Diferenças de Potencial elétrico nas membranas celulares de membrana

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 A. C. Cassola

2. 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 valoresmédios Sistemas de medidas - Definições A. C. Cassola

3. 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. Análise Eletrofisiológica A. C. Cassola

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

5. 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. Análise Eletrofisiológica A. C. Cassola

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

7. 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. Análise Eletrofisiológica A. C. Cassola

8. A. C. Cassola

9. 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. Análise Eletrofisiológica A. C. Cassola

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

11. Amplificadores Operacionais A. C. Cassola

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

13. 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. Análise Eletrofisiológica A. C. Cassola

14. A. C. Cassola

15. 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. Análise Eletrofisiológica A. C. Cassola

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

17. A. C. Cassola

18. Eletrodifusão A. C. Cassola

19. A. C. Cassola

20. Prêmio Nobel de 1963 Andrew Fielding Huxley 1917- Alan LLoyd Hodgkin 1914-1998 John Carew Eccles 1903-1997 A. C. Cassola

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

22. A. C. Cassola

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

24. A. C. Cassola

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