POTENCIAL DE AÇÃO - RESUMO

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Esther Perinni Lopes – Medicina UVV XXVIII 
POTENCIAL DE AÇÃO – RESUMO 
• Os neurônios possuem propriedades fundamentais e a excitabilidade é uma 
delas. 
• Os neurônios são células que respondem a estímulos externos, como a 
distensão de um músculo, como as células do olho que respondem à luz. Os 
neurônios também podem responder a estímulos provenientes de um 
neurotransmissor que veio de um outro neurônio 
• Os neurônios respondem aos estímulos por meio de uma mudança do 
potencial elétrico da membrana. 
• O neurônio também tem a capacidade da condutibilidade, ele consegue 
conduzir, ao longo do axônio, a mudança do potencial elétrico pra chegar até o 
terminal axonal. 
 
 
Mas como o neurônio consegue exercer esse papel de responder a um estímulo por 
meio da mudança do potencial elétrico celular? Através dos canais iônicos. 
O que são os canais iônicos? 
• São proteínas de membrana que possibilitam que façamos mudanças rápidas 
na carga elétrica, no potencial de membrana e na distribuição das cargas 
elétricas dentro e fora do neurônio (e de células em geral). 
• Os canais iônicos que permitiram a sinalização pelo sistema nervoso, pois essa 
mudança tem que ser rápida. É necessário receber um estímulo, mudar o 
potencial de membrana e transportar isso ao longo do axônio de um jeito rápido, 
esse papel é desempenhado pelos canais iônicos que trabalham rapidamente, 
ao contrário das bombas. 
• Um exemplo é a Bomba sódio-potássio, que é lenta. Ela precisa sofrer uma 
mudança de conformação para colocar o potássio no meio intracelular e 
outra mudança conformacional para colocar o sódio no meio extracelular. Ela 
tem que mudar a conformação da proteína pra conseguir funcionar 
propriamente. Dessa forma, ela não participa diretamente do potencial de 
ação exatamente em função de sua lentidão, porém não deixa de contribuir para 
a manutenção da diferença de gradiente de concentração, que causa uma 
diferença de potencial elétrico que é essencial para que aconteça potencial de 
ação. 
Características dos canais iônicos: 
• São proteínas transmembrana (proteínas que atravessam toda a membrana 
celular). São essenciais pois a membrana celular é uma dupla camada lipídica 
isolante, e se ela consistisse apenas disso, não entraria e nem saíria nada da 
célula, então os canais iônicos são importantes para que aconteça troca de íons 
entre o meio intracelular e o meio extracelular. 
• Por que os canais iônicos conseguem ser tão rápidos? Pois quando abertos, são 
poros aquosos. Quando o canal se encontra fechado, não há nem entrada e 
nem saída de substâncias, mas quando o canal sofre uma mudança de 
conformação, ele se abre e fica um poro aquoso, o que permite a passagem 
rápida dos íons. 
Importância clínica dos canais iônicos: 
• Existem as canalopatias, que são doenças causadas por mutações nos canais 
iônicos (doenças genéticas) e acabam resultando em um canal alterado, ou 
ficam abertos por muito tempo, ou não abrem, etc. 
• Qualquer coisa que altera o funcionamento perfeito dessa proteína de 
membrana pode causar canalopatias. 
• Existem medicamentos que atuam sobre esses canais, esses medicamentos 
podem se ligar a eles, fechar ou bloquear os canais. 
A importância dos canais iônicos para o potencial de ação: 
• Eles conseguem fazer com íons possam ser conduzidos através da membrana 
celular. 
• Os canais iônicos sofrem alterações conformacionais, mas não exatamente 
para fazer o transporte, como as bombas, essa alteração conformacional apenas 
vai ditar se o canal vai estar aberto ou fechado. 
• Existe uma conformação em que o canal está fechado e não pode ser aberto, 
também existe uma conformação em que o canal está fechado e só será aberto 
com um estímulo. 
• Quando o canal iônico se abre para permitir a passagem de íons, eles se 
transformam em poros aquosos. 
• Outra característica interessante é que são muito específicos aos íons a que 
são permeáveis. Mas como se dá essa especificidade? 
a) A carga 
Os canais de cátions (potássio, cálcio) possuem seu interior mais negativo, o que 
vai atrair os cátions. 
b) Tamanho do íon e o quanto ele é solúvel 
O quanto de moléculas de água que o íon possui ao seu redor influencia esse fator. 
c) O estímulo que o canal vai precisar para ser aberto 
Alguns canais são específicos para neurotransmissores (como o canal do GABA). 
Outros canais respondem a uma determinada voltagem (o poro só vai ser aberto 
quando aquele pedaço da membrana estiver em uma determinada voltagem). 
Podem também responder a sinalizadores intracelulares e estímulos externos. 
Alguns canais respondem também ao processo de fosforilação (adição de 
fosfato). 
• Depois da abertura do canal iônico, o íon a que ele é especifico vai ser 
transportado a favor do gradiente eletroquímico (de onde tem mais para onde 
tem menos). Portanto, os canais iônicos fazem um transporte passivo (a favor 
do gradiente elétrico e químico). 
Qual é a diferença para as bombas iônicas? 
• As bombas fazem transporte ativo e os canais iônicos fazem apenas 
passivo. 
• As bombas são mais lentas do que os canais iônicos pois, como falado 
anteriormente, elas não precisam apenas abrir para que aconteça a entrada de 
íons, elas precisam passar por uma mudança de conformação da proteína para 
colocar um íon para dentro e mudar a conformação novamente para colocar 
outro íon para fora. 
• As bombas gastam energia (ATP). 
• Promovem transporte iônico contra o gradiente de concentração. 
 
