Roteiro de Estudos: Sistema Nervoso

Juliana Guermandi Caride – Fisiologia dos Animais Domésticos I – Data: 29/03/2017

Exercícios

1. Explique o potencial de repouso das membranas de um nervo.

R: O potencial de repouso das membranas das fibras nervosas, quando não estão transmitindo sinais nervosos, é de cerca de -90 milivolts, ou seja, o potencial dentro da fibra é 90 milivolts mais negativo do que o potencial no líquido extracelular, do lado de fora da fibra. Os fatores que determinam este nível de potencial de repouso são, principalmente, a bomba de sódio e potássio, que transporta continuamente íons sódio para fora da célula e íons potássio para dentro da célula, sendo que mais cargas positivas são bombeadas para fora do que para dentro (três Na+ fora e dois K+ dentro), deixando déficit de íons positivos na parte de dentro, gerando assim o potencial negativo no lado de dentro das membranas celulares. Além da bom, há também a atuação dos canais de sódio e de potássio, que funcionam por difusão, ou seja, ocorre sem gasto energético de acordo com o gradiente de concentração (de onde tem mais íons para onde tem menos). Em resumo, os potenciais de difusão do sódio e do potássio atuando isoladamente produziriam um potencial de membrana de cerca de -86 milivolts, quase todo determinado pela difusão do potássio. Então, -4 milivolts adicionais são somados ao potencial de membrana pela bomba de sódio e potássio, que é contínua, e resulta no potencial de membrana efetivo de -90 milivolts.

1. Diferencie os seguintes estágios: repouso, despolarização e repolarização.

R: Estágio de repouso é o potencial da membrana antes do início do potencial de ação. A membrana está polarizada durante este estágio em razão do potencial de membrana de -90 milivolts negativo já existente.

Estágio de despolarização é onde a membrana fica subitamente muito permeável aos íons sódio. O estado normal de polarização é de -90 milivolts é neutralizado pelo influo dos íons sódio com carga positiva e potencial aumentando para carga positiva. Isto é o que se chama de despolarização.

Estágio de repolarização é quando, após a membrana ter ficado muito permeável aos íons sódios, os canais desses íons começam a se fechar e os canais de potássio se abrem mais que o normal. Portanto, a rápida difusão dos íons potássio para o exterior restabelece o potencial de repouso negativo da membrana, o que é a repolarização.

1. Caracterize os papéis dos canais de sódio e potássio.

R: O canal de sódio regulado pela voltagem é o agente necessário por provocar a despolarização e a repolarização da membrana nervosa durante o potencial de ação. O canal de potássio regulado pela voltagem também é importante, pois aumente a rapidez da repolarização da membrana. Estes dois canais atuam de forma adicional com a bomba de sódio e potássio e com os canais de vazamento de sódio e potássio.

1. O que é o limiar para o início de um potencial de ação.

O potencial de ação só ocorre se o aumento inicial do potencial de membrana for suficientemente intenso para gerar feedback positivo, que ocorre quando o número de íons sódio que entram na fibra fica maior que o número de íons potássio que sai da fibra. Ocorre então, um aumento repentino e necessário de potencial da membrana em torno de 15 a 30 milivolts. Assim, qualquer aumento abrupto do potencial de membrana de fibra nervosa de -90 para cerca de -65 milivolts desencadeia o potencial de ação. Sendo assim, o nível em que ocorre o potencial de ação seria o limiar para esta estimulação, no caso, -65 milivolts.

1. Caracterize a propagação de um potencial de ação dentro de um neurônio.

A propagação do potencial de ação é resultado do potencial de ação provocado em qualquer parte de uma membrana excitável que, em geral, excita também outras porções adjacentes da membrana. Isto ocorre devido a cargas elétricas positivas que são levadas pelos íons sódio, que se difundem para o interior através das membranas despolarizadas e então por muitos milímetros através do axônio. Essas cargas positivas aumentam a voltagem por 1 a 3 milímetros pelo interior das fibras mielinizadas até um valor maior que o da voltagem do limiar. Consequentemente, os canais de sódios nessas novas áreas se abrem e o potencial de ação de propagada. Essas áreas despolarizadas, por sua vez, produzem outros circuitos locais de fluxo de corrente nas áreas adjacentes da membrana, causando despolarização progressivamente, percorrendo todo o comprimento da fibra. A membrana excitável não possui somente uma direção, mas o potencial de ação se propaga em todas as direções, afastando-se da região estimulada, até que toda a membrana tenha sido despolarizada.

1. O que é platô de um potencial de ação?

R: O platô é o estado em que a membrana fica após ser despolarizada, não despolarizando imediatamente, permanecendo no pico de potencial de ação por alguns milissegundos antes de se despolarizar. Esse fenômeno ocorre nas fibras musculares cardíacas. A causa do platô é a combinação da participação de dois tipos de canais, que são os de sódio, regulados pela voltagem, conhecidos como canais rápidos e os canais cálcio-sódio, também regulados pela voltagem, conhecidos como canais lentos. A abertura dos canais rápidos causa a parte do pico do potencial de ação, enquanto que os lentos permite o influxo de íons cálcio para a fibra, sendo também responsável, pelo platô do potencial de ação. Outro fator que auxilia no platô é que a abertura dos canais de potássio é mais lenta que a normal, em geral só se abrindo por completo ao final do platô, retardando o retorno do potencial de membrana a seu valor negativo normal de -80 a -90 milivolts.

1. No que consiste o restabelecimento dos gradientes iônicos após o término do potencial de ação?

R: Consiste na atuação da bomba de sódio e potássio, pois os íons sódio que se difundem pelo interior da célula e os íons potássio que se difundem para o exterior retornam para seus estados originais pela bomba de sódio e potássio que requer energia em forma de ATP, adquirido do sistema de energia da própria célula. Essa bomba é estimulada sempre que ocorre acúmulo excessivo de íons sódio no interior da membrana celular, portanto a fibra é recarregada toda vez que a diferença de concentração dos íons sódio e potássio começa a diminuir.