Impulso nervoso: características, etapas, funções

O impulso nervoso é uma série de potenciais de ação (AF) que ocorrem ao longo do axônio e de outras células eletricamente excitáveis ​​(musculares e glandulares). Em princípio, ocorre quando uma mensagem é transmitida de um neurônio para outro ou de um neurônio para um órgão efetor porque um estímulo externo ou interno é recebido.

A mensagem é essencialmente um sinal elétrico que é gerado nos dendritos ou no corpo do neurônio e viaja até o final do axônio onde o sinal é transmitido. Esse potencial de ação é o sinal elétrico primário gerado pelas células nervosas, neurônios e é causado por alterações na permeabilidade da membrana a íons específicos.

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Fonte: pixabay.com

A dependência cinética e de tensão das permeabilidades a certos íons fornece uma explicação completa da geração do potencial de ação.

Caracteristicas

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O potencial de ação é então um fenômeno explosivo que se espalhará sem diminuir ao longo das fibras nervosas. O axônio conduz o PA desde seu ponto de origem, que é a zona de iniciação do pico (próximo ao cone axonal do neurônio), até os terminais do axônio.

Os neurônios são, portanto, células especializadas na recepção de estímulos e na transmissão de impulsos. As respostas elétricas ativas dos neurônios e outras células excitáveis ​​dependem da presença de proteínas especializadas, conhecidas como canais de íons dependentes de voltagem, na membrana celular.

Para que o impulso nervoso seja gerado, uma mudança na membrana do neurônio deve necessariamente ocorrer, que se estende ao longo de todo o axônio. A diferença eletroquímica entre o citoplasma celular e o meio extracelular permite que uma diferença potencial ocorra em ambos os lados da membrana.

Se medirmos essa diferença no potencial eletroquímico dentro e fora da membrana, observaremos uma diferença de aproximadamente -70mV. Nesse sentido, o lado interno da membrana do neurônio é negativo em relação ao lado externo quando não há estímulo.

Canais iônicos e sua importância

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Os canais de íons dependentes da voltagem permitem que os íons se movam através da membrana em resposta a mudanças no campo elétrico da membrana. Existem vários tipos de canais iônicos existentes no neurônio, cada um dos quais permitirá a passagem de uma espécie iônica específica.

Esses canais não são distribuídos uniformemente na membrana. No entanto, na membrana axonal podemos encontrar canais para Na + e K + de ação rápida, enquanto no terminal axonal encontramos canais Ca +.

Os canais K + são responsáveis ​​por manter o estado de repouso das células eletricamente excitáveis ​​quando não há estímulos que desencadeiam uma PA, um fenômeno chamado alterações passivas no potencial da membrana.

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Enquanto os canais de Na + reagem rapidamente, intervindo na despolarização da membrana quando é gerado um AP ou uma mudança ativa no potencial da membrana.

Por outro lado, os canais de Ca +, embora se abram mais lentamente durante a despolarização, têm o papel fundamental de propagar sinais elétricos e acionar a liberação de sinais de neurotransmissores nas sinapses.

Bioelementos que participam da excitabilidade dos neurônios

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O impulso ocorre devido à assimetria na concentração de bioelementos e biomoléculas entre o citoplasma e o ambiente extracelular. Os íons mais importantes que participam da excitabilidade do neurônio são Na +, K +, Ca2 + e Cl-.

Existem também alguns ânions e proteínas orgânicas que estão localizados apenas no fluido intracelular e não podem abandoná-lo porque a membrana plasmática é impermeável a esses componentes.

Fora da célula, há uma concentração mais alta de íons como Na + (10 vezes mais) e Cl- e até 30 vezes mais K + e uma grande quantidade de ânions orgânicos (proteínas) que causam uma carga negativa no citoplasma.

No momento em que os canais Na + e K + sensíveis à tensão estão abertos, as mudanças de tensão serão transmitidas para áreas adjacentes à membrana e induzirão a abertura dos componentes sensíveis à tensão nessas áreas e a transmissão da mudança de tensão para outras. setores mais remotos.

Após o fechamento dos canais de Na + e K +, os portões são inativados por um curto período, o que significa que o impulso não pode retroceder.

Dependências do potencial de ação

A produção do potencial de ação depende então de três elementos essenciais:

Primeiro, o transporte ativo de íons por proteínas específicas da membrana. Isso gera concentrações desiguais de uma espécie iônica ou de várias em ambos os lados.

Segundo, a distribuição desigual de íons gera um gradiente eletroquímico através da membrana que gera uma fonte potencial de energia.

Finalmente, os canais da porta iônica, seletivos para espécies iônicas específicas, permitem que correntes iônicas fluam acionadas por gradientes eletroquímicos através desses canais que atravessam a membrana.

