Resumo de Impulso Nervoso e Potencial de Ação

## Introdução O **potencial de ação neuronal** é o processo pelo qual um neurônio transmite um sinal elétrico ao longo do seu axônio. Esse sinal depende do movimento ordenado de íons carregados através da membrana neuronal e permite a comunicação rápida entre células nervosas e entre nervos e músculos. > **Definição:** O potencial de ação é uma mudança rápida e transitória do potencial de membrana de um neurônio, causada pela entrada e saída de íons, que permite a transmissão de sinais elétricos. ## Componentes básicos e conceitos prévios - **Membrana plasmática:** Atua como barreira seletiva. Possui canais iônicos e bombas que regulam as concentrações iônicas. - **Principais íons:** $\mathrm{Na^+}$, $\mathrm{K^+}$ e $\mathrm{Ca^{2+}}$ participam nas alterações de potencial. - **Potencial de repouso:** Estado estável do neurônio com carga negativa no interior; tipicamente em torno de $-70\ \mathrm{mV}$. - **Limiar de excitação:** Valor de potencial no qual o potencial de ação é disparado; em muitos neurônios é cerca de $-55\ \mathrm{mV}$. > **Definição:** Potencial de repouso é o valor do potencial de membrana em repouso; é determinado pela distribuição iônica e pela permeabilidade seletiva. ## Etapas do potencial de ação (detalhadas) 1. Potencial de repouso - A membrana apresenta um potencial negativo interno, p. ex. $-70\ \mathrm{mV}$. - Canais de Na+ e K+ estão em sua maioria fechados; a bomba Na+/K+ mantém os gradientes usando ATP. 2. Despolarização - Estímulo provoca a abertura de canais de $\mathrm{Na^+}$ dependentes de voltagem. - Entra $\mathrm{Na^+}$ e o interior se torna menos negativo e pode superar o limiar. - Quando a membrana atinge o limiar (por exemplo $-55\ \mathrm{mV}$), mais canais de $\mathrm{Na^+}$ se abrem, gerando uma fase ascendente. 3. Repolarização - Após o pico, os canais de $\mathrm{Na^+}$ se inativam e canais de $\mathrm{K^+}$ dependentes de voltagem se abrem. - Sai $\mathrm{K^+}$, devolvendo o potencial para valores negativos. 4. Hiperpolarização (também chamada de pós-potencial) - Saída excessiva de $\mathrm{K^+}$ pode levar a membrana a um valor mais negativo que o de repouso, p. ex. perto de $-80\ \mathrm{mV}$. - Finalmente, a bomba Na+/K+ e os canais restauram o potencial de repouso. > **Definição:** Hiperpolarização é o estado temporário em que o potencial de membrana é mais negativo que o potencial de repouso. ## Resumo numérico (valores de exemplo) - Potencial de repouso: $-70\ \mathrm{mV}$ - Limiar aproximado: $-55\ \mathrm{mV}$ - Pico (valor positivo relativo ao exterior): pode chegar a +35\ \mathrm{mV} - Hiperpolarização: em torno de $-80\ \mathrm{mV}$ | Etapa | Direção do fluxo iônico | Mudança de potencial típica | | --- | --- | --- | | Repouso | Gradientes mantidos pela bomba de Na+/K+ | $-70\ \mathrm{mV}$ | | Despolarização | Entrada de $\mathrm{Na^+}$ | De negativo a menos negativo/pico (ex. $+35\ \mathrm{mV}$) | | Repolarização | Saída de $\mathrm{K^+}$ | Retorna a valores negativos | | Hiperpolarização | Excesso de saída de $\mathrm{K^+}$ e atividade das bombas | $-80\ \mathrm{mV}$ (temporário) | ## Mecanismos energéticos - A **bomba de Na+/K+** requer ATP e mantém as concentrações: transporta $3\ \mathrm{Na^+}$ para fora e $2\ \mathrm{K^+}$ para dentro a cada ATP consumido. > **Definição:** A bomba de Na+/K+ é uma ATPase de membrana que mantém gradientes iônicos essenciais para a excitabilidade neuronal. ## Exemplos práticos e aplicações - Sinalização sensorial: neurônios aferentes convertem estímulos (térmicos, táteis) em trens de potenciais de ação que viajam até o sistema nervoso central. - Contração muscular: motoneurônios liberam neurotransmissores após potenciais de ação para desencadear a contração em fibras musculares. - Fármacos e toxinas: anestésicos locais bloqueiam canais de $\mathrm{Na^+}$ e evitam a despolarização, suprimindo a condução da dor. Curiosidade: As fibras nervosas mielinizadas conduzem potenciais de ação de forma