Propriedades gerais das clulas excitveis

Para darmos incio a este assunto, necessrio revisar a aula anterior sobre

Membrana celular e suas propriedades!

Canais inicos

Os canais inicos so protenas de membranas integrais que, quando abertos,

permitem a passagem de ons. No entanto, apresenta uma propriedade importante: a

seletividade! Que baseada em:

- Tamanho do canal

- Cargas que a revestem

- Tamanho da molcula

As molculas podem passar por canais inicos sem comportas (esses canais

esto permanentemente abertos) ou so controlados por comportas (gates), que se

abrem mediante estmulos especficos. Dois tipos de comportas controlam a abertura

e fechamento dos canais inicos:

A Canais dependentes de voltagem: possuem comportas que so controladas por

alteraes do potencial de membrana.

B Canais dependentes de ligantes: tm comportas que so controladas por

hormnios, neurotransmissores e segundos mensageiros.

Potenciais de difuso

a diferena de potencial gerada atravs da membrana, quando um on com

carga se difunde a favor de seu gradiente de concentrao. Portanto, o potencial de

difuso produzido pela difuso de ons.

Potenciais de equilbrio

o potencial de difuso que equilibra ou se ope precisamente tendncia

para difuso a favor do seu gradiente de concentrao.

Exemplo

Um canal revestido por cargas

negativas seletivo para ctions

(molculas com carga eltrica

positiva). Desse modo, deve permitir a

passagem de Na+.

EXEMPLO DE POTENCIAL DE EQULBRIO DO Na+

A figura acima mostra duas solues separadas por membrana terica que

permevel ao Na+ mas no ao Cl-. A concentrao de NaCl maior na soluo 1 do que

na soluo 2. O on permeante, o Na+, ir se difundir a favor do seu gradiente de

concentrao da soluo 1 para soluo 2, mas o on impermeante, o Cl-, no o

acompanhar. Como resultado do movimento efetivo de cargas positivas para a soluo

2, desenvolve-se um potencial de difuso do Na+ e a soluo 2 torna-se positiva em

relao soluo 1. A positividade, na soluo 2, se ope difuso adicional de Na+ e,

eventualmente, bastante grande para impedir qualquer difuso efetiva adicional. A

diferena de potencial que equilibra, de forma precisa, a tendncia do Na+ se difundir a

favor do seu gradiente de concentrao o potencial de equilbrio do Na+.

Potencial de ao dos nervos

O potencial de ao um fenmeno de sinalizao nas clulas excitveis, como

as nervosas e as musculares e consiste em rpidas alteraes do potencial de membrana

que se propagam com grande velocidade (milsimos de segundo), iniciando pelo axnio

e da por toda a membrana da fibra nervosa.

Estgios:

1) Estgio de Repouso: o potencial de repouso da membrana, que a diferena de

potencial que existe atravs da membrana das clulas excitveis antes do inicio do

potencial de ao. Diz-se que a membrana est polarizada durante esse estgio,

em razo da existncia de potencial de membrana est na faixa de -70 a -80 milivolts

(mV).

http://pt.dreamstime.com/imagens-de-stock-ilustration-do-vetor-do-neur-nio-image10429054

2) Estgio de Despolarizao: o processo que torna o potencial de membrana

(interior da clula) menos negativo ou at mesmo positivo, devido ao influxo

(entrada) de cargas positivas para dentro da clula.

3) Estgio de Repolarizao: o processo que torna o potencial de membrana (interior

da clula) mais negativo, devido ao efluxo (sada) de cargas positivas para fora da

clula.

Bases inicas do Potencial de Ao

CONCEITOS IMPORTANTES

Estmulos: podem ser supralimiares, limiares e sublimiares;

Limiar: o potencial de membrana no qual inevitvel a ocorrncia

do potencial de ao;

Resposta tudo-ou-nada: Um potencial de ao ocorre ou no ocorre. Se uma

clula excitvel despolarizada at o limiar, ento inevitvel a ocorrncia de

um potencial de ao. Por outro lado, se a membrana no despolarizada at o

limiar, no ocorrer qualquer potencial de ao.

http://www.fielpa

lavra.com/2010/0

9/preste-atencao-

ao-que-deus-diz/

1) Potencial de repouso:

Em repouso, o potencial de membrana de cerca de -70mV.

A permeabilidade ou condutncia ao K+ alta, e os canais de K+ esto quase

totalmente abertos, permitindo que os ons K+ se difundam para fora da clula, de

acordo com o gradiente de concentrao existente, impulsionando o potencial de

membrana do K+ em direo a seu potencial de equilbrio.

A condutncia ao Na+ baixa, e assim o potencial de repouso est longe do

potencial de equilbrio do Na+.

2) Curso ascendente do potencial de ao:

Uma corrente de influxo, geralmente o resultado da disperso da corrente gerada

pelos potenciais de ao em locais vizinhos, causa despolarizao da membrana

celular no nervo em direo ao limiar, que ocorre em torno de -40mV.

