Transmissão do Impulso Nervoso

Um caso de transporte membranar

Biologia e Geologia 10º ano – Prof. Nuno meia-Onça

Obtenção de matéria

Impulso Nervoso

Transporte transmembranar e propagação do impulso nervoso

• Os neurónios são células especializadas em receber e enviar mensagens eletroquímicas.

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• O impulso nervoso é um exemplo de como diferentes tipos de transporte ocorrem através da membrana celular.

Fig. 1 - Microfotografia de neurónios.

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• Constituição dos neurónios

• Os neurónios são a unidade básica funcional do sistema nervoso.

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• Possuem quatro partes distintas:
• Corpo celular: onde se encontra o núcleo, citoplasma e os organelos celulares.
• Dendrites: ramificações do corpo celular e que recebem o impulso nervoso de outros neurónios ou células sensoriais.
• Axónio: prolongamento mais longo e com ramificações terminais. Responsável pela condução do impulso nervoso e pela sua transmissão a outros neurónios.
• Arborização terminal: estabelece ligação com outros neurónios, ou células efetoras, através da libertação de neiurotransmissores.

Sentido da propagação do impulso nervoso

Dendrites: recebem

mensagens elétricas

e químicas de outros

neurónios.

Corpo celular: recebe e

processa sinais/estímulos,

enviando-os para o axónio.

Axónio: envia sinais para a arborização terminal.

Arborização terminal:

Fig. 2 - Estrutura básica de um neurónio, evidenciando o sentido de propagação do impulso nervoso.

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• Neurónio em repouso

• Nos neurónios há concentrações iónicas diferentes entre os meios intracelular e extracelular.

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• Em repouso, quando não há transmissão do impulso nervoso:
• Existe maior concentração de iões sódio (Na⁺) no meio extracelular do que no meio intracelular.
• Acontece o oposto com os iões potássio (K⁺).
• A manutenção deste gradiente é resultado da atividade da bomba sódio-potássio – transporte ativo.
• No exterior da membrana a carga elétrica é positiva e no interior é negativa, devido à escassez de catiões e à presença de moléculas eletricamente negativas.
• A desigualdade na distribuição de cargas entre os dois lados da membrana gera um potencial elétrico, denominado potencial de membrana.
• Quando está em repouso, este potencial tem um valor de -70 mV a -60 mV – potencial de repouso.

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• Resposta dos neurónios aos estímulos

Potencial de repouso: Os canais de Na⁺ e de K⁺ encontram-se predominantemente fechados. A bomba Na⁺/K⁺ mantém a diferença de potencial de -70 mV.

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Fig. 3 - Criação de um potencial de ação e restabelecimento do potencial de repouso.

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Despolarização: Com a chegada do estímulo, os canais de Na⁺ abrem e entram iões Na+ por difusão facilitada. Os canais de K⁺ estão fechados. Quando se atinge o limiar de ação (-55 mV) abrem-se mais canais de Na⁺

gerando-se um potencial de ação (+30 mV) que gera um impulso nervoso.

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Fig. 3 - Criação de um potencial de ação

e restabelecimento do potencial de repouso.

• Resposta dos neurónios aos estímulos - Despolarização

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Repolarização: Aos (+30 mV) os canais de Na⁺ fecham, os canais de K⁺ abrem e há saída de iões K⁺ da célula por difusão facilitada, provocando a repolarização da membrana

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Fig. 3 - Criação de um potencial de ação e restabelecimento do potencial de repouso.

• Resposta dos neurónios aos estímulos - Repolarização

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Hiperpolarização: Os canais de K⁺ continuam abertos até a membrana atingir os -80 mV. Os canais de Na⁺ continuam fechados. Contrariamente à situação de repouso, existem agora mais iões Na⁺ no exterior e iões K⁺ no interior da membrana

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Fig. 3 - Criação de um potencial de ação

e restabelecimento do potencial de repouso.

• Resposta dos neurónios aos estímulos - Hiperpolarização

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Regresso ao potencial de repouso: Os canais de K⁺ fecham e os canais de Na⁺ continuam fechados. A bomba Na⁺/K⁺ repõe as concentrações dos dois iões de ambos os lados da membrana de forma a repor o potencial de repouso ( -70 mV).

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Fig. 3 - Criação de um potencial de ação

e restabelecimento do potencial de repouso.

• Resposta dos neurónios aos estímulos – Retorno ao potencial de repouso

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• Transmissão do impulso nervoso ao longo de um axónio

• O impulso nervoso propaga-se sempre no sentido dendrites --> corpo celular --> axónio.
• A velocidade de condução do impulso nervoso aumenta com o diâmetro do axónio.
• Nos vertebrados muitos axónios possuem uma bainha de mielina que tem um efeito de isolamento elétrico.
• Apenas existem canais de sódio nos intervalos da bainha de mielina (nódulos de Ranvier).
• Nestes axónios mielinizados os potenciais de ação propagam-se por saltos – condução saltatória, de forma mais rápida do que se o fizesse de modo continuado

Fig. 4 - Condução saltatória de um impulso nervoso.

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• Transmissão do impulso nervoso entre neurónios

• A passagem do impulso nervoso entre dois neurónios consecutivos faz-se através de sinapses.
• A informação é conduzida da arborização terminal do axónio do neurónio pré-sináptico para as dendrites ou para o corpo celular do neurónio pós-sináptico.
• As sinapses podem ser:
• elétricas, quando há pontos de contacto entre os neurónios, asseguram funções como a atividade cardíaca, sono e cognição
• Químicas, quando há separação através da fenda sináptica. Neste caso, a passagem do impulso nervoso é garantida por mensageiros químicos – neurotransmissores.

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• Transmissão do impulso nervoso entre neurónios

❶ Na membrana da arborização terminal do axónio, os canais de Ca²⁺ são sensíveis à voltagem e, com a chegada do impulso nervoso, abrem, o que leva à entrada de Ca²⁺ por difusão.

❷ O Ca²⁺ liga-se às vesículas que contêm neurotransmissores e que se vão fundir com a membrana pré-sináptica.

Os neurotransmissores são assim libertados na fenda sináptica por exocitose.

❸ Os neurotransmissores ligam-se aos canais de Na⁺ existentes na membrana pós-sináptica.

❹ Os canais de Na⁺ abrem e entram iões Na⁺ por difusão facilitada para a dendrite, provocando a despolarização na membrana pós-sináptica, ocorrendo assim a transmissão do impulso nervoso ao neurónio pós-sináptico.

❺ Os neurotransmissores são degradados

ainda na fenda sinática por enzimas.

Fig. 5 - Transmissão de um impulso nervoso numa sinapse química.

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