Potenciais graduados e potencial de ação

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POTENCIAIS GRADUADOS
Um evento de despolarização ou hiperpolarização
pode produzir um potencial graduado, uma diminu-
ta mudança no potencial da membrana que é
proporcional ao tamanho do estímulo
Assim, se apenas um ou dois canais se abrirem, o
potencial graduado pode ser pequeno
Se mais canais se abrirem, ele pode ser maior
Ou seja, podem variar em amplitude e tamanho
de acordo com a intensidade do estímulo
Potenciais graduados não percorrem longas dis-
tâncias ao longo da membrana neuronal, mas sim
curtas distâncias, diminuindo conforme se espa-
lham e eventualmente desaparecendo
É um estímulo local que abre ou fecha canais li-
gantes e mecano-dependentes, causando um
desvio do potencial de membrana em repouso
HiperpolarizaçãoHiperpolarizaçãoHiperpolarização
Ocorre em decorrência de um influxo de cargas
negativas ou um efluxo de cargas positivas
Despolarização ou hipopolarizaçãoDespolarização ou hipopolarizaçãoDespolarização ou hipopolarização
Influxo de cargas positivas e efluxo de cargas
negativas
SomaçãoSomaçãoSomação
A agregação de potenciais graduados originados
em pontos diferentes recebe o nome de soma-
ção espacial (PEPS)
A agregação de diversos pulsos na mesma sinap-
se, em um mesmo espaço de tempo, recebe o
nome de somação temporal
Potencial de ação
Um evento de despolarização suficientemente
grande pode levar à formação de um potencial
de ação
São rápidas alterações do potencial de membrana
que se propagam com grande velocidade por to-
da a membrana da fibra nervosa
É um evento tudo-ou-nada: ele pode ou não ocor-
rer, mas, quando ocorre, será sempre do mesmo
tamanho
Ou seja, não é proporcional ao estímulo
É um impulso, gerado prinicpalmente pelo movi-
mento do Na+ e do K+, que altera o potencial de
membrana e atinge o limiar necessário para a
despolarização
Estímulo limiar: intenso o suficiente para atingir o
limiar da célula (geralmente por volta de -55mV)
Limiar para o início do potencial de ação: o au-
mento do potencial de membrana precisa ser su-
ficiente p gerar o feedback positivo
Isso acontece quando o número de Na+ que en-
tram na fibra fica maior que o número de K+ que
saem dela
Estímulo supralimiar: intensidade capaz de ultra-
passar o limiar e gerar vários estímulos
Príncipio tudo ou nada: quando um estímulo é mais
intenso do que o limiar, sua amplitude ou tamanho
não variam, ou seja, a intensidade não altera am-
plitude do potencial
Estímulo sublimiar: não é capaz de gerar potencial
de ação
Cada potencial de ação começa por uma altera-
ção súbita do potencial de membrana normal ne-
gativo para um potencial positivo, terminando com
retorno quase tão rápido para o potencial negati-
vo
111... Estágio de repousoEstágio de repousoEstágio de repouso
É o potencial de repouso da membrana, antes do
início do potencial de ação
Diz-se que a membrana está polarizada durante
esse estágio, em razão do potencial de membra-
na de -90mV
111... Estágio de despolarizaçãoEstágio de despolarizaçãoEstágio de despolarização
A membrana fica subitamente muito permeável
aos íons sódio (quando um estímulo limiar ou su-
pralimiar é recebido)
Isso permite que grande número de Na+ se difun-
da para o interior do axônio
O potencial é aumentado rapidamente para valor
positivo (aproximadamente +40mV), um processo
chamado de despolarização
111... Estágio de repolarizaçãoEstágio de repolarizaçãoEstágio de repolarização
Em alguns décimos de milésimos de segundo após
a membrana ter ficado muito permeável aos Na+,
os canais de sódio começam a se fechar e os ca-
nais de potássio se abrem mais que o normal
A rápida difusão de K+ para o exterior restabele-
ce o potencial de repouso negativo da membrana
A comporta inativada do canal de sódio só vai re-
potenciais graduados e potencial de ação
