O nosso organismo possui um sistema nervoso com grande capacidade de percepção do ambiente e de nosso meio interno. Para isso, ele conta com células especializadas, os neurônios, que garantem a transmissão de informações por meio da propagação do impulso nervoso. Show
O impulso nervoso é uma corrente elétrica que rapidamente se propaga pela membrana no neurônio. Esse impulso é fundamental para garantir a comunicação entre essas células nervosas. Tópicos deste artigo
→ Como o impulso nervoso propaga-se?Para que o impulso nervoso seja propagado, é necessário que o neurônio esteja com a membrana em potencial de repouso e que sua superfície interna esteja com carga negativa de 70 a 90 milivolts. Essa fase é conhecida como polarização. Em repouso, a membrana plasmática do axônio bombeia Na+ para o meio externo e, ao mesmo tempo, transfere íons K+ para o interior da célula. Nesse momento, pode ocorrer também a difusão passiva de sódio para o interior da célula e de potássio para fora. O potássio passa para o meio externo com maior rapidez do que o sódio entra, fazendo com que mais cargas positivas permaneçam fora da célula. São essas ações que determinam o potencial de repouso. Quando o neurônio sofre estímulo, ocorre uma mudança transitória do potencial de membrana. Nesse momento, acontece a abertura dos canais iônicos e a entrada rápida de Na+, que estava em grande quantidade, no meio extracelular. Quando esse íon entra, ocorre a mudança de potencial e o interior do axônio passa a ser positivo (despolarização). Esse conjunto de alterações sequenciais que garante a transição de potencial é chamado de potencial de ação. Essa mudança faz com que os canais de Na+ fechem-se e provoca a abertura dos canais de K+. O íon K+ começa a sair por difusão, e o potencial de repouso da membrana retorna ao normal (repolarização). Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)  Observe o passo a passo do impulso nervoso. Título: Impulso nervoso → O impulso nervoso propaga-se rapidamente?Os eventos de propagação do impulso nervoso ocorrem rapidamente. A mudança do potencial de repouso para o potencial de ação e seu retorno ao repouso demoram aproximadamente 5 ms. Também vale destacar que ocorre em apenas uma parte da membrana e vai propagando-se ao longo do axônio. Ao chegar ao final dessa estrutura, promove a liberação de neurotransmissores que vão estimular ou inibir outras células. Para ocorrer um novo estímulo, a célula nervosa deve esperar um período de tempo, chamado de período refratário absoluto, no qual não há nenhuma resposta a estímulos. Depois de um certo período, estímulos fortes podem desencadear o estímulo. → Tudo ou nada!Costuma-se dizer que um impulso nervoso ocorre de acordo com o princípio do tudo ou nada. Isso significa que um impulso não será gerado a não ser que o estímulo possua uma determinada intensidade, o chamado limiar de excitação. Além disso, independentemente da intensidade, o impulso será o mesmo. Por Ma. Vanessa dos Santos Índice
DefiniçãoA bomba de sódio e potássio consiste numa proteína transmembrana que utiliza energia proveniente da hidrólise de ATP em ADP para transportar íons de sódio e potássio. Por isso, é também chamada de bomba Na+/ K+ ATPase. É considerada um tipo de transporte ativo, pois é feito contra o gradiente de concentração, e está presente em todas as células do corpo. A bomba Na+/ K+ ATPase contém duas subunidades alfa (α), duas subunidades beta (β) e duas subunidades gama (γ). Nas subunidades α estão localizados os sítios de ligação do sódio, do potássio, do ATP e de todas as substâncias que podem estimular ou inibir o funcionamento desta estrutura. As subunidades β têm como função orientar e estabilizar as subunidades α na membrana plasmática, fornecendo conformação adequada e atividade eficaz da bomba. As subunidades γ não possuem função bem estabelecida. Mecanismo da bomba de sódio e potássioA subunidades α da bomba, ao se ligar ao ATP intracelular, liga-se também a 3 íons de Na+ que estão