Os três tipos de potencial de ação

Escrito por christopher robison | Traduzido por pedro henrique braga
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Os três tipos de potencial de ação
Praticamente todos os sinais do sistema nervoso são transportados através de potenciais de ação (Comstock Images/Comstock/Getty Images)

Potenciais de ação são rápidas flutuações transitórias no potencial da membrana de uma célula, que muitas vezes ativam o sinal celular. O potencial da membrana é a tensão eléctrica criada entre o interior e exterior da célula e é uma propriedade da concentração de partículas carregadas em cada lado da membrana da célula. Tais propriedades são cruciais para o funcionamento das células nervosas e também são encontradas nos músculos e algumas células do sistema endócrino.

Em um determinado tipo de célula, os potenciais de ação são fundamentalmente indistinguíveis. No entanto, podem ser funcionalmente significativos devido às suas origens, sendo útil classificar os potenciais de ação de acordo com suas causas implícitas: eletroquímica, ativação eléctrica ou intrínseca.

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Traços comuns dos potenciais de ação

Um potencial de ação é, de fato, uma onda de despolarização da membrana (e repolarização subsequente) que passa de uma das extremidades de uma célula para a outra. Isto é causado pelo fluxo de íons de sódio e potássio carregados positivamente através da membrana da célula via canais de íons especializados. Um influxo de sódio despolariza a membrana, tornando-a mais positiva. Isto provoca um refluxo de potássio, que repolariza (na verdade hiperpolariza) a membrana, tornando-a mais negativa.

Uma vez iniciado, um potencial de ação é um evento tudo-ou-nada ou o potencial é ativado ou a célula permanece inalterada sem nenhum estado intermediário. Todos os potenciais são idênticos numa determinada célula, porque o padrão do fluxo iônico é uma propriedade dos canais de íons seletivos causadores do inicio deste fenômeno. Por isso, é impossível determinar suas causas pela medição do potencial da membrana celular. Em vez disso, a célula deve ser cuidadosamente analisada para descobrir a quais estímulos ela reage.

Os três tipos de potencial de ação
Os potenciais de ação sincronizam a contração das fibras microscópicas no interior das células do músculo (Comstock Images/Comstock/Getty Images)

Potenciais de ação eletroquímicos

O fator de iniciação mais comum dos potenciais de ação é a atividade eletroquímica. Isto é causado quando uma célula é despolarizada (excitada) por um sinal químico. Nos neurônios isso acontece em junções especiais entre as células nervosas, conhecidas como sinapses.

No modelo das sinapses um neurônio em transmissão (pré-sináptico) libera um sinal químico chamado neurotransmissor, que ativa o neurônio receptor (pós-sináptico) através da abertura de canais especiais bloqueados de íons neurotransmissores, causando despolarização. Caso ocorra despolarização suficiente, a mudança na tensão faz com que uma população de canais iônicos especiais dependentes da voltagem se abram perto da base do neurônio. Isto é o que inicia o potencial de ação.

Assim, uma despolarização inicial é acionada por neurotransmissores que abrem canais iônicos, que por sua vez desencadeiam um potencial de ação através de canais iônicos dependentes da voltagem. Esta forma de potencial é ideal para os neurônios, porque eles podem ser facilmente reforçados ou enfraquecidos, que é a base para a aprendizagem do cérebro.

Os três tipos de potencial de ação
Muitos neurotransmissores são derivados de uma classe de moléculas chamadas aminoácidos (Jupiterimages/BananaStock/Getty Images)

Potenciais de ação elétricos

Apesar de eletrodos poderem certamente ser usados para induzir potenciais de ação nas células cerebrais, o sistema nervoso já possui um sistema de ativação eléctrica entre alguns neurônios. Embora a maioria dos neurônios seja movida por atividade sináptica química, alguns são ativados pelas junções das lacunas, que são grandes poros que juntam duas células.

Nessas junções, o potencial de ação move-se facilmente de uma célula para outra, devido à corrente elétrica fluindo ininterruptamente dentro de fluido compartilhado das células. Se esta corrente induz suficiente despolarização na célula a jusante, o potencial permanece inalterado. Algumas células podem requerer excitação simultânea por várias junções (ou por uma combinação de junções e sinapses) para serem ativadas.

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A estimulação elétrica direta pode causar potenciais de ação nos neurônios que normalmente só respondem a estímulos químicos (Hemera Technologies/AbleStock.com/Getty Images)

Potenciais de ação intrínsecos

Certas células, como os neurônios do tipo "bursting" do hipocampo, não necessitam de ativação externa para expressar os potenciais de ação. Estas células têm um fenótipo único (estado físico), que faz com que ele seja ativado em picos periódicos ou rajadas. Preferem causar o potencial de ação por si só, a atividade eletroquímica de células pré-sinápticas faz com que a atividade intrínseca do neurônio acelere ou desacelere. Este tipo de sinalização permite aos neurônios transmitir sinais complexos codificados pelo padrão da taxa de queima em vez da ativação do tipo tudo ou nada de um potencial de ação comum.

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Células ganglionares da retina codificam diferentes graus de cor ou brilho por disparar a taxas variáveis (Jupiterimages/Photos.com/Getty Images)

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