Olá pessoal, hoje eu trago apontamentos de bioeletrogênese, potenciais de membrana e sinapses.
Bioeletrogênese é a formação de potencial elétrico em organismos vivos.
Potencial de membrana é a diferença de cargas entre o meio intracelular e extracelular (comumente medida em mV). Envolve os transporte ativo e passivo, a abertura e fechamento dos canais de Na+ e K+ é controlada por voltagem: sódio sai da célula ativamente pela bomba, entra na célula passivamente pelos canais. Potássio entra ativamente na célula pela bomba, sai da célula passivamente pelos canais.
*Observação: no transporte ativo, o fluxo é de 3 íons Na+ para fora e 2 íons K+ para dentro.
- Potencial de repouso/estado fixo: diferença no potencial da membrana na ausência de estímulo; estado estacionário. (-) dentro e (+) fora. -90mV;
- Potencial de ação: alteração transitória na diferença de potencial elétrico da membrana de neurônios e células musculares; mudança brusca; sinaliza mensagem importante. (+) dentro e (-) fora. +35mV.
O potencial de repouso transmembranar se dá da seguinte forma:
- Fase 1: Na+ entram passivamente;
- Fase 2: a célula expulsa Na+ ativamente, introduz, também ativamente, um íon K+;
- Fase 3: o íon K+ tem grande mobilidade, e volta passivamente, carga positiva. Do lado interno, íons fosfato e especialmente proteínas aniônicas fornecem a carga negativa, a célula fica polarizada.
O potencial de membrana das fibras nervosas grossas, quando elas não estão transmitindo sinais nervosos (REPOUSO), é de cerca de -90mV; ou seja: o potencial no interior da fibra é 90mV mais negativo que o potencial no líquido extracelular por fora da fibra.
O potencial de repouso pode ser anulado pela aplicação de um potencial de mesma magnitude e polaridade inversa, essa experiência de anulação local da voltagem está na figura abaixo.
Diversos estímulos podem deflagrar o potencial de ação: químico (ex.: neurotransmissores químicos), elétrico (ex.: corrente elétrica), eletromagnético e mecânico (ex.: pressão mecânica), existem células autoexcitáveis, estas são responsáveis pelo inicio dos movimentos biológicos.
O início do potencial de ação se dá pela rápida alteração do potencial de repouso, normalmente negativo, para um potencial de membrana positivo, terminando por retorno igualmente rápido ao potencial negativo. Para conduzir um sinal neural, um potencial de ação se desloca, ao longo da fibra nervosa, até atingir sua extremidade.
- A) O neurônio está em repouso. Na+ mais concentrado fora e K+ dentro;
- B) O estímulo aumenta a entrada do Na+, invertendo a polaridade da membrana (despolarização);
- C) O K+ sai e a polaridade é restabelecida (repolarização); o Na+ da região adjacente ao estímulo entra;
- D) A troca de cargas se propaga ao longo do neurônio dando origem ao estímulo nervoso. Após vários impulsos, há um repouso restabelecendo a concentração original dos íons.
Período refratário é quando os canais de sódio estão bloqueados após a despolarização. O período refratário é o tempo decorrido após a geração do potencial de ação e durante o qual a célula excitável não é capaz de produzir um novo potencial de ação.
Mais uma vez:
- Hipopolarização: aumento inicial do potencial de membrana até o valor do potencial limiar, o potencial limiar abre canais voltaicos de Na+ e causam um grande influxo de íons Na+;
- Despolarização: o interior da célula fica cada vez mais eletropositivo, até que o potencial chegue próximo ao equilíbrio de sódio de + 61mV. Essa fase de extrema positividade é a fase do pico de ultrapassagem;
- Repolarização: após a ultrapassagem, a permeabilidade do Na+ reduz subitamente devido ao fechamento de seus canais. O Valor de ultrapassagem do potencial de ação abre canais voltaicos de K+, o que causa um efluxo de K+, reduzindo a eletropositividade da célula;
- Hiperpolarização: a repolarização sempre leva primeiro à hiperpolarização, um estado no qual o potencial de membrana é mais negativo do que o potencial de repouso. Mas logo depois disso, a membrana estabelece novamente o seu potencial de membrana.
