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FACULDADE DE MEDICINA 
DEPARTAMENTO DE FISIOLOGIA E FARMACOLOGIA 
Profa. Letícia Lotufo 
 
SIMULAÇÃO DA ATIVIDADE ELÉTRICA EM NEURÔNIO 
 
I. INTRODUÇÃO 
 A membrana plasmática é composta por fosfolipídios e proteínas dispostos num 
arranjo tipo mosaico fluido, delimitando as células. Do ponto de vista elétrico, a 
membrana plasmática pode ser representada por um componente capacitivo, a bicamada 
lipídica, e um componente resistivo, associado aos canais iônicos. A diferença de 
potencial entre os lados intra e extracelulares é determinada pelos seguintes fatores: 
assimetria na distribuição de cargas, permeabilidade da membrana e funcionamento da 
bomba de sódio-potássio. O conjunto desses fatores confere uma polaridade à 
membrana, sendo o lado interno negativo em relação ao externo. Essa diferença varia 
entre os diversos tipos de células, mas nos tecidos excitáveis, gira em torno de –90 mV. 
Sabe-se, ainda, que estes tecidos podem responder a um estímulo elétrico com uma 
despolarização transiente da membrana, a qual chamamos potencial de ação. O potencial 
de ação é a base da excitabilidade celular, e inicia diversos processos fisiológicos tais 
como: a transmissão nervosa e a contração muscular. 
 
Representação esquemática de um potencial de ação. Fonte: GREENSTEIN & 
GREENSTEIN, Color atlas in Neuroscience, 1999. 
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II. OBJETIVOS 
Discussão dos conceitos de voltagem, corrente e condutância e sua relação com a 
excitabilidade celular. Demonstrar os mecanismos básicos para geração de potencial de 
ação. 
 
III. PROCEDIMENTOS 
Utilizaremos o programa de simulação AXOVACS (Axon Instruments Inc.). O 
programa AXOVACS 2.0, baseado no modelo proposto por Hodgkin e Huxley (1952) 
(J.Physiol. 117. 500) para produção de potenciais de ação em axônios de lula, apresenta 
três subprogramas para simulação: 
1. fixação de corrente 
2. fixação de voltagem 
3. cinética de canais iônicos. 
 
Para entrar no programa, tecle axovacs <enter>. 
Ao iniciar o programa, aparecerá o MENU PRINCIPAL que permitirá fazer a escolha 
dos subprogramas. 
 
IV. EXERCÍCIOS 
1 - Potencial de Ação (Escolha a opção 5) 
As informações contidas na parte superior direita, apresentam valores de potencial de 
membrana e dos estímulos. Este programa pode simular até 2 estímulos subsequentes. 
Para visualizar um gráfico pressione a tecla r. 
Para alterar os valores a serem utilizados numa dada simulação, pressione a tecla e, 
como descrito na parte direita. Nesse momento, aparecerá uma outra janela na qual os 
valores poderão ser modificados. Para realizar a simulação, depois de introduzidos os 
novos valores, basta apertar a tecla r. Para apagar o que foi simulado anteriormente, 
aperte a tecla c. Muitas vezes será interessante manter os gráficos de uma simulação na 
tela para comparar com a nova simulação com valores diferentes. Neste caso, não se 
deve pressionar a tecla c; após cada edição, basta rodar a simulação novamente (a 
sequência de teclas e e r pode ser usada diversas vezes sucessivas sem problemas). 
QUESTÃO 1: Relação entre potencial de ação e condutância iônica. 
a) Qual a relação entre ativação das condutâncias de Na+ e K+ e o potencial de 
membrana? Utilize as condições pré-estipuladas pelo programa. 
b) Varie a intensidade do estímulo (60, 70, 100 e 200 µA/cm2). O que ocorre com a 
velocidade de despolarização, repolarização e pico do potencial? A intensidade do 
estímulo interfere nas curvas de condutância ao Na+ e K+? Explique. 
QUESTÃO 2: Avalie a relação entre 2 estímulos subsequentes: 
a) Qual a importância do intervalo entre os estímulos? Os dois estímulos devem ter 60 
µA/cm2 de amplitude e 0,1 ms de duração. Varie o intervalo entre os estímulos (5, 4, 
3, 2, 1 ms de duração). 
b) Qual a relação entre intensidade do estímulo e a geração de um segundo potencial de 
ação? O primeiro estímulo deve ter 100 µA/cm2 com 0.1 ms de duração. Aplique um 
segundo estímulo de 100 µA/cm2 com início 3, 4, 7 e 8 ms após o primeiro. Em 
seguida, aumente a amplitude do segundo estímulo para 600 µA/cm2 e repita o 
protocolo anterior. Realize diversos experimentos variando a intensidade do segundo 
estímulo e o tempo desde o início de sua aplicação. Observe o que ocorre com as 
condutâncias ao Na+ e ao K+ 
c) Em que condições ocorre potencial de ação? Discuta as prováveis razões. 
Retorne para o MENU PRINCIPAL (pressione <esc> e <y>). 
2 - Geração do Potencial de Ação (Escolha a opção 6) 
 aperte a tecla r 
QUESTÃO 3: Avalie relação temporal entre as correntes de Na+ e K+ explicando as 
mudanças que ocorrem para a geração do potencial de ação. 
 digite c 
QUESTÃO 4: Avalie o que ocorre quando a intensidade de estímulo é diminuída para 
60 µA/cm2. 
QUESTÃO 5: Avalie o que ocorre quando é introduzido um segundo estímulo. 
 1o estímulo: 60µA/cm2, 0,1 ms de duração. 
 2o estímulo: 60µA/cm2, 0,1 ms de duração, 5, 4, 3, ou 2 ms após o primeiro. 
Em que condições ocorre o potencial de ação? Comente sobre as correntes de sódio 
e potássio. 
Retorne para o MENU PRINCIPAL (pressione <esc> e <y>). 
3 - Bloqueio dos Canais de Na+ ou K+ (Escolha a opção 7) 
aperte a tecla r 
QUESTÃO 6: Avalie o efeito do bloqueio dos canais dependentes de voltagem de Na+ 
ou K+, usando os antagonistas seletivos saxitoxina (STX) e tetraetilamonio (TEA). 
 
Faça a simulação de experimentos em que são aplicadas as doses de: 
STX 0, 1 e 10 nM 
TEA 0, 1 e 10 mM 
Para melhor visualização do efeito das drogas, aplique cada uma delas separadamente. 
Registre os efeitos em escala temporal rápida e escala temporal longa. 
Explique as alterações que ocorrem na: 
1. geração do potencial de ação, 
2. velocidade de despolarização, 
3. repolarização. 
Explique o fenômeno observado após o registro de potenciais de ação em escala longa 
na presença de TEA. 
 
Experimente aplicar TEA (10 mM) sem estimular. Comente a importância da 
condutância ao potássio para a manutenção do potencial de repouso da membrana e 
também para a geração de potencial de ação.