POTENCIAL DE MEMBRANA - REPOUSO 
A dupla camada lipídica isola a célula do meio exterior. Ela tem uma distribuição 
de cargas na qual o interior da célula é mais negativo e o exterior da célula é mais 
positivo. Assim, temos uma ddp (diferença de potencial) entre a parte intracelular 
e extracelular. 
REPOUSO: excesso de cargas negativas no meio intracelular e excesso de 
positivas no meio extracelular. 
Essa ddp se dá pela disposição de determinados íons dentro e fora da membrana 
celular. 
No meio extracelular predominam os íons de: Sódio (Na+) e Cloro (Cl-) 
No meio intracelular predominam os íons de: Potássio (K+) e ânions orgânicos 
Essa distribuição assimétrica de cargas é feita pelos canais e bombas iônicas. 
POTENCIAL DE REPOUSO DE UM NEURONIO = -60 a -70mV 
Quem regula os gradientes de concentração: Bombas e transportadores, eles não 
fazem o transporte de íons a favor do gradiente eletroquímico, mas contra, gastando 
energia. Assim, mantendo a diferença de gradiente, tendo mais potássio dentro da 
célula e pouco fora. 
BOMBA SÓDIO-POTÁSSIO ATPASE 
• Gasta até 40% de energia do cérebro. 
Por que gastamos toda essa energia? 
• Pois precisamos da diferença do gradiente para que os canais iônicos se abram 
e os íons entrem na célula durante o potencial de ação e essa diferença é 
mantida pelas bombas. 
• Ela trabalha o tempo inteiro. 
• Não participa diretamente do potencial de ação, o papel dela é manter a 
diferença de concentração. 
• Quem faz o transporte efetivamente no potencial de ação são os canais iônicos. 
COMO CHEGAMOS AO POTENCIAL DE REPOUSO? 
Nos astrócitos, por exemplo, apenas temos canais de potássio abertos em 
repouso. Então o potencial de membrana do astrócito é somente o potencial de 
equilíbrio do íon potássio, pois é o único íon que possui canais abertos durante o 
repouso. 
Então quando o potencial de equilíbrio do potássio for atingido, aquela voltagem vai 
ser o potencial de repouso da membrana de um astrócito. 
Já o neurônio é permeável em repouso pra vários íons, isso porque tenho vários 
canais específicos a íons diferentes estão abertos. 
Por quais canais eu tenho transporte em repouso? 
1. Canais de vazamento = estão sempre abertos, praticamente poros. 
2. Canais com portão = São abertos em determinada voltagem. 
Então vão permitir fluxo de íons (o íon a que ele é permeável) durante o repouso. 
No astrócito, esses canais são apenas de potássio. Então opotencial de repouso é 
igual ao do potássio apenas nos astrócitos, não nos neurônios. 
Nos neurônios em repouso, existem poros de potássio, sódio, cloro e canais 
voltagem-dependentes (-70mV) abertos para esses íons também. 
Cada íon tem um potencial de equilíbrio: 
• Potássio (K+) = -75mV 
• Sódio (Na+) = +55mV 
• Cloro (Cl-) = -60mv 
Então eles entram em um equilíbrio dinâmico (a quantidade de íons que entram é 
a mesma que saem). 
POR QUE O POTENCIAL DE REPOUSO DO NEURÔNIO É QUASE IGUAL AO 
POTENCIAL DE EQUILIBRIO DO POTÁSSIO? 
Pois no neurônio em repouso tem muito mais canais de potássio abertos do que 
para outros íons. Então permitimos um transporte mais livre do potássio e temos 
menos canais abertos de sódio e de cloro. 
Assim, a condutância ao potássio é muito maior no neurônio em repouso. 
 
