IMPULSO NERVOSO: CARACTERÍSTICAS, ETAPAS, FUNÇÕES - BIOLOGIA - 2025

O impulso nervoso é uma série de potenciais de ação (AP) 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 devido à recepção de um estímulo externo ou interno.

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. Este potencial de ação é o sinal elétrico primário gerado por células nervosas, neurônios, e é causado por mudanças na permeabilidade da membrana a íons específicos.

Fonte: pixabay.com

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

Caracteristicas

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

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

Para que o impulso nervoso seja gerado, uma mudança deve necessariamente ocorrer na membrana do neurônio, que se estende por todo o axônio. A diferença eletroquímica entre o citoplasma da célula e o ambiente extracelular permite que uma diferença de 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

Os canais iônicos controlados por voltagem permitem que os íons se movam através da membrana em resposta às 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 uniformemente distribuídos na membrana. Entretanto, na membrana axonal podemos encontrar canais de ação rápida para Na + e K +, enquanto no terminal axonal encontramos canais de Ca +.

Os canais de K + são responsáveis ​​por manter o estado de repouso das células eletricamente excitáveis ​​quando não há estímulos para desencadear a PA, um fenômeno denominado alterações passivas no potencial de membrana.

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

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

Bioelementos que participam da excitabilidade do neurônio

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

Existem também alguns ânions e proteínas orgânicos que estão localizados apenas no fluido intracelular e não podem sair dele porque a membrana plasmática é impermeável a esses componentes.

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

Assim que os canais de Na + e K + sensíveis à voltagem estiverem abertos, as mudanças de voltagem serão transmitidas para áreas adjacentes à membrana e induzem a abertura de componentes sensíveis à voltagem nessas áreas e a transmissão da mudança de voltagem para outras. setores mais distantes.

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

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 de membrana específicas. Isso gera concentrações desiguais de uma espécie iônica ou várias em ambos os lados dela.

Em segundo lugar, a distribuição desigual dos íons gera um gradiente eletroquímico através da membrana que gera uma fonte de energia potencial.

Finalmente, os canais iônicos seletivos para espécies iônicas permitem que correntes iônicas fluam impulsionadas por gradientes eletroquímicos através desses canais que abrangem a membrana.

Estágios

Potencial de descanso

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

Isso resulta na camada externa da membrana tendo uma carga positiva, enquanto a camada interna tendo 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 70mV mais negativo do que o potencial extracelular.

A entrada de Na + e a saída de K + normalmente existem na célula devido ao efeito do gradiente de concentração (transporte ativo). Como há mais Na + fora da célula, ele tende a entrar e como há mais K + dentro da célula, ele tende a sair para igualar sua concentração em ambos os lados da membrana.

As diferentes concentrações iônicas são mantidas pela ação de uma proteína de membrana denominada "bomba de sódio e potássio". Para preservar a diferença de potencial, a bomba de Na + e K + remove 3 íons Na + da célula para cada dois K + que ela introduz.

Formação de impulso nervoso

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

Se esse potencial exceder o limiar de excitabilidade que é de -65 a -55 mV, um impulso nervoso é gerado e o Na + é introduzido tão rápido que até mesmo as bombas de Na + e K + são desativadas.

O influxo maciço de Na + carregado positivamente faz com que as cargas elétricas mencionadas sejam revertidas. Este fenômeno é conhecido como despolarização da membrana. Este último, para em torno de + 40mv.

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

O PA é muito curto, com duração 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, restabelecendo o potencial de repouso.

Mudança de impulso

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

A transmissão do impulso consiste em seu movimento na forma de ondas elétricas ao longo da fibra nervosa. Ao atingir os pés terminais do axônio, ele deve cruzar uma sinapse, o que é feito por meio de neurotransmissores químicos.

O PA move-se continuamente ao longo da fibra nervosa, se não tiver mielina; no entanto, se tiver, as camadas de mielina isolam a membrana da fibra nervosa em toda a sua superfície, exceto nos nódulos de Ranvier. O PA nesta situação avança em saltos de um nó para o outro, o que é conhecido como condução saltatória.

Este tipo de transmissão economiza muita energia e aumenta a velocidade do impulso e transmissão da informação, pois a despolarização ocorre apenas nos nodos de Ranvier. Velocidades de até 120 m / s foram registradas, enquanto para fibras não cobertas por mielina a velocidade aproximada é 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 em cujas extremidades estão os pés terminais ou botões sinápticos estão incluídas aqui.

A área 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 papel fundamental para que a mensagem transmitida tenha continuidade nas fibras nervosas.

Comportamento cíclico do impulso

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.

Recursos

O impulso nervoso é uma mensagem eletroquímica. É uma mensagem porque há um destinatário e um remetente e é eletroquímica porque há um componente elétrico e um componente químico.

Por meio 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 as respostas efetoras que incluem a abertura do canal iônico, a contração muscular e a exocitose.

Referências

1. Alcaraz, VM (2000). Estrutura e função do sistema nervoso: recepção sensorial e estados do organismo. UNAM.
2. Bacq, ZM (2013). Transmissão química de impulsos nervosos: um esboço histórico. Elsevier.
3. Brown, AG (2012). Células nervosas e sistema nervoso: uma introdução à neurociência. Springer Science & Business Media.
4. Kolb, B., & Whishaw, IQ (2006). Neuropsicologia humana. Panamerican Medical Ed.
5. McComas, A. (2011). A centelha de Galvani: a história do impulso nervoso. Imprensa da Universidade de Oxford.
6. Morris, CG, & Maisto, AA (2005). Introdução à Psicologia. Pearson Education.
7. Randall, D., Burggren, W., & French, K. (2002). Eckert. Fisiologia Animal: Mecanismos e Adaptações. Quarta edição. McGraw-Hill Interamericana, Espanha.
8. Toole, G., & Toole, S. (2004). Essential AS Biology for OCR. Nelson Thornes.