NEUROFISIOLOGIA - BIOELETROGÊNESE

[Música] Olá alunos do curso de especialização em neurociências eu sou a professora Susete Maria serute sou docente do departamento de ciências biológicas da Unifesp do campus de Adema Hoje a gente vai abordar o curso eh no módulo básico a disciplina de neurofisiologia com o tema bioeletrogênese os tópicos a serem abordados envolvem o conceito eh de bioeletrogênese as características das células eh nervosas que possibilitam a Gênese dos potenciais elétricos e os tipos específicos de potenciais elétricos e a e a função de cada um deles especificamente relacionadas aos íons envolvidos o primeiro eh tema então abordado que

é o conceito de bioeletrogênese ele é fundamental paraa compreensão da função das células neuronais e como por consequência e do sistema nervoso e e ele considera que e as células excitáveis elas são capazes de gerar fenômenos elétricos eh que fazem com que as células e modifiquem suas funções a partir de uma tensão gerada na membrana celular e e esses eh essa Gênese de potenciais elétricos envolvem o potencial elétrico de repouso e o potencial elétrico de ação quando a gente considera as funções do sistema nervoso é importante eh relembrar que o sistema nervoso ele tem a

função de receber informações né do ambiente externo ou interno através da entrada dessas dessas informações e e também gerar respostas eh que são da de diversas naturezas eh todo o processo de entrada de informação e de gênes e de respostas depende eh de desses potenciais que a gente vai discutir ao longo da aula Além disso é importante considerar que eh a percepção né e a Gênese de respostas que são funções dos potenciais eles podem ser modulados a partir de um fenômeno que é memória e que são assuntos que a gente vai discutir ao longo eh

da [Música] disciplina quando a gente considera as células do sistema nervoso então a gente precisa considerar que e independente eh do local onde elas estão localizadas né se no sistema nervoso central e portanto no encéfalo ou na medula espinal ou no sistema nervoso periférico eh eles têm uma morfologia característica né essas células têm um corpo neuronal e as suas ramificações que são os dendritos e os axônios então é a partir dessa característica comum as células que compõem o sistema nervoso periférico ou Central ou as células que participam da informação sensorial ou motora ou mesmo integrativa

entre essas células eh elas geram potenciais elétricos que dependem da característica da membrana dessas células e é sobre isso que a gente vai discutir tá então todo o fenômeno necessário para converter e para realizar a função seja sensorial integrativa ou motora Ela depende da conversão de energia as elétricas então quando a gente considera né que o sistema nervoso ele é capaz de receber informações do do ambiente a partir de receptores sensoriais que detectam diferentes estímulos no ambiente sejam a luz um evento mecânico uma a presença de uma substância química ou um estímulo sonoro E essas

energias elas precisam ser convertidas na forma que o sistema nervoso entende que é o potencial elétrico então eu falei inicialmente que o sistema nervoso ele gera potenciais elétricos são as células excitáveis que TM essa propriedade de gerar esses potenciais elétricos então é preciso que essa conversão aconteça né Eh e depois novamente a gente vai ver Em outro momento que essa conversão elétrica vai ser transformada novamente vai ser B vai vai ser bi eh convertida novamente em energias eh eletroquímicas A bioeletrogênese então ela envolve né Eh e ela depende da membrana celular então é um fenômeno

que é dependente da do da Constituição da membrana celular tá então aqui a gente tem um exemplo de uma célula nervosa eh e é sua membrana que constitui e a gente vai agora avaliar cada componente desta membrana e de que forma que eles participam dos dos potenciais elétricos a a a gente entra agora no segundo tópico que é características das células nervosas que eh possibilitam A bioeletrogênese tá então a gente precisa lembrar que eh a morfologia do neurônio né portanto a gente tem aqui Um corpo celular com seus prolongamentos dendritos e o seu axônio eh

cada porção desta célula ela é revestida por uma membrana celular que tem características próprias eh que diferem e que fazem com que ela com essa célula receba informações do ambiente que são o que essas setas estão indicando né informação tá chegando nessa célula e essas informações vão ser então convertidas em potenciais elétricos é através da membrana desta célula né que pode estar localizada ou no dendrito eh ou no axônio ou no corpo desta célula que os potenciais são gerados Que tipo de constituinte então existe na membrana que possibilita Esta função então aqui a gente tem

um recorte né de de uma região dos dendritos das células nervosas que mostram que essa membrana celular ela tem ela é constituída por uma matriz bilip que são esses componentes que estão nesta região e por diferentes tipos de proteínas a gente vai hoje discutir um pouquinho desta Matriz lipídica a função na Gênese dos potenciais elétricos e dos das proteínas que atravessam essa membrana e que tem um p que a gente chama de canais eh de membrana tá então aqui só um detalhe mostrando a Constituição da membrana então Eh considerando essa Matriz lipídica ela é importante

porque através dela eh não passam substâncias que TM carga elétrica e se a gente tá discutindo o potencial da célula nervosa em gerar uma corrente elétrica a gente tem que considerar que as substâncias que produzem essa corrente elétrica são substâncias que estão ou no meio extracelular ou no meio intracelular que tem uma carga elétrica e portanto a gente tá falando de íons né essas substâncias elas não são capazes de passar ah na matriz lipídica e portanto elas necessitam desse componente eh proteico Por que que elas não passam através da da Matriz lipídica Exatamente porque esta

