Como Funcionam as Células Nervosas

O Potencial de Ação


Silvia Helena Cardoso, Luciana Christante de Mello, MSc e Renato M.E. Sabbatini, PhD

Eletricidade é um processo natural em nosso organismo e está envolvida na função específica de certas células especiais no cérebro e nos músculos estriados e lisos. Cada padrão de luz, som, calor, dor, cada piscar de olhos, estalar de dedos, cada pensamento, se traduz em uma sequência de pulsos elétricos. Como isso acontece?

As células nervosas possuem propriedades similares às outras células em muitos aspectos: elas se alimentam, respiram, passam por processos de difusão e osmose em suas membranas, etc., mas diferem em um aspecto importante: elas processam informação. A habilidade das células nervosas processarem informação depende de propriedades especiais da membrana do neurônio, a qual controla o fluxo de substâncias ao lado interno da célula (íons sódio, cálcio, potássio, etc).

Os neurônios não existem isoladamente: eles também se conectam uns aos outros formando as chamadas cadeias neuronais, as quais transmitem informações a outros neurônios ou músculos. Por essas cadeias caminham os impulsos nervosos. Dois tipos de fenômenos estão envolvidos no processamento do impulso nervoso: elétrico e químico. Os eventos elétricos propagam um sinal dentro de um neurônio, e o químico transmite o sinal de um neurônio a outro ou a uma célula muscular. O "engate" ou junção entre um neurônio e outro, é denominado sinapse, assunto que veremos em edições posteriores.

O Impulso Nervoso

Um impulso nervoso é a transmissão de uma alteração elétrica ao longo da membrana do neurônio a partir do ponto em que ele foi estimulado. A direção normal do impulso no organismo é do corpo celular para o axônio (veja o artigo sobre a estrutura do neurônio na edição no. 8 da Revista Cérebro & Mente).

Esse impulso nervoso, ou potencial de ação, é uma alteração brusca e rápida da diferença de potencial transmembrana. Normalmente, como vimos no artigo anterior desta série, a membrana do neurônio é polarizada em repouso, sendo que o potencial é negativo ( -70 mV). O potencial de ação consiste de uma redução rápida da negatividade da membrana até 0mV e inversão deste potencial até valores de cerca de +30mV, seguido de um retorno também rápido até valores um pouco mais negativos que o potencial de repouso de -70mV.

Potencial de ação exibido em um osciloscópio. O impulso nervoso é conhecido por potencial de ação. O potencial de ação é um fenômeno de natureza eletro-química e ocorre devido a modificações na permeabilidade da membrana do neurônio. Essas modificações de permeabilidade permitem a passagem de íons de um lado para o outro da membrana. Como os íons são partículas carregadas eletricamente, ocorrem também modificações no campo elétrico gerado por essas cargas.

Uma maneira de visualizar o potencial de ação é amplificar várias milhares de vezes as mudanças elétricas captadas através de um eletrodo colocado no neurônio, e representar a amplitude em volts, em função do tempo, em um equipamento denominado osciloscópio. Na tela ao lado, o traçado verde mostra a evolução do potencial de ação em um ponto do neurônio (da esquerda para a direita). A linha reta inicial corresponde à voltagem do potencial de repouso da membrana. A primeira alteração é o artefato promovido pela chegada de uma estimulação elétrica. Depois de um certo tempo de retardo, o potencial começa a subir (fase de despolarização) e depois a descer (fase de repolarização), Após um breve excesso de repolarização, o potencial de membrana volta ao valor anterior à estimulação. No total, todos esses fenômenos duram pouco mais de 1 milissegundo.

Para você imaginar como acontece o impulso nervoso, observe a figura ao lado. A percepção da dor aguda quando um objeto pontiagudo entra em seu pé é causada pela geração de certos potenciais de ação em certas fibras nervosas na pele. Acredita-se que a membrana destas fibras possui canais de sódio que se abrem quando o terminal nervoso da célula é esticado. A cadeia inicial de eventos é assim:

1. Objeto pontiagudo entra na pele;

2. A membrana das fibras nervosas na pele é esticada;

3. Os canais permeáveis ao sódio (Na+) se abrem.

Em virtude do gradiente de concentração e carga negativa do fluido extracelular, os íons entram na fibra através destes canais. A entrada de sódio (em amarelo) despolariza a membrana, isto é, a face da membrana imersa no fluído extracelular das fibras se torna menos negativo em relação ao interior. Se esta despolarização, chamada potencial gerador, alcança o nível crítico, a membrana irá gerar um potencial de ação. O nível crítico de despolarização que deve ser atravessado a fim de desencadear um potencial de ação é chamado limiar. Os potenciais de ação são causados pela despolarização da membrana além do limiar.

 A perfuração na pele é transduzida em sinais que viajam para cima em nervos sensoriais (direção do fluxo de informações indicado pelas flexas). Esta informação chega até a medula espinhal, e é distribuída para interneurônios (neurônios que fazem conexões intermediárias com outras cadeias neuronais). Alguns destes neurônios enviam axônios à região sensorial do cérebro onde a sensação dolorosa é registrada. Outros fazem sinapse em neurônios motores, os quais enviam sinais descendentes aos músculos. Os comandos motores conduzem a contração muscular e retirada do pé.


Disponivél em:http://www.cerebromente.org.br/n10/fundamentos/pot2.htm. Acessdo em: 12/12/10 ás 23h21.