aula 06 - azevedolab.net · onde a concentração salina extracelular, é bem menor que no meio...

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F.

de

Aze

ve

do

Jr.

Biofísica Molecular

Aula 06

Prof. Dr. Walter F. de Azevedo Jr.

1

A partir da página de entrada do Protein Data Bank (PDB)

(http://www.rcsb.org/pdb/home/home.do) podemos realizar o download de estruturas

de proteínas. Para isto digitamos o nome da proteína no espaço indicado.

2

Como Fazer Download de Estruturas do PDB

Para ilustrar o seu uso, digitamos “cyclin-dependent kinase 2”.

3


Depois pressionamos o botão “Go”.

4


O site retorna links para todas as estruturas que apresentam a palavra de busca

digitada. Temos que escolher alguma das estruturas indicadas, clicando-se no código

de 4 dígitos.

5


Pode acontecer de para mesma proteína tenhamos centenas de estruturas, como no

caso mostrado abaixo. Tal abundância de estruturas deve-se ao fato dos cientistas

depositarem as coordenadas da mesma proteína com diferentes ligantes.

6


Abaixo temos uma das páginas com estruturas de CDK2. Vamos escolher a estrutura

2A4L.

7


O site do PDB mostra informações adicionais sobre a estrutura da proteína com

código 2A4L, como mostrado abaixo. Vejam que este código de 4 dígitos não tem

necessariamente relação com o nome da proteína.

8


Para realizarmos o download das coordenadas (arquivo PDB), clicamos em

“Download Files”.

9


Escolhemos a opção PDB Format.

10


Clicamos na opção PDB Format. O site faz o download do arquivo com a estrutura

que pode ser visualizada com o VMD.

11


Biofísica

molecular

Bioinformática

Química

Biotecnologia Física

Biofísica e sua Relação com Outras Disciplinas

Biologia

molecular

Bioquímica

estrutural

Bioquímica

metabólica Biologia celular

Biologia

tecidual

12

Site do PDB com a estrutura da bomba e potássio: http://pdb101.rcsb.org/motm/118

13

Material Adicional (Site Indicado)

http://pdb101.rcsb.org/motm/118









Os canais iônicos permitem a difusão de íons, esse fenômeno pode ser estudado a

partir de uma analogia com uma cuba de vidro, onde temos cloreto de sódio ( 5 % de

NaCl) dissolvido de um lado da cuba e do outro água pura. Os dois sistemas estão

separados por uma membrana permeável ao NaCl e à água. Como a membrana é

permeável, ocorre a difusão, que leva as moléculas de água do lado direito a

movimentar-se para o setor do lado esquerdo e, os íons de NaCl, a difundirem-se para

o lado direito.

14

Difusão

5 % de NaCl

dissolvido em água 0 % de NaCl

dissolvido em água

Com a difusão o sistema atinge o equilíbrio, onde a concentração salina é idêntica em

ambos os lados. Considerando-se que o volume é o mesmo em ambos os lados, e que

a concentração inicial de NaCl do lado esquerdo era 5 % e 0% do lado direito, temos,

no equilíbrio, 2,5 % de NaCl em ambos os lados. O fenômeno da difusão é dependente

da temperatura do sistema, pois, conforme aumentamos a temperatura, aumentamos a

energia cinética dos componentes do sistema (água e NaCl).

15

Difusão

2,5 % de NaCl

dissolvido em água 2,5 % de NaCl

dissolvido em água

16

Osmose

5 % de NaCl


dissolvido em água

Quando trocamos a membrana permeável, por uma semipermeável, observamos o

fenômeno da osmose. Na osmose temos a transferência de moléculas de água da

região com baixa concentração de soluto (lado direito da cuba), para uma região com

alta concentração de soluto (NaCl), lado esquerdo da cuba. Assim, temos uma pressão

atuando do lado direito para o lado esquerdo, a pressão osmótica (). O fluxo de

água do lado direito para o esquerdo é chamado de fluxo osmótico.