Matriz lipídica ela tem uma característica importante ela tem uma região central né que que é constituído pelas Caldas do dos lipídios que elas são não polares Mas elas têm uma porção eh eh eh ligada ao citoplasma ou ao meio extracelular que são carregados eh com uma carga elétrica e que repelem essas substâncias iônicas tá e portanto eh limitam a passagem dos os nessa constituição então aqui tá mostrando Exatamente isso né Essa essa membrana lipídica ela é permeável a várias substâncias que não tem carga ou que tem peso molecular eh menor como gases substâncias hidrofóbicas ou

pequenas moléculas mas ela repele né pela constituição que ela tem moléculas grandes e polares e também as moléculas que são carregadas que são são os IOS que nós vamos eh discutir a função desses iOS na Gênese de potenciais elétricos considerando que eh os íons não são capazes de atravessar a membrana ou a matriz eh lipídica é necessário que a gente tenha na membrana canais iônicos que são as estruturas responsáveis pelos Transportes dos ions e pela Gênese de correntes elétricas eh é importante ressaltar que que a gente tem na membrana das células diferentes tipos de canais

iônicos né então a gente pode ter canais com diferentes proteínas compondo eh essa essa unidade e esses canais são chamados de hetero limos a gente pode ter canais compostos por eh unidades iguais e eles são chamados de canais homol limer e a gente tem ainda o canais compostos por um único peptídeo Além disso nessa porção inferior da figura a gente tem um exemplo de um canal iônico que ele é modulado por proteínas que estão associadas a esse canal né Então não é a única forma de modulação do canal de abertura ou fechamento Desse Canal mas

eh É um tipo é um exemplo a gente vai ver ao longo da aula outros exemplos de estruturas que modulam né o fechamento a abertura do canal e portanto do poro por onde passam Eh esses ions e Ger um corrente através da membrana eh aqui só eh eh retomando né então se se eu considero que eu tenho ao longo do neurônio eh nos dendritos no corpo desta célula eh ou no seu axônio uma membrana que separam separam as estruturas eh internas né citoplasmática do meio extracelular é importante dizer que a diferenciação que acontece é exatamente

pela composição proteica dessa membrana né e não pela Matriz lipídica em especial então é é a composição proteica que vai fazer com que na região de dendritos Eu tenho um tipo específico de corrente elétrica ao longo do corpo eu posso ter outro tipo de de de transporte iônico e no axônio também né esse esse é exatamente o tema que a gente vai eh abordar para entender eh como essa corrente é gerada né Tanto do meio e extracelular para o meio intracelular ou do Meio intracelular para o extracelular é importante que a gente conheça a composição

química desses meios tá e eu gostaria de de destacar inicialmente a composição dos íons né que são os íons mais importantes relacionados às correntes elétricas que que são sódio e potássio além dos os né das proteínas que não se difundem na membrana normalmente Então a gente tem uma difusão Eh que que pode acontecer por fatores pelo controle dos fatores limitantes que são os canais ao longo dessa célula E aí é importante a gente conhecer que normalmente né a gente tem isso deve ser mantido uma alta concentração de íon sódio fora da célula e uma baixa

concentração de í eh nesse mesmo meio eh Em contrapartida para manter um equilíbrio eh eletrolítico a gente tem dentro da célula né no meio intracelular uma baixa concentração do íon sódio e um alto uma alta concentração do íon potássio então isso mostra se a gente olhar os valores que esses íons estão em equilíbrio elétrico no meio intra e extracelular entretanto esse meio Ele é separado por uma membrana E é exatamente a interposição da membrana entre o meio intra e o meio extracelular que faz com que algumas cargas elétricas separem nesse nesse caminho gerando uma diferença

de potencial elétrico ao longo da célula Então a gente tem eh exatamente esta caracterização né a função da membrana eh de separar essas cargas elétricas então Eh ela ela participa dessa distribuição iônica entre o meio intra e extracelular e por ser capaz de separar essas cargas elétricas ela vai participar da Gênese do potencial elétrico tá então eh só um destaque mostrando aqui que eh ao longo né Eh do do do meio extracelular E no meio intracelular As cargas estão em equilíbrio né porque a gente tem um equilíbrio iônico com baixa concentração de de potássio fora

mas eu tenho uma alta concentração de sódio eh e considerando que no meio intracelular eu tenho uma alta concentração de de potássio e uma baixa concentração de sódio Tá bom então a gente vai tentar entender Por que que essa diferenciação acontece em que momento eh esse esse padrão e de de separação de cargas negativas no meio intracelular se estabelece e cargas positivas no meio extracelular existe momento que essa que esse padrão se inverte existe então isso tem a ver com o estado funcional da célula se o potencial elétrico é um potencial característico de uma célula

no seu estado de repouso ou se o potencial é um potencial característico de uma célula no seu estado excitado ou ativado tá como é que a gente conhece né como se se chegou à conclusão de que existia essa diferença de potenciais então existem eh equipamentos que possibilitam a A análise né dessa diferença de potencial e esse esse equipamento Inicial eh utilizado para medir essa diferença de potencial elétrico é um voltímetro né que eh é conhecido então ele tem dois dois dois eletrodos um eletrodo que é é colocado no meio extracelular que é chamado de eletrodo

de referência e um eletrodo que é colocado no meio intracelular que é um que é chamado eletrodo de registro quando esse eletrodo ele eh perfura a membrana e ele atinge o citoplasma da célula né muito próximo à membrana é exatamente registrada então a diferença de potencial eh no sentido negativo da célula então a célula tem o seu valor negativo Essa negatividade ela pode variar eh nas células Isso depende muito do tamanho da célula e da célula em especial que a gente fala em geral no neurônio esse potencial ele se estabelece em média né entre -60

