Potencial de açao e transmissao sinaptica

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Fisiologia 04 – Potencial de Ação e Transmissão Sináptica 
Quais são os principais determinantes do potencial de membrana?
São eles o gradiente de concentração e a permeabilidade seletiva a diferentes íons. Lembrando que a despolarização é quando o potencial tende ao positivo, a hiperpolarização tende ao negativo e a polarização é quando tende ao zero. Além do potencial graduado, existe um outro tipo de potencial, o potencial de ação. Esse tipo de potencial, tem sempre um mesmo perfil, ou seja, é uma variação estereotipada, diferente do graduado que pode atingir diferentes perfis e é dirigida por canais sensíveis a voltagem (exceto antes de atingir o limiar; outros tipos de canais). O potencial de ação possui sempre o mesmo perfil, pois é promovido por canais sensíveis a voltagem, que só se abrem quando o potencial da membrana atinge um valor específico. Quando o potencial de repouso da membrana -70mV, mas quando atinge um valor mais negativo, como -60mV, abrem-se canais sensíveis a voltagem. Portanto, se são abertos muitos canais de sódio, a membrana irá despolarizar, até que o potencial da membrana fica positivo (+ 30mV), ou seja, nesse ponto a face interna da membrana está com cargas positivas e a face externa está com cargas negativas (situação contrária ao potencial de repouso). Então, quando o valor de +30mV é alcançado, os canais de Na+ se fecham, ao mesmo tempo que canais de potássio se abrem (+30mV), saindo potássio e repolarizando a membrana. Porém, a quantidade de potássio que sai é tão grande que o potencial de membrana chega a ficar mais negativo (-80mV) do que era antes (hiperpolarização). Nesse ponto, os canais do potássio sensíveis a voltagem se fecham e a membrana volta para o valor de equilíbrio. Se outro estímulo acontecer, o processo se repete.
Os canais de sódio sensíveis a voltagem possuem três conformações: podem estar fechados (potencial de membrana em repouso), abertos (despolarização da membrana) ou inativos (+30mV). Essa conformação inativa é importante por um período de tempo onde não é possível gerar outro potencial de ação naquele pedaço da membrana, chamado de período refratário. 
Se a variação do potencial de ação não atingir um valor mínimo, aproximadamente -60mV, ele não é deflagrado. Esse valor mínimo é chamado de limiar. E se a variação não for suficiente para atingir o limiar, o potencial de ação não ocorre, chamada lei do tudo ou nada. Mas se a variação atinge o limiar, acontece a primeira etapa do potencial de ação, que é o disparo, depois que ocorre o disparo vai até o final. A fase 2 é a despolarização; a 3 é repolarização; a 4 é hiperpolarização; e a 5 é restauração.
Se juntamente com a abertura dos canais de potássio (membrana repolarizando,3) abrissem também canais de cálcio, o cálcio entraria na membra ao mesmo tempo que o potássio sai, o potencial da membrana ficaria relativamente constante, gerando o platô, potencial de ação específico das células musculares cardíacas. Esse cálcio que entra é importante para a contração das células. 
O potencial de ação está diretamente relacionado ao funcionamento dos neurônios, que são a menor unidade funcional do sistema nervoso. Ele é composto de um corpo celular, com seus dendritos e um axônio. Na realidade, a morfologia de células do sistema nervoso é muito mais variada do que isso. Existe uma infinidade de anatomia celular no sistema nervoso e isso sempre tem alguma relação com a função da célula. Mas, de um modo geral, todas essas células elas são especializadas em se comunicar, e elas fazem isso muito rapidamente. Então essas células estão, de alguma maneira, gerando e conduzindo um sinal elétrico. 
Os neurônios não funcionam como fios encapados. Quando uma variação atinge o limiar e, portanto, gere o potencial de ação, isso faz com que essa célula gere um potencial de ação que se propaga por toda a célula. Então, a maneira que o neurônio tem de se comunicar tão rapidamente é propagando o potencial de ação ao longo do axônio, ou seja, são vários potenciais de ação ocorrendo um do lado do outro. Parecido com uma cadeia de dominós caiando, então se cada peça caindo é um potencial de ação, quando a primeira peça é derrubada, ela derruba também a segunda, que derruba a terceira e assim sucessivamente, até não houver mais peças para serem derrubadas, gerando um efeito em cadeia. Então, um potencial de ação que é gerando em uma região do axônio, leva a geração de um potencial de ação na região seguinte, e isso gera um efeito em cadeia que vai até o final do neurônio. Então, a condução do sinal elétrico em um neurônio se dá pela propagação de potencias de ação. 
