POTENCIAL DE AÇÃO

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POTENCIAL DE REPOUSO E AÇÃO 
 
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 na 
ausência de estímulo (repouso), sendo uma 
diferença de potencial. Esse potencial é 
determinado pela contribuição combinada de o 
qual permeável essa célula é para cada íon. É 
determinado pelo gradiente de concentração x 
permeabilidade da membrana de cada íon. Se a 
membrana não é permeável a um íon, ele sai da 
equação. 
 
O potencial de membrana em repouso das células 
vivas é determinado primeiramente pelo 
gradiente de concentração do K+, Na+ e Cl-. Em 
repouso, a membrana celular de um neurônio é 
levemente permeável 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 e gera um 
sinal elétrico. 
 
Normalmente o potencial de repouso é -70mV, 
sendo que quando acontece algum tipo de 
estímulo, ocorre a despolarização com a abertura 
de canais que faz com que a voltagem suba, como 
por exemplo, abertura de canais de sódio que faz 
com que a célula fique mais positiva. 
 
No entanto, o movimento dos íons também 
pode hiperpolarizar a célula, se a membrana 
celular subitamente se tornar mais permeável ao 
K+, sua carga positiva é perdida de dentro da 
célula e esta se torna mais negativa causando a 
hiperpolarização, mas a célula também pode 
hiperpolarizar, se Cl- entrar a partir do líquido 
extracelular. 
 
O corpo do neurônio não consegue gerar 
potencial de ação, pois não apresenta canais de 
sódio/potássio. Nele só é gerado PEPS que vai 
percorrendo o corpo e quando chega no começo 
do axônio, já apresenta vários canais e se o PEPS 
chegar suficientemente forte no axônio, os canais 
de sódio abrem em uma onda forte. 
 
Os canais de Na+/K+ presentes nos axônios são 
ambos ativados pela despolarização celular. O 
canal de Na+ se abre rapidamente, mas o canais 
de K+ se abrem lentamente, tendo então um 
resultado de fluxo inicial de Na+, seguido por fluxo 
de K+. 
 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. 
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. 
 
 
POTENCIAL GRADUADO 
São sinais de força variável que percorrem 
distâncias curtas e perdem força à medida que 
percorrem à 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, ela inicia um potencial de ação. 
 
 
 
Eles nos neurônios, são despolarizações ou 
hiperpolarizações que ocorrem nos dendritos e no 
corpo celular, ou menos frequentemente, perto 
dos terminais axonais. Eles ocorrem quando sinais 
químicos de outros neurônios abrem canais 
iônicos dependentes de ligante, permitindo que 
os íons entrem ou saiam do neurônio. Os 
potenciais graduados também podem ocorrer 
quando um canal aberto se fecha, diminuindo o 
movimento de íons através da membrana 
celular. 
 
 
 
 
Os potenciais graduados que são fortes o 
suficiente finalmente atingem a região do 
neurônio conhecida como zona de gatilho. Nos 
neurônios eferentes e interneurônios, a zona de 
gatilho é o cone de implantação e a porção inicial 
do axônio, uma região chamada de segmento 
inicial. Já nos neurônios sensoriais, a zona de 
gatilho localiza-se imediatamente adjacente ao 
receptor, ondeos dendritos encontram o axônio. 
 
Se os potenciais graduados que chegam à zona de 
gatilho despolarizarem a membrana até o limiar, 
os canais de Na+ dependentes de voltagem 
abrem-se, e o potencial de ação é iniciado. Se a 
despolarização não atinge o limiar, o potencial 
graduado simplesmente desaparece à medida que 
se move pelo axônio. 
 
Como a despolarização torna mais provável que o 
neurônio dispare um potencial de ação, os 
potenciais graduados despolarizantes são 
considerados excitatórios. Um potencial graduado 
hiperpolarizante move o potencial de membrana 
para mais longe do valor limiar, tornando menos 
provável que o neurônio dispare um potencial de 
ação. Como resultado, potenciais graduados 
hiperpolarizantes são considerados inibidores. 
 
