Potencial de Ação e Transmissão Sináptica

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Léo Morato Luize – Medicina UFMS – CPTL – Turma VII 
 
Potenciais de Ação 
Introdução 
Em toda célula existe uma diferença de potencial elétrico no meio intracelular para o potencial 
elétrico no meio extracelular. Alterações na permeabilidade iônica da membrana levam a alterações 
do potencial dessa membrana. 
Esse potencial elétrico é a diferença de cargas elétricas entre os 2 pontos (parte intracelular x parte 
extracelular). No caso biológico, essas cargas elétricas são solutos iônicos ou eletrólitos 
 
Os principais solutos iônicos que adentram a célula são: Na+, K+, Ca++, Cl-. Como eles são 
extremamente hidrofílicos, não passam na membrana sem auxílio de proteínas formadoras de 
canais. 
Essa regulação dos canais iônicos – abertura ou fechamento – ocorre sempre em resposta a 
estímulos. De modo a existirem canais que permanecem constantemente abertos e canais que só 
abrem quando excitados por esses estímulos 
 
 Na+: Extracelular tem + 
 K+: Intracelular tem + 
 
 
 Ca++: Extracelular tem + 
 Cl-: Extracelular tem + 
 
 
Potencial de Ação e Potencial de Repouso 
O primeiro conceito crucial é o de potencial de repouso, que é quando uma célula nervosa não 
está gerando alterações no seu potencial de membrana, estando num estado de “repouso”. 
Alguns potenciais de repouso do ser humano 
 
Figura 1 - Valores aproximados 
Mas não é isso que garante o funcionamento do organismo, pois para qualquer atividade do 
organismo é necessário um potencial de ação 
 
O potencial de ação é uma rápida inversão do potencial de repouso seguido de um retorno 
ao potencial negativo 
Léo Morato Luize – Medicina UFMS – CPTL – Turma VII 
 
Um equilíbrio exato de Na+ e K+ no meio intracelular pro meio extracelular é incompatível com a 
vida, por isso existe a bomba de sódio e potássio, que joga 3 Na+ pro lado de fora e 2 K+ pro lado 
de dentro, hidrolisando uma molécula de ATP. 
Essa diferença gerada no lançamento de mais cargas positivas para fora acaba contribuindo, 
gradualmente a cada ciclo da bomba, para o estabelecimento de um potencial de membrana, mas 
esse potencial ainda é pouco significativo, coisa de -3mv, significando que a bomba se sódio e 
potássio não é suficiente para estabelecer um potencial de ação. 
 
A bomba de sódio e potássio atua mais no controle de volume da célula 
 
Os íons entram e trazem junto a água, gera volume maior 
 
 
Processo gerador de um potencial de ação 
 
Pós bomba de sódio e potássio, a célula se encontra em -3mv. Para conseguir chegar ao seu 
potencial de repouso - cerca de -70mv - existem os canais de K+ (potássio) que são abertos, 
permitindo que o íon siga o seu gradiente de concentração e deixe a célula. 
Por mais que o meio intracelular ainda fique com uma concentração bem maior de K+, muitas cargas 
positivas saíram, permitindo o estabelecimento de uma diferença no potencial da membrana ainda 
mais forte. 
 
Depois de tudo isso, para ocorrer potencial de ação a célula tem que inverter o potencial de repouso 
(ficar positiva), mas como superar todos esses processos num curto período de tempo? 
Léo Morato Luize – Medicina UFMS – CPTL – Turma VII 
 
Antes de responder essa pergunta, entra o conceito de limiar de disparo 
 Para que exista uma célula excitável - capaz de desencadear um potencial de ação - ela 
precisa ter um conjunto de canais de Na+ regulados por voltagem que vão induzir a célula a 
ficar um pouco mais positiva / menos negativa. 
 
 Esse limiar é o ponto em que a célula passa a ficar um pouco menos negativa, indo de -
70mv para -40mv pela abertura dos canais regulados por voltagem de Na+. 
 
