Neurofisiologia: Membrana Neuronal e Potencial de Ação

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NEUROFISIOLOGIA
A MEMBRANA NEURONAL EM REPOUSO E 
O POTENCIAL DE AÇÃO
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Olá!
Ao fim desta aula, você será capaz de:
1. Identificar os determinantes do potencial de repouso.
2. Identificar comportamento do neurônio em repouso.
3. Identificar os componentes geradores do potencial de ação.
4. Identificar o comportamento do neurônio em ação.
1 Introdução
Na disciplina de Histologia e Embriologia, você verificou que todos os tecidos e órgãos do corpo são formados
por células especializadas e o modo como as células agem integradamente vai determinar a função do órgão. No
tecido nervoso essa premissa não é diferente.
Com apenas dois tipos de células esse tecido é o mais sofisticado complexo que a natureza criou. Vamos começar
a aprender como as células desse tecido trabalham individualmente para entender como se agrupam no trabalho
conjunto. Se compreendermos as ações individuais e combinadas das células nervosas, entenderemos as nossas
capacidades mentais.
2 Potencial de repouso
Como aprendemos na aula 1 os neurônios são células especializadas no processamento de informações e
funcionam em rede.
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Nessa figura está representado um circuito chamado reflexo simples que permite a retirada do pé de um
estímulo nocivo: .o percevejo
O nervo misto, a raiz nervosa e a comunicação entre os neurônios representada por asteriscos coloridos.
Para o ato de levantar o pé, o rompimento da pele é traduzido em sinais que percorrem as fibras nervosas
sensoriais em direção à medula espinhal.
Na medula, a informação é distribuída aos interneurônios.
Alguns destes interneurônios se conectam com neurônios sensitivos que possuem prolongamentos até o
encéfalo onde a sensação de dor é percebida e registrada.
Outros interneurônios fazem sinapses com neurônios motores enviam sinais aos músculos.
No reflexo simples, utilizado nesse exemplo, o sistema nervoso:
• distribuiu 
• ecoletou
• informaçõesintegrou
Para a coleta de informações a terminação nervosa foi acionada pelo rompimento da pele que disparou um sinal
elétrico que foi conduzido pelo axônio do neurônio sensitivo e transmitido aos outros neurônios motores da
medula e os neurônios de associação que integraram a informação no córtex.
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Esse é modelo de processamento de informação motora mais simples, e mesmo assim, vários neurônios foram
acionados e trabalharam organizadamente para processamento e transmissão da informação, se comunicando
por meio de condução elétrica.
Mas como é gerado o sinal elétrico?
Para chegar a essas respostas, vamos iniciar estudando o meio intra e extracelular.
3 O meio intra e extracelular
A água (H2O) é o principal fluido do interior do neurônio e está presente tanto no citosol - meio intracelular,
quanto no meio extracelular.
É importante lembrar que na água estão dissolvidos os íons que serão responsáveis pelos potenciais de repouso
e de ação da membrana.
Além de armazenar íons a água tem um papel fundamental na distribuição desigual de cargas elétricas, uma vez
que o átomo de possui uma maior afinidade com os , quando comparado com o oxigênio O2 elétrons
.hidrogênio H+
O oxigênio adquire carga líquida negativa, enquanto o hidrogênio carga líquida positiva.
Assim, pode-se dizer que a água é uma o que torna esta substância um excelente .molécula polar solvente
Os íons armazenados no espaço intra e extracelular são átomos ou moléculas que possuem uma carga elétrica
 (seja positiva ou negativa).líquida
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A carga elétrica de um átomo é determinada pela diferença entre o número de prótons e elétrons.
Quando a diferença é igual a 1 diz-se que este átomo é monovalente.
Quando a diferença apresentada é igual a 2 diz-se que o átomo é divalente.
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Os átomos ainda podem ser classificados como:
Ânions
Carga negativa.
Cátions
Carga positiva.
Em tempo, é importante ressaltar que os íons mais importantes, do ponto de vista da neurofisiologia celular são
os cátions monovalentes e , o cátion divalente e o ânion monovalente Na+ (sódio) K+ (potássio) Ca+ (cálcio)
.Cl- (cloreto)
4 A membrana neuronal
Considerando a importância da carga elétrica do meio intra e extracelular, vamos à delimitação dos limites entre
intra e extracelular:
Membrana neuronal
A membrana neuronal é determinante no controle da passagem de íons de um meio para outro.
É formada por uma dupla camada fosfolipídica:
• “Cabeça” polar, ou seja, um átomo de fósforo ligado a três átomos de oxigênio. Uma dupla camada as 
“caudas” se aproximam no centro.
• “Cauda” apolar, contendo hidrocarbonetos. A “cabeça” fica projetada para parte externa em contato 
.direto com a água
Isso ocorre porque a parte polar tem alta afinidade com a água , ao passo que a parte apolar não(hidrofílica)
possui afinidade com a água . Essa divisão é fundamental para separar o meio intracelular do meio(hidrofóbica)
extracelular.
