O que é despolarização neuronal e como funciona?

Abril 20, 2024

O funcionamento do nosso sistema nervoso, no qual o cérebro está incluído, baseia-se na transmissão de informações . Essa transmissão é eletroquímica e depende da geração de impulsos elétricos conhecidos como potenciais de ação, que são transmitidos pelos neurônios a toda velocidade. A geração de pulsos é baseada na entrada e saída de diferentes íons e substâncias dentro da membrana do neurônio.

Assim, esta entrada e saída provoca as condições e a carga elétrica que a célula normalmente tem que variar, iniciando um processo que culminará na emissão da mensagem. Um dos passos que esse processo de transmissão de informações permite é a despolarização . Essa despolarização é o primeiro passo na geração de um potencial de ação, ou seja, a emissão de uma mensagem.

Para entender a despolarização, é necessário levar em conta o estado dos neurônios em circunstâncias anteriores a isto, isto é, quando o neurônio está em um estado de repouso. É nesta fase quando começa o mecanismo de eventos que terminará no aparecimento de um impulso elétrico que percorrerá a célula nervosa até atingir seu destino, as áreas adjacentes a um espaço sináptico, para acabar gerando ou não outro impulso nervoso em outro neurônio por outra despolarização.

Quando o neurônio não atua: estado de repouso

O cérebro humano está funcionando constantemente durante toda a sua vida. Mesmo durante o sono, a atividade cerebral não para simplesmente a atividade de certas localizações cerebrais é grandemente reduzida. No entanto, os neurônios nem sempre emitem pulsos bioelétricos, mas estão em um estado de repouso que acaba alterando para gerar uma mensagem.

Em circunstâncias normais, em um estado de repouso, a membrana dos neurônios tem uma carga elétrica específica de -70 mV , devido à presença de ânions ou íons carregados negativamente dentro dele, além do potássio (embora isso tenha uma carga positiva). Porém, o exterior tem uma carga mais positiva devido à maior presença de sódio , carregado positivamente, juntamente com cloro de carga negativa. Este estado é mantido devido à permeabilidade da membrana, que em repouso é facilmente transferível para o potássio.

Embora pela força difusional (ou tendência de um fluido ser uniformemente distribuído equilibrando sua concentração) e pela pressão ou atração eletrostática entre os íons de carga oposta, o meio interno e externo deve ser equalizado, essa permeabilidade torna muito difícil, sendo a entrada de íons positivos muito gradual e limitada .

Além disso, os neurônios têm um mecanismo que impede o equilíbrio eletroquímico de mudar, a chamada bomba de sódio e potássio , que regularmente expele três íons de sódio do interior para deixar entrar dois potássio do lado de fora. Desta forma, íons mais positivos são expelidos do que poderiam entrar, mantendo a carga elétrica interna estável.

No entanto, essas circunstâncias vão mudar quando transmitir informações para outros neurônios, uma mudança que, como mencionado, começa com o fenômeno conhecido como despolarização.

A despolarização

A despolarização é a parte do processo que inicia o potencial de ação . Em outras palavras, é a parte do processo que faz com que um sinal elétrico seja liberado, o que acabará viajando pelo neurônio para causar a transmissão de informações pelo sistema nervoso. De fato, se tivéssemos que reduzir toda a atividade mental a um único evento, a despolarização seria um bom candidato para preencher essa posição, já que sem ela não há atividade neuronal e, portanto, nem seríamos capazes de permanecer vivos.

O fenômeno em si ao qual este conceito se refere é o aumento súbito e grande da carga elétrica dentro da membrana neuronal . Este aumento é devido à constante de íons de sódio carregados positivamente dentro da membrana do neurônio. A partir do momento em que ocorre essa fase de despolarização, segue-se uma reação em cadeia graças à qual surge um impulso elétrico que viaja através do neurônio e viaja para uma área distante de onde foi iniciado, expressa seu efeito em um terminal nervoso localizado próximo a um espaço sináptico e ele morre.

O papel das bombas de sódio e potássio

O processo começa no axônio dos neurônios, uma área na qual está localizado uma alta quantidade de receptores de sódio sensíveis à voltagem . Embora normalmente eles estejam fechados, em um estado de repouso, se houver uma estimulação elétrica que exceda um certo limiar de excitação (quando indo de -70mV para -65mV e -40mV), os ditos receptores começam a se abrir.

Como o interior da membrana é muito negativo, os íons positivos de sódio serão muito atraídos devido à pressão eletrostática, entrando em grande quantidade. Ao mesmo tempo, a bomba de sódio / potássio é inativada, portanto nenhum íon positivo é removido .

Com o tempo, à medida que o interior da célula se torna cada vez mais positivo, outros canais são abertos, desta vez de potássio, que também tem uma carga positiva. Devido à repulsão entre cargas elétricas do mesmo sinal, o potássio acaba saindo. Desta forma, o aumento na carga positiva é retardado, até atingir um máximo de + 40mV dentro da célula .

Nesse ponto, os canais que iniciaram esse processo, os de sódio, acabam se fechando, com o qual a despolarização chega ao fim. Além disso, por um tempo, eles permanecerão inativos, evitando novas despolarizações. A mudança na polaridade produzida estará se movendo ao longo do axônio, na forma de potencial de ação , para transmitir a informação para o próximo neurônio.

E depois?

A despolarização termina no momento em que os íons de sódio param de entrar e finalmente os canais desse elemento estão fechados . No entanto, os canais de potássio que se abriram devido ao escape da carga positiva permanecem abertos, expulsando o potássio constantemente.

Assim, com o tempo produzirá um retorno ao estado original, tendo uma repolarização, e mesmo alcançará um ponto conhecido como hiperpolarização no que, devido à saída contínua de sódio, a carga será menor do que o estado de repouso, o que causará o fechamento dos canais de potássio e a reativação da bomba de sódio / potássio. Feito isso, a membrana estará pronta para iniciar todo o processo novamente.

É um sistema de reajustes que permite retornar à situação inicial, apesar das mudanças experimentadas pelo neurônio (e seu ambiente externo) durante o processo de despolarização. Por outro lado, tudo isso acontece muito rapidamente, a fim de responder à necessidade do funcionamento do sistema nervoso.