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Potenciais de ação

Objetivos de aprendizagem

Ao completar essa unidade de estudo você será capaz de:

Entender o papel dos potenciais locais de iniciar os potenciais de ação e as mudanças iônicas que ocorrem durante esses processos fisiológicos.
Interpretar gráficos de potenciais de ação, relacionado a despolarização, a repolarização e a hiperpolarização aos movimentos iônicos.
Descrever a importância dos períodos refratários na regulação da frequência e direção do potencial de ação.
Diferenciar condução contínua de condução saltatória, e explicar como o diâmetro e a mielinização dos axônios afetam a velocidade de condução.

Introdução

Os potenciais de ação são impulsos elétricos rápidos que os neurônios usam para transmitir informações ao longo do corpo. Esses eventos são do tipo “tudo ou nada”, ou seja, o potencial de ação irá disparar completamente quando o potencial de membrana atingir um limiar (-55 mV).

Os potenciais de ação são iniciados quando um estímulo excitatório cria potenciais locais que causam despolarização da membrana dos neurônios. Essa despolarização promove a abertura de canais de sódio dependentes de voltagem, permitindo que íons Na+ fluam para dentro da célula, despolarizando ainda mais a membrana e causando um aumento rápido no potencial de membrana. Após atingir um pico de cerca de +30 mV, os canais de sódio são inativados, e canais de potássio dependentes de voltagem se abrem, permitindo que íons K+ deixem o neurônio, causando sua repolarização. Os canais iônicos possuem um papel importante nesse processo, controlando o fluxo de íons através da membrana e garantindo o início e término adequados do potencial de ação.

Os períodos refratários, divididos nas fases absoluta e relativa, limitam a frequência dos potenciais de ação e impedem que eles cursem retrogradamente ao longo do axônio. Durante o período refratário absoluto um neurônio não é capaz de disparar outro potencial de ação, graças à inativação dos canais de sódio. O período refratário relativo ocorre quando os canais de potássio ainda estão abertos. Durante esse período é possível que ocorra um novo potencial de ação, mas ele exige um estímulo mais intenso.

A velocidade de condução do potencial de ação é influenciada pelo diâmetro do axônio e sua mielinização. Axônios com maior diâmetro têm menor resistência ao fluxo iônico, permitindo uma transmissão de sinal mais rápida. A mielinização, que isola os axônios, permite a condução saltatória, ou seja, “saltos” do potencial de ação entre os espaços na bainha de mielina, conhecidos como nódulos de Ranvier. Esse fenômeno aumenta significativamente a velocidade de condução. Por outro lado, axônios amielínicos conduzem os impulsos mais lentamente através de condução contínua.

Conceitos principais

Fases do potencial de ação

Um potencial de ação é caracterizado por cinco fases. Aprenda com as imagens abaixo as fases do potencial de ação e os movimentos iônicos relacionados.

Períodos refratários

Os períodos refratários são fases durante as quais um neurônio é incapaz de disparar outro potencial de ação, ou pelo menos é menos provável que ele o faça. Aprenda mais sobre as diferenças entre os períodos refratários absoluto e relativo.

Condução contínua e saltatória

Dependendo da mielinização do axônio (amielínico ou mielínico) há dois tipos de condução: condução contínua e condução saltatória.

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Resumo

Informações importantes sobre potenciais de ação
Introdução	Definição: Mudanças rápidas no potencial de membrana do neurônio, que permitem a transmissão de sinais elétricos Gatilho: Iniciado quando o potencial de membrana atinge o limiar (-55 mV) devido a um estímulo excitatório Tudo ou nada: Um potencial de ação será disparado completamente se o limiar for atingido, e nada ocorrerá caso o limiar não seja atingido
Envolvimento de canais iônicos	Canais de sódio dependentes de voltagem: Abertura no limiar, permitindo que o Na⁺ entre no neurônio, causando sua despolarização Canais de potássio dependentes de voltagem: Abertura após a despolarização, permitindo que o K⁺ deixe o neurônio, levando à repolarização Canais de vazamento (canais de fuga): Mantêm o potencial de repouso da membrana ao permitir que os íons sofram difusão passiva ao longo do seus gradientes de concentração
Fases	Potencial de repouso da membrana: Cerca de -70 mV, mantido por bombas de sódio-potássio e canais iônicos de vazamento Despolarização (e pico): Causados pela entrada de Na⁺, tornando o interior do neurônio mais positivo Repolarização: A saída de íons K⁺ ocasiona retorno do potencial da membrana para os níveis de repouso Hiperpolarização: Os canais de K⁺ se fecham lentamente, causando uma redução abaixo do potencial de repouso
Períodos refratários	Período refratário absoluto: Um neurônio não pode disparar outro potencial de ação durante este período, independentemente da intensidade do estímulo, já que os canais de sódio estão inativos Período refratário relativo: Um estímulo mais intenso que o normal pode iniciar outro potencial de ação, mas é mais difícil, graças ao potencial de membrana mais negativo
Tipos de condução	Condução contínua: Ocorre em axônios amielínicos, onde os potenciais de ação se propagam como uma onda ao longo do axônio Condução saltatória: Ocorre em axônios mielínicos, onde o potencial de ação “salta” entre os espaços na bainha de mielina (nódulos de Ranvier), permitindo uma transmissão de sinal mais rápida
Fatores que afetam a velocidade de condução	Diâmetro do axônio: Axônios com maior diâmetro conduzem impulsos mais rapidamente, devido à menor resistência ao fluxo iônico Mielinização: Aumenta a velocidade de condução através da condução saltatória, que torna o processo energeticamente mais eficiente

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