Potencial de ação

Bem galera, vamos lá. Vamos falar do potencial de ação que é um dos temas mais importantes da fisiologia. Lembram do termo excitabilidade? Isso é uma característica de determinadas células do nosso corpo que conseguem converter estímulos em respostas efetoras e a maneira que essas células têm de responder é através de um potencial de ação. Três características definem bem o potencial de ação:

a) A célula precisa atingir um limiar. Mas o que seria limiar? O limiar é um estímulo mínimo para que se transforme em uma resposta. Cada célula, cada pessoa possui um limiar diferente. Então para que o potencial de ação aconteça, uma célula precisa atingir um estímulo mínimo que chamamos de limiar.

b) Estereótipo: O potencial de ação gera um gráfico que mostra a variação do potencial de membrana em repouso pelo tempo dessa alteração e esse gráfico terá sempre o mesmo padrão, ou seja, será estereotipado. O único parâmetro que sofrerá alteração será o fator tempo, mas o restante do evento seguirá sempre o mesmo padrão.

c) Princípio do tudo ou nada: Esse conceito nos diz que uma célula recebe um estímulo suficientemente forte e dispara um potencial de ação ou nada irá acontecer. Entendemos claramente esse princípio quando vestimos roupas ou nos sentamos em uma cadeira para assistir uma aula expositiva. O contato do nosso corpo com a roupa ou a cadeira não foi suficientemente forte para estimular uma célula da pele, embora tenhamos centenas de receptores na pele que podem responder a estímulos diversos através de um potencial de ação, mas as células não atingiram seu limiar.

Abaixo temos um gráfico que mede a variação do potencial de membrana em repouso pelo tempo de ocorrência dessa alteração. As medidas usadas serão o mV (milivolt) e o ms (milissegundo) que representam a milésima parte dessas grandezas (volt e segundo) e mostram as variações ocorridas no potencial de membrana medido em relação ao lado interno de uma célula. Dividimos esse potencial em fases e cada uma dessas fases apresenta um evento fisiológico associado, evento esse que tem relação com as alterações que ocorrem na membrana em relação à permeabilidade iônica. Vamos às fases de um potencial de ação e seus eventos iônicos associados:



a) Despolarização: (Ocorre entre a fase zero e um. Na fase zero temos o limiar). Uma célula em repouso é dita polarizada, ou seja, existe uma diferença de polaridade entre o lado interno e externo da célula. No repouso já sabemos que o lado interno tem carga negativa e o lado externo está carregado positivamente. Durante a despolarização, essa realidade será alterada e o lado externo ficará negativo quando comparado com o lado interno que ficará com carga positiva, mas como isso acontece? Simples: o íon mais concentrado externamente é o sódio (Na+). A célula estimulada abre o canal de sódio que ao entrar na célula leva suas cargas positivas para o interior celular, deixando o lado externo seus pares negativos. Com o passar do tempo, as cargas serão invertidas e teremos a despolarização ou simplesmente a inversão da polaridade celular.

b) Repolarização (Entre as fases um e três). Essas etapas são relativamente rápidas. Qual o evento que estava induzindo a despolarização, lembram? Era exatamente a abertura dos canais de sódio (Na+). Para que ocorra a repolarização a primeira coisa a acontecer será o fechamento desses canais. Nessa etapa precisamos que o potencial volte a ser negativo dento e positivo fora da célula (repolarizando, re=retornando). Internamente temos um íon altamente concentrado e que está carregado positivamente. A sua saída leva essas cargas para fora e deixa o lado interno negativo. Esse íon é o potássio (K+). Então o segundo evento iônico a acontecer é a abertura desses canais. Com isso a célula volta a ter carga positiva fora e negativa dentro, mas um problema foi agora criado: temos muito sódio intracelularmente (o canal abriu na despolarização e foi fechado na repolarização) e bastante potássio fora (o canal foi aberto para a repolarização). Mas quem resolve essa situação? A bomba de sódio e potássio que quando ativada joga três sódios para fora à medida que devolve dois potássios para dentro. Nessa condição, a homeostase foi restabelecida. Resumidamente temos as seguintes etapas da repolarização:

- Fechamento dos canais de sódio (Na+)

- Abertura dos canais de potássio (K+)

- Ativação da bomba de sódio e potássio

c) Hiperpolarização: Esse termo representa um estado celular em que temos um lado interno mais eletronegativo e um lado externo mais eletropositivo. O potencial registrado em uma célula hiperpolarizada é abaixo daquele que encontrávamos antes do estímulo, ou seja, hiperpolarização é um evento inibitório. Uma célula hiperpolarizada precisa de um estímulo maior para atingir o seu limiar. Qual seria a causa dessa etapa? A explicação está no fato da célula ser muito permeável ao potássio (K+) durante esse período que dura uma fração muito pequena do potencial de ação. Se esse íon sair demasiadamente do interior da célula, leva muitas cargas positivas para fora, conseqüentemente seu par negativo se acumula internamente, tornando o potencial mais eletronegativo do que antes do estímulo. Essa é uma situação comum em vários tipos de tecidos, mas é bastante estudado e notado no músculo estriado esquelético.

PERÍODOS REFRATÁRIOS

Uma célula excitável durante o desenrolar de um potencial de ação está sujeita a momentos chamados de períodos refratários que os dividimos em dois momentos: período refratário absoluto e período refratário relativo.

1) Período refratário absoluto – representa um momento em que a célula não consegue receber um segundo estímulo. Isso representa o maior tempo de um potencial de ação. A célula não consegue receber um segundo estímulo, pois os canais de sódio estarão inativados nesse momento. Lembrem que uma célula só é estimulada quando um canal de sódio é aberto. Se o mesmo está fechado, não teremos como estimulá-la, independente da grandeza do estímulo.

2) Período refratário relativo – Esse momento representa uma pequena parcela do potencial de ação e durante esse período a célula poderá receber um segundo estímulo e responder ao mesmo, mas sua intensidade deverá ser maior, pois a célula estará hiperpolarizada e mais distante do atingir seu limiar de excitação.




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