Canais Ionicos (04)docx

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Canais iônicos
 Quando os canais iônicos estão abertos, eles permitem a passagem de íons - São substancias que dissolve em água resultando em soluções condutoras de eletricidade-específicos pela membrana plasmática ao longo de seus gradientes eletroquímicos – a diferença de concentração (química) mais a diferença elétrica. Lembre-se de que os íons se deslocam de áreas de maior concentração para áreas de menor concentração – a parte química do gradiente. 
 Além disso, cátions (íons de carga positiva) se movem em direção a áreas carregadas negativamente, e ânions (íons de carga negativa) se movem em direção a uma área carregada positivamente – a parte elétrica do gradiente. À medida que os íons se deslocam, eles criam um fluxo de corrente elétrica que pode mudar o potencial de membrana.
 Os canais iônicos se abrem e fecham devido à presença de “comportas”. Uma comporta é a parte da proteína do canal que pode selar o poro do canal ou se mover para abri-lo. Os sinais elétricos produzidos pelos neurônios e pelas fibras musculares dependem de quatro tipos de canais iônicos: canais de vazamento, canais ativados por ligante, canais mecanoativados, e canais dependentes de voltagem.
Tipos de Canais: 
Canal por vazamento: Permitem abertura e fechamento. Normalmente se tem mais canais de vazamento para íons de K+ do que para íon de Na+. São encontrados em quase todas as células, incluindo os dendritos, corpos celulares e os axônios de todos os tipos de neurônios. 
Canal Ativado por Ligante: Se abre e se fecha através uma resposta à uma ligação de um estimulo ligante químico, ex: acetilcolina. Localizados nos dendritos de N. Sensitivos, ex: recep. para dor, dendritos e corpos celulares de interneurônios e N. motores.
Canal Mecanoativos: Se abre ou fecha por um estimulo mecânico, ex: tato, adução, pressão ou estiramento tecidual. Ex: barorreceptores e vibração sonoras.
Canal dependente de Voltagem: Se abrem quando a uma mudança na voltagem (havendo despolarização).
Canais iônicos na membrana plasmática. A. Os canais de vazamento se abrem e se fecham aleatoriamente. B. Um estímulo químico – aqui, o neurotransmissor acetilcolina – abre um canal ativado por ligante. C. Um estímulo mecânico abre um canal mecanoativado. D. Uma mudança no potencial de membrana abre canais de K+ dependentes de voltagem durante um potencial de ação.
Potencial de membrana em repouso
Quanto maior for a diferença de carga na membrana, maior será o potencial de membrana (voltagem). O acúmulo de cargas ocorre apenas em uma área muito próxima da membrana. O citosol ou o líquido extracelular em qualquer outra parte da célula apresentam números iguais de cargas positivas e negativas, e são eletricamente neutros. Nos neurônios, o potencial de membrana em repouso varia entre −40 e −90 mV. Um valor comum é de −70 mV. O sinal negativo indica que a parte interna da célula está mais negativa do que a externa. Uma célula que apresenta um potencial de membrana é considerada polarizada. A maioria das células do corpo é polarizada; o potencial de membrana varia entre +5 e −100 mV nos diferentes tipos de células.
Desse modo, para medir o potencial de membrana em repouso, a ponta do microeletrodo de registro é inserida dentro do neurônio, e o eletrodo de referência é posicionado no líquido extracelular. Os eletrodos são conectados a um voltímetro que mede a diferença de carga na membrana plasmática (neste caso de −70 mV, indicando que a parte interna da célula está negativa em relação à parte externa).
Sob esse contexto, há três fatores que contribuem para o potencial de membrana em repouso. (1) Como a membrana plasmática tem mais canais de vazamento de K+ (azul) do que de Na+ (ferrugem), o número de íons K+ que sai da célula é maior que o número de íons Na+ que entra. À medida que cada vez mais íons K+ saem da célula, a parte interna da membrana plasmática se torna mais negativa, e a parte externa, mais positiva. (2) Íons retidos (azul-turquesa e vermelho) não podem seguir o K+ para fora da célula porque estão ligados a moléculas que não se difundem, como o ATP e grandes proteínas. (3) A Na+-K+ ATPase eletrogênica (roxo) retira 3 íons Na+ para cada 2 íons K+ captados.
Potenciais graduados
Durante um potencial graduado hiperpolarizante, o potencial na parte interna da membrana é mais negativo que no repouso; durante um potencial graduado despolarizante, o potencial na parte interna da membrana é menos negativo que no repouso.
	
Geração de potenciais graduados em resposta à abertura de canais mecanoativados ou ativados por ligantes. A. Um estímulo mecânico (pressão) abre um canal mecanoativado e permite a passagem de cátions (principalmente Na+ e Ca2+) para dentro da célula, gerando um potencial graduado despolarizante. B. O neurotransmissor acetilcolina (estímulo ligante) abre um canal catiônico que permite a passagem de Na+, K+, e Ca2+; a entrada de Na+ é maior que a entrada de Ca2+ ou a saída de K+, o que gera um potencial graduado despolarizante. C. O neurotransmissor glicina (estímulo ligante) abre um canal de Cl– que permite a passagem de íons Cl– para dentro da célula, gerando um potencial graduado hiperpolarizante.
Geração dos potenciais de ação
 