 
 
POTENCIAL DE AÇÃO 
São sinais elétricos que possuem força uniforme e 
atravessam a zona de gatilho de um neurônio até 
a porção final do seu axônio. 
 
Nos potenciais de ação, os canais iônicos 
dependentes de voltagem presentes na 
membrana axonal se abrem sucessivamente 
enquanto a corrente elétrica viaja pelo axônio. 
Como consequência, a entrada adicional de Na+ 
na célula reforça a despolarização, e é por isso 
que, diferentemente do potencial graduado, o 
potencial de ação não perde força ao se distanciar 
do seu ponto de origem. 
 
Os potenciais de ação são, muitas vezes, 
chamados de fenômeno tudo ou nada, pois ou 
ocorrem como despolarização máxima (se o 
estímulo atinge o limiar) ou não ocorrem (se o 
estímulo está abaixo do limiar). A força do 
potencial graduado que inicia um potencial de 
ação não influencia a amplitude do potencial de 
ação. 
 
Em um potencial de ação, uma onda de energia 
elétrica se move ao longo do axônio. Em vez de 
perder força com o aumento da distância, os 
potenciais de ação são reabastecidos ao longo do 
caminho, de modo que eles consigam manter 
uma amplitude constante. Conforme o potencial 
de ação passa de uma parte do axônio para a 
próxima, o estado energético da membrana é 
refletido no potencial de membrana de cada 
região. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A condução dos potenciais de ação ao longo do 
axônio é mais rápida em fibras nervosas que 
possuem membranas altamente resistentes, 
assim minimizando o vazamento do fluxo corrente 
para fora da célula. O axônio não mielinizado 
possui uma baixa resistência ao vazamento de 
corrente, uma vez que toda a membrana do 
axônio está em contato com o líquido extracelular 
e contém canais iônicos pelos quais a corrente 
pode vazar. 
 
Em contrapartida, os axônios mielinizados limitam 
a quantidade de membrana em contato com o 
líquido extracelular. Nesses axônios, pequenas 
porções da membrana exposta – os nódulos de 
Ranvier – alternam-se com segmentos mais 
longos envoltos por múltiplas camadas de 
membrana (bainha de mielina). A bainha de 
mielina cria uma barreira de alta resistência que 
impede o fluxo de íons para fora do citoplasma. As 
membranas de mielina são análogas às capas de 
plástico que envolvem os fios elétricos, uma vez 
que elas aumentam a espessura efetiva da 
membrana do axônio em até 100 vezes. 
 
Quando um potencial de ação viaja ao longo do 
axônio da zona de gatilho até o terminal axonal, 
ele passa alternando entre os axônios 
mielinizados e os nódulos de Ranvier. O processo 
de condução é similar ao descrito anteriormente 
para o axônio não mielinizado, exceto que ele 
ocorre apenas nos nódulos dos axônios 
mielinizados. Cada nó possui uma grande 
concentração de canais de Na+ dependentes de 
voltagem, que se abrem com a despolarização e 
permitem a entrada de sódio no 
axônio. 
 
Os íons de sódio que entram em um nódulo 
reforçam a despolarização e restabelecem a 
amplitude do potencial de ação quando ele passa 
de nódulo em nódulo. O salto visível do potencial 
de ação que ocorre quando ele passa de um 
nódulo para o outro é chamado de condução 
saltatória, proveniente da palavra em Latim 
saltare, que significa “pular”. 
 
 
 
 
 
Entretanto, em neurônios mielinizados, apenas os 
nódulos necessitam de canais de Na+, devido às 
propriedades isolantes da bainha de mielina. 
Assim, quando o potencial de ação passa pelos 
segmentos mielinizados, a sua condução não é 
retardada pela abertura de canais.