17

Osmose

2,5 % de NaCl


dissolvido em água

Abaixo temos a situação que ocorre quando o equilíbrio é atingido. A pressão da

coluna de líquido do lado esquerdo compensa a pressão osmótica. A pressão

osmótica () depende da concentração do soluto (CM), da temperatura em Kelvin (T) e

da constante dos gases (R = 0,0821 L atm mol–1 K–1), conforme a equação abaixo:

RTCM

18

Osmose

Steve Lower's Web site. Osmosis and osmotic pressure. Disponível em:

<http://www.chem1.com/acad/webtext/solut/solut-4.html >. Acesso em: 10

de setembro de 2017.

Hipertônica Isotônica Hipotônica

A hemácias apresentam alta permeabilidade na membrana, com uma concentração

intracelular aproximada de 0,85 % de NaCl, em condições fisiológicas. Assim, numa

situação onde a concentração salina no meio extracelular é maior que no meio

intracelular (solução hipertônica), temos o encolhimento das células. Numa situação

onde a concentração salina extracelular, é bem menor que no meio intracelular

(solução hipotônica), temos a lise (quebra) das células, chamada de hemólise.

Quando a solução extracelular apresenta uma concentração salina próxima à

intracelular, temos uma solução isotônica.

19

Osmose

O gráfico abaixo ilustra a hemólise em função da concentração salina extracelular.

Vemos que conforme diminuímos a concentração salina extracelular (solução

hipotônica), aumentamos a hemólise.

Cell Biology OLM | Authored by Stephen Gallik, Ph. D. | URL: cellbiologyolm.stevegallik.org |

Copyright © 2011 Stephen Gallik, Ph. D.

Gráfico da hemólise em função da concentração salina. Disponível em: < http://cellbiologyolm.stevegallik.org/node/64 >.

Acesso em: 10 de setembro de 2017.

http://cellbiologyolm.stevegallik.org/node/64

No nosso estudo de fenômenos elétricos da

célula, focaremos na membrana celular, boa

parte desses fenômenos serão discutidos

para entendermos o funcionamento elétrico

dos neurônios. Os neurônios são células

nucleadas, que apresentam um corpo

central, chamado soma. Essas células

apresentam grandes variações de forma,

assim para os propósitos dos nossos

estudos, vamos considerar que o neurônio

apresenta a estrutura básica, mostrada no

diagrama esquemático ao lado. No diagrama

temos, além do corpo celular, dendritos e

um terminal único chamado axônio. O axônio

é responsável pela transmissão do impulso

nervoso. Podendo ser bem extenso,

comparado com o resto do neurônio.

20

Axônio

Terminais axonais

Corpo celular

Núcleo

Diagrama esquemático de um neurônio.

Estrutura Básica do Neurônio

A célula apresenta proteína intrínsecas responsáveis pelo transporte passivo de íons

pela membrana. Além dos canais iônicos relacionados ao transporte passivo de íons,

ou seja, sem gasto de energia e descritos pelos fenômenos de difusão e osmose,

temos, também, o transporte ativo de íons na membrana. Nesse tipo de transporte, a

proteína envolvida é a bomba iônica. Na aula de hoje veremos a bomba de sódio e

potássio, representada no diagrama abaixo.

21

ATP

Na+ Meio intracelular

Meio extracelular

Bomba de Sódio e Potássio

K+


A bomba de sódio e potássio é uma proteína intrínseca com atividade enzimática.

Ela catalisa a clivagem da molécula adenosina trifosfato (ATP), atividade de

ATPase. ATP (mostrado nas figuras abaixo) é um nucleotídeo contendo 3 grupos

fosfatos. ATP é uma reserva de energia química para o metabolismo celular.

a) ATP (Estrutura 2D) b) ATP (estrutura 3D)

22


A ação da bomba de Na+/K+ segue as seguintes etapas:

1) A bomba de Na+/K+ liga-se a 3 íons de Na+ intracelulares.

