Qual processo e responsável pela alteração do potencial de membrana que ocorre durante a fase de repolarização do potencial de ação?

O nosso organismo possui um sistema nervoso com grande capacidade de percepção do ambiente e de nosso meio interno. Para isso, ele conta com células especializadas, os neurônios, que garantem a transmissão de informações por meio da propagação do impulso nervoso.

O impulso nervoso é uma corrente elétrica que rapidamente se propaga pela membrana no neurônio. Esse impulso é fundamental para garantir a comunicação entre essas células nervosas.

Tópicos deste artigo

• 1 - → Como o impulso nervoso propaga-se?
• 2 - → O impulso nervoso propaga-se rapidamente?
• 3 - → Tudo ou nada!

→ Como o impulso nervoso propaga-se?

Para que o impulso nervoso seja propagado, é necessário que o neurônio esteja com a membrana em potencial de repouso e que sua superfície interna esteja com carga negativa de 70 a 90 milivolts. Essa fase é conhecida como polarização.

Em repouso, a membrana plasmática do axônio bombeia Na+ para o meio externo e, ao mesmo tempo, transfere íons K+ para o interior da célula. Nesse momento, pode ocorrer também a difusão passiva de sódio para o interior da célula e de potássio para fora. O potássio passa para o meio externo com maior rapidez do que o sódio entra, fazendo com que mais cargas positivas permaneçam fora da célula. São essas ações que determinam o potencial de repouso.

Quando o neurônio sofre estímulo, ocorre uma mudança transitória do potencial de membrana. Nesse momento, acontece a abertura dos canais iônicos e a entrada rápida de Na+, que estava em grande quantidade, no meio extracelular. Quando esse íon entra, ocorre a mudança de potencial e o interior do axônio passa a ser positivo (despolarização).

Esse conjunto de alterações sequenciais que garante a transição de potencial é chamado de potencial de ação. Essa mudança faz com que os canais de Na+ fechem-se e provoca a abertura dos canais de K+. O íon K+ começa a sair por difusão, e o potencial de repouso da membrana retorna ao normal (repolarização).

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→ O impulso nervoso propaga-se rapidamente?

Os eventos de propagação do impulso nervoso ocorrem rapidamente. A mudança do potencial de repouso para o potencial de ação e seu retorno ao repouso demoram aproximadamente 5 ms. Também vale destacar que ocorre em apenas uma parte da membrana e vai propagando-se ao longo do axônio. Ao chegar ao final dessa estrutura, promove a liberação de neurotransmissores que vão estimular ou inibir outras células.

Para ocorrer um novo estímulo, a célula nervosa deve esperar um período de tempo, chamado de período refratário absoluto, no qual não há nenhuma resposta a estímulos. Depois de um certo período, estímulos fortes podem desencadear o estímulo.

→ Tudo ou nada!

Costuma-se dizer que um impulso nervoso ocorre de acordo com o princípio do tudo ou nada. Isso significa que um impulso não será gerado a não ser que o estímulo possua uma determinada intensidade, o chamado limiar de excitação. Além disso, independentemente da intensidade, o impulso será o mesmo.

Por Ma. Vanessa dos Santos

• Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa

Referência Moreira, C., (2015) Potencial de Ação, Rev. Ciência Elem., V3(4):253

DOI http://doi.org/10.24927/rce2015.253

Palavras-chave Potencial de Ação; neurónio; estímulo limiar;

As membranas plasmáticas dos neurónios são constituídas por uma bicamada fosfolipídica impermeável aos iões, como nas outras células, mas possuem proteínas que funcionam como canais ou bombas iónicas. Pela sua atividade estas proteínas formam o potencial de repouso definido como a diferença de cargas elétricas entre o exterior e o interior da célula quando a membrana da célula não está sujeita a qualquer alteração do seu potencial elétrico. Geralmente o potencial de repousos é negativo, ou seja, o exterior mais positivo que o interior. Deve-se sobretudo à diferença de concentração dos iões sódio (Na+) e potássio (K+) dentro e fora da célula. Diferença essa que é mantida pelo funcionamento dos canais e proteínas que bombeiam sódio para o meio externo e potássio para o meio interno, com consumo de ATP, contrariando a difusão passiva destes iões.

A bomba de sódio e potássio transporta 3 Na+ por cada 2 K+ . Como a quantidade de iões K+ que sai da célula (por transporte passivo) é superior à quantidade de iões Na+ que entra na célula, cria-se um défice de cargas positivas na célula relativamente ao exterior – potencial de repouso.

Os canais que existem na membrana celular permitem a passagem de K+ e Na+ de forma passiva. Quando o neurónio está em repouso, os canais estão fechados, mas quando a célula é estimulada abrem-se, permitindo uma rápida entrada de Na+, e uma alteração do potencial de membrana de de cerca de -70 mV para + 35 mV, chamando-se a esta diferença de potencial despolarização - o interior da célula fica mais positivo com a entrada dos iões Na+. A rápida alteração do potencial elétrico que ocorre durante a despolarização designa-se por potencial de ação e é da ordem dos 105 mV. Quando o potencial de acção atinge o seu máximo durante a despolarização, aumenta a permeabilidade da membrana ao K+, que saem da célula, e a permeabilidade dos canais ao Na+ volta ao normal. Dá-se uma quebra no potencial de membrana até atingir o seu valor de repouso, chamando-se a esta diferença potencial repolarização.

A transmissão de um impulso nervoso é um exemplo de uma resposta do tipo “tudo-ou-nada”, isto é, o estímulo tem de ter uma determinada intensidade para gerar um potencial de ação. O estímulo mínimo necessário para desencadear um potencial de ação é o estímulo limiar(ou limiar de ação), e uma vez atingido este limiar, o aumento de intensidade não produz um potencial de ação mais forte mas sim um maior número de impulsos por segundo. O potencial de ação gerado na membrana estimulada propaga-se à área vizinha, conduzindo à sua despolarização e assim por diante. Estas sucessivas despolarizações e repolarizações ao longo da membrana do neurónio constituem o impulso nervoso, cuja propagação se faz num único sentido, das dendrites para o axónio.

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Que processo é responsável pela alteração do potencial de membrana que ocorre durante a fase de despolarização?

Qual processo é responsável pela alteração do potencial de membrana?

Quais são os fatores que podem alterar o potencial de repouso da membrana?

O que causa a fase de despolarização de um potencial de ação?