Usuária:Pwoli/Potencial de ação

O potencial de ação é uma alteração rápida e transitória do potencial de membrana de uma célula. Eles podem ser gerados por muitos tipos de células, que são denominadas células excitáveis, mas são utilizados mais intensamente pelo sistema nervoso, para comunicação entre neurônios e para transmitir informações dos neurônios para outro tecido do organismo, como os músculos ou as glândulas. Potenciais de ação também ocorrem em algumas células vegetais.

Nos neurônios, os potenciais de ação desempenham um papel central na comunicação celular, fornecendo—ou em relação à condução saltatória, auxiliando—a propagação de sinais ao longo do axônio do neurônio em direção aos botões sinápticos situados nas extremidades de um axônio; esses sinais podem então se conectar com outros neurônios nas sinapses, ou com células motoras ou glândulas. Em outros tipos de células, sua função principal é ativar processos intracelulares. Em células musculares, por exemplo, um potencial de ação é a primeira etapa na cadeia de eventos que leva à contração muscular. Em células beta do pâncreas, os potenciais de ação provocam a liberação de insulina.

Potenciais de ação são gerados por tipos especiais de canais iônicos dependentes de voltagem. Estes canais estão fechados quando o potencial de membrana é próximo do potencial de repouso da célula, mas rapidamente começam a se abrir quando o potencial de membrana alcança o valor limiar, despolarizando o potencial transmembrana. Quando os canais se abrem, eles permitem um fluxo de íons de sódio para o meio intracelular, o que altera o gradiente eletroquímico, que por sua vez produz um aumento adicional do valor do potencial de membrana em direção a zero. Isso faz com que mais canais se abram, produzindo uma corrente elétrica maior através da membrana celular e assim por diante. O processo prossegue explosivamente até que todos os canais iônicos disponíveis estejam abertos, resultando em um grande aumento no potencial de membrana. O rápido influxo de íons sódio faz com que a polaridade da membrana plasmática se inverta, e os canais de sódio então se inativam rapidamente. À medida que os canais de sódio se fecham, os íons de sódio não podem mais entrar no neurônio e são então transportados ativamente de volta para fora da membrana plasmática. Os canais de potássio são então ativados e há uma corrente de saída de íons de potássio, retornando o gradiente eletroquímico ao estado de repouso. Após a ocorrência de um potencial de ação, ocorre um deslocamento negativo transitório, chamado de pós-hiperpolarização.

Muitas plantas também exibem potenciais de ação. Eles viajam por meio de seu floema para coordenar atividades. As plantas utilizam primariamente íons de potássio e cálcio.

Visão geral

Quase todas as membranas celulares em animais, plantas e fungos mantêm uma tensão elétrica, ou diferença de potencial, entre o interior e o exterior de uma célula, denominada potencial de membrana. As propriedades elétricas de uma célula são determinadas pela estrutura da membrana plasmática, que consiste em uma bicamada lipídica. A bicamada lipídica é altamente resistente ao movimento de íons eletricamente carregados, por isso funciona como um isolante. Proteínas acopladas na membrana fornecem canais através dos quais os íons podem atravessar a membrana. Os potenciais de ação são acionados por proteínas de canal cuja configuração alterna entre os estados fechado e aberto em função da diferença de voltagem entre o interior e o exterior da célula. Essas proteínas sensíveis à voltagem são conhecidas como canais iônicos dependentes de voltagem.

A tensão elétrica de uma célula inativa permanece em um valor negativo — considerando o interior da célula em relação ao exterior ― e varia muito pouco. Quando a membrana de uma célula excitável é despolarizada além de um limiar, a célula dispara um potencial de ação. Um potencial de ação é uma alteração rápida na polaridade da tensão elétrica, de negativa para positiva e de volta para negativa. Esse ciclo completo dura poucos milissegundos. Cada ciclo — e, portanto, cada potencial de ação, possui uma fase ascendente, uma fase descendente e, ainda, uma curva de tensão elétrica inferior a do potencial de repouso de membrana. Em fibras musculares cardíacas especializadas, uma fase de platô, com tensão elétrica intermediária, pode preceder a fase descendente.

Fases

O curso do potencial de ação pode ser dividido em cinco partes: a fase ascendente, a fase de pico, a fase descendente, a pós-hiperpolarização e o período refratário. Durante a fase ascendente, o potencial de membrana despolariza (torna-se mais positivo). O ponto em que a despolarização para é chamado de fase de pico. Nesta fase, o potencial de membrana atinge um máximo. Após isso, há uma fase de queda. Durante esta fase o potencial de membrana torna-se mais negativo, voltando ao potencial de repouso. A pós-hiperpolarização, é o período durante o qual o potencial de membrana temporariamente se torna mais carregado negativamente do que quando em repouso (hiperpolarizado). Finalmente, o tempo durante o qual um potencial de ação subsequente é impossível ou difícil de disparar é chamado de período refratário, que pode se sobrepor às outras fases.