Potencial de ação

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Potencia� d� repous�
� potencia� d� açã�
Os neurônios conduzem rapidamente
sinais elétricos e, em alguns casos, por
longas distâncias.
Na maioria das vias, os neurônios
liberam neurotransmissores, no líquido
extracelular, para gerar a comunicação
com células vizinhas. Em algumas vias,
os neurônios estão interligados pelas
junções comunicantes, que permitem a
passagem de sinais elétricos
diretamente de uma célula à outra.
O uso de sinais elétricos para a liberação
de compostos químicos de uma célula
não é exclusivo dos neurônios. Por
exemplo, as células beta-pancreáticas
geram um sinal elétrico para iniciar a
exocitose das vesículas armazenadoras
de insulina.
Perguntas norteadoras:
❏ O que é potencial de repouso de
uma célula?
É a diferença de potencial elétrico do
meio intracelular e do meio extracelular
de uma célula que ainda não sofreu
estímulo. Nas células em repouso há um
acúmulo de cargas positivas do lado
externo da membrana e um acúmulo de
cargas negativas no meio intracelular da
célula. O valor do potencial de repouso
é da ordem de -70mV (miliVolts)
❏ O que determina o potencial de
repouso de uma célula?
O potencial de repouso de uma células é
determinado pela contribuição
combinada: gradiente de concentração
X permeabilidade da membrana de cada
íon (bombas e transportadores
celulares)
● Se a membrana não é permeável
a um íon, o valor de
permeabilidade daquele íon é
zero, e o íon sai da equação. Por
exemplo, células em repouso
normalmente não são
permeáveis ao Ca2+ e, portanto,
o cálcio não faz parte da
equação.
O moviment� d�� íon� ger� sinai� elétric��
O potencial de membrana em repouso
das células vivas é determinado
primeiramente pelo gradiente de
concentração do K+ e a permeabilidade
em repouso da célula ao K+, Na+ e Cl-,
Uma mudança tanto no gradiente de
concentração de K+ como na
permeabilidade iônica altera o potencial
de membrana.
Em repouso, a membrana celular de um
neurônio é levemente permeável ao Na+.
Se a membrana aumentar subitamente
a sua permeabilidade ao Na+, o sódio
entra na célula, a favor do seu gradiente
eletroquímico. A adição do Na+
positivamente carregado ao líquido
intracelular despolariza a membrana
celular e gera sinal elétrico.
O que acontece se abrir canais de Na+
no corpo celular? Ele vai entrar,
ocorrendo a despolarização. Não se gera
potencial de ação no corpo do neurônio.
O que vai acontecer se fechar canais
de K+ no corpo celular?
despolariza, pois está trancando carga
positiva dentro dela.
O que vai acontecer se abrir canais de
Cl- no corpo celular?
Como há Cl- fora da célula, então ele
entra na célula, e como ele tem carga
negativa, a célula vai hiperpolarizar.
O que vai acontecer se fechar canais
de Na+ no corpo celular?
O sódio não vai entrar, assim, célula fica
mais negativa, ocorrendo
hiperpolarização.
O que vai acontecer numa condição de
hipercalemia?
Hipercalemia significa muito potássio na
corrente sanguínea. Em condições
normais, potássio sai da célula por
causa do gradiente químico (diferença
de concentração), se aumentar o
potássio no meio extracelular, reduz o
gradiente químico, deixando de sair
tanto potássio, acumulando dentro da
célula ficando menos negativa. A célula
passa a ser constantemente
despolarizada
Obs: o corpo do neurônio não sofre
potencial de ação, ele apenas
despolariza, repolariza e hiperpolariza.
Só tem potencial de ação se for uma
região da célula que tenha canal de
sódio dependente de voltagem.
Canais iônicos controlados
mecanicamente: são encontrados em
neurônios sensoriais e se abrem em
resposta a forças físicas, como pressão
ou estiramento
Canais iônicos dependentes de ligante:
a maioria dos neurônios respondem a
uma grande variedade de ligantes, como
neurotransmissores e neuromoduladores
extracelulares ou moléculas
sinalizadoras intracelulares.
Canais iônicos dependentes de
voltagem: respondem a mudanças no
potencial de membrana da célula. Os
canais de Na+ e K+ dependentes de
voltagem possuem um importante papel
na inicialização e na condução dos
sinais elétricos ao longo do axônio.
● Os potenciais graduados são
sinais de força variável que
percorrem distâncias curtas e
perdem força à medida que
percorrem a célula. Eles são
utilizados para a comunicação
por distâncias curtas. Se um
potencial graduado
despolarizante é forte o suficiente
quando atinge a região
integradora de um neurônio, ele
inicia um potencial de ação.
● Os potenciais de ação são
grandes despolarização muito
breves que percorrem longas
distâncias por um neurônio sem
perder força. A sua função é a
rápida sinalização
A força da despolarização inicial em um
potencial graduado é determinada pela
quantidade de carga que entra na
célula. Se mais canais de Na+ abrirem,
mais Na+ entra, e o potencial graduado
possui uma maior amplitude inicial.
Quando maior a amplitude inicial, mais
longe o potencial graduado pode se
espalhar através do neurônio antes de
se extinguir
Os potenciais graduados perdem força,
pois:
Vazamento de corrente: a membrana do
corpo celular do neurônio possui canais
de vazamento abertos que permitem
que cargas positivas saiam através da
membrana para fora da célula enquanto
a onda de despolarização atravessa a o
citoplasma, reduzindo a força do sinal
que está se movendo pela célula.
Resistência citoplasmática: o próprio
citoplasma gera resistência ao fluxo de
eletricidade.
Os potenciais graduados que são fortes
o suficiente atingem a região do
neurônio conhecida como zona de
gatilho. Nos neurônios eferentes e
interneurônios, a zona de gatilho é o
cone de implantação.
● Potencial graduado sublimiar:
potencial abaixo do limiar
● Potencial graduado supralimiar:
potencial acima do limiar Potencia� d� açã�
Hiperpolarização: é quando o potencial
de membrana se torna mais negativo.
Ex: abertura de canais que permitem
que K+ saia da célula ou que permitem a
entrada de Cl- na célula
Despolarização: é quando o potencial
de membrana se torna mais positivo. Ex:
abertura de canais que permitem a
entrada de Na+ na célula
Repolarização: após a membrana ter
ficado muito permeável aos íons sódio,
os canais de sódio começam a se fechar,
enquanto os canais de potássio se
abrem mais do que o fazem
normalmente, permitindo a rápida
difusão de íons potássio para o exterior
da fibra, o que restabelece o potencial
negativo de repouso.
Período Refratário Absoluto: assegura
que um segundo potencial de ação não
aconteça sem que o primeiro tenha
terminado.
Período Refratário Relativo: permite
que um potencial gradual acima do
limiar possa iniciar outro potencial de
ação, pois podem abrir canais de Na+
que já retornaram à sua posição de
repouso.
● No período refratário absoluto os
canais de Na+ se fecham (estão
inativados) e os canais de K+ se
abrem
● No período refratário relativo os
canais de Na+ voltam à posição
original, ao passo que os canais
de K+ permanecem abertos