Impulsos nervosos

O impulso nervoso, ou potencial de ação, é um movimento coordenado de íons de sódio e potássio pelo nervo da membrana celular. Veja como ele funciona:

1. como falamos, o interior da célula é um pouco carregado negativamente (o potencial de repouso da membrana vai de 70 a 80 mV);
2. uma perturbação (mecânica, elétrica, ou às vezes química) faz com que alguns canais de sódio de uma pequena parte da membrana se abram;
3. os íons de sódio entram na célula através dos canais de sódio abertos. A carga positiva que eles transmitem faz com que o interior da célula fique um pouco menos negativo (despolarizam a célula);
4. quando a despolarização chega a um determinado valor limite, muito mais canais de sódio naquela área se abrem. Mais íons de sódio entram e ativam um potencial de ação. A entrada de íons de sódio inverte o potencial de membrana naquela área (deixando o interior positivo e o exterior negativo -- o potencial elétrico chega a +40 mV no interior);
5. quando o potencial elétrico chega a +40 mV no interior (cerca de 1 milissegundo depois), os canais de sódio fecham e não deixam mais íons de sódio entrar (inativação de sódio);
6. o potencial positivo em desenvolvimento da membrana faz com que os canais de potássio se abram;
7. os íons de potássio deixam a célula através dos canais de potássio abertos. O movimento de íons de potássio positivos para o exterior da membrana faz com que o interior fique mais negativo e volte ao potencial de repouso da membrana (repolariza a célula);
8. quando o potencial de membrana volta para o valor de repouso, os canais de potássio se fecham e os íons de potássio não conseguem mais deixar a célula;
9. o potencial de membrana ultrapassa um pouco o potencial de repouso, o que é ajustado pela bomba de sódio e potássio, que restabelece o equilíbrio normal de íons na membrana e faz com que o potencial de membrana volte para o seu nível de repouso;
10. agora, essa seqüência de eventos ocorre em uma área local da membrana. Mas essas mudanças são transmitidas para a próxima área da membrana, e em seguida para a outra e assim por diante, percorrendo toda a extensão do axônio. Dessa forma, o potencial de ação (impulso ou sinal nervoso) é transmitido (propagado) para a célula nervosa.­

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Existem alguns aspectos a serem observados na propagação do potencial de ação.

Quando uma área é despolarizada e repolarizada e o potencial de ação se move para a próxima área, há um período de tempo curto antes que aquela primeira área possa ser despolarizada de novo (período refratário). Esse período refratário impede que o potencial de ação se mova para trás e mantém tudo se movendo em uma direção.

O potencial de ação é uma reação "tudo ou nada". Quando a membrana atinge um limite, ela despolarizará para +40 mV. Em outras palavras, a partir do momento em que as ações iônicas são iniciadas, elas continuarão até o fim.

Essas ações iônicas ocorrem em muitas células excitáveis além dos neurônios (como as células musculares).

Os potenciais de ação são propagados rapidamente. Neurônios comuns transmitem de 10 a 100 metros por segundo. A velocidade de transmissão varia de acordo com o diâmetro do axônio (maior = mais rápido) e com a presença de mielina (mais mielina = mais rápido). As rápidas conduções nervosas pelo circuito neural permitem que você reaja a estímulos em frações de segundo.

Os canais podem ser envenenados e impedidos de abrir. Várias toxinas (toxina do baiacu, veneno de cobra ou de escorpião) podem impedir a abertura de canais específicos, alterar o potencial de ação ou impedir o seu funcionamento totalmente. Da mesma forma, muitas anestesias locais (por exemplo, lidocaína, novocaína, benzocaína) podem impedir que os potenciais de ação sejam propagados nas células nervosas de uma área e evitar que a pessoa sinta dor temporariamente.

A propagação do potencial de ação também é sensível à temperatura em ambientes experimentais. Temperaturas mais baixas desaceleram o potencial de ação, mas isso não costuma acontecer em um indivíduo. No entanto, você pode utilizar a técnica do cubo de gelo para anestesiar temporariamente uma área (como colocar gelo em um dedo machucado).

Então, se o tamanho do potencial de ação não varia, como ele codifica informações? A informação é codificada pela freqüência dos potencias de ação, muito parecido com a rádio FM. Um pequeno estímulo iniciará uma série de potenciais de ação de baixa freqüência. A freqüência dos potenciais de ação aumenta à medida que a intensidade do estímulo aumenta.

Na próxima página, vamos aprender como os nervos se comunicam entre si.