Biologia para Cursos II

Para o sistema nervoso a funcionar, os neurônios devem ser capazes de enviar e receber sinais. Estes sinais são possíveis porque cada neurônio tem uma membrana celular carregada (uma diferença de tensão entre o interior e o exterior), e a carga desta membrana pode mudar em resposta a moléculas neurotransmissoras liberadas de outros neurônios e estímulos ambientais., Para entender como os neurônios se comunicam, é preciso primeiro entender a base da carga da membrana inicial ou “descanso”.

membranas neuronais carregadas

a membrana bilayer lipídica que envolve um neurônio é impermeável a moléculas carregadas ou íons. Para entrar ou sair do neurônio, os íons devem passar por proteínas especiais chamadas canais iônicos que abrangem a membrana. Os canais iónicos têm configurações diferentes: abertos, fechados e inactivos, como ilustrado na Figura 1. Alguns canais iônicos precisam ser ativados para abrir e permitir que íons passem para dentro ou para fora da célula., Estes canais iónicos são sensíveis ao ambiente e podem mudar a sua forma em conformidade. Canais iônicos que mudam sua estrutura em resposta a mudanças de tensão são chamados canais iônicos de voltagem. Os canais iônicos de voltagem regulam as concentrações relativas de diferentes íons dentro e fora da célula. A diferença de carga total entre o interior e o exterior da célula é chamada de potencial de membrana.

Figura 1. Canais iónicos de tensão abertos em resposta a alterações na tensão da membrana., Após a ativação, eles ficam inativados por um breve período e não mais se abrirão em resposta a um sinal.

Potencial de Membrana de Repouso

Um neurônio em repouso é carregada negativamente: o interior de uma célula é de aproximadamente 70 mv mais negativo do que o exterior (-70 mV, nota-se que este número varia por tipo de neurônio e por espécie). Esta tensão é chamada de potencial de membrana em repouso; é causada por diferenças nas concentrações de íons dentro e fora da célula., Se a membrana fosse igualmente permeável a todos os íons, cada tipo de íon fluiria através da membrana e o sistema alcançaria o equilíbrio. Como os íons não podem simplesmente atravessar a membrana à vontade, há diferentes concentrações de vários íons dentro e fora da célula, como mostrado na Tabela 1.

O potencial de membrana de repouso é um resultado de diferentes concentrações dentro e fora da célula. A diferença no número de iões de potássio carregados positivamente (K+) dentro e fora da célula domina o potencial da membrana em repouso (Figura 2).

Figura 2., O potencial da membrana em repouso resulta de diferentes concentrações de na+ E K+ iões dentro e fora da célula. Um impulso nervoso faz com que Na+ Entre na célula, resultando em (b) despolarização. No potencial de acção de pico, os canais K+ abrem e a célula torna-se (c) hiperpolarizada.

quando a membrana está em repouso, os K+ iões acumulam-se dentro da célula devido a um movimento líquido com o gradiente de concentração., O potencial da membrana em repouso negativo é criado e mantido aumentando a concentração de catiões fora da célula (no fluido extracelular) em relação ao interior da célula (no citoplasma). A carga negativa dentro da célula é criada pela membrana celular sendo mais permeável ao movimento do íon de potássio do que o movimento do íon de sódio. Nos neurónios, os iões de potássio são mantidos em concentrações elevadas dentro da célula, enquanto os iões de sódio são mantidos em concentrações elevadas fora da célula., A célula possui canais de vazamento de potássio e sódio que permitem que os dois catiões difundirem seu gradiente de concentração.no entanto, os neurónios têm muito mais canais de fuga de potássio do que canais de fuga de sódio. Portanto, o potássio se difunde para fora da célula a uma taxa muito mais rápida do que o sódio vaza para dentro. Como mais cátions estão deixando a célula do que estão entrando, isso faz com que o interior da célula seja carregado negativamente em relação ao exterior da célula. As ações da bomba de potássio de sódio ajudam a manter o potencial de repouso, uma vez estabelecido., Lembre-se que as bombas de potássio de sódio trazem dois K+ ions para a célula enquanto removem três na+ ions por ATP consumido. À medida que mais catiões são expelidos da célula do que ingeridos, o interior da célula permanece carregado negativamente em relação ao fluido extracelular. Note– se que os iões cloro (Cl -) tendem a acumular-se fora da célula porque são repelidos por proteínas carregadas negativamente dentro do citoplasma.

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