A tetrodotoxina (TTX) é uma potente neurotoxina presente principalmente no baiacu, mas também encontrada em alguns anfíbios, polvos e crustáceos. A TTX é frequentemente usada em pesquisas de biofísica de membranas para estudar a participação do
nos potenciais de ação, e em concentrações muito baixas pode abolir a condução nervosa e muscular. Pesquisadores aplicaram TTX em uma preparação isolada de nó sinoatrial (SA). Entretanto, os potenciais de ação continuam sendo registrados.
Responda:
a) Por que as células do nó sinoatrial ainda conseguem gerar potenciais de ação?
b) Qual é a principal corrente iônica responsável pela fase de despolarização dessas células?
c) Se a mesma droga fosse aplicada em fibras contráteis ventriculares, qual seria o efeito esperado sobre o potencial de ação dessas células? Por que o resultado é diferente em relação às células do nó SA?
Responda:
a) Por que as células do nó sinoatrial ainda conseguem gerar potenciais de ação?
b) Qual é a principal corrente iônica responsável pela fase de despolarização dessas células?
c) Se a mesma droga fosse aplicada em fibras contráteis ventriculares, qual seria o efeito esperado sobre o potencial de ação dessas células? Por que o resultado é diferente em relação às células do nó SA?
Passo 1
O enunciado informa que a tetrodotoxina (TTX) foi aplicada em uma preparação isolada de nó sinoatrial (SA) e, apesar disso, potenciais de ação continuam sendo registrados. Perguntas a responder:
a) Por que as células do nó SA ainda conseguem gerar potenciais de ação com TTX presente?
b) Qual é a principal corrente iônica responsável pela fase de despolarização dessas células?
c) Se aplicarmos a mesma droga em fibras contráteis ventriculares, qual seria o efeito esperado sobre o potencial de ação dessas células e por que isso é diferente do efeito no nó SA?
a) Por que as células do nó SA ainda conseguem gerar potenciais de ação com TTX presente?
b) Qual é a principal corrente iônica responsável pela fase de despolarização dessas células?
c) Se aplicarmos a mesma droga em fibras contráteis ventriculares, qual seria o efeito esperado sobre o potencial de ação dessas células e por que isso é diferente do efeito no nó SA?
Informações relevantes dadas no enunciado:
- A TTX é uma neurotoxina que atua sobre correntes ligadas ao
(isto está no enunciado). - Após aplicação de TTX no nó SA isolado, os potenciais de ação continuam presentes (observação experimental).
- Não há figura ou tabela adicional; trabalharemos apenas com a descrição verbal.
Passo 2
O que faz a TTX — explicação simples e passo a passo.
- A TTX bloqueia canais de sódio do tipo “rápido” (os canais voltagem-dependentes do tipo Nav que permitem entrada rápida de
). Em notação, a corrente bloqueada é a . - Bloqueando esses canais, a TTX impede o influxo rápido de
que normalmente gera a despolarização rápida (upstroke) em muitos tipos celulares excitatórios. - Importante entender: “bloqueia a
” não significa que a célula fica sem qualquer outra corrente excitatória — existem outros canais iônicos (por exemplo, canais de ) que também podem gerar despolarização, só que com propriedades diferentes (mais lentos, menor amplitude, etc.). - Resumindo: TTX remove a contribuição dos canais rápidos de
, mas só isso — o resto das correntes celulares permanece disponível.
Passo 3
Eletrifisiologia do nó SA — quais correntes existem e o papel de cada uma (explicação didática).
- As células do nó SA são “marcapasso”: elas têm um potencial de repouso instável que lentamente se despolariza até disparar um potencial de ação. Esse processo tem etapas (fases) que convém separar:
- Fase 4 (despolarização diastólica lenta ou potencial de marcapasso): é a fase em que a célula, depois de um potencial de ação anterior, lentamente se despolariza até atingir limiar. As correntes principais aqui são:
-
(funny current): é um canal ativado por hiperpolarização que conduz um fluxo misto de para dentro e para fora, mas o efeito líquido durante a fase 4 é um pequeno influxo que vai “empurrando” a voltagem pra cima. É chamado de “funny” porque se ativa ao hiperpolarizar — diferente da maioria dos canais. - Correntes de
tipo T ( ) e outras pequenas correntes que ajudam a completar a subida até o limiar.
-
- Fase 0 (upstroke ou despolarização rápida do potencial de ação nodal): diferente das células ventriculares, nas células nodais o upstroke é principalmente devido à corrente de cálcio de alto limiar, a
(canais L-type de ). Essa corrente é mais lenta que a corrente rápida de das células ventriculares, por isso o upstroke nodal é mais lento e a amplitude do potencial de ação é menor. - Fase 3 (repolarização): correntes de potássio (várias
) repolarizam a célula.
- Fase 4 (despolarização diastólica lenta ou potencial de marcapasso): é a fase em que a célula, depois de um potencial de ação anterior, lentamente se despolariza até atingir limiar. As correntes principais aqui são:
- Conclusão desta explicação: as células do nó SA dependem pouco (ou praticamente nada) de
para gerar o seu potencial de ação; elas usam e correntes de para marcar o ritmo e provocar o upstroke.
