Videoaula 4 Potencial de ação

o Olá pessoal tudo bem com vocês antes de começar a aula eu queria mostrar para vocês esse peixinho aqui o baiacu parece fofinho mas na presença de qualquer ameaça ele em foi fica enorme para assustar o seu Predador lá no Japão sua carne é uma iguaria especial deixa uma sensação de dormência na boca que acontece devido à presença de pequenas quantidades de uma toxina no entanto se a carne não for adequadamente preparada pessoa pode ingerir grandes quantidades dessa toxina que pode levar até a morte por isso o Japão a uma tradição na hora de comer

esse peixe os mais novos como em primeiro e se tiver tudo OK aí os caras mais velhos comem também mas aqui vai Uma pergunta Por que só toxina pode ser letal até o final dessa aula eu respondo essa pergunta Guarda essa curiosidade e vamos lá A aula anterior eu mostrei que o potencial de membrana quando o neurônio está em repouso o que chamamos de potencial de repouso apresenta valores negativos isso porque é um excesso de cargas negativas dentro dos neurônios quando eles estão em repouso como vimos esse excesso de cargas negativas é determinado pelo gradiente

de concentração principalmente do Sião sódio e potássio os quais são mantidos pela bomba de sódio potássio e claro pela permeabilidade da membrana a esses íons o melhor pelo número de canais de vazamento sódio e potássio presentes na membrana em repouso as concentrações desses íons dentro e fora da célula EA permeabilidade da membrana a esses irmãos se mantêm constantes sem alterações no entanto além dos canais de vazamento existem canais com o portão que podem ser controlados por diversos bom e quando são abertos podem alterar a permeabilidade da membrana ausência sódio potássio e outros isso pode causar

alterações no potencial de membrana que se forem grandes o suficiente podem gerar o famoso impulso nervoso e chamamos de potencial de ação Só lembrando esse potencial de ação pode ocorrer em outras células excitáveis como por exemplo se elas musculares por isso é mais adequado usar o termo potencial de ação ao invés de impulso nervoso nessa aula claro que iremos focar os potenciais gestão gerados nos neurônios bom então vou almoçar aqui nós temos dois neurônios se comunicando trocando informações o neurônio um está enviando informações para o neurônio dois através da liberação de pequenas moléculas chamadas de

neurotransmissores que podem atuar como moléculas gigantes em alguns tipos de canais com portão presentes na membrana do neurônio dois podem por exemplo Abrir canais com portão específico para sódio aumentando a permeabilidade da membrana a região isso faz com que mais sódio entre na cela trazendo cargas positivas que se espalham pelo citoplasma do neurônio dois causando O que chamamos de ondas de despolarização ao se espalhar algumas cargas positivas que causaram a despolarização podem escapar pelos canais de vazamento que estão sempre abertos nas membranas portanto conforme a onda de despolarização se espalha a sua pri a diminui

é como se fosse uma onda provocada pela queda de uma gota d'água próximo do local onde a gota cai a onda tem uma pessoa de maior e conforme se espalha vai perdendo a sua amplitude essas ondas de despolarização podem ter amplitude variável por exemplo quanto maior for o número de canais de sódio abertos maior será o número de cargas positivas entrando na célula e maior será a amplitude da onda despolarizante mas sempre conforme a onda se propaga pelo citoplasma a sua amplitude vai diminuir esse tipo de alteração no potencial de membrana que tem amplitude variável

e perde amplitude como forma e se propaga é o que chamamos de potencial graduado só uma observação importante os potenciais graduados também podem ser ondas hiperpolarizantes Ok continuam um exemplo esse potencial graduado no caso uma onda despolarizante vai se espalhando pelo citoplasma até chegar e uma região intermediária entre o corpo e o axónio de um neurônio conhecida como cone o cone adicional ou zonas de gatilho a lembrando dessa região especial aqui tem uma grande quantidade de canais com portão Independente de voltagem ou seja aqueles canais com portão que podem ser abertos conforme muda a voltagem

