Animação: Potencial de ação no neurônio

potencial de ação no neurônio Esse é o neurônio típico ele é composto pelos dendritos que são responsáveis por receber as informações o corpo celular o Qual processo integra essas informações o axônio que carrega as informações alongas distâncias de uma parte do neurônio para outra e as terminações axônicas que transmitem informações para a próxima célula na sequência um conjunto de axônios que se juntam e percorrem o mesmo trajeto formam um nervo os nervos podem ser bem extensos e frequentemente são responsáveis por transmitir informações a longuíssimas distâncias no corpo como nós vimos os dendritos são a parte

do neurônio que recebem os sinais de entrada baseado na força desse estímulo de entrada o neurônio transmitirá o sinal ou não se o estímulo força suficientemente forte o sinal é transmitido ao longo de todo o axônio e o fenômeno é chamado de potencial de ação quando isso ocorre o neurônio atingiu Limiar disparando ou transmitindo o impulso elétrico assim dizemos que ele citou-se a transmissão do sinal neuronal é completamente dependente dos movimentos dos íons entre os dois lados da membrana plasmática vários íons incluindo sódio potássio e cloreto são distribuídos de forma desigual dentro e fora da

célula [Música] a presença e o movimento desses íons é importante para a excitação do neurônio e para o seu repouso [Música] para começar vamos pensar sobre a carga positiva dos íons sódio e potássio [Música] quando o neurônio não está transmitindo o sinal é considerado que ele está em seu potencial de repouso durante o repouso a concentração de sódio é maior fora da célula e Menor dentro dela a concentração relativa de potássio é o oposto como a maior concentração dentro da célula do que fora dela a separação iônica ocorre devido ao isolamento da membrana o que

cria um Gradiente químico através dela [Música] os íons são partículas carregadas e por isso é preciso considerar suas cargas elétricas Quando pensamos sobre a sua distribuição através da membrana em repouso a membrana é carregada mais positivamente fora do que dentro o que cria uma diferença de cargas através da membrana denominada Gradiente elétrico junto ao Gradiente químico já mencionado nos referimos a esse desequilíbrio iônico como Gradiente eletroquímico [Música] a diferença total de cargas dentro e fora da célula é chamada de potencial de membrana em repouso quando os sinais não estão sendo transmitidos a membrana do neurônio

está em um potencial de repouso de aproximadamente menos 70 milímetros Isso significa que dentro da célula está aproximadamente 70 milímetros menos positivo do que fora [Música] o gradiente eletroquímico contribui para estabilizar esse potencial [Música] enquanto dentro da célula existe uma carga líquida negativa do lado de fora da célula há uma carga líquida positiva as cargas se alinham na membrana deixando a polarizada pois cargas Opostas se atraem mas distanciando-se da membrana a uma solução Em ambos os lados eletricamente neutra por isso o potencial de repouso da membrana é o ponto onde a célula atinge o equilíbrio

eletroquímico isso significa que o gradiente de concentração e o gradiente elétrico de cada ion é igual e oposto os íons não atravessam a membrana livremente eles precisam de uma proteína aderida na membrana para facilitar seu deslocamento de um lado para o outro a maioria dos íons através da membrana através de uma estrutura chamada de canal iônico ele se movimentam por ele por difusão passiva a favor de seu gradiente de concentração alguns canais iônicos estão sempre abertos mas a maioria requer um sinal para abrir e fechá-lo por exemplo os canais de voltagem independente que se abrem

Apenas quando o potencial de membrana atinge certos valores por outro lado os canais dependentes de ligantes são abertos quando uma molécula específica se liga ao sítio dessa proteína canal já os canais mecânicos são abertos em resposta à forças físicas como mudança de pressão ou estiramento a maioria dos canais são seletivamente permeáveis ou seja permitem a passagem apenas de um íon ou um conjunto específico de íons canais voltagem dependentes por exemplo tipicamente permitem a passagem de apenas um único íon pela membrana quando são abertos Isso significa que precisamos separar os canais por seus tipos iônicos como

os canais de sódio voltagem dependentes e canais de potássio voltagem dependentes conforme os íons se movem através dos canais de um lado para o outro da membrana celular eles causam alterações no potencial de membrana modificando o potencial de repouso se essa modificação for pequena nós chamamos de potencial graduado os potenciais graduados podem variar na amplitude e também podem alterar a voltagem do potencial de membrana positiva ou negativamente eles são transitórios e não são suficientes para abrir os canais iônicos voltagem dependentes quando um canal iônico se abre e um potencial graduado ocorre o neurônio volta rapidamente