2) ATP é hidrolisado, causando a fosforilação de um resíduo de aspartato da bomba

de Na+/K+ com a liberação de uma molécula de adenosina difosfato (ADP).

3) A mudança estrutural da bomba de Na+/K+ leva a uma exposição dos íons de Na+

que são liberados para o meio extracelular. Os íons de Na+ são liberados por

apresentarem baixa afinidade pela bomba de Na+/K+.

4) A bomba de Na+/K+ liga-se a 2 íons de K+ extracelulares, isto causa a

desfosforilação da bomba, trazendo-a de volta à sua conformação anterior. Tal

situação causa o transporte de K+ para dentro da célula.

5) A forma desfosforilada da bomba de Na+/K+ apresenta afinidade mais alta por íons

de Na+. Assim os íons de K+ são liberados e a molécula de ATP liga-se à bomba.

6) O sistema está pronto para um novo ciclo.

23


ATP PI ADP

PI

PI

PI

ATP

ATP

Na+

Na+

K+

1 2

3

4 5

6

Meio intracelular

Meio extracelular Meio extracelular Meio extracelular

Meio extracelular Meio extracelular Meio extracelular

Meio intracelular Meio intracelular

Meio intracelular Meio intracelular Meio intracelular

24


PI

Na+

Meio extracelular

Meio intracelular

K+

Na ausência de estímulos, o meio intracelular de um neurônio apresenta um

potencial elétrico negativo com relação ao meio extracelular, chamado potencial de

repouso. Os canais de K+ apresentam-se abertos, permitindo a saída de íons de K+ .

Assim, a saída de íons K+ deixa um excesso de carga negativa no interior da célula e,

como resultado, um potencial negativo. A ação conjunta da bomba de Na+/K+ e do

canal de K+ leva a um acúmulo de carga positiva no meio extracelular. Tal situação,

tem como consequência, uma diferença de potencial negativa do meio intracelular

com relação ao meio extracelular. Se colocarmos um eletrodo no interior de um

neurônio em repouso, teremos um potencial elétrico de algumas dezenas de milivolts

negativos.

Bomba de Na+/K+ canal de K+ 25

Potencial de Repouso da Célula

Aproximadamente um terço de todo ATP

da célula é usado para o funcionamento

da bomba de Na+/K+, o que indica a

importância para o metabolismo celular da

bomba de Na+/K+. Em 2007 foi elucidada

a estrutura tridimensional da bomba de

Na+/K+, mostrada na figura ao lado (Morth

et al., 2007). A análise da estrutura

indicou uma divisão clara de regiões

hidrofóbicas e hidrofílicas, que sugerem a

inserção na bomba de Na+/K+ na

membrana, conforme o modelo mostrado

no próximo slide.

Referência: Morth JP, Pedersen BP, Toustrup-Jensen MS,

Sørensen TL, Petersen J, Andersen JP, Vilsen B, Nissen P.

Nature. 2007;450(7172):1043-9.

26


Meio extracelular

Citoplasma

Referência: Morth JP, Pedersen BP, Toustrup-Jensen MS,

Sørensen TL, Petersen J, Andersen JP, Vilsen B, Nissen P.

Nature. 2007;450(7172):1043-9.

A bomba de Na+/K+ apresenta um domínio rico em hélices, que estão em contato com

a parte hidrofóbica na bicamada, como indicado abaixo.

27


Como vimos anteriormente, o potencial de repouso é resultado da ação conjunta da

bomba de Na+/K+ e do canal de K+. A bomba de Na+/K+ envia 3 íons de Na+ para o

meio extracelular e 2 íons de K+ para o meio intracelular, com gasto de uma molécula

de ATP (adenosina trifosfato). Aproximadamente um terço do ATP gasto pela célula é

usado pela bomba Na+/K+ para manter este fluxo iônico. O canal de K+ permite que o

excesso de K+ seja expelido da célula, sem gasto de ATP. A ação conjunta das duas

proteínas intrínsecas leva a uma perda de carga positiva pela célula, causando o

aparecimento de um potencial negativo no meio intracelular, este potencial é chamado

de potencial de repouso, pois não precisamos de estímulo externo para gerá-lo.

