Sistema Nervoso

Prévia do material em texto

Sistema Nervoso 
 
 
POTENCIAIS DE MEMBRANA E POTENCIAIS DE AÇÃO 
 
As membranas celulares apresentam diferenças de concentração entre o meio 
interno e externo. Essa diferença de concentração constitui a física básica dos 
potenciais de membrana. 
 
É conhecido o fato de que a concentração de íons potássio é maior no meio 
intracelular e menor no meio extracelular. Isso faz com que ocorra uma tendência 
desses íons de se difundir para o exterior. À medida que esses íons passam 
para o meio externo, íons negativos que não são permeáveis à membrana 
permanecem no interior fazendo com que a carga no interior celular permaneça 
negativa. 
 
O aumento da carga positiva no exterior e negativa no interior provoca uma 
mudança nesse processo, de maneira que os íons potássio passam a entrar 
novamente na célula. Isso tende a atenuar a diferença de potencial entre as duas 
faces da membrana. Por outro lado, há uma predominância natural de íons sódio 
no exterior da membrana. 
 
Quando o meio intracelular torna-se negativo, esses íons começam a passar 
para o interior da célula. A bomba de sódio e potássio, encontrada em quase 
todas as células do nosso organismo, é extremamente importante para a 
manutenção e equilíbrio dos potenciais de membrana das células. Ela faz com 
que o meio interno fique negativo uma vez que a cada dois íons potássio são 
lançados ao interior, três íons sódio são lançados ao exterior. 
 
A difusão de íons potássio pela membrana contribui em maior escala que o sódio 
para a formação do potencial de repouso normal da membrana uma vez que os 
íons potássio são muito mais permeáveis que os íons sódio. Os sinais nervosos 
são transmitidos por potenciais de ação que são rápidas variações dos 
potenciais de membrana. 
 
O potencial de repouso é o potencial normal de uma membrana. Diz-se que a 
membrana está polarizada quando está em repouso por apresentar maior 
quantidade de cargas negativas em seu interior. O potencial de ação neural 
inicia-se quando cargas positivas são lançadas ao interior da membrana 
provocando uma rápida despolarização. Para a condução do impulso nervoso, 
esse potencial de ação deve percorrer toda a fibra nervosa. 
 
Concomitantemente à despolarização ocorre uma repolarização em fração de 
milissegundos à medida que o potencial de ação segue seu curso. Na etapa de 
despolarização, a membrana fica subitamente permeável aos íons sódio que 
provocam uma alteração no potencial normal da porção interna da membrana, o 
qual está em torno de -90 mV. 
 
O potencial varia rapidamente no sentido da positividade. Na etapa de 
repolarização, os canais de sódio fecham-se rapidamente em poucos décimos 
de milissegundos e os canais de potássio abrem-se mais que o normal, 
eliminando potássio para fora da célula fazendo assim retornar o estado de 
negatividade em seu interior. O agente necessário para a produção da 
despolarização e repolarização da membrana neural é o canal de sódio voltagem 
dependente. 
 
O canal de sódio voltagem dependente possui comportas de ativação e de 
inativação. Quando uma pequena variação do potencial de repouso tende à 
positividade, as comportas de ativação dos canais de sódio voltagem 
dependentes se abrem e enorme quantidade de íons sódio passam para o meio 
intracelular. Esses canais começam então a se fechar mais lentamente que no 
momento da ativação e só abrirão novamente quando o estado de repouso for 
atingido. 
 
No momento da despolarização, os canais de potássio voltagem dependentes 
encontram-se fechados impedindo assim a passagem de íons potássio para o 
exterior. Quando as comportas dos canais de sódio voltagem dependentes 
começam a ser fechadas impedindo a passagem de sódio para o interior, os 
canais de potássio voltagem dependentes começam a se abrir permitindo a 
passagem de grande quantidade de potássio para o exterior. 
 
Dessa forma, o potencial de repouso é restabelecido. É importante lembrar que, 
além dos íons sódio e potássio, existem íons impermeantes com carga negativa 
ou ânions no interior do axônio que, por serem impermeáveis à membrana, 
contribuem de forma expressiva para a negatividade no interior celular quando 
íons positivos são expulsos para o exterior. Além disso, os íons cálcio atuam de 
maneira conjunta aos íons sódio na formação do potencial de ação. 
 
Através da bomba de cálcio, esses íons são transportados do interior para o 
exterior da célula ou para organelas como o retículo endoplasmático. Assim, a 
saída desses íons contribui para a formação da negatividade no interior celular 
responsável pelo potencial de repouso, o qual varia entre -60 a -90mV. 
 
O potencial de ação acontece devido a um Ciclo Vicioso de Feedback Positivo. 
Quando uma perturbação mecânica, química ou elétrica provoca uma alteração 
no potencial de repouso da membrana no sentido da positividade, os canais de 
sódio voltagem dependentes começam a se abrir. Isso permite o influxo de íons 
sódio para o interior da célula e consequente aumento da positividade, o que 
favorece a abertura de novos canais de sódio voltagem dependentes. Isso gera 
um Ciclo Vicioso de Feedback Positivo que termina com a abertura de todos os 
canais de sódio voltagem dependentes. 
 
Quando todos os canais de sódio voltagem dependentes estiverem abertos, 
inicia-se a etapa de repolarização com o fechamento lento dos canais de sódio 
e abertura dos canais de potássio. Para ocorrer o potencial de ação é necessário 
que seja atingido um limite mínimo na variação das cargas para que se inicie o 
ciclo vicioso. Esse limite é conhecido como Limiar de Excitabilidade. 
 
Quando o Limiar de Excitabilidade é atingido inicia-se o potencial de ação e sua 
propagação. Quando o potencial de ação tem início, ele se propaga a todas as 
regiões da membrana e em todas as direções. Existe um princípio conhecido 
como Princípio do Tudo ou Nada, em que um potencial de ação deverá propagar-
se a todas as regiões da membrana ou então esse potencial não acontece. 
 
Após a propagação de um potencial de ação, é necessário o restabelecimento 
do gradiente de concentração entre os meios interno e externo à membrana. 
Isso ocorre devido à já conhecida bomba de sódio e potássio através da energia 
liberada a partir de moléculas de adenosina trifosfato. 
 
Fato interessante é que tanto maior a concentração de íons sódio no interior da 
célula, maior o estímulo para o funcionamento da bomba de sódio e potássio.