-70 -80 então isso tem a ver com a função da célula e com o tamanho desta célula eh o potencial elétrico nesse nesta condição então é chamado de potencial elétrico em repouso Porque esta célula ela não foi ativada né só se registrou a condição dela nesse meio e imerso que se que simula o meio extracelular aqui tá mostrando então de que forma que isso se estabelece né Por que que eu tenho essa diferença de potenciais elétrico ao longo da membrana E por que que é negativo em repouso eh no meio intracelular e positivo no meio

extracelular quando a célula está numa condição eh não excitada né portanto de repouso ela normalmente tem as suas proteínas que são os locais por onde eh os ions podem fluir no seu estado eh fechado então impedindo o fluxo de ís essas proteínas são as proteínas que são controladas por algum determinado fator né então a gente tem aqui o poro esse se por está fechado e ele é controlado por um fator que pode ser um fator químico e que pode ser um fator da da própria eletricidade da membrana tá entretanto nós temos alguns canais que estão

sempre abertos e esses canais são chamados de canais de vazamento eh o valor e o fluxo da corrente do íon e o tipo de íon que flui depende da célula no neurônio que é a célula né fundamental para a função do sistema nervoso a gente tem nesta condição de repouso o maior número de canais para o potássio Então a gente tem normalmente um fluxo de potássio se a gente lembrar né do do slide anterior que mostrou Qual é a disposição dos ions ao longo do Meio intre extracelular a gente vai lembrar que no meio intracelular

eu tenho uma alta concentração de potássio e que no meio extracelular ele tem uma baixa concentração de potássio se esse canal está aberto e permite o fluxo é natural que o fluxo do I aconteça a favor do seu gradiente de concentração né então ele vai se movimentar de forma passiva e se o potássio está no meio intracelular a tendência dele é sair né Se tiver uma força motriz que movimente ele ele vai sair da célula Então como ele tem uma carga positiva isso vai contribuir para essa negatividade que a gente identificou né E que identifica

nas células numa condição de repouso outros fatores que eh contribuem para essa característica da negatividade Numa célula em repouso é a existência de proteínas que são os os que eu também destaquei anteriormente e esses os eles não se movimentam E como eles têm carga negativa não se movimentam do Meio intracelular para o meio extracelular eles têm funções na célula ou na membrana da célula mas eles não deixam a célula então eles se concentram né nesta região e portanto eles contribuem né para essa negatividade que a gente identifica aqui além disso eh existe um Outro fator

que a membrana só de potásio é que a gente já vai ver eh no próximo slide Eu só gostaria de dizer aqui que as proteínas Por estarem sempre fechadas numa condição né maior número de proteínas da membrana elas estão normalmente no seu estado fechado elas impõem a membrana da célula uma resistência e portanto elas funcionam como um resistor né ao fluxo dos ions e a membrana O componente lipídico funcionaria como um capacitor né dessas células por ser ter a capacidade de separar essas cargas elétricas aqui a gente tá mostrando um pouquinho eu tô mostrando um

pouquinho para vocês eh de que forma então né considerando todos os fatores que a gente já falou que o potencial de membrana se estabelece dessa natureza Então se a gente considerar que essa membrana separa o meio extracelular do Meio intracelular e a gente já sabe que no meio extracelular eu tenho uma alta concentração de sódio né e uma baixa concentração de potássio e que eu tenho no meio intracelular uma alta concentração de potássio e uma baixa concentração eh perdão aqui eu tenho os eu tenho uma alta concentração de potássio e uma baixa concentração de sódio

isso vai fazer com que se houver um canal eh sempre aberto ou que se abre que essa que a natureza do fluxo aconteça do local de maior concentração para o local de menor concentração então sempre com um canal de sódio estiver aberto a tendência o sódio entrar sempre que um canal de potássio estiver aberto a tendência do potássio a sair pela força de concentração e também né pela característica da que se estabelece ao longo da membrana negatividade ou positividade tá então o o que vai determinar se a célula é negativa ou positiva nesta condição é

nesse caso aqui do do potencial de repouso é a saída do potássio a saída de carga positiva tá ele sai em pequena quantidade Exatamente porque ele tem uma uma carga positiva e como a célula Tá negativa existe uma outra força que tende a mantê-lo no interior dessa célula então todo o movimento do íon sempre vai depender de forças que movimentam ele o gradiente químico e a força elétrica a força elétrica imposta pela membrana tá então numa condição de de repouso a a o potencial de membrana é negativo então ele vai tender a reter cargas positivas