Bomba

de

Na+/K+

Na+

K+

K+

Citoplasma

Meio extracelular

Canal

de

K+

28

Potencial de Membrana

A membrana celular pode ser modelada como um circuito resistivo-capacitivo (RC)

quando em repouso. Vamos rever alguns conceitos básicos de eletricidade, para

elaborarmos um modelo computacional da membrana celular. Colocando-se eletrodos

(pequenos fios), dentro e fora do axônio de um neurônio, temos uma diferença de

potencial (ddp)(E) de aproximadamente – 70 mV, ou seja, há um potencial negativo

no interior do neurônio em relação ao meio extracelular. O instrumento usado para

medir a diferença de potencial é o voltímetro, sua colocação está representada do

diagrama esquemático abaixo.

E

Voltímetro

+ -

I

E

Eletrodos

Neurônio

29

Conceitos Básicos de Eletricidade

A corrente elétrica (I) é o movimento de cargas elétricas em meios condutores. No

sistema internacional a unidade de medida da corrente elétrica é o Ampère (A), o que

equivale a 1 Coulomb/segundo, uma unidade relativamente grande para os propósitos

da Biofísica. Na análise de fenômenos elétricos na célula, usamos normalmente os

submúltiplos do Ampère, tais como, miliampère (mA, 10-3 A), microampère (A, 10-6),

nanoampère (nA, 10-9) e picoampère (pA, 10-12 A). As cargas para os fenômenos

elétricos na membrana celular são íons, tais como, Na+,K+, Ca++ e Cl-. O instrumento

elétrico amperímetro é usado para a medida de correntes elétricas, como indicado no

circuito abaixo.

A

Amperímetro

+ -

I

V 30


+++++++++++++++++++++++++

--------------------------------------------

--------------------------------------------

+++++++++++++++++++++++++

Neurônio

Axônio

Amplificador

Oscilóscopio Eletrodos

-70mV

Dois eletrodos detectam a

pequena diferença de potencial,

entre os meios extracelular e

intracelular, esse sinal é

amplificado e mostrado num

osciloscópio. O osciloscópio é

capaz de medir a diferença de

potencial entre os meios intra e

extracelulares.

Meio extracelular

Meio intracelular

31


R

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

++++++++++++++++++++++++

Circuito RC Modelo de membrana celular

+++++

- - - - -

Como já foi destacado, do ponto de vista elétrico, podemos fazer a analogia da

membrana celular com um circuito RC (resistivo-capacitivo). O C indica a

capacitância, e o R a resistência elétrica. Capacitância é a quantidade de carga

elétrica (Q) acumulada dividida pela tensão aplicada (E). Quanto maior a carga elétrica

acumulada (Q), para uma dada tensão (E), maior a capacitância (C). A capacitância é

medida em Farads (1 Farad = 1 Coulomb/Volt). Devido à diferença de potencial nas

placas, há uma corrente elétrica (I) presente no circuito. A resistência elétrica indica a

oposição à passagem da corrente elétrica, sua unidade de medida é o Ohms (). Na

figura abaixo do lado direito, vemos o modelo da membrana celular com a distribuição

de cargas elétricas, similar à distribuição de cargas num capacitor.

E

I

Q

32


A equação abaixo expressa a capacitância (C) em função da tensão aplicada às

placas do capacitor (E) e a carga elétrica acumulada em um dado instante (t). A

modelagem da membrana celular como um capacitor é suficiente para explicar o

surgimento da tensão, bem como a resposta celular a estímulos elétricos (próximos à

situação de repouso). Estímulos elétricos na membrana, abaixo de um valor limiar,

levam a membrana a responder de forma análoga a um capacitor. Inicialmente numa

situação de carga e posteriormente num sistema em descarga. Nesta situação, a

carga elétrica (Q) fica dependente do tempo, bem como a tensão.

