Potencial de Ação

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Potencial de Ação 
Introdução 
Os sinais nervosos são transmitidos 
por potenciais de ação (PA), que são 
rápidas alterações do potencial de 
membrana. Cada potencial de ação 
começa por uma alteração do potencial de 
repouso negativo para um positivo. Esse 
PA se desloca ao longo da fibra nervosa até 
sua extremidade final. 
Estágios de um Potencial de Ação 
Estágio de Repouso 
O estágio de repouso é o potencial 
de repouso da membrana. Diz-se que a 
membrana está polarizada nesse estágio, 
tendo um potencial de -90mV. Os canais de 
sódio e de potássio voltagem-dependente 
estão fechados nesse momento. 
Estágio de Despolarização 
Perturbações, como algum estímulo 
de receptor sensorial ou a ação de algum 
neurotransmissor é aplicada ao neurônio, 
criando um potencial local no corpo celular 
ou no receptor sensorial. No potencial local 
a permeabilidade dos íons sódio aumenta 
nos canais de vazamento. 
Se esse potencial local atingir o limar 
necessário a membrana fica muito mais 
permeável aos íons Na+, permitindo a 
difusão deles por meio dos canais de 
sódio voltagem-dependente para o 
interior do hilo axônico. 
Desse modo, o potencial aumenta 
rapidamente para um valor positivo, 
chegando ao valor zero ou ainda mais. 
 
Estágio de Repolarização 
Após a membrana ter ficado muito 
permeável aos íons Na+, os canais de sódio 
começam a se fechar rapidamente, e os 
canais de potássio voltagem-
dependente se abrem lentamente. O 
efluxo de potássio restabelece o potencial 
de repouso. 
Estágio de Hiperpolarização 
Como esse canal tem um 
funcionamento lento, os íons potássio 
entram por mais tempo deixando o 
potencial mais negativo do que no repouso 
(hiperpolarização). 
Finalmente, os canais de potássio 
voltagem-dependente são fechados e a 
bomba de sódio-potássio agora tem o 
papel de retornar a milivoltagem da 
membrana ao potencial de repouso. 
Canais de Sódio 
Os canais de sódio voltagem-
dependente possuem duas comportas, a 
comporta de ativação e a de inativação. 
Quando o potencial é de -90mV, a comporta 
de ativação está fechada. 
Quando a membrana recebe uma 
perturbação que atinge uma voltagem 
limiar, as comportas dos canais de sódio 
são totalmente abertas. 
A comporta de inativação é 
fechada em poucos décimos de milésimos 
de segundo após ser ativada. Nesse 
momento, a membrana vai estar se 
preparando para voltar ao potencial de 
repouso inicial (repolarização). 
A comporta inativada só vai reabrir 
quando o potencial de membrana retornar 
ou se aproximar do potencial de repouso. 
 
Funcionamento dos canais de sódio voltagem-
dependente 
Canais de Potássio 
Durante o estado de repouso, os 
canais de potássio voltagem-dependente 
estão fechados. Quando o potencial 
aumenta de -90mV para zero, a comporta 
abre com um retardo. 
 Esse retardo faz com que a 
comporta abra no mesmo momento em que 
os canais de sódio estão começando a se 
fechar. Assim, a redução da entrada de 
Na+ e o aumento da saída de K+ fazem 
com que a repolarização seja acelerada. 
 