Então por que que o sódio não entra na célula né se ele teriam um dois fatores que possibilitariam a entrada dele numa condição de repouso ele não entra porque nos neurônios frequentemente a gente não tem em condições normais ou tem muito pouco canal que estão sempre abertos canal que a gente chama de canal de vazamento do sódio então a quantidade que entra nessa condição é mínima muito pequena é muito inferior ao potássio eh aqui só um detalhe mostrando então que na membrana né essa corrente elétrica que é gerado ela depende exatamente né da existência desses

canais aqui tá que são os canais que vão permitir o fluxo de ions E aí esses canais são chamados de resistores Exatamente porque porque quando eles estão abertos eu vou deixar passar corrente quando eles estão fechados eu vou impedir que a corrente elétrica aconteça né gerada por ions portanto a quantidade e o tipo de canais presentes na membrana vai determinar Qual é né o fluxo dessa corrente então quanto mais canais né eu tenho na membrana E se esses canais estiverem abertos a quantidade de corrente gerada é maior Tá certo bom eh Por que que na

membrana eu tenho movimentação eh diferencial de sódio de potássio de cloreto Exatamente porque os canais que entam que controlam a passagem desses iOS eles têm características que diferem é o que a gente chama de especificidade de cada canal para um transporte iônico então uma das características é o tamanho diâmetro do canal né então o canal de potássio é um canal que tem um diâmetro pequeno o canal de Sódio tem um diâmetro levemente maior e aqui mostrando um canal de sódio e potássio que acontece na placa neural que é modulada por uma substância química mas o

que a gente fala agora nesse momento é especificamente do canal de sódio e potássio que tem nas células nervosas que controlam especificamente o íon sódio ou o íon potássio bom aqui a gente consegue ver melhor né então o tamanho do poro né Desse Canal aqui é diferente para cada íon que gera especificidade e além do tamanho do ion existe um Outro fator importante que é de Qual é a forma com que esse I passa pelo Canal ele passa na sua forma hidratada ou ele passa na sua forma não hidratada cada I tem uma capacidade de

se ligar a moléculas de água diferente que é o que a gente chama de capa de solvatação então logicamente que eu tenho que considerar além do tamanho do ion para passar por esse poro se ele vai passar de forma hidratada ou não hidratada tá no caso do i sódio ele tem uma capacidade muito grande aqui é só um exemplo mostrando de se ligar moléculas de água então o tamanho dele acaba aumentando de forma significativa como el se liga mais moléculas de água do que o i potássio e o ion hidratado ele é maior né então

para que ele passe num canal de um poro menor que é o que a gente viu aqui ele tem que perder a sua capa de solvatação tá isso faz com que o potássio não consiga passar porque o potássio passa hidratado ele não consiga passar pelo Canal de sódio Então o que determina í um é eh O que determina a especificidade do canal é o tamanho do pó e a forma com que o i vai passar por essa membrana gerando uma corrente elétrica então aqui só um um detalhe mostrando o o i sódio então ele tá

hidratado né no espaço extracelular e para para ele permear a membrana da célula quando ele chega próximo ao poro da membrana ele perde as moléculas de água ele passa deshidratado né então isso isso explica porque que eu tenho vários tipos de canais e cada um deles tem a sua especificidade diferente bom então eh a gente viu que existe né uma uma característica da membrana de permitir o fluxo de ions ao longo eh da célula eu eu posso permitir o fluxo de sódio do meio externo pro meio interno da mesma forma que é possível que que

o potássio saia do Meio intracelular pro meio extracelular entretanto eh é de vital importância que a diferença de concentração ela seja estabelecida mesmo que haja uma corrente iônica ao longo da membrana e a concentração ela nunca pode eh se modificar ou ou seja sempre o sódio ele tem que ser mantido em alta concentração fora da célula e o potássio em alta concentração e dentro da célula mesmo após uma corrente de de Alta Energia e quem que se encarrega de restabelecer essa concentração e de manter essa concentração é a bomba de sódio e potássio tpas né

então ela é uma bomba que ela carrega diferencialmente os vinhos Então ela precisa se ligar tanto ao sódio quanto ao potássio para se movimentar na membrana então aqui a gente tem novamente ó uma membrana eh lipídica e é a bomba de sódio e potássio ela não é um canal ela é uma proteína que tem locais específicos que vão se ligar ou em um sódio ou em um potássio então aqui eu tenho eh numa numa região da membrana três SS para o sódio e dois sítio para o potássio Então sempre que o sódio vaze ou que

ele entre que ele entre na célula por um canal ligado controlado por ligante ou por voltagem ele precisa sair contra um gradiente de concentração portanto é um transporte ativo por isso é uma bomba de sódio e potássio ATP ela vai gerar gasto energético tá então quando o sódio que está em maior concentração no meio extracelular P meio membrana ele tem que voltar pro meio extracelular e ele volta através da ligação com os locais específicos na membrana eh perdão na proteína da sódio potá tpas e ela gira na membrana e joga o sódio de volta pro

meio extracelular nesse momento que ela se abriu por espaço extracelular ela possibilita a ligação do potássio que e por algum motivo eh permeou a membrana por um canal e foi para o espaço extracelular agora se ligue a bomba de sódio potássio tase e retorne a membrana Então ela sempre vai estar ativa eh no sentido de manter as concentrações ela pode eu posso ter um maior número de bombas funcionando e maior atividade após uma corrente eh elétrica de grande eh fluxo de na membrana ou eu posso ter uma menor atividade né então isso vai depender do

