3 POTENCIAL DE AÇÃO

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POTENCIAL DE AÇÃO 
E SINAPSES
Prof. Noedi Leoni
Corrente elétrica: movimento de cargas elétricas
Diferença de potencial: determinado pela diferença da quantidade de cargas entre dois pontos.
Potencial de ação também conhecido por impulso nervoso deve ser entendido como um fenômeno de natureza eletroquímica que ocorre devido a modificações na permeabilidade da membrana do neurônio. Essas modificações de permeabilidade permitem a passagem de íons de um lado para o outro da membrana. Como íons são partículas carregadas eletricamente, ocorrem também modificações no campo elétrico gerado por essas cargas
Definição 
Um potencial de ação é uma inversão do potencial de membrana que percorre a membrana de uma célula. Potenciais de ação são essenciais para a vida animal, porque transportam rapidamente informações entre e dentro dos tecidos.
Lipídios não carregam correntes, logo membranas são regiões de alta resistência elétrica separando dois compartimentos de baixa resistência
Figura 1.2. Esquema de uma membrana. 
Quando canais de uma membrana se abrem aumentam a condutância. 
Na ausência de perturbações externas, os potenciais de membrana das células permanecem constantes e são denominados potenciais de repouso. Entretanto, um estímulo externo às células nervosas e musculares produz uma variação em seus potenciais de membrana
 
Essa variação rápida que se propaga ao longo 
de uma dessas células é denominada 
potencial de ação
Potencial de repouso 
O P.R. da membrana é uma carga elétrica de aproximadamente – 75 milivolts (mV) que existe entre o lado interno e o lado externo da membrana. Esta pequena carga é a base de todos os fenômenos da bioeletricidade. Isto é, a geração e uso de energia elétrica por células excitáveis, tais como o neurônio, para executar suas funções de armazenamento e transmissão de informação. Pode ser dito que o P.R. é o potencial de membrana antes que ocorra a excitação da célula nervosa, ou o potencial gerado pela bomba de Na e K que joga 3 Na + para fora e 2 K+ para dentro contra os seus gradientes de concentração, pela permeabilidade seletiva da membrana ao K+ e não ao Na+ .
Potencial de repouso 
A lei do tudo ou nada :
Um neurônio só consegue enviar um impulso se a intensidade do impulso for acima de um determinado nível, fazendo com que a sua membrana seja despolarizada e repolarizada. 
 Figura 2.5. Potencial de ação em uma célula nervosa. 
O PA é um tipo de distúrbio elétrico de alta voltagem que é muito especial e ocorre somente quando a membrana do neurônio é despolarizada até um valor critico.
Potencial Limiar: menor estímulo necessário para desencadear um potencial de ação. 
Nas células excitáveis, se o potencial de membrana, numa região da membrana celular, ultrapassar, num instante, um valor mínimo, característico do tipo de célula, o potencial limiar, ocorrerá a transmissão de um pulso de potencial elétrico através dessa membrana. 
Potencial limiar 
Figura 2.1 Um típico potencial de ação. 
As etapas sucessivas do potencial de ação 
Etapas:
- Repouso: membrana polarizada;
- Despolarização: grande aumento da permeabilidade ao sódio
- Repolarização: sódio deixa de entrar na célula e aumenta permeabilidade de potássio
- Hiperpolarização
Os canais de sódio e de potássio voltagem- dependentes:
 Figura 2.2. Características dos canais voltagem- dependentes de sódio e de potássio,
 mostrando tanto a ativação como a inativação dos canais de sódio e a ativação dos canais de potássio,
 que só acontece quando o potencial de membrana varia de seu valor negativo normal de repouso para um valor positivo. 
Potencial de ação 
Figura 2.6. Propagação do potencial de ação ao longo de uma célula nervosa. 
A velocidade de propagação dos impulsos depende de dois fatores: do calibre e se o axônio é mielinizado ou não. 
Figura 2.7. Esquema de um neurônio. 
Neurônio
Dendritos
Corpo celular
Núcleo
Axônio
Terminais axonais
Direção do
impulso
Cone de implantação
O neurônio é uma célula nucleada, apresenta diversos dendritos que possibilita sua conexão com outros neurônios, apresenta um terminal único e longo, chamado axônio, responsável pela transmissão do impulso nervoso para células pós-sináptica. O neurônio apresenta um estrutura característica no corpo celular, chamada cone de implantação, que é responsável pela soma dos impulsos nervosos e pelo disparo de uma resposta, chamada potencial de ação. O potencial de ação propaga-se ao longo do axônio até os terminais axonais.
BIOFÍSICA
As células de Schwann encapam os axônios com mielina com exceção dos nodos de Ranvier. O PA iniciado no cone é conduzido de nodo a nodo, onde os canais de Na e de K voltagem dependentes estão presentes. O PA no nodo seguinte é causado pela propagação eletrotônica de corrente gerado pelo PA anterior. Assim, ao invés do PA se propagar continuamente como acontece na fibra sem mielina, ocorre aos saltos, gastando menos tempo até os terminais nervosos. O aumento na velocidade de condução nervosa propicia rapidez na transmissão de informações sensoriais, na emissão de comandos motores para os órgãos efetuadores, bem como no processamento de sinais neurais pelo SNC. 
Figura 2.8. Esquema de uma sinapse. 
Sinapses
Fonte: Purves et al., Vida. A 
ciência da Biologia. 6a. Ed. 
Artmed editora, 2002 (pg. 787).
BIOFÍSICA
Sinapses Excitatórias e Inibitórias
Sinapses excitatórias: São sinapses onde a membrana pós-sináptica é despolarizada, como por exemplo as sinapses entre neurônios motores e o músculo esquelético.
Sinapses inibitórias: São sinapses onde há hiperpolarização da membrana pós-sináptica. Os neurotransmissores mais comuns em sinapses inibitórias de vertebrados são o ácido -aminobutírico (GABA) e glicina. As células pós-sinápticas das sinapses inibitórias apresentam canais de cloro dependentes ligantes. Quando esses canais são ativados por um neurotransmissor, eles podem hiperpolarizar a membrana pós-sináptica. Assim há uma probabilidade menor de lançamento de um potencial de ação.
BIOFÍSICA
Sinapses Elétricas
As sinapses elétricas têm participação minoritária no sistema nervoso, contudo estão presentes inclusive no cérebro de mamíferos. São diferentes das sinapses químicas porque acoplam neurônios eletricamente. Nesse tipo de sinapse as membranas das células pré-sináptica e pós-sináptica estão separadas por 2 a 3 nm. 
As membranas dos dois neurônios pré e pós-sinápticos estão bem próximas, e estão conectados por uma junção comunicante (gap junction). Essas junções apresentam pares canais precisamente alinhados nos neurônios pré e pós-sinápticos, de forma que cada par forma um poro, conforme o diagrama abaixo. Esse poros são maiores que os poros dos canais dependentes de voltagem. Proteínas específicas de membrana, chamadas conexinas ligam os dois neurônios, formando um túnel molecular entre as duas células. As sinapses elétricas funcionam permitindo o fluxo passivo de corrente iônica através dos poros de um neurônio para outro. O arranjo da sinapse elétrica permite que ela seja bidirecional.
Sinapses Elétricas
FIM...