C

QE

E

QC

R +++++

- - - - -

E

I

Q

Circuito RC 33


Um capacitor pode ser formado por um par da placas planas paralelas, como

indicado na figura abaixo à esquerda. O meio entre as placas é isolante, o que impede

o contato elétrico via o meio entre as placas. Tal meio é chamado meio dielétrico.

Considerando-se um capacitor de placas planas e paralelas de área A e separação

entre as placas d, a capacitância é dada pela seguinte equação:

Onde é a constante dielétrica, 0 a permissividade do vácuo. O produto das duas

grandezas é a permissividade do meio ().

+Q

-Q

Capacitor de placa planas e paralelas Modelo de membrana

+Q

-Q

A

d

A C 0

34


Em 1952, os neurocientistas A.L Hodgkin and

A.F. Huxley desenvolveram um modelo

matemático para explicar o potencial de

membrana. O modelo foi capaz de prever a

resposta do neurônio em diversas situações

fisiológicas

(http://www.swarthmore.edu/NatSci/echeeve1/

Ref/HH/HHmain.htm ). Eles realizaram seus

estudos usando o axônio gigante da sépia,

uma espécie de cefalópode que apresenta

axônio com diâmetro bem maior que os de

mamíferos. As dimensões do axônio da sépia

facilitam a inserção de eletrodos para a medida

de potenciais de membrana. A medição do

potencial de membrana do axônio de sépia

forneceu os dados experimentais precisos, que

foram fundamentais para a modelagem do

potencial de membrana dos neurônios.

Nos próximos slides veremos modelos que

explicam o potencial elétrico da membrana.

Foto da sépia. Disponível em:

http://www.sciencephoto.com/media/374777/enlarge .

Acesso em: 10 de setembro de 2017. 35

Axônio de Sépia

http://www.swarthmore.edu/NatSci/echeeve1/Ref/HH/HHmain.htm












http://www.sciencephoto.com/media/374777/enlarge

Vimos no modelo de mosaico fluido a

composição da membrana celular. Devido

a existência dessa barreira física, o

trânsito de íons na membrana celular

depende da existência de canais iônicos,

com destaque para aqueles envolvidos na

passagem de sódio (Na+), potássio (K+) e

Cloro (Cl-). A presença de íons que não

podem atravessar a membrana no meio

intracelular, como proteínas, fosfatos e

metabólitos, leva ao estabelecimento de

uma diferença de potencial entre os meio

intra e extracelular. Os íons sódio (Na+),

potássio (K+) e Cloro (Cl-) são

permeáveis, ou seja, atravessam a

membrana, enquanto proteínas, fosfatos e

metabólitos não são capazes de

atravessá-la. O equilíbrio de Gibbs-

Donnan define como ocorre o balanço

desses íons presentes nos meios intra e

extracelular.

Trânsito de íon da membrana celular.

Fonte:

https://en.wikipedia.org/wiki/Gibbs%E2%80%93Donnan_

effect#/media/File:Gibbs-donnan-en.svg

Acesso em 10 de setembro de 2017.

36

Equilíbrio de Gibbs-Donnan

https://en.wikipedia.org/wiki/Gibbs%E2%80%93Donnan_effect
























Para entendermos o equilíbrio de Gibbs-

Donnan, iremos analisar o potencial

elétrico da célula, que pode ser

determinado a partir da equação de

Nernst.

Para simplificar a análise, vamos

considerar uma cuba de vidro, como

mostrada no desenho ao lado. Na cuba

temos íons de cloro (Cl-) e sódio (Na+)

dissolvidos em água. A cuba está dividida

em 2 setores por uma membrana

permeável a ambos os íons. No instante

inicial, temos alta concentração de ambos

os íons do lado esquerdo ([Na+]esquerdo ,

[Cl-]esquerdo ) e baixa concentração de íons

de lado direito ([Na+]direito , [Cl-]direito ).