Então retornando a pergunta, como a célula depois de todos os processos que a levaram para -
70mv fica positiva? 
Abrem-se canais de Na+ dependentes de voltagem, tornando a face intracelular positiva. A 
voltagem vai pra +35mv, quando ocorre a inativação dos canais de Na+. Também é no momento 
após o gráfico passar pelo limiar que ocorre o sinal para a abertura dos canais de K+, mas como 
eles demoram mais para abrir, a inativação dos canais de Na+ coincide com a abertura dos canais 
de K+ - assim que o Na+ para de entrar, os K+ começam a sair. 
Esse processo de despolarização da célula - ficar positiva - ocorre pela abertura dos 
canais e entrada do Na+ na célula 
Contudo, de acordo com a definição de potencial de ação, ele é uma rápida inversão do potencial 
de repouso mas seguido de um retorno ao potencial negativo. Esse retorno ao potencial negativo 
se dá por conta dos Na+ terem parado de entrar na célula mas os canais de saída do K+ terem 
sido abertos, fazendo a célula retornar a marca dos -40mv. Nesse momento ocorre a sinalização 
para inativar os canais de saída do K+, mas como eles são mais lentos e demoram a se fechar, 
fazem com que a célula não pare no -70mv (potencial de repouso), mas se hiperpolarize chegando 
até -90mv 
O processo de voltar a ser negativo é chamado de repolarização e ocorre por meio da abertura 
de canais de K+ dependentes de voltagem que saem da célula levando cargas positivas 
para fora 
O processo de ultrapassar o potencial de repouso fazendo a célula ficar mais negativa (-90mv) do 
que o próprio “ponto de partida” (-70mv) é chamado de hiperpolarização e ocorre pela lentidão 
no fechamento dos canais de K+ 
A hiperpolarização é corrigida com a atuação da bomba de potássio fazendo retornar ao estado 
de repouso depois de certo tempo 
 
Léo Morato Luize – Medicina UFMS – CPTL – Turma VII 
 
O conceito de “tudo ou nada” 
 
Chama-se o potencial de ação de “tudo ou nada” porque existem apenas 2 situações possíveis: 
1. A célula atinge o limiar de disparo e ocorre potencial de ação 
2. A célula não atinge o limiar 
Nesse processo não existe parcialidade, apenas totalidade. 
 
Mas se é o potencial de ação que efetua as ordens neurais, como é que existem contrações mais 
fortes e contrações mais fracas? Já que não existe parcialidade, apenas totalidade. 
A resposta é a quantidade e frequência: 
Muitos potenciais de ação num curto período de tempo geram mais intensidade. 
 
 
Períodos refratários: 
 
 
Período Refratário Absoluto (PRA): como os canais já estão recebendo sinais de ativação ou 
inativação, durante esse momento não é possível induzir um segundo potencial de ação 
Período Refratário Relativo (PRR): como os canais já foram inativados e não estão recebendo mais 
sinais, durante esse momento é sim possível induzir um segundo potencial de ação 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRA 
PRR 
Léo Morato Luize – Medicina UFMS – CPTL – Turma VII 
 
Célula nervosa 
 
Impulso nervoso se dá por repetições de potencial de ação 
 
Bainha de mielina é uma capa de tecido adiposo que protege suas células nervosas e permite a 
condução dos impulsos elétricos ao longo da fibra nervosa com precisão e mais velocidade. São 
formadas por olidendrócitos ou células de Schwann 
 
Existem 2 tipos de axônio: sem bainha de mielina ou com bainha de mielina 
No que não tem mielina, as repetições são mais lentas, lineares, tendo que passar por todo o 
axônio. 
No que tem mielina, as repetições vão saltando de nodo em nodo (espaço entre bainhas), tornando 
o processo mais rápido 
 
Condução do Potencial de Ação 
Uma vez que foi gerado o potencial de ação no cone axonal, ao longo de todo o axônio o Na+ vai 
entrando e mudando o potencial da membrana dessa celula, isso vai permitindo que ocorra 
mudança de potencial elétrico ao longo do axônio, gerando a abertura de canais de sódio, 
permitindo sua entrada e assim vai por toda a membrana até atingir a porção terminal do axônio. 
Ocorre a despolarização e depois sua repolarização, já que os canais de K também estão abrindo 
lentamente 
 