neste ambiente intracelular. O ATP, então, é hidrolisado e causa a fosforilação da bomba de Na+/K+, com liberação do ADP e de um radical fosfato. Essa fosforilação causa uma mudança conformacional da bomba, transportando os íons Na+ para o meio extracelular. Por essa forma fosforilada da bomba possuir baixa afinidade aos íons Na, sua liberação ocorre facilmente no ambiente exterior da célula. Com esse sítio livre, a proteína se liga a 2 íons de K+ extracelulares, causando a desfosforilação da bomba. Consequentemente, esse íons agora são liberados no ambiente intracelular. Funções da bomba de sódio e potássioA principal função da bomba Na+/ K+ consiste no transporte de íons de potássio e sódio contra os respectivos gradientes de concentração. Esse transporte se faz necessário devido às diferenças de concentrações desses ions dentro e fora da célula. A importância dessa movimentação traduz-se na manutenção negativa do potencial de repouso da célula. A bomba realiza essa função internalizando 2 íons de potássio (K+) e externalizando 3 íons de sódio (Na+). O fato de bombear mais cátions (cargas positivas) para fora (3 sódios) do que para dentro (2 potássios) garante a manutenção do potencial elétrico celular. Além dessa função, essa estrutura também controla o volume hídrico da célula, uma vez que aumenta a concentração extracelular de sódio garantindo um gradiente osmótico favorável à saída de água da célula. Como resultado, tem-se um volume citosólico estável. A manutenção de alta concentração de potássio dentro da célula, por sua vez, é importante para a síntese de proteína e respiração. Regulação da bomba de sódio e potássioA Na+/ K+/ ATPase é regulada por diversos fatores. Pode-se citar:
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Referências:AMABIS, J.M; MARTHO, G.R. Fundamentos da Biologia Moderna. 3ª ed. São Paulo. Editora Moderna, v. único, 2003. DURAN, José Henrique Rodas. Biofísica: fundamentos e aplicações. São Paulo: Pearson Education do Brasil LTDA, 2006. GARCIA, Eduardo, AC. Biofísica. 1a Ed. São Paulo: Sarvier, 2000. LINHARES, S; GEWANDSZNAJDER, F. Biologia. 1ª ed. São Paulo. Editora Àtica, v. único, 2008 OLIVEIRA, Jarbas Rodrigues et al. Biofísica: para ciências biomédicas. 1a Ed. Porto Alegre: EDIPUCRS, 2014. Como se encontra a concentração de íons sódio e potássio dentro e fora da célula?No meio extracelular possui uma concentração maior de sódio enquanto no meio intracelular possui maior concentração de potássio. Para manter o equilíbrio da célula com a manutenção das concentrações, as proteínas realizam a captura dos íons de sódio no citoplasma e os bombeiam para fora das células.
Qual e a relação entre as quantidades de sódio e potássio intra e extracelulares no estabelecimento desse potencial?Por exemplo, as células humanas mantêm uma concentração interna de íons potássio (K+) cerca de 20 a 40 vezes maior que a concentração existente no meio extracelular. Por outro lado, a concentração de íons sódio (Na+) se mantém, no interior das nossas células, cerca de 8 a 12 vezes menor que a do exterior.
Qual a diferença Na concentração de íons potássio e sódio nos meios intra e extracelular?A concentração do sódio é maior no meio extracelular enquanto a de potássio é maior no meio intracelular. A manutenção dessas concentrações é realizada pelas proteínas transportadoras descritas anteriormente que capturam íons sódio (Na+) no citoplasma e bombeia-os para fora da célula.
Quando a célula está em repouso?As células que estão em “repouso” são as que alcançaram um potencial de membrana em estado estacionário e não está mudando. Nesse contexto, a parte “repouso” do nome ocorre devido a um gradiente elétrico , o qual é percebido em todas as células vivas, mesmo aquelas que aparecem estar sem atividade elétrica.
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Como a célula se encontra em repouso em relação as concentrações de sódio e potássio intra e extracelulares?
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