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Nesta imagem, além da dupla camada fosfolipídica, observamos uma proteína de membrana.
É a distribuição das moléculas protéicas na membrana que faz com que o neurônio se diferencie das demais
células.
Desde o - que confere a forma do neurônio - até os tipos de enzimas e receptores são constituídoscitoesqueleto
por estruturas protéicas.
São as proteínas que formam os que servirão de passagem para os íons do meio extracelularcanais protéicos
para o meio intracelular ou vice-versa.
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4.1 Seletividade iônica
É a especificidade destes canais chamada de , responsável por determinar que tipo de íonseletividade iônica
transitará em cada tipo de canal.
EXEMPLO
Por exemplo, íons de sódio possuem um canal iônico específico e, portanto, permeável somente aos íons de sódio.
4.2 Proteína
Estes canais podem ainda ser ou possuir , que poderão abrir e fechar de acordo com aabertos portões
estimulação da membrana.
Além dos canais iônicos existem, ainda, na membrana neuronal, as bombas iônicas.
São responsáveis por promover transporte de íons contra seus respectivos gradientes de concentração.
Tais bombas fazem isto por meio da quebra de uma molécula de ATP, gastando, portanto, energia para promover
este processo. Vale ressaltar que estas bombas são fundamentais para manutenção dos gradientes de
concentração e são determinantes para a manutenção do potencial de repouso.
Chamamos de a voltagem da membrana em qualquer momento seja em repousopotencial de membrana (Vm)
ou durante um potencial de ação.
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5 O equilíbrio
O potencial de repouso de um neurônio típico é de cerca de .- 65 milivolts (mV)
Isto ocorre porque a membrana do neurônio é 40 vezes mais permeável ao íon de potássio do que ao íon de
sódio, assim o potencial de repouso da membrana fica próximo ao do potássio (-80mV), no entanto estes valores
não se igualam devido ao constante “vazamento” de sódio para o meio intracelular, ficando desta forma menos
negativo (-65mV).
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Para compreender esse processo precisamos lembrar que o meio intracelular é rico em , enquanto opotássio
meio extracelular é rico em e .sódio cálcio
Assim o citosol é mais negativo do que o meio extracelular e na manutenção desse meio negativo em -65mV não
há transmissão do impulso elétrico, chamamos essa condição do neurônio de .potencial de repouso
E como acontece esse movimento?
6 O movimento dos íons
De forma geral, os íons movimentam-se, através da membrana, por dois processos:
• Difusão: Passagem de íons, por seus respectivos canais iônicos, do meio de maior para o meio de menor 
concentração, ou seja, a favor do gradiente de concentração.
• Eletricidade: Lembrando que íons possuem cargas (positivas e negativas), e que cargas opostas se 
atraem e cargas iguais se repelem, podendo assim induzir a condução de íons através da membrana.
Fique ligado
Em todas as células vivas existe uma distribuição desigual de íons de diferentes cargas entre o
espaço intracelular e extracelular. Quando acontece um desequilíbrio entre esses espaços,
acontece a bioeletricidade ou geração de eletricidade pela célula.Dessa forma, podemos dizer que é o movimento de íons através da membrana que vai
determinar o potencial de ação.
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Observamos acima que, no potencial de repouso o (meio intracelular) da fibra nervosa encontra-secitosol
negativamente carregado, quando comparado ao meio extracelular.
Isso ocorre porque a membrana, quando em repouso, é, praticamente, impermeável aos íons de esódio (Na+)
altamente permeável aos íons de .potássio (K+)
Sendo assim, íons de K+ fluem facilmente através da membrana, via canais de potássio, a favor do seu gradiente
de concentração, ou seja, do meio de maior para o de menor concentração, neste caso do meio intracelular para o
meio extracelular.
Este fluxo de cargas positivas, associado às proteínas de carga negativa existentes no citosol, torna o meio
intracelular ainda mais negativo (Vm = -65mV).
Podemos dizer que o potencial de ação é uma inversão, momentânea, desse quadro, ou seja, é quando o meio
intracelular torna-se mais positivo que o meio extracelular.
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No entanto, é conveniente ressaltar que nem todo estímulo resultará em um potencial de ação, pois para que isso
ocorra o (próximo de 0 mV) precisa ser atingido. Logo, quando um estímulo é gerado temos um limiar potencial
 que poderá, ou não, converter-se em um (Lei do “tudo ou nada”).gerador potencial de ação
Considerando que o limiar de disparo foi atingido e, portanto, um potencial de ação foi gerado, canais de Na+
(voltagem-dependentes) são abertos promovendo um rápido influxo deste íon a favor do seu gradiente de
concentração, além disso, a alta negatividade do citosol também contribui neste processo, uma vez que cargas
opostas se atraem.
