Diferenças de Potencial elétrico nas membranas celulares de membrana
Potencial de Repouso
- Universal
- Célula sempre
eletricamente negativa
- -90mV<Vm<-20mV
- Estável em escala de
tempo de s.
Excitabilidade elétrica
Diferenças de potencial
elétrico em organelas
- Potenciais geradores: receptores e
sinapses. Oscilações graduadas
- Potenciais de ação: resposta tudo-ounada
- Membrana interna de
mitocôndrias
- Escala de tempo de ms
Eletrofisiologia
A. C. Cassola
1
Sistemas de medidas - Definições
•
•
•
•
•
•
•
•
Medidas: Atribuição de números a
objetos baseada em regras
Instrumentos: Equipamentos para a
medida
Variáveis: Manifestam-se como formas
de energia (corrente, voltagem, etc)
Propriedades: Características de de
objetos que manipulam a energia
Valor: Relaciona a magnitude ao zero.
Amplitude: Relaciona magnitude ao
valor médio (DC, linha de base, média)
Valores de pico: Desvios positivos ou
negativos do zero
Amplitude de pico: desvios dos valores
médios
Eletrofisiologia
A. C. Cassola
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Análise Eletrofisiológica
1. Fixação de corrente - Medida da
diferença de potencial elétrico.
Registros extracelulares de oscilações
elétricas. Registros intracelulares de
diferenças de potencial estacionárias e
de oscilações.
• Limites de medida. Conversor de
impedância e amplificadores
• Erros: a) resistência dos eletródios e
impedância do instrumento de medida;
b) potenciais de difusão em eletródios
de Ling-Gerard.
• Informações que se podem obter: a)
Valores do potencial; b) Potenciais de
diluição e permeabilidades (Hodgkin e
Horowicz); c) valores das correntes
(plano de fase).
Eletrofisiologia
2. Fixação de Voltagem (g=f(C,V)
• Fluxo de corrente através de
membranas celulares: a) pela
bicamada, b) por transportadores e c)
por canais.
• Fluxo de corrente por canais:
correntes microscópicas e
macroscópicas . Canais são
estocásticos: Ii=NPi.
• Técnicas: a) voltage clamp clássico, b)
patch clamp. Limites de medida.
• Informações de correntes
macroscópicas: a) valores de corrente
e de condutância; b) cinéticas das
condutâncias; c) processos que
modulam os canais; d) Farmacologia
dos canais.
• Informações de correntes
microscópicas (análise estocástica):
condutância do canal (seletividade); b)
tempo de residência e constantes de
velocidade.
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3
Medidas da diferença de potencial elétrico em sistemas biológicos
Medida
intracelular
10mm
Eletrofisiologia
A. C. Cassola
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Análise Eletrofisiológica
1. Fixação de corrente - Medida da
diferença de potencial elétrico.
Registros extracelulares de oscilações
elétricas. Registros intracelulares de
diferenças de potencial estacionárias e
de oscilações.
• Limites de medida. Conversor de
impedância e amplificadores
• Erros: a) resistência dos eletródios e
impedância do instrumento de medida;
b) potenciais de difusão em eletródios
de Ling-Gerard.
• Informações que se podem obter: a)
Valores do potencial; b) Potenciais de
diluição e permeabilidades (Hodgkin e
Horowicz); c) valores das correntes
(plano de fase).
Eletrofisiologia
2. Fixação de Voltagem (g=f(C,V)
• Fluxo de corrente através de
membranas celulares: a) pela
bicamada, b) por transportadores e c)
por canais.
• Fluxo de corrente por canais:
correntes microscópicas e
macroscópicas . Canais são
estocásticos: Ii=NPi.
• Técnicas: a) voltage clamp clássico, b)
patch clamp. Limites de medida.
• Informações de correntes
macroscópicas: a) valores de corrente
e de condutância; b) cinéticas das
condutâncias; c) processos que
modulam os canais; d) Farmacologia
dos canais.
• Informações de correntes
microscópicas (análise estocástica):
condutância do canal (seletividade); b)
tempo de residência e constantes de
velocidade.
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Medidas Extracelulares
+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
---------------------------------------------------------------------------------Rex
5mV
2ms
+------------++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
--++++++----------------------------------------------------------------------Rex
ECG
EEG
Eletrofisiologia
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Análise Eletrofisiológica
1. Fixação de corrente - Medida da
diferença de potencial elétrico.
Registros extracelulares de oscilações
elétricas. Registros intracelulares de
diferenças de potencial estacionárias e
de oscilações.
• Limites de medida. Conversor de
impedância e amplificadores
• Erros: a) resistência dos eletródios e
impedância do instrumento de medida;
b) potenciais de difusão em eletródios
de Ling-Gerard.
• Informações que se podem obter: a)
Valores do potencial; b) Potenciais de
diluição e permeabilidades (Hodgkin e
Horowicz); c) valores das correntes
(plano de fase).
Eletrofisiologia
2. Fixação de Voltagem (g=f(C,V)
• Fluxo de corrente através de
membranas celulares: a) pela
bicamada, b) por transportadores e c)
por canais.
• Fluxo de corrente por canais:
correntes microscópicas e
macroscópicas . Canais são
estocásticos: Ii=NPi.
• Técnicas: a) voltage clamp clássico, b)
patch clamp. Limites de medida.
• Informações de correntes
macroscópicas: a) valores de corrente
e de condutância; b) cinéticas das
condutâncias; c) processos que
modulam os canais; d) Farmacologia
dos canais.
• Informações de correntes
microscópicas (análise estocástica):
condutância do canal (seletividade); b)
tempo de residência e constantes de
velocidade.
