O potencial de ação nervoso
- Mecanismo
- Prioridade para provas: alta
Um sinal nervoso é uma inversão breve, do tipo tudo ou nada, da voltagem da membrana celular, causada pela entrada de sódio e saída de potássio.
Também chamado: Impulso nervoso, Espícula
Veja em 3D: Nervo isquiático · Nervo mediano
O que é
O potencial de ação é uma inversão rápida e estereotipada do potencial de membrana que o neurônio usa para enviar informação ao longo do axônio. Os canais de Na⁺ dependentes de voltagem abrem primeiro e tornam o interior positivo; canais de K⁺ mais lentos então trazem a voltagem de volta. Como a amplitude nunca muda, o sistema nervoso codifica a intensidade do estímulo como frequência de disparo, não como altura da espícula.
Como funciona, passo a passo
- Em repouso a membrana fica perto de −70 mV porque é muito mais permeável ao K⁺ do que ao Na⁺.
- Um estímulo (corrente sináptica, potencial receptor) despolariza o cone de implantação do axônio em direção ao limiar.
- No limiar abrem-se canais de Na⁺ dependentes de voltagem suficientes para que a entrada de Na⁺ supere a saída de K⁺: a despolarização se autoalimenta.
- A membrana ultrapassa o zero até cerca de +30 mV, aproximando-se de E_Na (≈ +60 mV) sem nunca alcançá-lo.
- Em cerca de 1 ms os canais de Na⁺ se inativam (a comporta de inativação se fecha), interrompendo a entrada de Na⁺.
- Os canais de K⁺ dependentes de voltagem, que abrem mais lentamente, deixam o K⁺ sair e promovem a repolarização.
- Os canais de K⁺ fecham tardiamente, gerando uma breve pós-hiperpolarização antes de a membrana voltar ao repouso.
Action potential
Rest −70 mVThreshold −55 mVPeak +35 mVDuration ≈ 1–2 ms
Tap a phase (the pills above or its band) or a refractory period (ARP, RRP) at the base of the plot.
- Mainly Na⁺
- Mainly K⁺
- Rest
- Threshold
- ARP: absolute refractory period
- RRP: relative refractory period
Equações
- z
- valência do íon (+1 para Na⁺ e K⁺)
- [íon]ext, [íon]int
- concentrações extracelular e intracelular
Com K⁺ ≈ 4 mM fora e ≈ 140 mM dentro, E_K ≈ −94 mV; Na⁺ ≈ 142 mM fora e ≈ 14 mM dentro dá E_Na ≈ +61 mV.
Valores típicos (neurônio grande de mamífero)
| Parâmetro | Valor | Nota |
|---|---|---|
| Potencial de membrana em repouso | ≈ −70 mV | −70 a −90 mV, conforme a célula |
| Limiar | ≈ −55 mV | cerca de 15–20 mV acima do repouso |
| Pico (overshoot) | ≈ +30 a +40 mV | |
| Duração da espícula | ≈ 1–2 ms | |
| E_K / E_Na | ≈ −90 mV / ≈ +60 mV |
Valores aproximados de um adulto saudável em repouso; cada laboratório define seus próprios intervalos.
Correlação clínica
- Os anestésicos locais bloqueiam os canais de Na⁺: os impulsos param no segmento bloqueado, e a dor não chega à medula espinal.
- A tetrodotoxina (baiacu) e a saxitoxina (mariscos) bloqueiam os canais de Na⁺ pelo lado externo e podem causar paralisia fatal.
Teste seus conhecimentos
Pense na resposta e toque na pergunta para vê-la.
Por que um estímulo doloroso mais forte não produz um potencial de ação maior no axônio de um nociceptor?
A espícula é tudo ou nada: ultrapassado o limiar, a retroalimentação positiva dos canais de Na⁺ segue até o fim. A intensidade é codificada como maior frequência de disparo e recrutamento de mais fibras.
O que encerra a fase ascendente do potencial de ação, já que E_Na nunca é alcançado?
A inativação dos canais de Na⁺ (a comporta de inativação se fecha em cerca de 1 ms) junto com a abertura tardia dos canais de K⁺ dependentes de voltagem, que levam a voltagem de volta em direção a E_K.
Se a Na⁺/K⁺-ATPase for envenenada, por que o neurônio ainda consegue disparar muitos potenciais de ação?
Cada espícula movimenta apenas uma fração mínima dos íons presentes, então os gradientes se esgotam lentamente. A bomba os restaura ao longo do tempo; ela não gera a espícula em si.
Por que os anestésicos locais bloqueiam mais rápido uma fibra dolorosa em disparo ativo do que uma fibra em repouso?
Eles chegam ao sítio de ligação pelo interior do canal e se ligam melhor aos canais de Na⁺ abertos ou inativados. O disparo frequente mantém os canais nesses estados por mais tempo (bloqueio dependente do uso).
Veja em 3D
As estruturas da anatomia 3D da Durgical onde isso ocorre.
Na Farmacologia
Connections
Conteúdo educacional de fisiologia; não é um guia de diagnóstico nem de tratamento e não substitui a orientação de um profissional de saúde. Os valores são referências aproximadas. Não inclui doses.
Fontes: Physiology, Action Potential (StatPearls (NCBI Bookshelf), 2023).
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