da membrana ou melhor conforme o potencial da membrana é alterada se uma onda de despolarização chegar nessa zonas de gatilho e atingir uma voltagem mínima chamada de potencial Limiar ou simplesmente linear um potencial de ação será gerado no caso desse neurônio o potencial Limiar é de - 55.000 volts então sempre quis chegar é uma das colisões na zona de gatinho que seja grande o suficiente para levar o potencial de membrana dessa zona para o valor de - 55.000 volts vai iniciar um evento que marca o início do potencial de ação a abertura de canais com

portão para sódio dependentes de voltagem ou simplesmente canais de sódio dependentes de voltagem abertura desses canais permite a entrada de mais sódio despolarizando ainda mais a membrana isso inicia um ciclo de abertura de canais de sódio dependente de voltagem ou seja conforme mais sódio entra na célula a voltagem da membrana vai ficando mais positiva isso abre mais canais de sódio o que permite a entrada de mais sódio que deixa a voltagem mais positiva que abre mas que nós para sódio entra mais sódio ainda aí assim sucessivamente isso leva o potencial de membrana para valores muito

o mais próximo que o potencial de Equilíbrio duas sódio Pois foi aberto tantos canais precisamos que agora a probabilidade é o sódio é maior do que a probabilidade ao potássio ao chegar no pico em cerca de mais 30 milivolts os primeiros canais de sódio dependentes de voltagem que saberão começam a se fechar o melhor se inativar e a probabilidade ou sódio para diminuir voltando para ter mobilidade do Estado de repouso agora entra em cena outros canais dependentes de voltagem mas agora seletivos para os íons potássio e esses canais também são abertos quando a membrana despolariza

e atingir o potencial Limiar assim como os canais de sódio porém esses canais para potássio são mais lentos terminam de se abrir completamente quantos canais de sódio já estão sendo ativados e levando agora para a verdade ao potássio o potássio Então vai saindo da célula levando cargas positivas para fora tentando restabelecer o potencial de membrana para os valores negativos mais próximo do seu potencial de Equilíbrio quando o potencial de membrana retorna ao potencial de repouso nesse caso ao menos 70 me ligou eu digo que houve uma polarização Então pronto né acabou o potencial de ação

ainda não pois como eu falei esses canais de potássio são lentes demoram para abrir e demoram para fechar aí o que acontece mesmo depois de repô-la e como ainda tem muitos canais abertos a permeabilidade ao potássio ainda permanece elevada mais do que no repouso assim mais potássio acaba deixando neurônio e o potencial acaba atingindo valores mais negativos mais próximo do potencial de equilíbrio do potássio ou seja ocorre uma hiperpolarização no final do potencial de ação quando finalmente todos os canais dependentes de voltarem se Fashion a permeabilidade tanto ao sódio conta o potássio voltam a ser

determinadas apenas pelos canais de vazamento e pela bomba de sódio-potássio fazendo com que o potencial de membrana retorne ao seu valor de repouso menos 70 mil vozes do jeito que eu fui explicando aqui parece que o potencial de ação demora uma hora né só que não lembro esse aqui tudo isso aqui acontece em questão de milissegundos Olha a escala de tempo do gráfico o potencial de ação começa e termina em nove milissegundos isso é mais rápido que um piscar de olhos aproveitando esse gráfico percebam que esse potencial de ação pode ser dividido em fases despolarização

a fase de subida quando o potencial ficar mais positivo repolarização a fase de descida quando o potencial volta para o potencial de repouso e uma fase de posse hiperpolarização quando o potencial fica mais negativo do que o potencial de repouso quantos de vocês podem estar achando muito complicado toda essa história de potencial de ação porém lembrem-se que o mais importante é saber o que acontece em cada fase do potencial de ação por exemplo na descolonização é só de dependência de voltarem se abre e bastante sódio entra na célula na repolarização canais de sódio inativo e

