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Neurofisiologia e Informática - parte 2 - O impulso nervoso

por xzGAB, fonte GameVicio, data  


Desculpem a demora, estive meio sem tempo ultimamente. Nessa segunda parte será falado sobre o funcionamento dos neurônios. Achei melhor não falar nessa parte sobre a organização cerebral em circuitos, pois a narração sobre o impulso nervoso tomou mais espaço do que eu imaginava. Vou aproveitar para desenvolver mais a parte dos circuitos cerebrais e lançar uma parte somente sobre eles, pois é a parte mais importante para se entender as relações entre o funcionamento cerebral e os computadores. Para quem não gosta do assunto pode ficar um pouco chato falar tanto sobre o sistema nervoso, mas tenham paciência porque chegará a hora de falar de computadores, só estou demorando porque é necessário.


Link para a Apresentação: http://www.gamevicio.com.br/i/noticias/69/69604-neurofisiologia-e-informatica-apresentacao/index.html

LEIA ANTES: Link para a parte 1 - http://www.gamevicio.com.br/i/noticias/69/69701-neurofisiologia-e-informatica-parte-1-o-neuronio/index.html

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NEUROFISIOLOGIA E INFORMÁTICA - parte 2 - O impulso nervoso

http://probiokelinton.files.wordpress.com/2009/11/impulso.png?w=477&h=268

O impulso nervoso

O impulso nervoso nada mais é que a atividade elétrica neuronal. Ele entra em um neurônio através dos dendritos ou do corpo celular e sai pelo axônio. O axônio é o prolongamento maior e é responsável pela saída do impulso nervoso, que por sua vez se direcionará para o próximo neurônio.

O neurônio que está antes da sinapse é chamdo pré sináptico, equanto que o que está depois da sinapse é pós sináptico. Ãbvio que todo neurônio será pré e pós sináptico ao mesmo tempo. Ele é considerado pós sináptico se estivermos analisando a sinapse em que ele recebe neurotransmissor, mas é pré sináptico se analisarmos a sinapse em que ele emite o neurotransmissor.

O neurônio permanece no seu estado fundamental (descrito na parte 1) por tempo indeterminado até ser ativado por um neurotransmissor. Neurotransmissores são substâncias que têm como função levar o impulso de um neurônio para o outro. Os neurônios não têm contato direto e por isso não há como o impulso se propagar de um neurônio para o outro se não houver um "mensageiro" entre os dois, que é o neurotransmissor. O impulso nervoso tem início com a ativação do segundo neurônio a partir do neurotransmissor. Como já foi dito na parte 1, existe uma maior concentração de íons negativos e potássio (K+) dentro da célula, enquanto que fora dela há maior concentração de sódio (Na+) e outras cargas positivas. Por essa razão o neurônio é dito polarizado, pois possui um pólo negativo (dentro) e um positivo (fora). As cargas positivas têm tendência para entrar na célula mas são impedidos pela membrana plasmática, que por ser apolar não permite a passagem de cargas por ela, o mesmo vale para o potássio e as cargas negativas. Sendo assim o impulso nervoso é dividido em duas fases: despolarização e repolarização.


Despolarização


O processo se inicia com a ação do neurotransmissor na sinapse entre o primeiro e o segundo neurônio. O neurotransmissor "liga" os canais de sódio, que estão normalmente fechados. Como já foi visto antes, existem dois motivos que empurram o sódio pra dentro: a baixa concentração dele dentro da célula e a negatividade do citoplasma do neurônio em relação ao meio externo. O neurotransmissor estimula a abertura dos canais de sódio, seguindo-se uma enxurrada de sódio para dentro do neurônio e tornando o meio celular cada vez menos negativo.

O seguimento se dá com o fechamento dos canais de potássio, que são "desligados". Os canais de potássio, ao contrário dos de sódio, não se ligam com neurotransmissores e sim quando detectam aumento da concentração de cargas positivas dentro da célula, que no caso são os íons de sódio entrando. Como normalmente os canais de potássio estão abertos, permitindo o vazamento controlado de potássio, eles se fecham, ajudando a acumular positividade dentro da célula.

A concentração súbita de cargas positivas dentro da célula é tão intensa que ocorre o "overshooting", que é a inversão da polaridade. O interior do neurônio, antes negativo, agora torna-se positivo em relação ao exterior da célula. Esse processo, que começou nos dendritos e no corpo celular, vai tomando conta de toda a célula. A avalanche de cargas positivas vai se espalhando por toda a célula até o axônio. Nesse momento é que as proteínas responsáveis pelo vazamento de neurotransmissor são ativadas, jogando neurotransmissores na sinapse para ativar o próximo neurônio.

Uma vez encerrada a despolarização o impulso nervoso é enviado ao próximo neurônio pelo neurotransmissor. Ele irá ativar os canais de sódio do próximo neurônio e logo após a entrada de sódio o canal de potássio do próximo neurônio se fecha, ajudando a acumular positivadade e acontecendo o overshooting, ativando a saída de neurotransmissor para o neurônio seguinte.

Também vale saber que o neurotransmissor é inativado rapidamente após ser lançado na sinapse. Tomando por exemplo o neurotransmissor Acetil-colina (ACh), ele é lançado na sinapse para ativar o próximo neurônio mas a maioria das moléculas de Acetil-colina nem chegam ao neurônio, pois são inativadas. As que conseguem chegar são logo depois inativadas. Isso ocorre para que ele não permaneça muito tempo ativando os canais de sódio do próximo neurônio, pois o impulso é muito rápido (toda a fase da despolarização dura menos de 5 milissegundos!!!) e por isso não há necessidade de o neurotransmissor continuar ligado por tempo prolongado. A inativação da Acetil-colina é feita pela enzima Acetilcolinesterase (AChE).


Repolarização

Uma vez lançado o neurotransmissor na sinapse o neurônio pré-sináptico precisa "se recuperar", pois se encontra totalmente diferente do seu estado fundamental. O potássio e o sódio estão muito acima da concentração nativa dentro da célula, fazendo com que a célula esteja positiva em relação ao meio extracelular. Ã necessário voltar ao estado fundamental para que o neurônio possa receber e transmitir outro impulso. Nesse momento o neurônio está em estado refratário, pois mesmo que receba um neurotransmissor não haverá a despolarização. O neurônio fica "bloqueado" até o fim da repolarização, quando ele volta ao seu estado fundamental.

***CURIOSIDADE: eu falei que os anestésicos locais bloqueiam a transmissão de impulsos nervosos que conduziriam a dor, mas não expliquei como, aqui vai. Alguns anestésicos locais, chamados anestésicos depolarizantes, bloqueiam a transmissão ao se ligar aos canais de sódio e não se soltar mais, deixando-o sempre ativado. Isso faz com que o neurônio lance a primeira despolarização e não tenha como repolarizar, impedindo-o de transmitir outros impulsos. Os anestésicos despolarizantes, por motivos óbvios, são bem menos suscetíveis às enzimas que degradam os neurotransmissores comuns.

A repolarização é marcada pela reabertura dos canais de potássio, que deixam escapar o potássio em excesso dentro da célula. Ao mesmo tempo os canais de sódio fecham-se, impedindo o sódio de continuar entrando na célula. O trabalho dos canais é complementado pela bomba de sódio e potássio, que trata de expulsar o sódio que já entrou. Uma vez que se estabeleça o estado fundamental do neurônio ele poderá novamente responder aos neurotransmissores que cheguem até ele.

por xzGAB
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A figura não apareceu, somente o link, alguém sabe porque?
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