 
 
POTENCIAL DE AÇÃO 
TERMOS IMPORTANTES 
• Despolarizar um neurônio = Quando um neurônio está polarizado, quer 
dizer que temos uma diferença de potencial, mais negativo dentro do que 
fora. Assim ele está polarizado. Um neurônio vai ser despolarizado quando 
igualarmos os potenciais internos e externos, diminuindo a diferença de 
potencial. 
• Hiperpolarizar um neurônio = O neurônio fica mais polarizado ainda, a 
diferença de potencial entre o meio interno e externo é bem maior. 
QUEM GERA O POTENCIAL DE AÇÃO? 
Em um neurônio em repouso, tenho vários canais de potássio abertos (que está 
mais ou menos no equilíbrio), canais de sódio e cloro também. Assim, estamos no 
equilíbrio, no potencial de repouso do neurônio, -70mV. 
Então chega um estímulo, um pulso despolarizante (uma somação dos estímulos 
que o neurônio recebe ao mesmo tempo). A somação dos estímulos gera a 
despolarização inicial do neurônio. 
Para que o neurônio consiga se despolarizar, ele tem que ficar menos negativo. 
Dessa forma, os canais de sódio vão ser abertos para que entre carga positiva. 
Então a célula vai ficando menos negativa. 
Portando, a condutância ao sódio aumenta durante o processo de despolarização 
do neurônio. 
 
QUANDO O POTENCIAL DE AÇÃO SE INICIA E POR QUE ELE É TUDO OU 
NADA? 
O potencial de ação se inicia quando o limiar for atingido, ou seja, quando um 
número suficiente de canais de sódio se abrirem para mudar a voltagem do neurônio. 
Esses canais iônicos vão ser abertos e o sódio vai a favor do gradiente. 
Quem mantem o sódio entrando também é a bomba sódio-potássio ATPase. 
Enquanto começa a entrar sódio na célula, ela vai despolarizando, ficando mais 
positiva. Então o meio intracelular, que era -70mV, vai subindo à medida que o sódio 
entra na célula. 
A entrada de sódio só vai parar quando chegarmos perto de seu potencial de 
equilíbrio. 
A célula não chega no +55mV (que é o potencial de equilíbrio do sódio) porque vai 
acontecer o processo de repolarização. 
Esse processo se autolimita pois: 
• Os canais dependentes de voltagem que foram abertos durante 
despolarização (lembrando que à medida que a voltagem vai aumentando, 
os canais que se abrem em uma determinada voltagem vão se abrindo) não 
ficam abertos em qualquer voltagem. Então quando o neurônio começa a 
ficar muito positivo, eles começam a se fechar porque não ficam abertos 
naquela voltagem. Se eles vão fechando, a condutância ao sódio diminui. 
• Então os canais de potássio vão começar a abrir e o neurônio vai voltar para 
o negativo e voltar ao repouso (tudo isso no mesmo pedaço da membrana). 
Depois desse processo de repolarização, tem a fase de hiperpolarização, em que 
a célula fica mais negativa do que o repouso pois os canais de potássio que 
abriram na repolarização demoram um pouquinho pra fechar. 
Assim, mesmo que eu chegue com um estímulo gigante, esse neurônio não vai 
disparar um outro potencial de ação pois: 
1. Ele está muito mais negativo (por causa da hiperpolarização), então é mais difícil 
de atingir o limiar. 
2. O canal de sódio não consegue se abrir de novo imediatamente depois de 
fechar. Então ele não vai estar em uma conformação na qual ele consegue se 
abrir rapidamente. 
Então o pedacinho da membrana do neuronio que acabou de passar pela 
despolarização não consegue despolarizar logo depois, tem um tempinho pra voltar 
para as antigas conformações. 
O que gera o período refratário? 
• A célula está mais negativa porque saiu muito potássio, os canais que se 
abriram ainda não fecharam. 
• Os canais de sódio fecharam e não conseguem abrir ainda. 
 
PROPRIEDADES IMPORTANTES DO POTENCIAL DE AÇÃO 
• Limiar para início - Quando a entrada de sódio pelos canais que foram 
abertos é maior do que as correntes de potássio e cloro, tudo isso por 
consequência de um estímulo, a despolarização aumenta, pois vão abrindo 
mais canais. 
• Evento tudo ou nada 
• Propagado sem decremento - eu consigo propagar o potencial de ação 
naquele pedaço de membrana sem perder a força 
O neurônio tem uma coisa chamada de zona de gatilho. 
• Fica no cone de implantação do axônio (comecinho do axônio). 
• Essa zona tem mais canais de sódio que se abrem com mais facilidade, 
com uma voltagem menos negativa. Então o potencial de repouso não 
precisa mudar tanto nessa região. 
• Por isso o potencial de ação sempre começa nessa região, porque é mais 
fácil. 
• Então o potencial de ação vai ser sempre conduzido do cone de 
implantação do axônio até o terminal axonal. 
A mielinização dos neurônios é primordial para a propagação rápida do 
potencial de ação 
• SNC – oligodendrócito 
• SNP - células de Schwann 
Existem doenças que atacam a bainha de mielina, destroem essa bainha no 
SNC, que é a esclerose múltipla. Nessa doença o corpo produz uma resposta 
imune que ataca antígenos que fazem parte da bainha de mielina. É muito 
frequente em jovens e adultos.