Estado funcional da célula C ela tá em repouso ou célula Tá em atividade mas a bomba vai estar sempre funcionando para garantir a a funcionalidade das células Como Ela depende da ATP né a falta de otp e portanto a falta de oxigenação no sistema nervoso pode interferir na funci funcionalidade dessa célula e os neurônios podem eh ter uma função alterada tá aqui só um um detalhe mostrando eh que outros estímulos ou de que forma né além dos canais de vazamento eh de que forma que eu posso controlar a abertura dos canais agora que estão sempre

fechados que a gente viu no slide anterior aqueles canais que estão fechados e que são controlados por um Outro fator né e aqui eu tenho por exemplo canais que são ligados ou que são controlados eh por um ligante então uma substância química que se liga esse canal e abre e fecha esse canal aqui eu tenho uma abertura controlada por uma proteína fosforilada por exemplo então também esse canal pode abrir ou fechar nesse caso eu tenho eh uma outra condição que é um canal que se abre ou se fecha por alteração da voltagem da membrana e

esse canal é o canal que a gente vai eh destacar agora para paraa Gênese de um potencial elétrico eh de uma célula excitada E aí uma outra condição são os canais cuja abertura e o o fechamentos são controlados por mudança na pressão por uma alteração mecânica da membrana desta célula então esses outros canais por ligante ou por fosforilação defosforilação de proteína ou mecanicamente controlado é um assunto de outra aula né então agora a gente vai enfocar esse tipo de canal que é o canal controlado por voltagem então aqui um exemplo de um canal controlado por

voltagem é um canal que está na na na membrana desta célula normalmente ele está no seu estado fechado né então tem uma comporta de de fechamento desse canal e nesta condição aqui né a célula está no seu estado de repouso e portanto ela tá negativamente eh determinada internamente e positivamente no seu estado eh extracelular quando há uma inversão e a gente vai ver que momento isso pode acontecer eh essa comporta que é controlada por voltagem ela pode se abrir E aí eu vou ter um fluxo iônico né sempre a favor do gradiente de concentração Então

se esse canal né que é um canal controlado por voltagem se abre e ele é um canal de sódio logicamente eu vou ter o fluxo de entrada do I Se esse canal for um canal de potássio eu vou ter o fluxo de saída do I né exatamente pelos fatores que a gente viu o que controla o fluxo do i é a diferença de concentração e eu tenho que considerar que cada canal tem a sua especificidade então ele só vai deixar passar um tipo e de íon na membrana da célula bom como que a gente e

sabe que existe né esses essas diferenças de de fluxo do íons dos íons ao longo dos neurônios e especificamente porque que isso difere de de acordo com o tipo eh de membrana do nrit no corpo ou no axônio da célula então Um dos fatores que contribuiu para pra compreensão desse fenômeno foi o estudo de axônios Gigantes de um invertebrado que é a a Lula tá eh e aí o que se fez foi como esses neurônios são muito grandes Eles foram isolados levados ao laboratório E aí se isolou o axônio desse neurônio que tá aqui e

se e se tentou compreender quais os fenômenos que acontecem ao longo desta célula quando eu eh estimulo essa célula Ou seja quando eu eh tento tirá-la de uma condição de repouso tá E aí se usou aqui nesta condição né H dois eletrodos diferentes um eletrodo que gera uma corrente elétrica e outro eletrodo que registra essa corrente elétrica e aí chegou à conclusão de que o estado desse neurônio desse axonio em especial eh ele pode se modificar se você estimula esta célula se você passa uma corrente nesse caso aqui se passou uma corrente elétrica simulando aquilo

que se acredita Ava que que acontece né normalmente nas células nervosas e ao passar uma corrente elétrica né através desse eletrodo ah a o registro intracelular se modificou a célula sai de um potencial de membrana negativo e ela assume um valor positivo internamente então a gente precisa entender como isso acontece tá então esse esse potencial elétrico de membrana em repouso ele é modificável eh se a gente eh transporta esse conhecimento para as células nervosas eh de que de que que forma esses potenciais podem acontecer né então eu preciso imaginar que um neurônio eh ele pode

receber uma série de informações e essas informações elas são né e elas geram corrente elétrica através dos seus dendritos ou do seu corpo celular E se a gente for entender que essa corrente ela pode ser ou positiva ou negativa dependendo do do ion que se movimenta então se eu tenho um íon positivo como é o caso do sódio né que permeia eh o meio extra para o meio intracelular eu vou gerar uma corrente positiva Mas eu posso também ter um fluxo de um ion com carga negativa que é o caso do cloreto né então eu

vou gerar uma carga negativa Então tudo isso é é interpretado no sistema nervoso como uma carga positiva negativa positiva negativa e ao final Eu preciso eh somar todos esses fatores e determinar qual o resultado Qual foi o sinal mais forte que a célula recebeu e se essa informação ela vai ser conduzida a outra célula ou não vai ser conduzida então Eh Como isso acontece a gente vai eh ver na na próxim uma aula que são eh que é a aula de sinapse nesse momento é importante a gente acreditar que esse sinais positivos e negativos eles

podem não ser interpretado na célula porque a quantidade ocorrente é mínima né e não é capaz de inverter o valor da negatividade eh e quando a quantidade de insos que flui na membrana por ter um estímulo uma corrente maior eh essa célula pode então inverter o seu potencial ela pode sair do seu potencial negativo e gerar um potencial positivo então aqui a gente tá mostrando mostrando para vocês que eu tenho eh diferentes correntes sendo geradas né Por por estímulos que chegam no neurônio essa corrente ela pode Se somar e no final ela pode gerar uma

corrente extremamente significativa a ponto de controlar aqueles canais que são canais por exemplo do tipo voltagem eh elétrica dependente de voltagens Tá e aí a gente consegue identificar nesta célula a mudança do potencial de membrana né que inicialmente era negativo aqui negativo E aí ele vai perdendo essa negatividade até atingir o seu valor de inversão total e aí a gente diz que o A corrente elétrica foi uma corrente de excitabilidade portanto eu tenho um potencial de ação né nesta célula aqui tá mostrando como a Gênese do potencial de ação acontece então eu eu tenho né

