Bioeletrogênese e Neurotransmissão

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BIOELETROGÊNESE E NEUROTRANSMISSÃO 
 
 
BIOELETROGENESE ​- a capacidade que as células vivas possuem de GERAR 
SINAIS ELÉTRICOS. 
TODAS as células do organismo apresentam uma DIFERENÇA DE POTENCIAL 
ELÉTRICO através da membrana plasmática. O lado da membrana voltado para o 
meio intracelular acumula cargas negativas. A face extracelular acumula cargas 
positivas. Este é o chamado POTENCIAL DE REPOUSO. 
 
E a bioeletrogênese é fundamental para a neurotransmissão (condução de um 
impulso nervoso através de um neurônio para outro neurônio, ou um neurônio 
para outra células, como por exemplo: células musculares e glândulas), 
comunicação de um neurônio com algum outro neurônio ou alguma outra célula. 
 
A geração de sinais elétricos é o estímulo para que a neurotransmissão aconteça! 
 
Como é gerado esses sinais elétricos? 
 
A ​membrana plasmática​ é constituída por uma dupla camada de ​fosfolipídios​, 
interrompida de espaço em espaço por moléculas de ​proteínas​. Na face externa, 
aparecem ramificações de glicídios (polissacarídeos) presos à proteína ou ao lipídio​. 
 
 
A membrana facilita ou dificulta a passagem de certas substâncias (permeabilidade 
seletiva). Essa passagem se faz de duas maneiras: transporte passivo (sem gasto de 
energia) e transporte ativo (com gasto de energia). O transporte passivo se refere ao 
movimento cinético molecular de substâncias com ou sem auxílio de uma proteína 
carreadora específica. Sem gasto de energia, portanto a favor do gradiente de 
concentração. São exemplos de transporte passivo: difusão simples e difusão 
facilitada. Na difusão simples a substância passa através dos poros da membrana, a 
favor do gradiente de concentração sem gasto de energia. Um exemplo, disto, é a 
bomba de Na+_ K+. Na difusão facilitada a substância necessita de uma proteína 
carreadora específica para transportá-la. O transporte ativo é realizado com ajuda 
de uma proteína carreadora (como a difusão facilitada) só que contra o gradiente de 
concentração, havendo, portanto, gasto de energia (ATP). Um exemplo, disto, é a 
Bomba de Na+_ K+ ATPase. 
 
 
A Bomba de Na+_ K+ ATPase​ explica a diferença de concentração desses íons 
dentro e fora da célula. A concentração de sódio (Na+) fora da célula é maior do que 
em seu interior, ocorrendo o oposto com o potássio (K+). O esperado é que, por 
difusão, esses íons se movam até que as concentrações se igualem, dentro e fora da 
célula. Mas isso não acontece porque as células estão constantemente gastando 
energia para bombear o Na+ e o K+ em sentido contrário à difusão. Uma das 
funções dessa bomba é criar uma diferença de cargas elétricas entre os dois lados 
da membrana, que então fica positiva na face externa e negativa na face interna. 
Essa diferença de cargas é importante para os fenômenos elétricos que ocorrem nas 
células nervosas e musculares. 
A Bomba de Na+_ K+ ATPase​ explica a diferença de concentração desses íons 
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O ​Potencial de Repouso (PR) devido à predominância de proteínas no interior da                         
célula, o meio intracelular se mantém carregado negativamente em relação ao meio                       
extracelular que se mantém carregado positivamente. Esta diferença de potencial é                     
chamada de PR. 
  
A membrana está polarizada e ao ser estimulada, uma pequena região da                       
membrana torna-se permeável ao Na+ ​(abertura dos canais de sódio)​. Como a                       
concentração desse íon é maior fora do que dentro da célula, o Na+ atravessa a                             
membrana no sentido do interior da célula. A entrada de Na+ é acompanhada pela                           
pequena saída de K+. Esta inversão vai sendo transmitida ao longo do axônio, e todo                             
esse processo é denominado ​onda de despolarização​. Os impulsos nervosos ou                     
potenciais de ação (PA) são causados pela despolarização da membrana além de                       
um limiar (nível crítico de despolarização que deve ser alcançado para disparar o                         
PA). 
 
Os potenciais de ação assemelham-se em tamanho e duração e não diminuem na                         
medida em que são conduzidos ao longo do axônio, ou seja, são de tamanho e                             
duração fixos. A aplicação de uma despolarização crescente a um neurônio não tem                         
qualquer efeito até que se cruze o limiar e, então, surja o potencial de ação. Por esta                                 
razão, diz-se que os potenciais de ação obedecem à ​"lei do tudo ou nada"​.  
 
