POTENCIAL DE AÇÃO E REPOUSO

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POTENCIAL DE AÇÃO E
REPOUSO
Os potenciais de ação (PA), consistem em uma
inversão rápida de carga elétrica entre o interior e o
exterior da membrana neuronal. Quando em
repouso, o interior da membrana é negativo em
relação ao meio externo. O potencial de ação é uma
inversão rápida dessa situação: o meio interno da
membrana torna-se carregado positivamente
comparando-se com o exterior.
Os potenciais de ação, em geral, são iniciados no
segmento inicial do axônio. Os PA gerados por uma
região da membrana são similares em
comprimento e duração, e não reduzem à medida
que são propagados pelo axônio. A frequência e o
padrão do PA constituem o código utilizado pelos
neurônios para transferir informação, assim o PA é
a base da capacidade de transportar sinais das
células nervosas.
POTENCIAL DE REPOUSO: .É a voltagem
(potencial elétrico) de uma célula quando ela está
em repouso, com ausência de estímulo, comparado
ao meio externo.
O QUE DETERMINA O POTENCIAL DE REPOUSO?
Os canais que ele tem, as bombas, os
transportadores, ou seja, a permeabilidade da
membrana para cada íon e também o gradiente de
concentração.
Devemos lembrar que os íons têm uma distribuição
intra e extracelular não uniforme. Sendo os
principais:
Destes, os que mais contribuem para os
potenciais de repouso e de ação são o potássio
(K+) e o sódio (Na+).
O potencial de repouso, isto é, a diferença de
potencial através da membrana em repouso é cerca
de -70 mV. Os fatores que mais contribuem para
este valor são os canais abertos ou de vazamento
de potássio e as bombas de sódio e potássio. Em
repouso, sabe-se que as células são muito
permeáveis ao potássio, visto que sua concentração
intracelular é muito maior que a extracelular, é fácil
entender que, por gradiente elétrico, o K+ tende a
sair da célula por esses canais. Já a bomba de
Na+/K+ é dependente de ATP e transporta três
íons de Na+ para fora e dois íons K+ para dentro,
contra o gradiente.
EQUAÇÃO DE GOLDMAN: O potencial de
membrana em repouso é determinado pela
contribuição combinada de: gradiente de
concentração x permeabilidade da membrana de
cada íon Se a membrana não é permeável a um íon,
ele sai da equação.
MUDANÇA NO POTENCIAL DE MEMBRANA:
Sódio quer entrar na célula, fazendo a
despolarização, por causa da diferença grande de
concentração e também por que a célula é negativa
e o sódio ele entra por causa do gradiente elétrico
também, ou seja, pelo gradiente eletroquímico. Se
abre canal de potássio, ele sai da célula, perdendo
carga positiva e a célula hiperpolariza, ficando mais
negativa.
O que acontece se abrir canais de Na+ no corpo
celular? Ele vai entrar, tendo despolarização. Não
se gera potencial de ação no corpo do neurônio.
O que vai acontecer se fechar canais de K+ no
corpo celular: depolariza, pois está trancando
carga positiva dentro dela
O que vai acontecer se abrir canais de Cl- no
corpo celular: tem mais 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: Sódio deixa de entrar, e a célula fica
mais negativa, hiperpolarizante.
O que vai acontecer numa condição de
hipercalemia: muito potássio no sangue.
Normalmente, potássio fica saindo da célula por
causa do gradiente químico, se aumenta o potássio
fora, reduz o gradiente químico, deixando de sair
tanto potássio, acumulando dentro da célula
ficando menos negativa.
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.
POTENCIAL DE AÇÃO
O PA é o mecanismo básico para a transmissão
nervosa, para a contração muscular e a secreção
glandular. O potencial de ação resulta de
alterações sucessivas, rápidas e transitórias na
condutância da membrana plasmática aos íons
sódio e potássio. O neurônio é a única célula que
tem a capacidade de inverter as cargas elétricas
(despolarizar) rápido e intenso o suficiente para
gerar um potencial de ação. O PA é caracterizado
por ser uma resposta “tudo-ou-nada”, ou seja, não
é quanto mais estimulado maior a resposta, mas
para gerar uma resposta é necessário um valor
mínimo (limiar) e então gera uma resposta que
altera o potencial de – 70 para +40 mV.
FASE 1 – REPOUSO
Como dito antes, a membrana polarizada tem
canais de potássio aberto que permitem o
vazamento do íon para o meio extracelular,
permitindo o balanço de cargas, juntamente a
bomba Na+/K+, que coloca K+ para dentro da
célula. Aqui, a condutância ao K+ é maior do que a
condutância ao Na+.
FASE 2 – DESPOLARIZAÇÃO
Quando estimulada, a célula abre os canais de
sódio dependentes de voltagem, levando a um
influxo de Na+. Se o estímulo for suficiente, ou seja,
se a mudança de potencial de membrana for de -65
a -40 mV há uma rápida abertura desses canais.
São características destes canais:
1. Eles têm pouco atraso ao abrir (ativação rápida).
2. Eles ficam abertos por cerca de 1 ms e, então,
fecham-se (são inativados).
3. Eles não podem ser abertos novamente
mediante despolarização até que o potencial de
membrana retorne para um valor negativo próximo
ao limiar.
É importante dizer que apenas um canal não
determina um potencial de ação. A membrana do
axônio pode conter milhares de canais de Na+
dependentes de voltagem por micrômetro
quadrado (mm2), e a ação de todos esses canais é
necessária para gerar o PA.
FASE 3 – REPOLARIZAÇÃO
Além do fechamento dos canais de Na+
dependentes de voltagem, canais de K+
dependente de voltagem contribuem para a
repolarização da membrana. Esses canais detectam
uma alteração no campo elétrico da membrana,
devido a um aumento transitório na gk, eles se
abrem, levando ao fluxo de K+, o que acelera a
restauração do potencial de membrana negativo
após o pico. A diferença para os canais de Na+, é
que os de K+ não se abrem imediatamente após a
despolarização: é necessário cerca de 1 ms para
sua abertura.
FASE 4 – HIPERPOLARIZAÇÃO
Após a despolarização, os canais de potássio
dependentes de voltagem que estão abertos
aumentam ainda mais a permeabilidade ao
potássio em relação ao que era quando a
membrana estava em repouso e mais potássio
continua saindo da célula, deixando o potencial
mais negativo que o repouso.