abrir quando o potencial de membrana retornar
ou aproximar do potencial de repouso
Não é possível para o canal de sódio voltar a
abrir sem que a fibra nervosa seja primeiro re-
polarizada
Pós-hiperpolarizaçãoPós-hiperpolarizaçãoPós-hiperpolarização
Os canais de sódio dependentes de voltagem per-
manecem abertos um pouco mais do que o ne-
cessário para trazer a membrana ao potencial
de repouso
Isso resulta no pós-potencial hiperpolarizante, no
qual o potencial da membrana fica brevemente
abaixo (mais negativo) do potencial de ação
Os canais de potássio se fecham e o potencial da
membrana se estabiliza no potencial de repouso
Os canais de sódio retornam ao seu estado nor-
mal (permanecem fechados, mas se tornam no-
vamente responsivos à voltagem)
O ciclo do potencial de ação pode então começar
de novo
Período refratárioPeríodo refratárioPeríodo refratário
Uma célula excitável não consegue gerar outro
potencial de ação em resposta a um estímulo limi-
ar durante esse período
Devido à inativação dos canais voltagem-depen-
dentes de sódio (não conseguem ser abertos)
O fechamento lendo dos canais de K+ também
contribui ao dificultar a despolarização da mem-
brana
A condutância do K+ está elevada
Absoluto: nenhum estímulo é capaz de gerar um
potencial de ação
Relativo: um estímulo muito intenso pode ativar al-
guns canais em repouso e gerar um segundo po-
tencial de ação
O período refratário garante que um potencial
de ação vai ser propagado apenas em direção ao
axônio e não na direção contrária na porção do
axônio que acabou de realizar o potencial de ação
CondutânciaCondutânciaCondutância
É a medida de permeabilidade da membrana aos
íons
Durante o período de repouso, a condutância pa-
ra os K+ é cerca de 50 a 100x maior que a con-
dutância para os Na+
Com o desencadeamento do potencial de ação, a
condutância do sódio aumenta até 5000x
Feedback positivoFeedback positivoFeedback positivo
Primeiro, se a membrana da fibra nervosa per-
mecener sem ser perturbada, nenhum potencial
de ação ocorre
Caso ocorra qualquer evento capaz de provocar
o aumento do potencial de membrana de -90mV
para O, a própria voltagem crescente causa a
abertura de vários canais de sódio regulados pela
voltagem
Quanto mais íons sódio adentram a célula, mais
canais de sódio voltagem-dependentes são ativa-
dos
Propagação do potencial
de ação
Um potencial de ação, provocado em qualquer
parte da membrana excitável, em geral, excita as
porções adjacentes da membrana, resultado na
propagação do potencial de ação por toda ela
Quando uma parte da membrana passa por um
potencial de ação, muitos dos íons Na+ entram na
célula por esse trecho
Esses íons se espalham lateralmente por dentro
da célula e podem despolarizar um fragmento de
membrana vizinho, desencadeando a abertura de
canais de sódio dependentes de voltagem e levan-
do o trecho vizinho a ter seu próprio potencial
O potencial de ação é unidirecionalO potencial de ação é unidirecionalO potencial de ação é unidirecional
O potencial de ação só pode viajar em uma dire-
ção - do corpo celular para o terminal do axônio-
Pois um remendo da membrana que sofreu um
potencial de ação está no período refratário e
não pode se submeter a outro
Tem início na zona-gatilho do axônio e regenera-
se várias vezes nas regiões adjacentes até que
atinja o terminal axônico
Quando o atinge o final do axônio, o estímulo induz
a fusão das vesículas contendo neurotransmisso-
res com a membrana, causando a liberação de
neurotransmissores na fenda sináptica (espaço
entre neuronios)
Os neurotransmissores podem se ligar a canais
iônicos dependentes de ligantes na célula recep-
tora e causar a despolarização dessa célula, fa-
zendo com que ela realize seu próprio potencial
de ação
Retroalimentação positiva: quanto mais íons sódio
adentram a célula, mais canais de sódio voltagem-
dependentes são ativados