Eh se eu tenho fluxo de uma carga do meio extracelular pro meio intracelular positiva ou em outra em outro momento eh negativamente sendo controlada aqui e é preciso que na membrana da célula temha um local específico que identifique que faça a soma dessas informações e determine a Gênese eh de um potencial elétrico existe eh uma característica específica no neurônio que é o cone de implantação então é a morfologia da célula como eu coloquei no início cada região desta célula nervosa ela tem um tipo de membrana que compõe diferente um tipo de proteína diferente e no

nos itos e na célula e e no corpo da célula eu tenho uma uma quantidade maior de canais que são controlados por outros fatores que não a a voltagem na membrana por outro lado no axônio e na região que se insere o axônio eh ao longo do do do neurônio é onde se concentram os canais controlados por voltagem então é nesta região que é o local de sensibilidade à voltagem da membrana né o quanto essa voltagem se modificou então aqui eu tenho os canais que a gente chama de canais voltagem Independentes exatamente nessa região que

a Gênese do potencial de ação ou seja que a inversão do potencial de membrana começa a acontecer então aqui só mostrando para vocês né que na membrana de uma célula eu posso ter correntes que acontecem então se eu considerar aqui que eu tenho eh ao longo desse eixo aqui controlando Qual é o potencial de membrana de uma célula né a gente sabe que negativo eh sinaliza que a célula Tá em repouso e quanto essa negatividade vai diminuindo é porque há um fluxo de corrente positiva pro interior da célula eh até que essa célula chegue naquilo

que a gente chama de Limiar de excitabilidade o que que é o Limiar de excitabilidade é o valor do potencial de membrana que faz com que aqueles canais voltagem Independentes se abram tá E aí consequentemente se aqueles canais se abrem né eu posso ter uma corrente e ao longo desta membrana tá eh é é conhecido que neste valor de potencial de membrana eh os canais que se abrem dependente da voltagem são os canais de sódio e se os canais de sódio se abrem nesta condição eh vai haver um influxo grande de sódio para dentro da

célula e consequentemente a célula que tinha o seu potencial negativo passa a ter um potencial de membrana Positivo tá então quando há essa inversão do potencial de membrana da célula que táva em repouso que estava negativo por um valor máximo que é o potencial Positivo eu digo que célula está agora no seu potencial elétrico de ação né então a membrana tem dois tipos basicamente de potenciais nesta condição o potencial de repouso e o potencial de ação tá então eh o início do potencial de ação ele Depende de um fluxo de carga eh positiva para o

interior da célula o que acontece nesse momento aqui né que houve uma corrente elétrica grande do íon sódio pro interior da célula eh é preciso né que essa célula agora ela retorne pro seu estado de repouso para que ela seja funcional né para Que ela possa ser excitada novamente em outra condição e continuar estabelecendo a sua função eh essa recuperação do seu estado de repouso ela é dependente da saída de um outro íon né então a gente sempre tem que imaginar que esse fluxo da membrana ele é um fluxo que Depende de forças passivas tá

então o que a gente sabe é que dentro da célula tem uma grande concentração de potássio Então eu preciso retirar a carga positiva da célula Então nesse momento aqui né com esse valor do potencial de membrana positivo os canais que se abrem são os canais de potássio E aí eu tenho uma corrente de potássio deixando a célula Por que que não sai sódio né ao invés do potássio porque o sódio lembra que eu falei o sódio a concentração de sódio e de potássio elas nunca podem se alterar sempre o potássio vai estar em maior concentração

dentro da célula e o sódio vai estar em maior concentração fora da célula independente do Estado funcional se repouso ou se ativado então nesta condição por por difusão passiva por fluxo passivo por movimentação sem gasto de energia né o único íon que pode sair da célula é o potássio que é o potássio que tá em alta concentração isso é um fator importante e Outro fator é que nesse momento aqui de positividade interna os canais de sódio se fecham e os canais de potássio se abrem porque eles também são dependentes da voltagem e nesse caso aqui

de uma voltagem positiva então o potencial de ação ele é dependente de uma corrente de eh despolarização que é uma é uma entrada de sódio e uma corrente de repolarização que é o retorno da polaridade da membrana ao seu valor valor negativo que é dependente de uma corrente de potássio tá normalmente eh a a membrana ela se torna mais negativa do que ela tava no início da sua atividade e esse esse eh fator gera uma condição de hiperpolarização Quem restabelece esse potencial quem se encarrega de manter o sódio que entrou né para que ele volte

