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EletrofisiologiaA. C. Cassola1 Diferenças de Potencial elétrico nas membranas celulares de membrana Potencial de Repouso - Universal - Célula sempre eletricamente.

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1 EletrofisiologiaA. C. Cassola1 Diferenças de Potencial elétrico nas membranas celulares de membrana Potencial de Repouso - Universal - Célula sempre eletricamente negativa - -90mV

2 EletrofisiologiaA. C. Cassola2 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

3 EletrofisiologiaA. C. Cassola3 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). 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.

4 EletrofisiologiaA. C. Cassola4 Medidas da diferença de potencial elétrico em sistemas biológicos 10 m Medida intracelular

5 EletrofisiologiaA. C. Cassola5 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). 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.

6 EletrofisiologiaA. C. Cassola6 Medidas Extracelulares Rex Rex 5mV 2ms ECG EEG

7 EletrofisiologiaA. C. Cassola7 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). 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.

8 EletrofisiologiaA. C. Cassola8

9 EletrofisiologiaA. C. Cassola9 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). 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.

10 EletrofisiologiaA. C. Cassola10 Resistência de entrada do equipamento

11 EletrofisiologiaA. C. Cassola11 Amplificadores Operacionais

12 EletrofisiologiaA. C. Cassola12 Amplificadores operacionais Amplificador operacional Seguidor Voltage clamp Conversor corrente-voltagem

13 EletrofisiologiaA. C. Cassola13 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). 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.

14 EletrofisiologiaA. C. Cassola14

15 EletrofisiologiaA. C. Cassola15 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). 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.

16 EletrofisiologiaA. C. Cassola16 Fixação de voltagem 10 m Vc Vm i

17 EletrofisiologiaA. C. Cassola17

18 EletrofisiologiaA. C. Cassola18 Eletrodifusão

19 EletrofisiologiaA. C. Cassola19

20 EletrofisiologiaA. C. Cassola20 Prêmio Nobel de 1963 Alan LLoyd Hodgkin Andrew Fielding Huxley John Carew Eccles

21 EletrofisiologiaA. C. Cassola21 10 m Patch clamping

22 EletrofisiologiaA. C. Cassola22

23 EletrofisiologiaA. C. Cassola23 Patch clamp: Configurações

24 EletrofisiologiaA. C. Cassola24

25 EletrofisiologiaA. C. Cassola25 Era patch clamp 1952 Hodgkin,Huxley 1902 Bernstein 1780 Galvani 1981 Sakmann e Neher Prêmio Nobel de 1991 Erwin Neher, B. Sakmann, 1942-


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