A despolarizao inicial provoca a rpida abertura das comportas de ativao do

canal de Na+, e a condutncia ao Na+ prontamente aumenta, chegando a ser mais

alta do que a condutncia ao K+.

O aumento da condutncia ao Na+ resulta em uma corrente de influxo de Na+; a

seguir, o potencial de equilbrio do Na+ de +65mV.

3) Repolarizao do potencial de ao:

O curso ascendente termina e o potencial de membrana se repolariza em direo

ao nvel de repouso, como resultado de 2 eventos:

A) As comportas de inativao dos canais de Na+ respondem despolarizao se

fechando, mas sua resposta muito mais lenta do que a abertura das comportas de

ativao. Assim, aps retardo, as comportas de inativao fecham os canais de Na+,

terminando o curso ascendente.

B) A despolarizao abre os canais de K+ e aumenta a condutncia a esse on para um

valor at mais alto do que o que ocorre no repouso.

O efeito combinado do fechamento dos canais de Na+ e da maior abertura dos

canais de K+ torna a condutncia ao K+ muito maior do que a condutncia ao Na+.

Disso resulta uma corrente de efluxo de K+, e a membrana repolarizada.

4) Ps-potencial hiperpolarizante (undershoot)

Por um breve perodo que se segue repolarizao, a condutncia ao K+ mais alta

do que em repouso e o potencial de membrana impulsionado para mais prximo

do potencial de equilbrio do K+ (ps-potencial hiperpolarizante).

Eventualmente, a condutncia ao K+ retorna ao nvel de repouso e o potencial de

membrana se despolariza ligeiramente, voltando ao potencial de repouso. A

membrana est agora pronta, se estimulada, para gerar outro potencial de ao.

Perodos refratrios

Ocorre quando as clulas excitveis so incapazes de produzir potenciais de

ao. So divididos em:

1) Perodo refratrio Absoluto: tem quase a durao total do potencial de ao.

Durante esse perodo, mesmo aumentando muito o estmulo, outro potencial de

ao no poder ser gerado. A base para esse perodo o fechamento das

comportas de inativao do canal de Na+, em resposta despolarizao.

2) Perodo refratrio relativo: comea ao fim do perodo refratrio absoluto e

coincide, principalmente, com o perodo do ps-potencial hiperpolarizante. Durante

esse perodo, pode ser gerado um potencial de ao, mas apenas se for aplicada

uma forte corrente de despolarizao (influxo), maior que a normal. A base para

esse perodo a maior condutncia ao K+, que est presente no repouso. Como o

potencial de membrana est mais prximo do potencial de equilbrio do K+,

necessria maior corrente de influxo para levar a membrana at o limiar, para

iniciar o prximo potencial de ao.

Propagao dos potenciais de ao

A propagao dos potenciais de ao ao longo da fibra nervosa ou muscular

ocorre pela disseminao de correntes locais, das regies ativas para as regies

inativas adjacentes. No entanto, a velocidade de conduo varia no que se refere a:

A) Dimetro do nervo: o aumento do tamanho de uma fibra nervosa aumenta a

velocidade de conduo, uma relao que pode ser explicada a seguir: a Resistncia

Interna (Ri) inversamente proporcional rea da seco transversa (A = 2r2).

Portanto, quanto maior a fibra, menor a resistncia interna.

B) Mielinizao: a mielina um isolante lipdico das fibras nervosas que aumenta

muito a resistncia da membrana. No entanto, importante observar que, a

intervalos de 1 a 2 mm, existem interrupes na bainha de mielina, os chamados

Nodos de Ranvier. Nos nodos, a resistncia da membrana baixa, a corrente pode

fluir atravs dela e podem ocorrer potenciais de ao. Assim, a conduo dos

Acomodao

Ocorre quando a clula nervosa ou muscular despolarizada lentamente ou

mantida em nvel despolarizado, o limiar habitual pode ser atingido sem ser deflagrado

um potencial de ao.

Isso acontece porque a despolarizao fecha as comportas de inativao dos

canais de Na+. Se a despolarizao for suficientemente lenta, os canais de Na+ se fecham

e permanecem fechados. O curso ascendente do potencial de ao no ocorre, pois no

h suficientes canais de Na+ disponveis para conduzirem a corrente de influxo.

Exemplo: pessoas com hipercalemia (elevao da concentrao srica de K+)

potenciais de ao mais rpida nos nervos mielinizados do que nos no-

mielinizados, pois os potenciais de ao pulam entre um nodo e o prximo, num

processo chamado de conduo saltatria.

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

GUYTON, Arthur C; HALL, John E. Tratado de fisiologia Mdica. 12 edio.

Elsevier, 2011. Captulo 5 Potenciais de Membrana e Potenciais de Ao.

COSTANZO, Linda C. Fisiologia. 3 edio. Elsevier, 2007. Capitulo 1 Fisiologia

Celular.

http://pt.slideshare.net/cardnog/sistema-nervoso-15267251