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Eletrofisiologia
A. C. Cassola
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Análise Eletrofisiológica
1. Fixação de corrente - Medida da
diferença de potencial elétrico.
Registros extracelulares de oscilações
elétricas. Registros intracelulares de
diferenças de potencial estacionárias e
de oscilações.
• Limites de medida. Conversor de
impedância e amplificadores
• Erros: a) resistência dos eletródios e
impedância do instrumento de medida;
b) potenciais de difusão em eletródios
de Ling-Gerard.
• Informações que se podem obter: a)
Valores do potencial; b) Potenciais de
diluição e permeabilidades (Hodgkin e
Horowicz); c) valores das correntes
(plano de fase).
Eletrofisiologia
2. Fixação de Voltagem (g=f(C,V)
• Fluxo de corrente através de
membranas celulares: a) pela
bicamada, b) por transportadores e c)
por canais.
• Fluxo de corrente por canais:
correntes microscópicas e
macroscópicas . Canais são
estocásticos: Ii=NPi.
• Técnicas: a) voltage clamp clássico, b)
patch clamp. Limites de medida.
• Informações de correntes
macroscópicas: a) valores de corrente
e de condutância; b) cinéticas das
condutâncias; c) processos que
modulam os canais; d) Farmacologia
dos canais.
• Informações de correntes
microscópicas (análise estocástica):
condutância do canal (seletividade); b)
tempo de residência e constantes de
velocidade.
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Resistência de entrada do equipamento
Vmedido
Eletrofisiologia
A. C. Cassola
Rin  Vm

Rin  Re
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Amplificadores Operacionais
Eletrofisiologia
A. C. Cassola
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Amplificadores operacionais
Amplificador operacional
Voltage clamp
Seguidor
Eletrofisiologia
Conversor corrente-voltagem
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Análise Eletrofisiológica
1. Fixação de corrente - Medida da
diferença de potencial elétrico.
Registros extracelulares de oscilações
elétricas. Registros intracelulares de
diferenças de potencial estacionárias e
de oscilações.
• Limites de medida. Conversor de
impedância e amplificadores
• Erros: a) resistência dos eletródios e
impedância do instrumento de medida;
b) potenciais de difusão em eletródios
de Ling-Gerard.
• Informações que se podem obter: a)
Valores do potencial; b) Potenciais de
diluição e permeabilidades (Hodgkin e
Horowicz); c) valores das correntes
(plano de fase).
Eletrofisiologia
2. Fixação de Voltagem (g=f(C,V)
• Fluxo de corrente através de
membranas celulares: a) pela
bicamada, b) por transportadores e c)
por canais.
• Fluxo de corrente por canais:
correntes microscópicas e
macroscópicas . Canais são
estocásticos: Ii=NPi.
• Técnicas: a) voltage clamp clássico, b)
patch clamp. Limites de medida.
• Informações de correntes
macroscópicas: a) valores de corrente
e de condutância; b) cinéticas das
condutâncias; c) processos que
modulam os canais; d) Farmacologia
dos canais.
• Informações de correntes
microscópicas (análise estocástica):
condutância do canal (seletividade); b)
tempo de residência e constantes de
velocidade.
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Eletrofisiologia
A. C. Cassola
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Análise Eletrofisiológica
1. Fixação de corrente - Medida da
diferença de potencial elétrico.
Registros extracelulares de oscilações
elétricas. Registros intracelulares de
diferenças de potencial estacionárias e
de oscilações.
• Limites de medida. Conversor de
impedância e amplificadores
• Erros: a) resistência dos eletródios e
impedância do instrumento de medida;
b) potenciais de difusão em eletródios
de Ling-Gerard.
• Informações que se podem obter: a)
Valores do potencial; b) Potenciais de
diluição e permeabilidades (Hodgkin e
Horowicz); c) valores das correntes
(plano de fase).
Eletrofisiologia
2. Fixação de Voltagem (g=f(C,V)
• Fluxo de corrente através de
membranas celulares: a) pela
bicamada, b) por transportadores e c)
por canais.
• Fluxo de corrente por canais:
correntes microscópicas e
macroscópicas . Canais são
estocásticos: Ii=NPi.
• Técnicas: a) voltage clamp clássico, b)
patch clamp. Limites de medida.
• Informações de correntes
macroscópicas: a) valores de corrente
e de condutância; b) cinéticas das
condutâncias; c) processos que
modulam os canais; d) Farmacologia
dos canais.
• Informações de correntes
microscópicas (análise estocástica):
condutância do canal (seletividade); b)
tempo de residência e constantes de
velocidade.
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Fixação de voltagem
Vm
i
Vc
10mm
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Eletrofisiologia
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Eletrodifusão
i
c
m~iie  RT ln ie  zFV
ci
Eletrofisiologia
A. C. Cassola
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I m   Gi (Vm  Vri )
Gi 
Gi  f (Vm , t )
Eletrofisiologia
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Ii
Vm  Vr
19
Prêmio Nobel de 1963
Alan LLoyd Hodgkin
Andrew Fielding Huxley
1914-1998
1917-
John Carew Eccles
1903-1997
Eletrofisiologia
A. C. Cassola
20
“Patch clamping”
10mm
Eletrofisiologia
A. C. Cassola
21
Eletrofisiologia
A. C. Cassola
22
“Patch clamp: Configurações
Eletrofisiologia
A. C. Cassola
23
Eletrofisiologia
A. C. Cassola
24
Era “patch clamp”
Prêmio Nobel de 1991
Erwin Neher, 1944-
Eletrofisiologia
Sakmann e Neher
1981
Hodgkin,Huxley
1952
1902
Bernstein
1780
Galvani
B. Sakmann, 1942-
A. C. Cassola
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