Um potencial de ação é causado por um estímulo limiar ou supralimiar sobre um neurônio. Ele possui três fases: despolarização, pico de ultrapassagem e repolarização.
Um potencial de ação se propaga ao longo da membrana celular do axônio até alcançar seu botão terminal. Quando o botão terminal é despolarizado, ocorre a liberação do neurotransmissor na fenda sináptica. O neurotransmissor, então, se liga aos seus receptores na membrana pós-sináptica da célula alvo, causando uma resposta excitatória ou inibitória.
O potencial de ação é gerado quando um estímulo muda o potencial de ação da membrana para os valores do potencial limiar, que geralmente está em torno de -50 a -55 mV. É importante saber que o potencial de ação se comporta segundo a regra “tudo ou nada”. Isso significa que qualquer estímulo sublimiar não vai causar nenhuma alteração, enquanto estímulos limiares ou supralimiares vão produzir uma resposta completa da célula excitável.
- Sinapse: região de comunicação entre os neurônios; neurônios e células musculares e epiteliais glandulares;
- Neurônio pré-sináptico: secreta o neutransmissor;
- Neurônio pós-sináptico: recebe o neurotransmissor;
- Sinapse inibitória: neurônio pré-sináptico secreta uma substância que inibe o neurônio pós-sináptico; hiperpolarização da membrana pós-sináptica;
- Sinapse excitatória: neurônio pré-sináptico secreta uma substância que excuta o neurônio pós-sináptico; despolarização da membrana pós-sináptica;
- Sinapse química: neurotansmissores (acetilcolina, adrenalina, dopamina, serotonina etc.); biossinalizadores;
- Sinapse elétrica: impulsos elétricos são gerados no corpo celular e dendritos e depois propagados para o axônio e junções celulares; fluxo de íons.
Potenciais de ação são propagados mais rapidamente em neurônios espessos e mielínicos e mais lentamente em axônios finos e amielínicos. Logo após a geração de um potencial de ação, um neurônio não é capaz de gerar um novo potencial de ação, pois fica refratário a novos estímulos. Cada célula de Schwann forma uma bainha de mielina (substância lipoproteica que isola a membrana celular) em torno de um segmento de um único axônio.
A ritmicidade de alguns tecidos excitáveis se dá por descargas repetitivas. A hiperpolarização graças ao efluxo excessivo de íons potássio cria negatividade consideravelmente maior do que ocorreria nas
condições normais.
Eventos de transmissão de sinais na sinapse química:
- O potencial de ação chega ao terminal axônico;
- Os canais de Ca2+ controlados por voltagem se abrem;
- O Ca2+ entra na célula;
- O Ca2+ sinaliza para as vesículas;
- As vesículas se movem para a membrana;
- As vesículas ancoradas liberam o neurotransmissor por exocitose;
- O neurotransmissor se difunde pela fenda sináptica e se liga aos receptores;
- A ligação do neurotransmissor ao receptor ativa vias de transdução de sinal.
Reciclagem do neurotransmissor: a atividade dos neurotransmissores é interrompida por enzimas que degradam a molécula, pelo transporte dos neurotransmissores para dentro da célula ou pela difusão para longe da sinapse.
As sinapses físicas ou elétricas são diferentes das sinapses químicas porque acoplam neurônios eletricamente. Nesse tipo de sinapse as membranas das células pré-sináptica e pós-sináptica estão a uma distância de 2 a 3 nm.
A sinapse física apresenta maior rapidez quando comparada com a sinapse química. Um sinal pós-sináptico é observado em uma fração de milissegundo após a geração do potencial de ação pré-sináptico. Sinapses elétricas também são usadas para sincronizar a atividade de populações de neurônios, como em neurônios de secreção de hormônio localizados no hipotálamo de mamíferos.
A sinapse excitatória gera neurotransmissores excitatórios que se ligam aos receptores ionotrópicos catiônicos (Na+) (excitatório) da membrana pós-sináptica. Assim, ocorre a despolarização da membrana pós-sináptica.
A sinapse inibitória gera neurotransmissores inibitórios que se ligam aos receptores ionotrópicos aniônicos (Cl-) e/ou catiônicos (K+) (inibitório) da membrana pós-sináptica. Assim, ocorre a hiperpolarização da membrana pós-sináptica.
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