Imediatamente após a onda de despolarização ter-se propagado ao longo da fibra                       
nervosa, o interior da fibra torna-se ​carregado positivamente​, porque um grande                     
número de íons Na+ se difundiu para o interior. Essa positividade determina a                         
parada do fluxo de íons Na+ para o interior da fibra, fazendo com que a membrana                               
se torne novamente impermeável a esses íons. Por outro lado, a membrana torna-se                         
ainda mais permeável ao K+. Devido à alta concentração desse íon no interior,                         
muitos íons se difundem, então, para o lado de fora. Isso cria novamente                         
eletronegatividade no ​interior da membrana e ​positividade no exterior – processo                     
chamado ​repolarização​, pelo qual se restabelece a ​polaridade norma​l ​da                   
membrana​. A repolarização normalmente se inicia no mesmo ponto onde se                     
originou a despolarização, propagando-se ao longo da fibra. Após a repolarização, a                       
Na+_ K+ ATPase bombeia novamente os íons Na+ para o exterior da membrana,                         
criando um déficit extra de cargas positivas no interior da membrana, que se torna                           
temporariamente ​mais negativo do que o normal​. A eletronegatividade excessiva                   
no interior atrai íons K+ de volta para o interior ​(por difusão e por transporte ativo)​.                               
Assim, o processo traz as diferenças iônicas de volta aos seus níveis originais. 
  
Para transferir informação de um ponto para outro no sistema nervoso, é necessário                         
que o PA, uma vez gerado, seja conduzido ao longo do axônio. Um ​PA iniciado em                               
uma extremidade de um axônio apenas se propaga ​em uma direção​, não                       
retornando pelo caminho já percorrido. Uma vez que a membrana axonal é excitável                         
ao longo de toda sua extensão, o PA se propagará ​sem diminuir​. A velocidade com                             
a qual o potencial de ação se propaga ao longo do axônio depende de quão longe a                                 
despolarização é projetada à frente do PA, o que, por sua vez, depende de certas                             
características físicas do axônio: a velocidade de condução do potencial de ação                       
aumenta com o diâmetro axonal. Axônios com menor diâmetro necessitam de uma                       
maior despolarização para alcançar o limiar do potencial de ação. Nesses axônios, ​a                         
presença de bainha de mielina acelera a velocidade da condução do impulso                       
nervoso​. Nas regiões dos ​nódulos de Ranvier​, a onda de despolarização "salta"                       
diretamente de um nódulo para outro, não acontecendo em toda a extensão da                         
região mielinizada (a mielina é isolante). Ocorre um movimento saltatório, e via de                         
conseqüência, um aumento da velocidade do impulso nervoso. 
O percurso do impulso nervoso no neurônio é sempre no sentido dendrito ->                         
corpo celular -> axônio -> fenda sináptica. 
 
Sinapse: 
  
Os sinais levados de um neurônio a outro em junções especializadas chamamosde                         
sinapse​. A transmissão mais frequente é o terminal axonal de um neurônio com os                           
dendritos de outro neurônio. 
 
As estruturas envolvidas na sinapse são: 
  
►​Terminal pré–sináptico: ​Apresenta-se na forma de botão, contém numerosas                 
vesículas com substâncias neurotransmissoras. Ex: Acetilcolina e Noradrenalina. 
►​Fenda sináptica: Situada entre o terminal pré-sináptico e a membrana                   
pós–sináptica. 
►​Membrana pós-sináptica: Nestas existem receptores específicos de             
neurotransmisores. 
  
Um ​terminal pré-sináptico ​está separado por uma ​fenda sináptica e contém                     
mitocôndrias e vesículas preenchidas com ​neurotransmissor​, um medidor químico                 
que altera a permeabilidade da membrana. A chegada do impulso nervoso ao                       
terminal pré-sináptico faz com que o Cálcio entre na célula fazendo com que as                           
vesículas sinápticas se unam ao terminal pré-sinático ​(exocitose)​, levando a                   
descarga do neurotransmissor para dentro da fenda sináptica. As vesículas dos                     
botões pré-sinápticos que contém milhões de neurotransmissores podem exercer                 
ações ​inibidoras ou ​excitadoras na membrana ​pós-sináptica​. Além disso, não é raro                       
que a ação de um determinado neurotransmissor seja excitadora em algumas                     
sinapses e inibidora em outras. 
  
Quando um determinado neurotransmissor passa por difusão através da sinapse,                   
ele é ligado a uma proteína receptora presente na membrana pós-sináptica e desta                         
combinação resulta a abertura de canais iônicos. Quando se abrem canais de Na+,                         
este penetra na porção pós-sináptica e determina uma despolarizacão. Esta                   
despolarização caracteriza o ​potencial Pós-Sináptico Excitatório ​(PPSE)​, que é um                   
potencial local. A despolarização aproxima o potencial da membrana do seu limiar                       
que poderá acompanhar o ​Potencial de Ação (PA)​. Pode ocorre também que o                         
neurotransmissor aumente a permeabilidade do K+. Este sairá do interior da célula e                         
fará com que este se torne mais negativo determinando uma hiperpolarização da                       
membrana. 
A hiperpolarização caracteriza um ​Potencial Pós-Sináptico Inibitório (PPSI) que,                 
como o excitatório, também é potencial local. A hiperpolarização afasta a membrana                       
de seu limiar diminuindo portanto a excitabilidade. 
  
Esquema de uma sinapse 
 
 
 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
A estrutura de um neurônio: 
 
 
- DENDRITO: ​s​ão os numerosos prolongamentos dos neurônios que atuam na 
recepção de estímulos nervosos do ambiente ou de outros neurônios e na 
transmissão desses estímulos para o corpo da célula, também chamado de pericário. 
 
- AXÔNIO: ​axônio é uma parte do neurônio responsável pela condução dos 
impulsos elétricos que partem do corpo celular, até outro local mais distante, como 
um músculo ou outro neurônio.