Quando um potencial de ação é gerado em uma região, os canais de sódio são abertos e a concentração de cargas se inverte, em relação ao repouso. Os íons de sódio que entraram vão depolarizar a região vizinha, que abrem canais e inverte a relação das cargas e assim por diante. Uma vez que propagação passou a diante, ele não volta para a região anterior pois os canais de Na+ dessa região estão inativos, então enquanto o potencial não voltar para um valor próximo do repouso não é possível gerar um outro potencial de ação naquela região, portanto, o potencial de ação é unidirecional. 
Através da mielinização dos axônios, a propagação do impulso nervoso é ainda mais rápida. Existem regiões do axônio que são envoltas por membranas de outras células, chamada de bainha de mielina. Entre essas regiões, existem espaços com alta concentração de canais de sódio, chamados de nós de ranvier. Isso faz com que o impulso seja mais rápido pois quando é gerado um potencial de ação em uma região, ele gera o potencial de ação seguinte em uma região mais distante, indo, o impulso elétrico, de forma saltatória. A bainha de mielina pode ser formada por dois tipos de células: células de schwann (sistema nervoso periférico) e oligodendrócitos (sistema nervoso central).
Um neurônio pode se comunicar com outro neurônio, através da sinapse. Uma outra comunicação -é entre o neurônio e o músculo, chamada de junção neuromuscular. 
Existem dois tipos de sinapse: a química (maioria) e a elétrica (minoria). Na sinapse elétrica, o terminal sináptico de um neurônio e uma outra porção, detritos por exemplo, de um outro neurônio estão unidos por uma junção comunicante (uma estrutura proteica que une as duas células diretamente). Esse tipo de comunicação é a mais rápida, mas é minoria, já que não é possível modular essa comunicação, tirando a capacidade de controle do sistema. Já a sinapse química, depende de a célula liberar substâncias químicas (neurotransmissores) na fenda sináptica (espaço entre as células). Essa sinapse é mais lenta, mas é modulada, ou seja, o sistema tem total controle sobre ela.
Na sinapse química, o terminal sináptico de um neurônio contém as vesículas sinápticas, que armazenam os neurotransmissores, prontos para serem liberados. 
Quando a propagação do potencial de ação chega ao terminal sináptico, a variação do potencial promove a abertura de canais de cálcio (no terminal sináptico existem canais de cálcio sensíveis a voltagem). Quando há a abertura desses canais, o cálcio começa a entrar na célula, aumentando a concentração de cálcio na periferia, fazendo com que as vesículas se fundam a membrana, liberando os neurotransmissores que estavam dentro da vesícula. Os neurotransmissores, que estão na fenda sináptica, estão livres para agir na célula pós-sináptica, e se ligam aos seus respectivos receptores, gerando algum efeito elétrico na célula seguinte. Essa variação do potencial na membrana pós-sináptica é chamada de potencial pós-sináptico.
O potencial pós-sináptico pode ser excitatório ou inibitório. No potencial excitatório, a membrana pós-sináptica despolariza, se aproximando do valor do limiar, já no inibitório a membrana hiperpolariza, se afastando do limiar. Em relação aos neurotransmissores, o que determina se eles serão excitatórios ou inibitórios são os canais que irão se abrir: neurotransmissores excitatórios promovem a abertura de canaisde Na+, e os inibitórios a abertura de canais de Cl-. 
Se o neurotransmissor que foi liberado na fenda sináptica ficar ali, ele estará agindo (excitando ou inibindo). Então, de alguma maneira, essa sinalização química precisa acabar rapidamente, e isso pode ocorrer de três maneiras: neurotransmissores podem ser degradados por enzimas na célula pós-sináptica, podem se difundir na corrente sanguínea ou eles podem ser recaptados pelo neurônio que o liberou ou por outras células, como as células de glia.