Assim, o meio intracelular, antes negativo, torna-se rapidamente positivo.
ESTA FASE RECEBE O NOME DE DESPOLARIZAÇÃO.
No entanto, instantes após sua abertura os canais de Na+ se fecham, ao passo que os canais de K+, antes
parcialmente abertos, concluem sua abertura, promovendo, assim, efluxo de K+ para o meio extracelular (
repolarização), restabelecendo, assim, a polaridade de repouso da membrana. Precisamos considerar a elevada
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permeabilidade da membrana ao íon (K+) e um retardo no fechamento dos canais de potássio, somada a
inativação temporária dos canais de sódio, faz com que a repolarização se estenda além do valor de repouso da
membrana, tornando-a ainda mais negativa.
ESTA FASE RECEBE O NOME DE HIPERPOLARIZAÇÃO.
Após a rápida despolarização da membrana os canais de sódio tornam-se inativos, evitando assim que outro
potencial de ação seja gerado (período refratário absoluto), antes que os valores de repouso da membrana se
restabeleçam (tornem-se novamente negativos).
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Quando os valores retornam para limites próximos aos de repouso um novo potencial de ação poderá ser gerado
( ), desde que a corrente despolarizante seja forte, o suficiente, para alcançar operíodo refratário relativo
limiar.
É importante ressaltar que durante todo esse processo a bomba sódio-potássio está atuando fazendo com que os
gradientes iônicos sejam mantidos, pois isso é fundamental para que um novo potencial de ação ocorra.
Para transferir informação de um ponto para outro no sistema nervoso central é necessário que o potencial de
ação, uma vez gerado, seja conduzido por toda a extensão do axônio.
O potencial de ação segue sempre em progressão, ou seja, nunca regride, pois as áreas seguintes, da membrana,
vão sendo despolarizadas pela a abertura de canais de sódio voltagem-dependente.
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A é responsável por acelerar a propagação do potencial de ação no interior do axônio. Estabainha de mielina
estrutura reveste o neurônio, porém não de forma contínua, mas sim com espaços onde estão localizados os
canais iônicos. Tais espaços são conhecidos como e fazem com que o estímulo seja conduzidonodos de Ranvier
de forma saltatória (estímulo saltatório), sendo a bainha de mielina formada principalmente por gordura, que é
um isolante elétrico o impulso salta de nodos em nodos pela bainha de mielina.
Fique ligado
Além disso, é importante lembrar que nos trechos, por onde o potencial de ação passou, a
membrana encontra-se temporariamente refratária e, com isso, os canais de sódio estarão
inativos por um determinado período (período refratário), não permitindo, desta forma, a
geração de um novo potencial.
Saiba mais
Neurônios: nossa galáxia interna:
https://cerebromente.org.br/n07/fundamentos/neuron/rosto.htm#what
https://cerebromente.org.br/n07/fundamentos/neuron/rosto.htm#what
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O que vem na próxima aula
• Estudaremos detalhadamente a sinapse, ou seja, a comunicação entre os neurônios e entre neurônios e 
órgãos efetuadores.
CONCLUSÃO
Nesta aula, você:
• Essa aula tratou do neurônio em repouso e da geração do potencial de ação.
• Nessa aula, você foi apresentado aos componentes determinantes do repouso e atividade do neurônio e 
deu-se conta de que o processamento e a transmissão da informação acontecem por meio de um impulso 
elétrico determinado pelo trânsito de íons entre o meio intra e extracelular.
• Lembre-se da importância da membrana celular nesse processo e das cargas elétricas dos íons 
determinando a geração do potencial de ação.
https://cerebromente.org.br/n07/fundamentos/neuron/rosto.htm#what
Neurônio Espelho:
https://www.em.com.br/app/noticia/tecnologia/2014/03/11/interna_tecnologia,506479
/estudo-sobre-os-neuronios-espelhos-revela-que-a-conexao-mental-entre-animais.shtml
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https://cerebromente.org.br/n07/fundamentos/neuron/rosto.htm#what
https://www.em.com.br/app/noticia/tecnologia/2014/03/11/interna_tecnologia,506479/estudo-sobre-os-neuronios-espelhos-revela-que-a-conexao-mental-entre-animais.shtml
https://www.em.com.br/app/noticia/tecnologia/2014/03/11/interna_tecnologia,506479/estudo-sobre-os-neuronios-espelhos-revela-que-a-conexao-mental-entre-animais.shtml
	Olá!
	1 Introdução
	2 Potencial de repouso
	3 O meio intra e extracelular
	4 A membrana neuronal
	4.1 Seletividade iônica
	4.2 Proteína
	5 O equilíbrio
	6 O movimento dos íons
	O que vem na próxima aula
	CONCLUSÃO