para o seu potencial de repouso esse retorno ao potencial de repouso é feito primeiramente pela bomba de sódio potássio que utiliza a energia gerada pela Hidrólise de ATP para transportar íon sódio e potássio ao mesmo tempo mas em sentidos opostos esse transporte ativo ou seja contra o gradiente de concentração pois o sódio é transportado para fora da célula onde é mais concentrado e o potássio é transportado de volta para dentro onde a sua concentração é maior um ciclo dessa bomba transporta três sódios de volta para fora da célula e dois potássio de volta para dentro

da célula [Música] esse transporte desigual dos íons só de potássio contribui para a separação das cargas através da membrana e também para a concentração iônica observada no repouso portanto restaura o gradiente eletroquímico da membrana em seus níveis de repouso a manutenção desse balanço iônico nos neurônios é tão importante que esse processo pode consumir de 20 a 40% do uso total de energia do encéfalo somente quando potencial de repouso da membrana é restaurado e os íons são mantidos em níveis precisos o neurônio está pronto para desencadear um potencial de ação [Música] quando estímulo externo é forte

o suficiente para aumentar o potencial da membrana do neurônio de menos 70 mil volts para cima do Limiar de voltagem de -55 o potencial de ação é iniciado na zona de gatilho do axônio localizada no cone de implantação e então é transmitido por todo o axônio canais de sódio voltagem dependentes podem assumir três estados distintos abertos fechados ou inativados no repouso os canais de sódio estão fechados [Música] como ziam sódio são positivos e adentram a célula o potencial de membrana celular se torna menos negativo e mais positivo e se aproxima de 0 milímetros esse fenômeno

é chamado de despolarização na sequência o gradiente de voltagem vai além de zero e chega a 30 milímetros positivo conforme o potencial de membrana se torna positivo os canais de sódio voltagem dependente se fecham e tornam-se inativos [Música] isso para o influxo de sódio para dentro da célula [Música] a mudança do potencial de membrana também abrem os canais de potássio e voltagem dependente mas ele se abrem e fecham mais lentamente devido ao Gradiente eletroquímico do potássio ocorre o influxo desses íons para fora da célula tornando a membrana menos positiva esse processo é chamado de repolarização

[Música] já que os canais de potássio são um pouquinho mais lentos para fechar o potencial de membrana siperpolariza por um momento ou seja chega uma voltagem mais negativa ainda que o potencial de repouso durante a hiperpolarização os canais de potássio e voltagem dependentes se fecham ao longo de todo o processo a bomba de sódio e potássio continua funcionando mas sem efeito devido aos canais abertos com os canais fechados ela restabelece o gradiente eletroquímico bombeando só de potássio para seus devidos lugares Como já mencionado ela bombeia três sódios para fora e dois potássios para dentro da

célula isso recupera o potencial de repouso da membrana durante a repolarização os canais de sódio estão inativados o que os impedem de responder a qualquer estímulo de abertura nessa fase o neurônio encontra-se no período refratário absoluto fazem na qual não é possível ser iniciado outro potencial de ação independentemente do quão forte seja o estímulo o período refratário absoluto previne que outros potenciais de ação ocorram tão rapidamente e que o potencial seja transmitido no sentido oposto ao longo do axônio garantindo que ele seja transmitido em sentido unidirecional durante a hiperpolarização os canais de sódio estão fechados

mas cessa a sua intimação agora eles podem ser abertos novamente [Música] essa fase é chamada de período refratário relativo pois os canais de sódio podem ser abertos mas o estímulo precisa ser mais forte do que seria durante o repouso para atingir o Limiar porque a célula encontra-se hiperpolarizada Pois boa parte do potássio ainda está fora da célula a amplitude do potencial de ação de um neurônio específico que a máxima voltagem que ele atinge durante o potencial nunca muda [Música] um potencial de ação não pode ser maior se o estímulo for maior ou menor no inverso

é tudo ou nada ele acontece ou não acontece o que muda é a frequência do potencial de ação um neurônio pode disparar vários potenciais por segundo em resposta uma dor intensa por exemplo e menos vezes por segundo e resposta uma brisa gentil [Música] alguns axônios transmitem potenciais de ação mais rapidamente do que outros um fator de aumenta a velocidade de transmissão é a presença da bainha de mielina no axônio a bainha de mielina acelera a transmissão por meio do processo chamado de condução saltatória no qual o potencial parece saltar ao longo do axônio por entre

as bainhas no sistema nervoso periférico a bainha de mielina é formada pelas células da glia denominadas células de Chuan Os Pequenos espaços entre as células de Chuan são chamados de modo de hanver o potencial de ação parece saltar de modo em modo acelerando a transmissão no sistema nervoso central as Barrinhas são formadas pelas células oligodendrócitos Resumindo sem estímulo a membrana do neurônio encontra-se em potencial de repouso pequenos estímulos causam potenciais graduados estímulos acima do Limiar iniciam um potencial de ação e o neurônio dispara por todo o axônio