Diferenças de Potencial elétrico nas membranas celulares de membrana

Apresentação em tema: "Diferenças de Potencial elétrico nas membranas celulares de membrana"— Transcrição da apresentação:

1 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 - Potenciais geradores: receptores e sinapses. Oscilações graduadas - Potenciais de ação: resposta tudo-ou-nada - Escala de tempo de ms Diferenças de potencial elétrico em organelas - Membrana interna de mitocôndrias Eletrofisiologia A. C. Cassola

2 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

3 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. Eletrofisiologia A. C. Cassola

4 Medidas da diferença de potencial elétrico em sistemas biológicos
Medida intracelular 10mm Eletrofisiologia A. C. Cassola

5 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. Eletrofisiologia A. C. Cassola

6 Medidas Extracelulares
Rex 5mV 2ms Rex ECG EEG Eletrofisiologia A. C. Cassola

7 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. Eletrofisiologia A. C. Cassola

8 Eletrofisiologia A. C. Cassola

9 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. Eletrofisiologia A. C. Cassola

10 Resistência de entrada do equipamento
Eletrofisiologia A. C. Cassola

11 Amplificadores Operacionais
Eletrofisiologia A. C. Cassola

12 Amplificadores operacionais
Amplificador operacional Voltage clamp Conversor corrente-voltagem Seguidor Eletrofisiologia A. C. Cassola

13 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. Eletrofisiologia A. C. Cassola

14 Eletrofisiologia A. C. Cassola

15 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. Eletrofisiologia A. C. Cassola

16 Fixação de voltagem Vm i Vc 10mm Eletrofisiologia A. C. Cassola

17 Eletrofisiologia A. C. Cassola

18 Eletrodifusão Eletrofisiologia A. C. Cassola

19 Eletrofisiologia A. C. Cassola

20 Prêmio Nobel de 1963 John Carew Eccles 1903-1997
Andrew Fielding Huxley 1917- Alan LLoyd Hodgkin John Carew Eccles Eletrofisiologia A. C. Cassola

21 “Patch clamping” 10mm Eletrofisiologia A. C. Cassola

22 Eletrofisiologia A. C. Cassola

23 “Patch clamp: Configurações
Eletrofisiologia A. C. Cassola

24 Eletrofisiologia A. C. Cassola

25 Era “patch clamp” Prêmio Nobel de 1991 Erwin Neher, 1944-
B. Sakmann, 1942- 1902 Bernstein Galvani 1780 Sakmann e Neher 1981 Hodgkin,Huxley 1952 Eletrofisiologia A. C. Cassola