Hodgkin e Huxley mediram a corrente elétrica de um impulso nervoso para encontrar as condutividades elétricas dos íons sódio e potássio que estão relacionadas com as aberturas dos canais iônicos. (a) Faça os gráficos das densidades de corrente elétrica do sódio e potássio durante o potencial de ação. (b) Para um axônio o potencial de repouso é de -65 mV e os potenciais de Nernst do sódio e potássio são +55 mV e -95 mV , respectivamente. Faça o gráfico do potencial de membrana (
) versus tempo durante o impulso nervoso. Não se esqueça de colocar os nomes dos eixos e respectivas unidades de medidas. (2 pontos)
Passo 1
O enunciado pede (a) os gráficos das densidades de corrente dos íons sódio e potássio durante o potencial de ação e (b) o gráfico do potencial de membrana
em função do tempo, sabendo que o potencial de repouso é
mV, o potencial de Nernst do sódio é
mV e o do potássio é
mV. Para resolver, usamos o modelo de Hodgkin–Huxley e as fases do potencial de ação: despolarização (canais de Na
), repolarização (canais de K
) e hiperpolarização.
Passo 2
Para (a) desenhamos qualitativamente as densidades de corrente:
Eixo horizontal: tempo (ms)
Eixo vertical: densidade de corrente (mA/cm )
Eixo horizontal: tempo (ms)
Eixo vertical: densidade de corrente (mA/cm
-
: corrente de entrada de Na (influxo), pico rápido e breve. Inicia em t≈0 ms, atinge valor máximo negativo em ≈1 ms e retorna a zero em ≈2 ms. -
: corrente de saída de K (efflux), pico atrasado e mais largo. Inicia em ≈1 ms, pico positivo em ≈3 ms e retorna a zero em ≈5 ms.
Passo 3
Para (b) desenhamos o potencial de membrana versus tempo:
Eixo horizontal: tempo (ms)
Eixo vertical: potencial de membrana (mV)
Eixo horizontal: tempo (ms)
Eixo vertical: potencial de membrana (mV)
- Repouso em
mV até ultrapassar o limiar (≈ mV). - Despolarização rápida subindo até próximo de
mV (overshoot). - Repolarização descendendo abaixo de
mV até aproximar-se de mV (hiperpolarização). - Retorno gradual a
mV.
Resposta
(a) Gráfico qualitativo de densidade de corrente versus tempo:
Eixo horizontal: tempo (ms)
Eixo vertical: densidade de corrente (mA/cm )
Eixo horizontal: tempo (ms)
Eixo vertical: densidade de corrente (mA/cm
–
: pico rápido para baixo (entrada), t≈0→1 ms→2 ms;
– : pico atrasado para cima (saída), t≈1→3 ms→5 ms.
–
(b) Gráfico qualitativo de
versus tempo:
Eixo horizontal: tempo (ms)
Eixo vertical: potencial de membrana (mV)
Eixo horizontal: tempo (ms)
Eixo vertical: potencial de membrana (mV)
– Repouso em –65 mV;
– Despolarização até +55 mV;
– Repolarização e hiperpolarização até –95 mV;
– Retorno a –65 mV.
– Despolarização até +55 mV;
– Repolarização e hiperpolarização até –95 mV;
– Retorno a –65 mV.