Potencial de descanso

o Potencial de descanso é a diferença de voltagem de -70 mV que existe no estado não excitado entre o interior e o ambiente dos neurônios. O potencial é relevante para a formação de potenciais de ação. O envenenamento por cianeto impede a restauração do potencial de repouso e leva ao colapso neuronal.

Qual é o potencial de repouso?

O potencial de repouso é a diferença de voltagem que existe entre o interior de um neurônio não excitado e seus arredores. Esta diferença de voltagem deve ser mantida ativamente e resulta de uma distribuição desigual de íons sódio e potássio.

Dois elementos da membrana da célula nervosa estão preocupados com a manutenção do potencial de repouso: de um lado, as bombas de sódio-potássio e, de outro, os canais iônicos nos anéis do cordão de Ranvier.

O potencial de repouso das células nervosas excitáveis ​​forma a base para a condução saltatória da excitação nas vias nervosas humanas. Quando excitada por um potencial de ação, a célula é despolarizada além de seu potencial limite e os canais de íons dependentes de voltagem se abrem, de modo que, quando certos íons fluem, o potencial de repouso muda. O potencial de ação é transmitido ao longo das vias nervosas por meio da redistribuição de cargas.

O potencial de repouso de um neurônio humano tem uma diferença de -70 a -80 mV. O interior da membrana celular é negativo e o exterior é carregado positivamente.

Função e tarefa

Vários processos ocorrem na membrana celular de uma célula excitável na fase de repouso. Nos cordões de Ranvier, os axônios não são isolados com mielina. Nestes nós estão as bombas de Na + / K +, que transportam íons de potássio para o interior do axônio durante a fase de repouso enquanto consomem ATP. Os íons de sódio são bombeados para fora da célula ao mesmo tempo. Isso significa que há uma concentração de potássio maior dentro dos axônios do que fora.

Por causa dos canais iônicos que contêm proteínas, as membranas das células têm diferentes níveis de permeabilidade para esses íons. Os canais de sódio geralmente estão fechados em repouso. Os canais para o potássio, por outro lado, estão abertos, para que ocorra a difusão dos íons potássio. Os íons então se difundem para fora. Isso acontece até que haja um equilíbrio entre as forças elétricas e as forças de pressão osmótica. Isso mantém uma diferença de carga entre o exterior e o interior da membrana celular, também conhecida como potencial de repouso.

Quando um estímulo atinge uma fibra nervosa e cruza o limiar, os canais de sódio e potássio dependentes de voltagem se abrem. Isso cria uma despolarização da célula, que por sua vez desencadeia um potencial de ação. O impulso bioelétrico é conduzido ao longo das fibras nervosas.

Simplificando, no caso do potencial de ação, um sinal é transmitido através das mudanças no potencial de membrana.

Um valor de -50 mV se aplica como o valor limite para a criação de um potencial de ação. Excitações abaixo de +20 mV não dão origem a nenhum potencial de ação e não há reações.

Após a criação e transmissão de um potencial de ação, os canais N + se fecham novamente. Em contraste, os canais de K + se abrem para que os íons de potássio possam se difundir para fora do axônio. A voltagem elétrica no interior da célula cai novamente. Este processo também é conhecido como repolarização. Então, os canais de K + também se fecham e o potencial da célula cai abaixo do potencial de repouso. Essa hiperpolarização muda para o potencial de repouso, que as bombas de sódio-potássio restauraram após aproximadamente dois milissegundos. O axônio está, portanto, pronto para novos potenciais de ação.

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Doenças e enfermidades

Fenômenos como o envenenamento por cianeto têm consequências fatais, às vezes devido à perda do potencial de repouso. Os neurônios precisam de energia para restaurar seu potencial de repouso. O envenenamento por cianeto bloqueia o fornecimento de energia, de modo que nenhuma energia pode ser fornecida para restaurar o potencial de repouso. As células nervosas permanecem despolarizadas permanentemente e perdem sua funcionalidade.

Dependendo de quantos neurônios são afetados por um suprimento insuficiente de energia, a regulação neuronal de todo o organismo pode entrar em colapso dessa maneira. Essa falha na regulação neuronal leva inevitavelmente à morte.

Em um sentido mais amplo, queixas com o potencial de repouso de um neurônio também podem ser expressas em doenças de canais iônicos. Essas doenças hereditárias desencadeiam distúrbios de excitação nos músculos e no sistema nervoso. As doenças dos canais iônicos influenciam o comportamento de comutação dos canais iônicos. Mudanças no comportamento de comutação dos canais podem, por sua vez, influenciar a capacidade de restaurar o potencial de repouso. Assim, as doenças impactam na excitabilidade do tecido. As doenças dos canais iônicos são, no sentido mais restrito, mutações dos canais iônicos.

De acordo com descobertas científicas, três formas de epilepsia hereditária estão relacionadas a esse fenômeno. A enxaqueca hemiplégica e a fibrilação ventricular idiopática também são explicadas dessa forma, de acordo com pesquisas modernas.

As bombas de sódio-potássio também podem ser afetadas por doenças que afetam o potencial de repouso de uma célula nervosa. De acordo com muitos cientistas, a dieta ocidental moderna causa uma proporção anormal de sódio-potássio no corpo. Diz-se que o excesso de sal de cozinha e a falta de potássio devido à falta de alimentos vegetais prejudicam as bombas de sódio-potássio, pois isso pode alterar a proporção de íons intracelular.

Distúrbios geneticamente determinados da troca sódio-potássio na membrana celular, por outro lado, estão presentes em algumas mutações e têm sido associados por pesquisadores a formas de epilepsia e também a doenças de canais iônicos. Perturbações na restauração do potencial de repouso são, portanto, presumivelmente relevantes para várias doenças do sistema nervoso central.