os canais de potássio se abre e assim por diante bom essa foi a primeira parte tal ainda tenho que mostrar para vocês algumas características muito importantes do potencial de ação primeira característica que eu quero mostrar aqui o potencial de ação Segue o que chamamos de lei do Tudo ou Nada Como assim se a honra de flores anti que chega na zonas de gatilho não atingir o potencial Limiar E no caso deste neurônio é de menos 55 vezes o ciclo de abertura dos canais de sódio dependentes de voltagem não se inicia importante não ocorre o potencial

de ação mas se as ondas escolarizante alcançaram Limiar os canais de sódio dependente de voltagem podem se abrir e o potencial de ação ocorre e uma vez iniciado não tem como voltar atrás o potencial de ação vai ocorrer de qualquer maneira ou seja ou acontece ou não acontece é tudo ou nada a segunda característica do potencial de ação são os períodos secretários o potencial de ação é dividido em dois períodos refratários logo que se inicia o potencial de ação iniciou o período refratário absoluto o período em que não é possível gerar um novo potencial de

ação no meio da fase de repolarização do potencial de ação inicia-se um período refratário relativo um período em que é possível disparar o novo potencial de ação porém com menor amplitude Mas por que isso acontece para responder essa pergunta precisamos entender um pouco mais sobre o funcionamento do canal de sódio dependente de voltagem esse canal possui dois portões duas comportas uma Comporta e são e outra comporta de inativação quando a concorda de ativação está fechada o canal se encontra no estado fechado e o significa que quando a membrana é despolarizada até o potencial Limiar o

canal pode se abrir uma vez aberto a comporta de inativação automaticamente inicia o seu movimento e bloqueia temporariamente o canal nesse estado mesmo se a membrana despolarizar e chegar No Limiar de novo o canal não pode ser aberto pois ela está inativo após um curto intervalo de tempo a comporta de inativação Seabra e a comporta de ativação volta se fechar e o canal novamente entra no seu estado fechado e agora sim está pronto para se abrir novamente Caso haja uma disposição que alcance o Limiar assim no período refratário absoluto grande parte dos canais de sódio

encontro a sua forma inativa e não podem se abrir de jeito nenhum já não perdeu do resultado relativo a um número suficiente de canais de sódio já no estado fechado ou seja o número mínimo de canais necessários para ativar aquele ciclo de abertura de canais de sódio que causa o Pico do potencial de ação porém o Pico do potencial de ação que foi gerado nesse período é menor porque embora haja um número mínimo de canais de sódio que podem ser recrutado Não teremos o mesmo número de canais disponíveis que tinha no início do primeiro potencial

pois ainda não deu tempo de recuperar todos os canais do Estado de inativação Portanto tem que ficar claro que durante o período refratário absoluto não importa se a onda despolarizante chegou ou não No Limiar Não haverá o novo potencial de ação já no período refratário relativo é possível é um potencial de ação mas quanto mais cedo ao tentar disparar um potencial de ação o estímulo deve ser mais forte ou seja maior deverá ser a onda despolarizante para conseguir levar o potencial da membrana até o Limiar causando o segundo potencial de ação mesmo antes de ter

terminado o primeiro conforme o período refratário vai chegando ao fim a amplitude da onda despolarizante necessária para disparar um novo potencial de ação vai diminuindo e só quando o primeiro potencial de ação chegar ao fim aí sim eu posso gerar um novo potencial de ação a partir de uma onda disco alisante com a mesma amplitude aqui a primeira onda que gerou o primeiro potencial de ação a terceira e última característica tu potencial de ação que vocês precisam saber é a seguinte potencial de ação ele é conduzido ou propagado pela o alarme sem perder a sua

magnitude a sua força ou seja o potencial de ação registrada pela eletrosom.com aqui nas zonas de gatilho pode ser conduzida até a região onde está o eletrodo 11 que vagas Extra um potencial de ação igualzinho o do eletrodo um essa característica de propagação do potencial de ação sem perder a sua magnitude a sua força é essencial para a principal função dos neurônios que é transmitir informação potencial de ação e como se fosse a linguagem dos neurônios um potencial de ação carrega uma determinada mensagem três potenciais de ação pode carregar outra mensagem e assim por diante

