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 ( VM ) 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 VM em função do tempo, sabendo que o potencial de repouso é -65 mV, o potencial de Nernst do sódio é +55 mV e o do potássio é -95 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 ^2)
  • jNa(t): 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.
  • jK(t): 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)
  1. Repouso em -65 mV até ultrapassar o limiar (≈ -55 mV).
  2. Despolarização rápida subindo até próximo de +55 mV (overshoot).
  3. Repolarização descendendo abaixo de -65 mV até aproximar-se de -95 mV (hiperpolarização).
  4. Retorno gradual a -65 mV.

Resposta

(a) Gráfico qualitativo de densidade de corrente versus tempo:
Eixo horizontal: tempo (ms)
Eixo vertical: densidade de corrente (mA/cm ^2)
jNa(t): pico rápido para baixo (entrada), t≈0→1 ms→2 ms;
jK(t): pico atrasado para cima (saída), t≈1→3 ms→5 ms.
(b) Gráfico qualitativo de VM versus tempo:
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.

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