Passo 4
Resposta direta à (a) com justificativa didática (ligando TTX ao que acontece no SA).
- A razão pela qual as células do nó SA continuam a disparar com TTX é que o disparo do marcapasso no nó SA não depende principalmente da corrente rápida de
( ), que é a que a TTX bloqueia. Em vez disso, o nó SA gera o potencial de ação usando: - Para o potencial de marcapasso (fase 4):
e pequenas correntes de . - Para o upstroke (fase 0): a corrente de cálcio L-type,
, que não é bloqueada pela TTX.
- Para o potencial de marcapasso (fase 4):
- Então, mesmo com
bloqueada, as correntes de e o mantêm a despolarização e o disparo automático — por isso ainda vemos potenciais de ação.
Passo 5
Resposta direta à (b) com esclarecimento técnico (foco em qual “fase” se refere).
- É importante distinguir duas coisas ao falar de “fase de despolarização” no nó SA:
- Se você quer a corrente que gera o upstroke (a subida rápida do potencial de ação, chamada de fase 0 nodal), a principal corrente é a
(canal L de ). - Se você quer a corrente responsável pela despolarização lenta que leva ao limiar (a fase 4, o mecanismo de pacemaker), a principal corrente é a
(funny current), com contribuição de e redução de correntes de saída de .
- Se você quer a corrente que gera o upstroke (a subida rápida do potencial de ação, chamada de fase 0 nodal), a principal corrente é a
- Resumindo de forma prática para a prova:
- Upstroke (fase 0) do nó SA:
. - Despolarização diastólica (fase 4, pacemaker):
(corrente funny).
- Upstroke (fase 0) do nó SA:
Passo 6
Resposta direta e explicação à (c): efeito em fibras ventriculares e por que é diferente.
- O que acontece nas fibras contráteis ventriculares:
- Nas células contráteis ventriculares o upstroke do potencial de ação (fase 0) é dominado pela corrente rápida de sódio,
, conduzida por canais voltagem-dependentes de (Nav). Essa corrente é precisamente a que a TTX bloqueia. - Se aplicarmos TTX nessas células, a
será reduzida ou eliminada, o que leva a: - diminuição marcada na velocidade de subida do potencial de ação (menor
), - menor amplitude do potencial de ação,
- condução lenta entre células e possibilidade de bloqueio de condução (impulsos não se propagam bem),
- em doses suficientes, incapacidade de gerar ou propagar potenciais de ação normais (pode levar a paralisação da excitação contrátil).
- diminuição marcada na velocidade de subida do potencial de ação (menor
- Nas células contráteis ventriculares o upstroke do potencial de ação (fase 0) é dominado pela corrente rápida de sódio,
- Por que o resultado é diferente do nó SA:
- Porque a diferença fundamental é o tipo de corrente que gera o upstroke: ventriculares dependem fortemente de
(sensível à TTX), enquanto o nó SA depende de (insensível à TTX). Logo, bloquear prejudica fortemente as células ventriculares, mas tem pouco efeito sobre a capacidade de pico do nó SA (que usa ).
- Porque a diferença fundamental é o tipo de corrente que gera o upstroke: ventriculares dependem fortemente de
- Em linguagem de prova: TTX atenua/abolirá a despolarização rápida e a condução nas fibras ventriculares porque bloqueia a corrente de sódio que elas usam para o upstroke; o nó SA não precisa dessa corrente rápida para disparar, por isso continua funcionando (embora mudanças finas no ritmo possam ocorrer).
Passo 7
Recapitulando em linguagem leve para fixar: imagine duas equipes que fazem a mesma tarefa (levantar a voltagem): os ventrículos usam um “motor nitro” (
) que é rápido e potente — se esse motor quebrar (TTX), não há subida rápida. O nó SA usa um “motor elétrico” mais lento (
) e um “empurrador” constante (
) para chegar ao limiar — esses não são afetados pela TTX, então o nó continua funcionando, embora mais devagar que os ventrículos normalmente fariam com seu motor nitro.
Resposta
a) Porque as células do nó SA não dependem principalmente da corrente rápida de
(
) para gerar o potencial de ação; elas usam correntes de
(especialmente
) para o upstroke e
para a despolarização diastólica, e essas correntes não são bloqueadas pela TTX.
b) Para o upstroke (fase 0) do nó SA: . Para a despolarização automática (fase 4, potencial de marcapasso):
(funny current).
c) Nas fibras contráteis ventriculares a TTX bloquearia a , reduzindo/abolindo a fase 0 (queda na velocidade de subida, menor amplitude e condução lenta ou bloqueada). O resultado difere porque os ventrículos dependem da
para o upstroke, enquanto o nó SA depende de correntes de
e de
.
b) Para o upstroke (fase 0) do nó SA:
c) Nas fibras contráteis ventriculares a TTX bloquearia a