Um potencial de ação ou impulso é uma sequência rápida de eventos que reduz e reverte o potencial de membrana e, em seguida, o retorna ao seu estado de repouso. Na fase de repolarização, o potencial de membrana reverte para o padrão de repouso de -70 mV. Após a fase de repolarização, pode ocorrer uma fase de pós-hiperpolarização, durante a qual o potencial de membrana torna-se temporariamente mais negativo do que em repouso. Esses canais estão presentes principalmente na membrana plasmática dos axônios e terminações axonais. Os primeiros canais que se abrem, os canais de Na + dependentes de voltagem, permitem que o Na + passe para a célula, o que gera a fase de despolarização. Depois são os canais de K+ dependentes de voltagem que se abrem, permitindo a saída de K+ e produzindo a fase de hiperpolarização. A fase de pós-hiperpolarização ocorre quando os canais de K+ dependentes de voltagem permanecem abertos após o término da fase de repolarização.
 Um potencial de ação aocorre no axolema quando a despolarização atinge um certo nível, conhecido como limiar (acima de −55 mV na maioria dos neurônios). Neurônios diferentes podem ter limiares diferentes para a geração um potencial de ação, mas o limiar em um determinado neurônio é, de modo geral, constante.
 Um potencial de ação não acontecerá em resposta a um estímulo sublimiar, uma fraca despolarização que não leva o potencial de membrana a seu limiar. No entanto, ele ocorrerá em resposta a um estímulo limiar, o qual é intenso o suficiente para despolarizar a membrana até o seu limiar. Vários potenciais de ação serão gerados em resposta a um estímulo supralimiar, que é intenso o suficiente para despolarizar a membrana acima do limiar.
Em outras palavras, ou é gerado um potencial de ação ou nada acontece. Esta característica do potencial de ação é conhecida como o princípio do tudo ou nada.
Fase de despolarização
Quando um potencial graduado despolarizante ou algum outro estímulo faz com que a membrana de um axônio se despolarize até seu limiar, os canais de Na+ dependentes de voltagem se abrem rapidamente. Tanto o gradiente elétrico quanto o químico favorecem a entrada de Na+ para a célula, e isto gera a fase de despolarização do potencial de ação.
Cada canal de Na+ dependente de voltagem tem duas comportas separadas, uma de ativação e outra de desativação. Durante o repouso de um canal de Na+ dependente de voltagem, a comporta de desativação está aberta, mas a de ativação está fechada. Consequentemente, o Na+ não consegue entrar na célula por estes canais. Quando se atinge o limiar, os canais de Na+ dependentes de voltagem são ativados. Em seu estado ativo, tanto os canais de ativação quanto os de inativação estão abertos e se inicia a entrada de Na. À medida que se abrem mais canais, o influxo de Na+ aumenta,a membrana se despolariza ainda mais, e maior quantidade de canais de Na+ se abre.
Fase de repolarização
Logo após a abertura das comportas de ativação dos canais de Na+ dependentes de voltagem, os canais de inativação se fecham. Agora o canal de Na+ está em seu estado inativo. Além da abertura dos canais de Na+ dependentes de voltagem, uma despolarização limiar também abre os canais de K+ dependentes de voltagem. Como estes canais se abrem mais lentamente, sua abertura ocorre aproximadamente no mesmo momento em que os canais de Na+ estão se fechando
Fase de pós-hiperpolarização
O período de tempo após o início do potencial de ação durante o qual uma célula excitável não consegue gerar outro potencial de ação em resposta a um estímulo limiar normal é chamado período refratário. Este período coincide com o período de ativação e inativação do canal de Na+. Os canais de Na+ inativos não conseguem se reabrir; eles primeiro devem voltar ao estado de repouso. Diferentemente dos potenciais de ação, os potenciais graduados não apresentam um período refratário.
O período refratário relativo é o período de tempo durante o qual um segundo potencial de ação pode ser gerado, mas apenas por um estímulo maior que o usual. Ele coincide com o período no qual os canais de K+ dependentes de voltagem ainda estão abertos, após a volta dos canais de Na+ inativos para o repouso. 
Propagação dos potenciais de ação
Para transmitir informações de uma parte do corpo para outra, os potenciais de ação devem se propagar a partir do local em que são gerados, na zona-gatilho do axônio, para os terminais axônicos. Ao contrário do potencial graduado, o potencial de ação não é decrescente (ele não se acaba).
Em um neurônio, um potencial de ação pode se propagar apenas nesta direção – ele não pode voltar para o corpo celular, pois qualquer região da membrana que acabou de formar um potencial de ação está temporariamente em seu período refratário absoluto e não pode gerar outro potencial. Como se propagam pela membrana sem desaparecer, os potenciais de ação servem para a transmissão de informações em longas distâncias.
Condução contínua e condução saltatória
Na condução contínua, os íons trafegam por seus canais dependentes de voltagem em cada segmento adjacente da membrana. Note que o potencial de ação se propaga apenas por uma distância relativamente curta em poucos milissegundos. A condução contínua ocorre em axônios não mielinizados e nas fibras musculares. 
Poucos desses canais estão presentes em regiões onde a bainha de mielina cobre o axolema. Por outro lado, o axolema dos nós de Ranvier (onde não há bainha de mielina) apresenta muitos canais dependentes de voltagem. Desse modo, a corrente levada pelo Na+ e pelo K+ flui pela membrana principalmente nos nós. Na sequência, o potencial de ação do segundo nó gera uma corrente iônica que abre canais de Na+ dependentes de voltagem no terceiro nó, e assim sucessivamente. Cada nó se repolariza após a despolarização.