claro que isso apenas um exemplo bastante simplificado que comunicação neural mas o que eu quero mostrar para vocês é que o potencial de ação precisa ser propagadas em será alterado para não passar uma mensagem errada Imagine se o potencial gerado na zona de garantir chega o final do axónio com uma forma diferente vai ser tipo um telefone sem fio A mensagem original seria modificada Vista que o potencial de ação é a linguagem dos neurônios fica fácil explicar porque corremos o risco de morte ao ingerir a carne do baiacu o que acontece é que se cozinheiro

não retirar com cuidado os órgãos que contém grande quantidade de toxina ele acaba contaminando a carne essa toxina é até todo toxina e sabe o que ela faz ela se liga nos canais de sódio dependentes de voltagem e bloqueia esses canais uma vez bloqueados não é possível gerar potencial de ação sem potencial de ação seus neurônios não conseguem se comunicar o sistema nervoso praticamente para E você já era e aí você teria coragem de comer a carne do barco E aí pessoal tudo bem até aqui eu sei que é muita informação mas tem só mais

uma pergunta para gente responder na sala e os axônios de alguns neurônios como aqueles que leram o dedo do seu pé pode medir mais de 1 metro de comprimento a pergunta que é como que o potencial de ação se propaga por longas distâncias sem perder a sua forma original para responder essa pergunta vamos imaginar que eu tenho aqui a zonas de gatilho e o axónio de um neurônio coloquei aqui alguns eletrodos para registrar o potencial de membrana durante um potencial de ação na zona de gatilho canais de sódio dependência de voltagem são abertos o sódio

entra trazendo cargas positivas Ou seja despolarizando a membrana tirando o potencial de ação esse excesso de cargas positivas nessa região pode fluir para regiões os vizinhos despolarizando a membrana até o Limiar ou seja - 55.000 volts ao chegar No Limiar canais de sódio dependentes de voltagem agora se abrem nessa região da membrana e disparando então o potencial de ação e novamente com excesso de carga positiva desta região pode fluir para a próxima região da membrana despolarizando a até o Limiar disparando assim um novo potencial de ação e assim por diante portanto não é o único

potencial de ação que percorre todo o axónio Na verdade o potencial de ação é regenerado a cada região subjacente da membrana por isso pode percorrer grandes distâncias um metro 2,3 metros Quantos metros o axónio tiver sem perder a sua forma original uma pergunta interessante a se fazer durante a propagação do potencial de ação ao longo do axónio o potencial de ação não poderia voltar ou seja não seria possível disparar um potencial de ação na região anterior e a resposta é não pois a região anterior onde acabou de disparar um potencial de ação ainda se encontra

no período em um refratário Ah e não é possível disparar o novo potencial de ação nessa região por isso dizemos que a propagação do potencial de ação é unidirecional a parte da zona de gatilho e segue até as porções finais do axónio Então até aqui sabemos que o potencial de ação é a linguagem que os neurônios utilizam para passa informações e pode ser propagado por longas distâncias sem perder a sua forma sem perder a informação original Mas além de tudo isso é importante você está em mente que o potencial de ação é para pagar de

uma alta velocidade permitindo respostas extremamente rápidas com essa e ainda como é possível alta velocidade de propagação do potencial de ação é preciso saber quais os fatores influenciam a velocidade de propagação desse potencial de membrana era um fator é o diâmetro do axónio quanto maior o diâmetro taxone maior a velocidade de propagação em alguns organismos como a lula gigante existem neurônios gigantes como comentamos na aula anterior os quais podem ter o diâmetro de meio milímetro Até Um milímetro a velocidade de propagação do potencial de ação e neurônios com meio milímetro chega 25 metros por segundo