Como a membrana é permeável a ambos

os íons, ocorre o fenômeno da difusão,

que leva os íons a atravessarem a

membrana, movimentando-se para o

setor do lado direito.

Cuba dividida em dois setores por uma membrana

permeável.

Inicialmente temos concentrações iônicas maiores do

lado esquerdo. Os íons difundem-se do setor de mais

alta concentração para o de mais baixa concentração.

[Na+]esquerdo > [Na+]direito

[Cl-]esquerdo > [Cl-]direito

37

Equação de Nernst

A difusão dos íons tem como

consequência a movimentação do

ambiente de mais alta concentração, para

o de mais baixa concentração, sem gasto

de energia, o que chamamos de

transporte passivo.

A difusão dos íons leva ao equilíbrio, onde

temos as concentrações iônicas idênticas

em ambos os setores. Tal fenômeno de

difusão está presente na célula e move os

íons ao longo dos canais iônicos, levando

íons de meio de mais alta concentração,

para o de mais baixa concentração. Se o

único fenômeno de transporte iônico

atuando fosse a difusão de íons,

chegaríamos ao equilíbrio das

concentrações iônicas, nos meios

intracelular e extracelular, ou seja, a

diferença de potencial entre os meios intra

e extracelulares seria zero.

Cuba dividida em dois setores por uma membrana

permeável.O sistema atingiu o equilíbrio.

[Na+]esquerdo = [Na+]direito

[Cl-]esquerdo = [Cl-]direito

38

Equação de Nernst

Consideremos o mesmo experimento

anterior, com uma pequena modificação.

Trocamos a membrana que separa os

dois setores, por uma membrana

permeável a só um íon. Digamos que seja

o cátion, o íon sódio. A situação inicial é a

mesma, as concentrações iônicas

maiores no setor do lado esquerdo, como

mostrado na figura ao lado. A membrana

semipermeável permite somente a

passagem do íon positivo (cátion), e

impede a circulação do íon negativo

(ânion).

A cuba está dividida em dois setores por uma membrana

semipermeável, que permite a passagem do íon sódio

(cátion) e impede a circulação do íon cloro (ânion).



39

Equação de Nernst

A Cuba está dividida em dois setores por uma

membrana semipermeável, que permite a passagem do

íon sódio e impede a circulação do íon cloro. A

passagem do cátion leva a um acúmulo de carga

positiva do lado direito da cuba e negativa do lado

esquerdo.



A difusão de cátions para o lado direito da

cuba leva a um aumento de carga positiva

do lado direito. Temos, também, um

aumento da carga negativa do lado

esquerdo. Tal situação cria um campo

elétrico na membrana semipermeável.

Um campo elétrico é uma região do

espaço sujeita à força elétrica. Uma vez

estabelecido o campo elétrico, temos uma

força elétrica, que empurra os cátions de

volta para o lado direito. Assim, é como se

tivéssemos um cabo de guerra. A difusão

empurra os cátions para o lado direito e o

campo elétrico leva o cátions de volta ao

lado esquerdo. O sistema chega a um

equilíbrio entre a difusão e a força

elétrica. O equilíbrio (equilíbrio de Gibbs-

Donnan) constrói um acumulo de cargas

desiguais entre os lados, e,

consequentemente, o aparecimento de

uma diferença de potencial.

- +

- +

- +

- +

- +

- +

- +

- +

40

Equação de Nernst

Inserção do voltímetro para o registro da diferença de

potencial entre os dois setores da cuba.

A diferença na distribuição de carga

elétrica na cuba é análoga à diferença de

distribuição de cargas na membrana

celular. Se colocarmos eletrodos em

ambos os lados da cuba, como indicado

ao lado, teremos a medida do potencial

de membrana.

O potencial devido à diferença da

concentração de íons pode ser calculado

a partir da equação de Nernst, onde a

diferença de concentração de um dado

íon é usada para determinarmos o

potencial. Vemos que o acúmulo de

cargas elétricas leva à formação de um

capacitor, como temos na membrana

celular. Assim, tal abordagem elétrica é

consistente com a observação

experimental da membrana celular.

