bioeletricidade como alvo terapêutico - danusa menegaz, ph.d
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Danusa Menegaz, Ph.D CCB/BQM/UFSC
Patch-Clamp:Bioeletricidade como alvo terapêutico
Universidade Federal de Santa CatarinaDepartamento de Bioquímica e Eletrofisiologia
NUBIOCEL (Núcleo de Bioeletricidade Celular)
Eletrofisiologia, princípios básicos e aplicações;
Membrana plasmática, canais iônicos, gradiente eletroquímico e o potencial de ação;
Técnica de patch-clamp: equipamentos, circuito elétrico, e configurações;
Canais iônicos como alvos terapêuticos para desordens neurológicas, musculares e metabólicas;
Exemplos de registros laboratoriais em tempo-real (voltage e current-clamp);
Conteúdo Programático
1660 (Jam Swammerdam) estímulo elétrico com fio de prata observou contração muscular em sapos;
1790 (Luigi Galvani) descobriu os canais iônicos e observou o impulso nervoso entre neurônio motor e músculo em rãs;
1850 (Hermann Helmholtz) velocidade de propagação do impulso nervoso em milisegundos;
1952 (Hodkin; Huxley), primeiro registro com eletrodos intracelulares - potencial de ação em neurônio de lula gigante 0.5 mm; prêmio nobel em 1963;
1976 (Neher; Sakmann), descoberta patch-clamp, single-channel, prêmio nobel em 1991;
História da eletrofisiologia ao Patch-Clamp
Patch-Clamp Voltage-clamp (mV) e Current-clamp (pA)
Permite a investigação de um único canal iônico ou de múltiplos canais iônicos numa célula individual;
Possibilita que a voltagem seja “fixada” (mV) para registro das correntes e que a corrente seja “fixada” (pA) para registro da voltagem (potencial de ação);
O princípio do método é isolar uma parte da membrana eletricamente do meio extracelular e registrar o fluxo de correntes através dos canais com o uso de um microeletrodo de alta condutância;
Canais iônicos estão envolvidos em diversas funções fisiológicas como sinais neuronais, contração muscular, ritmo cardíaco, secreção hormonal e regulação do volume celular;
Transporte através da membrana plasmática
Tipos de canais Iônicos e fatores de ativação
Gradiente eletroquímico
Potencial de ação em células excitáveis
Preparação de soluções fisiológicas para prática experimental
Meio extracelular Meio intracelular
Osmolaridade das soluções experimentais
OSMÔMETRO
Equipamentos para técnica de patch-clamp
Plataforma: Mesas anti-vibratórias;
Mecânica e Óptica: Microscópio; Micromanipuladores; Pipetas; Sistema de Perfusão;
Eletrônica: Gaiolas de Faraday; Amplificadores; Digitalização e Aquisição de Dados; Ruído;
Patch-Clamp Set-Up
Células Isoladas Fatias de Tecidos
Circuito Elétrico
Microeletrodo - Estirador de Pipetas
Passos para atingir a configuração cell-attached para medição de single-channel
Configurações da técnica de Patch-Clamp
Modelos de Single-channel
Modelos de Whole-cell
Pulso de voltagem (Voltage-clamp) para medição das correntes
Canais de K+ e Cl-
Canais de Na+ e Ca++
Canais de Sódio e Potássio – soluções experimentais para anular correntes interferentes
Canal de K+ Canal de Na+
Pulso de corrente (current-clamp) para medição da voltagem (potencial de ação)
Doenças envolvendo Canais iônicos
Mudanças patológicas na frequência de potenciais de ação elétricos em neurônios
Kv
Atividade Elétrica da Célula β-pancreática do pâncreas
Configuração Whole-cell (current-clamp)
Biologia Molecular e Eletrofisiologia
Muito Obrigada