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Danusa Menegaz, Ph.D
CCB/BQM/UFSC
Patch-Clamp:
Bioeletricidade como alvo terapêutico
Universidade Federal de Santa Catarina
Departamento de Bioquímica e Eletrofisiologia
NUBIOCEL (Núcleo de Bioeletricidade Celular)
 Eletrofisiologia, princípios básicos e aplicações;
 Membrana plasmática, canais iônicos, gradiente eletroquímico e o potencial de
ação;
 Técnica de patch-clamp: equipamentos, circuito elétrico, e configurações;
 Canais iônicos como alvos terapêuticos para desordens neurológicas,
musculares e metabólicas;
 Exemplos de registros laboratoriais em tempo-real (voltage e current-clamp);
Conteúdo Programático
1660 (Jam Swammerdam) estímulo elétrico com fio de prata observou contração
muscular em sapos;
1790 (Luigi Galvani) descobriu os canais iônicos e observou o impulso nervoso
entre neurônio motor e músculo em rãs;
1850 (Hermann Helmholtz) velocidade de propagação do impulso nervoso em
milisegundos;
1952 (Hodkin; Huxley), primeiro registro com eletrodos intracelulares - potencial de
ação em neurônio de lula gigante 0.5 mm; prêmio nobel em 1963;
1976 (Neher; Sakmann), descoberta patch-clamp, single-channel, prêmio nobel em
1991;
História da eletrofisiologia ao Patch-Clamp
Patch-Clamp
Voltage-clamp (mV) e Current-clamp (pA)
Permite a investigação de um único canal
iônico ou de múltiplos canais iônicos numa
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Possibilita que a voltagem seja “fixada” (mV)
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Bioeletricidade como alvo terapêutico - Danusa Menegaz, Ph.D

  • 1. Danusa Menegaz, Ph.D CCB/BQM/UFSC Patch-Clamp: Bioeletricidade como alvo terapêutico Universidade Federal de Santa Catarina Departamento de Bioquímica e Eletrofisiologia NUBIOCEL (Núcleo de Bioeletricidade Celular)
  • 2.  Eletrofisiologia, princípios básicos e aplicações;  Membrana plasmática, canais iônicos, gradiente eletroquímico e o potencial de ação;  Técnica de patch-clamp: equipamentos, circuito elétrico, e configurações;  Canais iônicos como alvos terapêuticos para desordens neurológicas, musculares e metabólicas;  Exemplos de registros laboratoriais em tempo-real (voltage e current-clamp); Conteúdo Programático
  • 3. 1660 (Jam Swammerdam) estímulo elétrico com fio de prata observou contração muscular em sapos; 1790 (Luigi Galvani) descobriu os canais iônicos e observou o impulso nervoso entre neurônio motor e músculo em rãs; 1850 (Hermann Helmholtz) velocidade de propagação do impulso nervoso em milisegundos; 1952 (Hodkin; Huxley), primeiro registro com eletrodos intracelulares - potencial de ação em neurônio de lula gigante 0.5 mm; prêmio nobel em 1963; 1976 (Neher; Sakmann), descoberta patch-clamp, single-channel, prêmio nobel em 1991; História da eletrofisiologia ao Patch-Clamp
  • 4. Patch-Clamp Voltage-clamp (mV) e Current-clamp (pA) Permite a investigação de um único canal iônico ou de múltiplos canais iônicos numa célula individual; Possibilita que a voltagem seja “fixada” (mV) para registro das correntes e que a corrente seja “fixada” (pA) para registro da voltagem (potencial de ação); O princípio do método é isolar uma parte da membrana eletricamente do meio extracelular e registrar o fluxo de correntes através dos canais com o uso de um microeletrodo de alta condutância; Canais iônicos estão envolvidos em diversas funções fisiológicas como sinais neuronais, contração muscular, ritmo cardíaco, secreção hormonal e regulação do volume celular;
  • 5. Transporte através da membrana plasmática
  • 6. Tipos de canais Iônicos e fatores de ativação
  • 8. Potencial de ação em células excitáveis
  • 9. Preparação de soluções fisiológicas para prática experimental Meio extracelular Meio intracelular
  • 10. Osmolaridade das soluções experimentais OSMÔMETRO
  • 11. Equipamentos para técnica de patch-clamp  Plataforma:  Mesas anti-vibratórias;  Mecânica e Óptica:  Microscópio;  Micromanipuladores;  Pipetas;  Sistema de Perfusão;  Eletrônica:  Gaiolas de Faraday;  Amplificadores;  Digitalização e Aquisição de Dados;  Ruído;
  • 15. Passos para atingir a configuração cell-attached para medição de single-channel
  • 16. Configurações da técnica de Patch-Clamp  Modelos de Single-channel  Modelos de Whole-cell
  • 17. Pulso de voltagem (Voltage-clamp) para medição das correntes Canais de K+ e Cl- Canais de Na+ e Ca++
  • 18. Canais de Sódio e Potássio – soluções experimentais para anular correntes interferentes Canal de K+ Canal de Na+
  • 19. Pulso de corrente (current-clamp) para medição da voltagem (potencial de ação)
  • 21. Mudanças patológicas na frequência de potenciais de ação elétricos em neurônios
  • 22. Kv Atividade Elétrica da Célula β-pancreática do pâncreas
  • 24. Biologia Molecular e Eletrofisiologia