Muito mais íons Na+ fluem para o 
interior da fibra do que os íons K+ para o 
exterior. Essa é a causa de o potencial de 
membrana ficar positivo no início do PA. 
Limiar 
Qualquer evento capaz de provocar 
o aumento do potencial de -90mV para zero 
causa a abertura de vários canais de Na+. 
Isso resulta em um maior aumento do 
potencial e, abertura de mais canais. Esse 
processo é chamado de ciclo vicioso de 
feedback positivo e, uma vez que esse 
feedback seja intenso, continuará até que 
todos os canais tenham sido ativados. 
O PA só ocorrerá se o aumento 
inicial do potencial de membrana for o 
suficiente para gerar o feedback. Isso 
ocorre quando o número de Na+ que entra 
é maior que o número de K+ que sai. 
Assim, qualquer aumento do 
potencial de -90mV para -65mV provoca o 
explosivo desenvolvimento do PA. Esse 
nível de -65mV é referido como o limiar 
para a estimulação. 
Basicamente qualquer fator que 
promova a difusão de íons sódio para o 
interior da célula por uma maior 
permeabilidade aos canais de 
vazamento pode ser um limiar. 
Essa alteração pode resultar: 
pressão mecânica para excitar as 
terminações nervosas sensoriais na 
pele, neurotransmissores químicos para 
transmitir sinais de um neurônio para outro, 
dentre outros fatores. 
Potencial Local 
Estímulos muito fracos aplicados 
sucessivamente não são suficientes para 
que o processo automático do PA se 
desenvolva. 
Essas pequenas alterações dos 
potenciais locais são referidas como 
potenciais locais agudos, e quando 
deixam de desencadear o PA, elas são 
designadas como potenciais 
subliminares agudos. 
Quando o potencial atinge o nível 
necessário para a produção do potencial de 
ação (o nível limiar) ou mesmo 
ultrapassam ele (nível supralimiar), o 
potencial de ação ocorre. 
Portanto, quem gera o potencial local 
vai ser algum receptor sensorial ou o corpo 
celular do neurônio por exemplo. Tal 
potencial pode ter sua amplitude 
aumentada, pois não obedece à lei do tudo 
ou nada. 
Por outro lado, o potencial de ação 
só pode ser gerado no hilo axônico e não 
tem sua amplitude alterada, apenas sua 
frequência. 
 
