
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Oscilações da diferença de potencial elétrico nas células são determinados primariamente pela transferência de carga pelo
fluxo de íons através de canais
][
]][[ln0 ATP
PADPRTGG
PADPATP
iATP
iHOH
ATP
3Na+2K+
ADP+P
[K]=110mM
[Na+]=10mM
[Na+]=135mM
[K+]= 4mM
-
-
+
+
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Gênese dos Potenciais de membrana
(Medidas intracelulares no axônio gigante de lula)
iCliNaeK
eCliNaiKm ClPNaPKP
ClPNaPKP
F
RTV ln
19
02
B
ern
stein
17
80
Galv
an
i 19
52
Hodgkin
,Huxle
y
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Gênese dos Potenciais de membrana
(Medidas intracelulares no axônio gigante de lula)
iCliNaeK
eCliNaiKm ClPNaPKP
ClPNaPKP
F
RTV ln
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Mas a membrana permeável a vários íons....
....0
0
0
ClNaKm
m
m
IIIIdt
dQdt
dV
seC
QV
exClexNaexK
exClicNaicKm ClPNaPKP
ClPNaPKP
F
RTV
ln
Equação de Hodgkin-Katz-Goldman, considerados apenas os efeitos de íons monovalentes
)(
][
][ln
miii
ex
ici
VEGI
i
i
zF
RTE
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Fixação de voltagem
10m
Vc
Vm
i
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Correntes iônicas que causam o potencial de ação em axônios
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Condutâncias dependentes de voltagem em axônios
im
ii EV
IG
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Esquemas cinéticos para os canais
Na
FNa
A I
Canais para Na+
K
FK
A
Canais para K+
F
AF
A
I
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Cinéticas das condutâncias: a potássio
K
FK
A
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Cinéticas das condutâncias: sódio
Na
FNa
A I
K(Vm,t)
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INav
0
1 nA
1 ms
0 mV
-110 mV
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Relações I-V
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Modelo de Hodgkin-Huxley
Condutância a K+
KmKK
t
n
nn
n
nnn
nn
KK
EVgnI
ennntn
nn
dt
dn
n
nndt
dn
nn
gng
n
n
n
max4
0
max4
)(
1
1
1
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Modelo de Hodgkin-Huxley
m
m
t
n
mm
m
mmm
mm
m
emmmtm
nn
dt
dn
m
mmdt
dm
mm
0)(
1
1
1
max3NaNa hgmg Condutância a Na+
Ativação (m) Inativação (h)
h
h
t
h
hh
h
hhh
hh
h
ehhhth
hh
dt
dh
h
hhdt
dh
hh
0)(
1
1
1
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Modelo de Hodgkin-Huxley
m
Tm
LLKKNaNaT
C
I
dt
dV
EVgEVgnEVhgmI
)(max4max3
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Prêmio Nobel de 1963
Alan LLoyd Hodgkin
1914-1998
Andrew Fielding Huxley
1917- John Carew Eccles
1903-1997
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Super-família dos canais dependentes de voltagem
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“Gating” do Canal
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Ativação – Inativação
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Filogenia dos KV
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Canal para Na - filogenia