Despolarização

o Despolarização é o cancelamento das diferenças de carga nos dois lados da membrana de uma célula nervosa ou muscular. O potencial da membrana muda para um menos negativo. Em doenças como a epilepsia, o comportamento de despolarização das células nervosas muda.

Qual é a despolarização?

No estado de repouso, a polarização existe entre os dois lados de uma membrana de célula nervosa intacta, que também é conhecida como potencial de membrana. A separação das cargas cria pólos elétricos na membrana celular. A despolarização é a perda dessas propriedades, uma vez que ocorre no início da excitação. Durante a despolarização, a diferença de carga entre os dois lados de uma membrana biológica se anula por um curto período.

Em neurologia, a despolarização é entendida como a mudança do potencial de membrana em valores positivos ou menos negativos, como ocorre quando um potencial de ação é passado. A reconstrução da polarização original ocorre no final desse processo e também é conhecida como repolarização.

O oposto da despolarização é o que se conhece como hiperpolarização, em que a tensão entre o interior e o exterior de uma membrana biológica torna-se ainda mais forte e, portanto, ultrapassa a tensão do potencial de repouso.

Função e tarefa

As membranas das células saudáveis ​​estão sempre polarizadas e, portanto, têm um potencial de membrana. Este potencial de membrana resulta da concentração de íons diferente nos dois lados da membrana. Por exemplo, as bombas iônicas estão localizadas na membrana celular dos neurônios. Essas bombas criam permanentemente uma distribuição desigual na superfície da membrana, que difere da carga no interior da membrana. Intracelular, há um excesso de íons negativos e a membrana celular é carregada mais positivamente por fora do que por dentro. Isso resulta em uma diferença de potencial negativa.

A membrana celular dos neurônios tem permeabilidade seletiva e, portanto, é diferente permeável a diferentes cargas. Por causa dessas propriedades, um neurônio tem um potencial de membrana elétrica. No estado de repouso, o potencial de membrana é chamado de potencial de repouso e está em torno de -70 mV.

As células eletricamente condutoras se despolarizam assim que alcançam um potencial de ação. A carga da membrana é enfraquecida durante a despolarização, à medida que os canais iônicos se abrem. Os íons fluem para a membrana através dos canais abertos por meio de difusão e, assim, reduzem o potencial existente. Por exemplo, os íons de sódio fluem para a célula nervosa.

Essa mudança de carga equilibra o potencial da membrana e, portanto, inverte a carga. No sentido mais amplo, a membrana ainda está polarizada durante um potencial de ação, mas na direção oposta.

Nas células nervosas, a despolarização é subliminar ou supralimiar. O limite corresponde ao potencial limite para a abertura dos canais iônicos. Normalmente, o potencial limite é de cerca de −50 mV. Valores maiores movem os canais iônicos para a abertura e disparam um potencial de ação. A despolarização subliminar faz com que o potencial de membrana retorne ao potencial de membrana em repouso e não ativa nenhum potencial de ação.

Além das células nervosas, as células musculares também podem ser despolarizadas quando atingem um potencial de ação. A excitação é transmitida das fibras nervosas centrais para as fibras musculares através da placa motora. A placa final possui canais de cátions que podem conduzir íons de sódio, potássio e cálcio. Acima de tudo, as correntes de íons sódio e cálcio fluem através dos canais devido às suas forças motrizes especiais e, assim, despolarizam a célula muscular.

Na célula muscular, o potencial da placa terminal aumenta do potencial de membrana em repouso para o chamado potencial gerador. Este é um potencial eletrotônico que, ao contrário do potencial de ação, se espalha passivamente pela membrana das fibras musculares. Se o potencial gerador estiver acima do limite, a abertura dos canais de sódio cria um potencial de ação e os íons de cálcio fluem para dentro. É assim que ocorre a contração muscular.

Doenças e enfermidades

Em doenças do sistema nervoso, como a epilepsia, o comportamento de despolarização natural das células nervosas muda. Superexcitabilidade é o resultado. As crises epilépticas são caracterizadas por uma descarga anormal de associações neurais que interrompem a atividade normal das áreas do cérebro. Isso leva a percepções incomuns e distúrbios de habilidades motoras, pensamento e consciência.

A epilepsia focal afeta o sistema límbico ou o neocórtex. Uma transmissão glutamatérgica desencadeia um potencial pós-sináptico excitatório com alta amplitude nessas áreas. Os canais de cálcio da própria membrana são ativados e sofrem uma despolarização particularmente duradoura. Dessa forma, surtos de potenciais de ação de alta frequência são acionados, pois são característicos da epilepsia.

A atividade anormal se espalha em um agregado de vários milhares de células nervosas. Uma conectividade sináptica aumentada dos neurônios também contribui para a geração das convulsões. O mesmo é verdadeiro para as propriedades anormais da membrana intrínseca, que afetam principalmente os canais iônicos. Os mecanismos de transmissão sináptica também são frequentemente alterados em termos de modificações do receptor. Convulsões persistentes são provavelmente o resultado de sistemas de alças sinápticas que podem abranger áreas maiores do cérebro.

As propriedades de despolarização das células nervosas não mudam apenas na epilepsia. Vários medicamentos também têm efeitos na despolarização e são expressos em super ou subexcitabilidade. Essas drogas incluem, por exemplo, relaxantes musculares, que causam relaxamento completo dos músculos esqueléticos ao intervir no sistema nervoso central.

A administração é comum para espasticidade espinhal, por exemplo. Especialmente os relaxantes musculares despolarizantes têm um efeito estimulante no receptor dos músculos e, assim, iniciam uma despolarização de longa duração. No início, os músculos se contraem após a medicação e desencadeiam tremores musculares descoordenados, mas logo em seguida causam paralisia flácida dos respectivos músculos. Como a despolarização dos músculos continua, o músculo é momentaneamente inexcitável.