pro meio extracelular e o potássio que saiu retorne ao meio intracelular a bomba de sódio potássio tpas então sempre após uma atividade elétrica a a atividade da bomba e o número de bombas funcionantes vão depender né da frequência e com que essas célula foi ativada então aqui só lembrando né então para vocês primeiro a gente viu que a célula ela tem a a célula neuronal que é uma célula excitada ela tem dois estados diferentes e nesse caso aqui nessa condição Inicial aqui eh desse neurônio a gente tá considerando que ela tá em repouso e portanto

ela tá com o seu potencial de membrana negativo internamente no citoplasma e positivo no meio extracelular numa condição de excitabilidade Então nesse momento aceitem né que as células são excitáveis e a gente vai ver como isso acontece ao longo do curso mas aceitem que essas membranas que essa célula recebeu uma determinada informação seja do Meio extracelular ou de um outro neurônio perdão seja através dos dos receptores que captam informação que estão no ambiente ou de neurônios e aí consequentemente o que vai acontecer estas células se esse estímulo for significativo vai acontecer então Eh essa entrada

né essa esse influxo significativo do sódio pro interior da célula e eu vou ter agora a inversão da polaridade da membrana tá E aqui na segunda condição né se a repolarização que seria o retorno do potencial de membrana para a negatividade interna e novamente mostrando aqui a importância dos íons dos canais de potássio eh paraa condição de uma célula que já tá inativada aqui só mostrando um pouquinho então de que forma que esses canais se abrem e se fecham então aqui numa condição de repouso né a o que o o que controla a abertura desse

canal uma comporta chamada de canal de comporta voltagem independente então se a célula for ativada esta comporta ela se abre né porque a voltagem da membrana eh vai se modificar Então essa comporta se abre e permite o influxo do in então isso aqui é um canal dependente de voltagem tá quando a voltagem está positiva que foi que eu falei para vocês novamente essa essa volta essa comporta se fecha e o canal é inativado né então isso faz com que eh o movimento de um íon seja num único sentido aqui só mostrando para vocês eh que

o axônio ele tem outras funções né então ele tem uma função muito importante além da Gênese eh do potencial elétrico ele precisa conduzir essa informação né então eu tenho a Gênese nessa região que é o cone de implantação e eu preciso que que esse potencial Ger seja conduzido até o final desta célula para que essa informação possa passar para outras células né Essa condição ou essa condução perdão ela pode acontecer de duas formas nesse caso eu tenho aqui um axônio que ele é envolvido ponto a ponto por uma bainha que a gente chama de bainha

de Melina que ela é formada eh e ela é produzida por uma outra célula do sistema nervoso que é uma célula da glia que éessa chamada célula de chuva no sistema nervoso periférica ou oligodendrócito no sistema nervoso central e essa bainha de mielina ela tem uma função muito importante que é causar o isolamento dessa célula Qual que é a importância disso né primeiro quando ela isola essa célula ela isola no sentido de fazer com que a energia Não se perca ao longo dessa célula então Eh essa corrente que foi gerada aqui que ela vai fluir

ao longo do citoplasma né de forma a e se regenerar nos pontos que não existem a bainha de Melina então ela vai fluir no interior desta membrana desse axônio perdão e aí quando ela encontra um ponto onde não tem mielina e a gente vai ver que esse ponto aqui é específico é onde se concentram um canais de sódio voltagem independente é essa esse potencial que foi gerado no cone de implantação ele se regenera né E aí ele vai se repetindo ponto a ponto nessas estruturas que são chamadas de nó Ravier E aí eu tenho uma

uma condução do tipo saltatória ou seja ela vai mais rápida do que se ela fosse ponto a ponto se cada ponto desse axônio eu tivesse que gerar um novo potencial de ação até chegar ao final dessa célula então aqui tá mostrando exatamente isso né um corte de um axônio mostrando a bainha de mielina em volta desse desse axônio Então esse axônio é chamado de axônio mielinizado eh e aí acontece aqui a Gênese de um potencial elétrico e a corrente flui ao longo do citoplasma Então sempre que ela encontrar um um um conjunto de canais voltagem

Independentes que são sensíveis à aquela voltagem a voltagem positiva esses canais vão se abrir e o novo potencial de ação vai ser gerado tá Então nesse ponto aqui não há perda de energia então ela rapidamente chega até o final da célula é importante dizer que quando essa bainha de mielina ela é perdida e ela pode ser perdida em condições patológicas ou por uma situação autoimune eh essa essa região que perdeu a bainha de Melina ela começa a expressar os canais de sódio né voltar de de potássio voltagem dependentes e o que vai acontecer a a

o potencial de ação ele vai gerar ponto a ponto e isso vai fazer com que eu lentifica o processo de Gênese dos potenciais de ação isso são causas das patologias das doenças neurodegenerativas isso vai fazendo com que a função da célula acabe se eh reduzindo então é importante né que a essa bainha de mielina se restabeleça se e constitua né os neurônios para que as funções se mantenham de forma integral Aqui tá mostrando só um detalhe eh dos tipos de neurônios que a gente tem então a cor vermelha tá dizendo que eu tenho uma alta

densidade de canal de sódio voltagem dependente então eu tenho uma alta eh aqui é o neurônio que é característico do sistema nervoso central né e o e os os canais de sódio voltagem dependente se concentram no axônio que é exatamente o ponto que a gente discutiu que eh gera o potencial de ação e conduz esse potencial de ação e aqui eu tenho o neurônio sensorial que a gente vai discutir ao longo do curso também e que também mostram né que o axônio desta célula e também tem essa mesma característica eh de concentração uma alta concentração