que equivale a 90 km por hora esses axônios e gigantes estão envolvidos com respostas de fuga portanto diante de qualquer ameaça Lula consegue ter uma resposta de fuga muito rápida o treino os mamíferos que é o nosso caso não existem axônios de grandes mas mesmo assim a velocidade de propagação pode chegar mais de 120 metros por segundo mas como é que faz para ter uma velocidade tão alta sem ter um diâmetro tão grande a resposta está no segundo fator que determina a velocidade de propagação do potencial de ação ou seja resistência da membrana ao vazamento

de íons como sabemos a lembrando existem canais de vazamento portanto enquanto sódio tá entrando durante o potencial de ação pelos seus canais dependentes de voltagem cargas positivas na forma de potássio podem vazar através dos seus canais de vazamento o vazamento de cargas positivas atrasa descolonização da região subsequente reduza a velocidade de propagação do potencial de ação e dessa forma para aumentar a velocidade de propagação do potencial de ação é Preciso aumentar resistência da membrana para diminuir o vazamento de rios mas como faz para aumentar a resistência da membrana mas tem colocar o axónio com material

isolante para cargas elétricas não vazar e qual o melhor material isolante que existe um organismo vivo a bicamada lipídica das membranas assim tanto no sistema nervoso periférico como no Central existem células de chuá e oligodendrócitos enrolam as suas projeções de membranas no axónio dos neurônios formando uma capa isolante aumentando a resistência do axónio evitando o vazamento de uns essa capa é conhecida como bainha de mielina é um detalhe importante é que a bainha de mielina não cobre o axónio por completo na verdade existe um espaço a cada célula de yeshua ou a cada segmento do

oligodendrócito um espaço bem pequeno chamado de modo ou nós erramos uma região onde há muitos canais dependentes de voltagem portanto São nesses nodos que o potencial de ação é regenerado por exemplo Imagine que o potencial de ação foi gerado nas zonas de gatilho deste neurônio se eu não tivesse bainha de mielina as cargas positivas vazaram pelos canais de vazamento certo porém agora a bainha de mielina e o vazamento de não ocorre as cargas positivas chegam no próximo nó do rapidamente quase que instantaneamente despolarizando a membrana e regenerando o potencial de ação isso acontece sucessivamente até

o final do axónio de tão rápido o que acontece à disposição o início do potencial de ação no próximo número é extremamente rápido e parece que o potencial de ação se propaga assaltando denodo em modo por esse tipo de condução e axônios mielinizados é chamada de condução saltatória mas lembre-se não é que o potencial de ação está pulando de um lado para o outro na verdade ele está sendo regenerado a cada no de Ranger para vocês terem uma noção do quanto à condução saltatória que acontecem axônios mielinizados é bem mais veloz do que a condução

que acontecem e neurônios não me organizados sem bainha de mielina pegamos como exemplo o axónio mais fino e sem Milena do organismo humano esse aqui sonho com duas o potencial de ação numa velocidade que vai de 0 5 a 2 metros por segundo que já é bem rápido agora olha este axónio que já tem um diâmetro um pouquinho maior e tem bainha de mielina os e são eu chegar cinco metros por segundo e vejo que conforme o diâmetro aumenta a velocidade vai aumentando o axónio com maior diâmetro maior espessura da bainha de mielina com sai

conduziu potencial de ação uma velocidade máxima de 120 metros por segundo que é igual a 400 km por hora é mais rápido que um carro de Fórmula 1 e finalizando lembre-se que para disparar um potencial de ação na zona de gatilho a membrana deve ser despolarizada até atingir o Limiar ao atingir o Limiar os canais de sódio potássio dependentes de voltagem são ativados gerando potencial de ação os potenciais de ação podem se propagar por toda a extensão da membrana dos axônios sem perder a sua forma original pois são regenerados a cada segmento a velocidade de

propagação do potencial de ação depende do diâmetro do axônio e da resistência da membrana o vazamento de íons que é determinada pela ausência ou presença da bainha de mielina Esses são os livros que eu indico para o estudo deste conteúdo é bom pessoal acabamos por aqui qualquer dúvida que tenha ficado nós vamos esclarecer no nosso encontro no Google mete um abraço e até lá