 Sistema Nervoso (SN) 
O SN é uma rede complexa que permite ao organismo se comunicar eficientemente com o seu 
ambiente. Possuindo 3 componentes principais: 
a) Sensoriais: detectoresdas variações na estimulação 
Ex: receptores que detectam as variações de temperatura no meio ambiente ou até mesmo 
os que detectam a pressão arterial no sangue 
 
Léo Morato Luize – Medicina UFMS – CPTL – Turma VII 
 
b) Motores: geradores de movimento, contração de músculos e secreções 
Ex: musculatura dos vasos para a vasodilatação 
 
c) Integrativos: recebem, armazenam e processam a informação sensorial – elaborando as 
respostas motoras apropriadas a cada situação 
 
O SN é dividido em duas partes que se comunicam extensamente 
Sistema Nervoso Central – enféfalo, medula espinhal 
Sistema Nervoso Periférico – receptores sensoriais, os nervos sensoriais e motores, os gânglios 
(aglomerado de neurônios) fora do sistema nervoso central 
 
Transmissão sináptica 
 
Quando uma informação chega no terminal sináptico, ela precisa ser passada adiante para uma 
outra célula que irá continuar carregando essa ifnromação para as próximas células, funcionando 
como um telefone sem fio. O processo de transmissão de uma informação entre células nervosas 
é chamado de transmissão sináptica, 
Sinapse é uma conexão funcional entre um neurônio e uma segunda célula, é ela quem permite a 
comunicação eficiente entre as células. 
 
1- Sinapse elétrica 
As 2 células estabelecem um contato físico, com proteínas chamadas de junções 
comunicantes ou gap junctions, que permitem o contato entre os 2 meios intracelulares. 
Quando essas células se conectam, o potencial de membrana das 2 células se inverte, 
onde a célula que passa a informação inverte o potencial e tira a outra do repouso. A 
informação no caso da sinapse elétrica é a carga elétrica, que vai para a outra célula para 
buscar equilíbrio de forma rápida. 
Uma característica dessa sinapse é o fato dela ser bidirecional – a informação pode vir dos 
2 lados, pode ir e voltar. 
É utilizada na sincronização de tecidos, como no tecido cardíaco – quando os átrios têm 
que contrair simultaneamente e em seguida os 2 ventrículos também. Também é o caso do 
útero – sinapse elétrica garante que todas as células se contraiam ao mesmo tempo 
empurrando o bebê. 
Léo Morato Luize – Medicina UFMS – CPTL – Turma VII 
 
2- Sinapse química 
Nesse caso não existem conexões físicas entre as 2 membranas. O espaço que fica entre 
as 2 células é chamado de fenda sináptica. Esse tipo de transporte sináptico por sinapse 
química requer um mediador, isto é, um neurotransmissor. Existem vesículas próximas a 
membrana que está em contato com a fenda sináptica que carregam esses 
neurotransmissores. 
No caso químico, o transporte não é bidirecional, mas unidirecional. Assim, divide-se o 
processo em 2 partes, o terminal pré-sináptico (da célula que está antes da fenda) e o 
terminal pós-sináptico (da célula que está depois da fenda). 
O potencial de ação que vem vindo inverte o potencial da membrana e como consequência 
abrem-se canais de cálcio dependentes de voltagem, de modo que entre cálcio na 
membrana pré-sináptica. Quando esse cálcio entra na célula, ele induz que a vesícula que 
antes estava próxima a membrana pré-sináptica se funda com a própria membrana, 
fazendo com que os neurotransmissores que estavam dentro das vesículas sejam 
liberados na fenda sináptica. 
A célula pós-sináptica contém receptores - proteínas de membrana que são capazes de 
reconhecer os neurotransmissores e gerar uma resposta – de 2 tipos, ionotrópicos (canais 
de íons regulados por neurotransmissor) e metabotópicos (proteínas acopladas a enzimas 
[não são canais] que usam segundos mensageiros, convertendo substancia A em 
substancia B de modo a gerar mudança no potencial que vai resultar na abertura de canais 
de íons) 
Todo esse processo é mais lento e complexo, entretanto, mais preciso. É a sinapse mais 
abundante no sistema nervoso. Um estimulo elétrico (PA) se transforma num estímulo 
químico (neurotransmissor sendo liberado na fenda) que depois se transforma novamente 
num estímulo elétrico (potencial de membrana sendo alterado pela passagem de íons)