E

Eletrodos

- +

- +

- +

- +

- +

- +

- +

- +

41

Equação de Nernst

[Íon]extracel

[Íon]intracel

Diferença de potencial através da membrana

Concentração

do íon monovalente

dentro da célula

Concentração

do íon monovalente

fora da célula

Constante universal dos gases

Temperatura absoluta

Valência do Íon

Ei = RT ln ( )

zeA

Carga elétrica do elétron

Número de Avogadro

A equação de Nernst prevê o potencial de membrana (Ei), inclusive na situação de

repouso (potencial de repouso), levando-se em consideração a concentração iônica.

Abaixo temos uma descrição detalhada de cada termo da equação de Nernst.

42

Equação de Nernst

A forma apresentada no slide anterior

para a equação de Nernst é o que

chamamos de forma computacional, pois

é a usada nos programas para o cálculo

do potencial de membrana, como o

programa Nernst/Goldman Equation

Simulator (NGS). Usaremos a equação

abaixo para cálculos do potencial de

membrana quando for dada a

temperatura da membrana (T).

43

Interface do programa NGS. O NGS está disponível disponível

no site:

http://www.nernstgoldman.physiology.arizona.edu/using/.

Acesso em: 10 de setembro de 2017. O sinal negativo da

equação acima à direita é devido à troca do numerador com

denominador no logaritmando. Outra diferença é a notação

para concentrações extra e intracelularres, [Ion]O e [Ion]i,

respectivamente. No fundo a equação é idêntica à mostrada ao

lado.

intracel

extracel i

Íon

Íon

zeA

RT E ln

Não se esqueça,

ln é o logaritmo

natural.

Equação de Nernst

http://www.nernstgoldman.physiology.arizona.edu/using/











A equação de Nernst é inadequada para determinar o potencial de membrana, pois

não leva em consideração que a membrana celular apresenta permeabilidade distinta

para cada íon. A diferença de permeabilidade deve-se à presença de diferentes tipos

de canais iônicos inseridos na membrana celular. A análise da permeabilidade

(facilidade com a qual os íons atravessam a membrana) levou a uma equação mais

realística, como a desenvolvida por Goldman (1943), Hodgkin & Katz (1949) (Equação

de GHK). Na equação os termos PNa , PK e PCl são as permeabilidades dos íons de

Na, K e Cl respectivamente. Como a permeabilidade para os outros íons é

desprezível, comparadas às do Na, K e Cl, para as condições do potencial de

repouso, os termos referentes aos outros íons não são incluídos na equação. A

equação abaixo está em função da temperatura em Kelvin.

ex-

ClinKinNa

in-

ClexKexNam

ClP KP NaP

ClP KP NaP

F

RTE

][][][

][][][ln.

Goldman D. E. potential, impedance, and rectification in membranes J Gen Physiol. 1943;27(1):37-60

Hodgkin A. L., Katz B. The effect of sodium ions on the electrical activity of giant axon of the squid . J Physiol. 1949;108(1):37-77.

44

Equação de GHK (Goldman, Hodgkin & Katz)

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19873371




































































OLIVEIRA, Jarbas Rodrigues de; WACHTER, Paulo Harald; AZAMBUJA, Alan Arrieira.

Biofísica para ciências biomédicas. Porto Alegre: EDIPUCRS, 2002. 313 p.

OKUNO, Emiko; CALDAS, Iberê Luiz; CHOW, Cecil. Física para ciências biológicas e

biomédicas. São Paulo: Harper & Row do Brasil, 1982. 490 p.

PURVES, W. K., SADAVA, D., ORIANS, G. H., HELLER, H. G. Vida. A Ciência da

Biologia. 6a ed. Artmed editora. 2002.

45

Referências

aula 06 - azevedolab.net · onde a concentração salina extracelular, é bem menor que no meio...

Documents