 
Potenciais locais e potenciais de ação 
Percebe-se que a amplitude dos potenciais locais 
pode ser alterada, porém a amplitude dos potenciais 
de ação sempre segue o mesmo valor 
Período Refratário 
Um novo potencial de ação não 
pode ocorrer na fibra excitável enquanto a 
membrana ainda estiver despolarizada. 
Isso porque os canais de sódio ficam 
inativos e a única condição que permite sua 
reabertura é o retorno do potencial de 
repouso. O período durante o qual o 
segundo potencial de ação não pode ser 
produzido mesmo com estímulo muito 
intenso é designado como período 
refratário absoluto. 
Quando os canais voltagem-
dependente de potássio estão se fechando 
está ocorrendo o período refratário 
relativo, onde um novo estímulo consegue 
gerar um novo potencial de ação. É relativo 
porque a membrana está hiperpolarizada, 
então serão necessárias mais cargas 
positivas de sódio pelos canais de 
vazamento. Portanto, o estímulo precisa 
ser muito maior. 
Princípio do Tudo ou Nada 
A despolarização trafega por toda a 
membrana, se as condições forem 
adequadas, ou não de propaga se as 
condições não forem adequadas. Esse 
princípio é conhecido como princípio do 
tudo ou nada. Para que ocorra a 
propagação contínua do impulso, a 
proporção entre o potencial de ação e o 
limiar de excitação deve ser sempre maior 
que 1, o chamado fator de segurança. 
Portanto, uma vez iniciado o 
potencial de ação, é impossível impedi-lo 
de acontecer. O nervo segue essa lei, pois 
se o estímulo aplicado no neurônio atingir 
um limiar, o potencial de ação ocorre, mas 
se esse estímulo não atingir o limiar, o 
potencial não ocorre, ou seja, é “tudo ou 
nada” (não existe “meio potencial de ação”, 
já que eles sempre possuem a mesma 
amplitude e duração). 
Se o estímulo for pequeno e não 
atingir o limiar (estímulo sublimiar) os 
canais voltagem-dependente de sódio não 
se abrem e o PA não ocorre. Se o estímulo 
atingir o limiar (estímulo limiar) os canais 
se abrem e o PA ocorre. Se o estímulo for 
muito mais intenso (estímulo supra-limiar) 
os canais se abrem, mas o PA ocorre da 
mesma maneira, sem alterações. 
Restabelecimento do 
Potencial de Repouso 
Ao final do potencial de ação, é 
necessário o restabelecimento das 
diferenças de concentração entre o sódio e 
potássio, o que ocorre pela ação bomba de 
Na+-K+. Essa bomba necessita de energia, 
que é derivada do ATP. Esse gasto de 
energia produz um aumento de calor na 
fibra nervosa durante. 
Propagação do PA 
A transmissão do processo de 
despolarização é referida como impulso 
nervoso. A partir do momento que o 
estímulo limiar chegou ao hilo axônico 
promovendo a abertura dos canais de sódio 
o potencial de ação é gerado, ele é 
propagado até o fim, sem ter nenhuma 
forma de interrompê-lo. 
As cargas positivas são levadas 
pelos Na+ que se difundempara o interior 
ao longo do interior do axônio. Essas 
cargas aumentam a voltagem até um valor 
maior que o limiar. Com isso, mais canais 
de sódio se abrem e o explosivo potencial 
de ação se propaga. 
A membrana excitável do axônio 
não tem direção única de propagação, 
mas o potencial se propaga em todas as 
direções, afastando-se da região 
estimulada até que toda a membrana se 
despolarize. Porém, como o PA é gerado no 
hilo axônico, a propagação vai seguir 
apenas uma direção, visto que o corpo 
celular do neurônio não é capaz de gerar 
potenciais de ação. 
Propagação do PA em um axônio 
Inicialmente os canais de sódio voltagem-
dependente são abertos e o potencial de ação é 
gerado. Logo depois os canais de potássio se abrem 
e repolarizam a membrana. Os próximos segmentos 
vão seguir os mesmos passos, até o fim do axônio. 
Mesmo que o sódio volte para o segmento axônico 
que já se despolarizou ele não conseguirá se 
despolarizar de novo, pois o estímulo deste sódio 
será insuficiente para a criação do novo PA 
Fibras Nervosas 
As fibras mais calibrosas são 
mielinizadas e as mais delgadas são 
amielinizadas. 
A parte central da fibra é o axônio, e 
a membrana do axônio é a membrana que 
conduz o potencial de ação. O axônio é 
cheio de axoplasma, um liquido 
intracelular. Em volta do axônio está a 
bainha de mielina, mais espessa que o 
próprio axônio. Entre bainhas existem os 
chamados nodos de Ranvier, que são 
áreas não isoladas de 2 a 3m, por onde os 
íons ainda podem passar facilmente 
através da membrana do axônio, do liquido 
extracelular para o intracelular. 
Fibras nervosas sem mielina 
possuem uma velocidade baixa, pois a 
condução ocorre de segmento a segmento. 
Além disso, quanto maior o diâmetro 
da fibra, maior sua velocidade de 
propagação. O diâmetro influencia porque 
quanto menor o diâmetro maior será a 
resistência de propagação do sódio pelo 
axônio. 
Fibra nervosa mielinizada 
O potencial de ação se propaga por meio dos nodos 
de Ranvier. A condução saltatória ocorre entre os 
nodos por meio do transporte de íons sódio pelo 
citoplasma celular e pelo líquido extracelular 
. 
Condução Saltatória 
Os potenciais de ação só ocorrem 
nos nodos de Ranvier. Desse modo, os 
potenciais de ação são conduzidos de nodo 
para nodo por meio de uma condução 
saltatória em que os impulsos nervosos 
saltam ao longo da fibra nervosa. 
Esse mecanismo torna a velocidade 
da transmissão nervosa das fibras 
mielinizadas muito mais rápida. Além disso, 
a condução saltatória conserva energia 
para o axônio, pois somente os nodos se 
despolarizam. O isolamento produzido pela 
bainha de mielina permite que a 
repolarização ocorra com transferência 
muito pequena de íons. 
A velocidade de condução dos PA 
nas fibras nervosas varia do mínimo de 
0,25m/s nas fibras amielínicas, até o 
máximo de 100m/s nas fibras mielínicas. 
Condução saltatória pelo axônio mielinizado