de i sódios é onde vai acontecer a Gênese do potencial de ação para que a informação periférica chegue ao sistema nervoso central então aqui tá mostrando exatamente tudo que a gente viu né Que que é a a corrente elétrica do meio extra pro meio intra de sódio e do Meio intra pro meio extra eh de potássio tá E aí aqui por fim né Eh um detalhe mostrando que esses axônios eles podem perder os seus alvos né que a gente vai ver que esses axônios têm alvos para estabelecer sinapse Então esse axônio ele tem uma função

importante né que é manter a conectividade com outro outras células e nesta condição eh em especial aqui tá mostrando que um numa determinada condição patológica por exemplo eh quando você tem um acúmulo de proteínas eh eh no espaço extracelular que se acumulam impedindo com que esse axone Estabeleça uma comunicação com outra célula esse axone ele pode eh perder função né então ele deixa de estabelecer com eh função com outra célula e pode entrar num processo de neurodegeneração Então o que eu quero dizer é que o axônio tem funções importantíssimas que é Gênese de potencial eh

elétrico Mas ele também essa Gênese é de extrema necessidade para que a função da célula aconteça se Estabeleça e e possibilite a comunicação com outras células aqui tá mostrando só o um exemplo de disso né num num experimentalmente foi feito com animal então aqui eu ten um animal eh aqui tá mostrando um corte estol nóg de um axônio que em volta ele tem a sua bainha de mielina né e aqui tá mostrando um corte histológico de um neurônio eh desse animal desse roedor eh que não tem a bainha de Melina né então mostrando a mudança

eh caracterítica do animal aqui por exemplo uma mudança motora importante tá e quando esse animal e ele é submetido a uma mudança na expressão gênica de forma que ele volta a produzir a sua bainha de Melina ele volta a a restabelecer a sua função e os tremores característicos da falta da Bia de merina acabam desaparecendo então mostrando a importância né da Constituição da bainha de Melina pra função neuronal e pro trans porte eh e Gênese do potencial de ação então em resumo o que foi que a gente viu na aula de hoje primeiro né aqui

eu tenho eh dois neurônios conectados então mostrando para vocês que eh exatamente eh a a a mudança do perfil eh da função neuronal Depende de um estímulo na membrana dessas células que Normalmente quando essas células não são estimuladas elas estão numa condição de negatividade interna e quando esses estímulos são aplicados à membrana desta célula que podem ser no corpo ou no dendrito frequentemente e e se esse estímulo for significativo eh esse essa membrana ela pode mudar a sua o seu estado funcional sair de um valor negativo e assumir um valor positivo então a gente diz

que a célula está excitada então o neurônio Ele só entende essa linguagem né que é uma linguagem eletro química que a gente vai ver então nesse momento a gente tá falando da corrente elétrica tá esse potencial uma vez gerado ele tem que ser propagado ele tem que ser conduzido e essa propagação ela vai acontecer ao longo do axônio o axônio que eu mostrei para vocês eh o tipo né de axônio é um axônio de tipo mielínico é importante considerar que em algumas condições a gente tem axônios não mielinizados mas normalmente isso acontece quando as células

eh fazem comunicação em pequenas distâncias e portanto você não precisa conduzir né com tanta eficiência como eh quando os axônios têm um tamanho maior tá uma vez que essa informação chega na outra célula ela vai desencadear e esse e esse ciclo pode se reproduzir normalmente novamente né Isso vai depender né de todas as outras informações que chegam nessa célula se elas são positivas ou negativas que foi o que a gente viu inicialmente Então o que determina a Gênese desse potencial elétrico na célula vai depender muito do tipo de estímulo que chega e a gente vai

entender melhor isso na aula de sinapse tá aqui só só lembrando do potencial de ação então aqui eu tenho aqui normalmente a célula em repouso com a sua negatividade interna eh mostrando aqui o meio intracelular e o meio extracelular e um e um fluxo de vazamento muito pequeno do ion potássio tá quando a célula atividade quando a célula é estimulada a a de forma limar eu posso ter abertura de canais então que estamos simulando uma estimulação da célula nervosa abertura então eu tenho um fluxo muito maior agora do do ion sódio né através da membrana

E aí o que eu tenho é uma inversão da polaridade da célula mostrando por essa linha azul quando a inversão aconteceu eu tenho agora novamente né o restabelecimento do potencial de membrana e a saída e o fluxo de potássio né então eu tenho agora a abertura dos canais de potássio voltagem dependentes e novamente aqui reforçando a importância da bomba de sódio de potássio não para o potencial de de ação porque ela não participa da Gênese do potencial de ação mas ela é de extrema necessidade para que isso possa acontecer né porque ela mantém as concentrações

iônicas importantes tá E aqui um um detalhe importante mostrando que a movimentação dos ions então eles vão depender eh primeiro né Eh das forças que vão direcionar que são as forças de concentração então sempre do local de maior concentração pro local de menor concentração além da da polaridade da membrana tá então em repouso eu tenho baixo fluxo de íons quando a célula tá ativada e tem uma um alro fluxo do íon sódio né até a célula Se inverter a sua polaridade e depois eu tenho na repolarização agora o fluxo maior do potássio aqui são algumas

referências que vocês podem consultar eh e que foram utilizadas para preparar a aula e [Música] obrigada n