Etapas

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Potencial de repouso

Quando um potencial de ação não está sendo transmitido, a membrana do neurônio está em repouso. Neste caso, o fluido intracelular (citoplasma) e o fluido extracelular contêm diferentes concentrações de íons inorgânicos.

Isso resulta na camada externa da membrana tendo uma carga positiva enquanto a interna possui uma carga negativa, o que significa que a membrana em repouso é “polarizada”. Esse potencial de repouso tem um valor de -70mv, ou seja, o potencial dentro da célula é 70 mV mais negativo que o potencial extracelular.

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Na célula, normalmente há entrada de Na + e saída de K + devido ao gradiente de concentração (transporte ativo). Como há mais Na + fora da célula, ela tende a entrar e como há mais K + dentro da célula, ela tende a sair para coincidir com sua concentração nos dois lados da membrana.

A concentração iônica diferente é mantida pela ação de uma proteína de membrana chamada “bomba de sódio e potássio”. Para conservar a diferença de potencial, a bomba de Na + e K + retira 3 íons Na + da célula para cada dois K + introduzidos.

Formação de impulsos nervosos

Quando ocorre um estímulo na área do receptor da membrana neuronal, é produzido um gerador potencial que aumenta a permeabilidade ao Na + na membrana.

Se esse potencial exceder o limiar de excitabilidade de -65 a -55 mV, um impulso nervoso é gerado e o Na + é introduzido tão rapidamente que até a bomba de Na + e K + é inativada.

A entrada maciça de Na + que possui uma carga positiva faz com que as cargas elétricas acima mencionadas sejam revertidas. Esse fenômeno é conhecido como despolarização da membrana. Este último pára em torno de + 40mv.

Ao atingir o limiar, sempre é gerado um PA padrão, uma vez que não existem impulsos nervosos grandes ou pequenos, consequentemente todos os potenciais de ação são iguais. Se o limite não for atingido, nada acontece, conhecido como princípio “tudo ou nada”.

O PA é muito curto, dura de 2 a 5 milissegundos. O aumento da permeabilidade da membrana ao Na + cessa rapidamente porque os canais de Na + são inativados e a permeabilidade aos íons K que fluem do citoplasma aumenta, restaurando o potencial de repouso.

Mudança de impulso

O impulso não permanece na membrana neuronal onde é gerado como resultado de um gerador em potencial, mas viaja através da membrana ao longo do neurônio até atingir o final do axônio.

A transmissão do impulso consiste no seu deslocamento na forma de ondas elétricas ao longo da fibra nervosa. Uma vez atingido os pés terminais do axônio, ele deve atravessar uma sinapse que é feita através de neurotransmissores químicos.

O PA viaja continuamente ao longo da fibra nervosa; se não possui mielina, as camadas de mielina isolam a membrana da fibra nervosa por toda a superfície, exceto nos nódulos de Ranvier. A AF nessa situação avança em saltos de um nó para o outro, o que é conhecido como condução saltatória.

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Esse tipo de transmissão economiza muita energia e aumenta a velocidade do impulso e da transmissão de informações, pois a despolarização ocorre apenas nos nódulos de Ranvier. Velocidades de até 120 m / s foram registradas, enquanto as fibras não revestidas por mielina têm uma velocidade aproximada de 0,5 m / s.

Transmissão sináptica

O fluxo do impulso nervoso vai da extremidade aferente do neurônio que compreende o corpo e os dendritos até a extremidade eferente formada pelo axônio e seus ramos colaterais. As terminações axonais estão incluídas aqui nas extremidades, os pés terminais ou botões sinápticos.

A zona de contato entre um neurônio e outro ou entre um neurônio e um músculo ou célula glandular é chamada de sinapse. Para a ocorrência da sinapse, os neurotransmissores têm um papel fundamental para que a mensagem transmitida tenha continuidade nas fibras nervosas.

Comportamento de impulso cíclico

Em essência, um potencial de ação é uma mudança na polaridade da membrana de negativa para positiva e de volta para negativa em um ciclo que dura de 2 a 5 milissegundos.

Cada ciclo compreende uma fase ascendente de despolarização, uma fase descendente de repolarização e uma fase sub-descendente chamada hiperpolarização em valores abaixo de -70 mv.

Funções

O impulso nervoso é uma mensagem eletroquímica. É uma mensagem porque existe um destinatário e um remetente e é eletroquímico, pois existe um componente elétrico e um componente químico.

Através do impulso nervoso (potencial de ação), os neurônios transportam informações com rapidez e precisão para coordenar as ações de todo o corpo de um organismo.

Os PAs são responsáveis ​​por cada memória, sensação, pensamento e resposta motora. Na maioria dos casos, isso ocorre a grandes distâncias para controlar respostas efetoras que incluem a abertura de canais iônicos, contração muscular e exocitose.

Referências

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