Potencial de Membrana e Propagação do Impulso Nervoso

Potencial de Membrana

Potencial de membrana – gerado pelos canais de vazamento de Na⁺ e K⁺, que estão sempre abertos. Membrana polarizada = equilíbrio eletroquímico. Potencial de repouso da membrana = -70mV.

Despolarização

Estímulo limiar – despolarização: -70mV: abrem-se os canais voltagem-dependentes de Na⁺ e inicia-se a entrada de Na⁺ na célula. -50mV: grande influxo de Na⁺. +30mV: fecham-se os canais voltagem-dependentes de Na⁺. A célula fica despolarizada.

Repolarização

Repolarização: +30mV abrem-se os canais voltagem-dependentes de K⁺ e inicia-se a saída de carga positiva da célula.

Hiperpolarização

Hiperpolarização: -90mV ultrapassa o potencial de repouso e a membrana fica hiperpolarizada, devido ao excesso de K⁺ no meio extracelular. Isso gera o potencial de ação (PA). Após isso, a célula retorna ao potencial de repouso pela bomba de Na⁺/K⁺. A bomba de Na⁺/K⁺ regulariza a polarização e restabelece o equilíbrio químico. -90mV inicia a entrada de 3Na⁺ e saída de 2K⁺. -70mV a célula atinge o potencial de repouso.

Lei do Tudo ou Nada

Lei do tudo ou nada – ou o PA ocorre, ou não ocorre. Se o estímulo é limiar, teremos PA e despolarização. Se o estímulo é supralimiar, aumenta a permeabilidade ao sódio, o sódio entra, atinge -50mV, abrem-se os canais voltagem-dependentes de sódio, e ocorre a despolarização.

Se você sente alguém tocando em você, o estímulo foi limiar, aumentou a permeabilidade ao sódio, o sódio entrou, atingiu -50mV, abriram-se os canais voltagem-dependentes de sódio e ocorreu a despolarização, gerando o potencial de ação. Essa informação chega ao córtex e você percebe o toque. Se você não percebe, o estímulo foi infralimiar e não houve potencial de ação. Se o estímulo é limiar, ocorre o PA. Se o estímulo é infralimiar, não ocorre o PA.

Período Refratário

A bomba de Na⁺/K⁺, com gasto de ATP, transporta o sódio intracelular para o meio extracelular e o potássio extracelular para o meio intracelular. Com o potássio dentro e o sódio fora, o meio extracelular fica positivo e o intracelular negativo, estabelecendo o equilíbrio químico e preparando a célula para um novo estímulo. Entre um potencial de ação e outro, há pequenos períodos onde a membrana não pode ser estimulada, chamados de período refratário. Nesse período, o Na⁺ que entrou não saiu totalmente, e o K⁺ que saiu não entrou totalmente. A bomba de Na⁺/K⁺ bombeia 3Na⁺ para fora e 2K⁺ para dentro, até que o equilíbrio eletroquímico seja restaurado, com carga positiva fora, negativa dentro, Na⁺ fora e K⁺ dentro.

Anestesia Local

Na anestesia local, você não sente dor porque ela bloqueia os canais de Na⁺. Com o estímulo limiar, os canais de Na⁺ deveriam abrir, mas a substância química os bloqueia, impedindo a entrada de Na⁺. Sem a entrada de Na⁺, não ocorre despolarização, nem potencial de ação, e a informação não chega ao sistema nervoso, impedindo a sensação de dor.

Excesso de Potássio

Com excesso de potássio extracelular, o estímulo limiar abre os canais de Na⁺, ocorre a despolarização até +30mV, fecham-se os canais de Na⁺ e abrem-se os canais de K⁺. No entanto, o K⁺ não sai da célula devido à alta concentração extracelular. Não ocorre a repolarização, nem o PA. O PA precisa das três fases (despolarização, repolarização e hiperpolarização) para ocorrer. A célula se mantém despolarizada e, sem o potencial de ação, pode ocorrer a morte celular. Nos EUA, a injeção letal é feita com cloreto de potássio, causando parada cardíaca.

Propagação do Impulso Nervoso

No neurônio, a velocidade de propagação do impulso nervoso depende da presença de mielina e do diâmetro do axônio. Um neurônio com axônio grosso tem maior condutância, pois sua resistência é menor. Um neurônio com axônio fino tem menor condutância, pois sua resistência é maior. Um neurônio amielinizado tem propagação ponto a ponto, enquanto um neurônio mielinizado tem propagação saltatória, mais rápida, pois a mielina é isolante elétrico e a despolarização ocorre apenas nos Nódulos de Ranvier.

Propagação Ponto a Ponto

Propagação ponto a ponto ou eletrotônica – propagação sem bainha de mielina, ocorre nos neurônios amielinizados. A despolarização ocorre ponto a ponto, propagando o PA. Após a despolarização, ocorre a repolarização. À medida que um ponto despolariza, o ponto anterior repolariza, propagando o PA pelo neurônio.

Propagação Saltatória

Propagação saltatória – o PA "pula" a bainha de mielina (na verdade, a despolarização ocorre apenas nos Nódulos de Ranvier).

O neurônio mielinizado tem condução mais rápida, pois a despolarização ocorre apenas nos Nódulos de Ranvier, onde não há mielina. A velocidade de condução do impulso nervoso é maior no neurônio mielinizado.