A célula nervosa (neurônio) é o principal componente do sistema nervoso. Estima-se que no cérebro humano existam aproximadamente 15 bilhões destas células, responsável por todas as funções do sistema. Existem diversos tipos de neurônios, com diferentes funções dependendo da sua localização e estrutura morfológica, mas em geral constituem-se dos mesmos componentes básicos:
 |
| Esquema de um neurônio |
• o corpo celular (soma) constituído de núcleo e pericário, que dá suporte metabólico à toda célula. É a “fábrica” do neurônio. Ele produz todas as proteínas para os dendritos, axônios e terminais sinápticos, além de conter organelas especializadas tais como mitocôndrias, aparelho de Golgi, retículo endoplasmático, grânulos secretórios, ribossomos e polissomos para fornecer energia e agrupar as partes em produtos completos;
• o axônio (fibra nervosa) prolongamento único e grande que aparece no soma. É responsável pela condução do impulso nervoso para o próximo neurônio, podendo ser revestido ou não por mielina (bainha axonial), célula glial especializada;
• os dendritos que são prolongamentos menores em forma de ramificações (arborizações terminais) que emergem do pericário e do final do axônio, sendo, na maioria das vezes, responsáveis pela comunicação entre os neurônios através das sinapses. Basicamente, cada neurônio, possui uma região receptiva e outra efetora em relação a condução da sinalização.
Funcionalmente, pode-se afirmar que o SN é composto por neurônios sensoriais, motores e de associação. As informações provenientes dos receptores sensoriais aferem ao Sistema Nervoso Central (SNC), onde são integradas por neurônios de associação e enviam uma resposta que efere a algum órgão efetor (músculo, glândula).
Como funcionam as células nervosas?
O entendimento de como funciona o neurônio é fundamental para todos os processos tais como sensação, percepção, memória, emoção, cognição, etc.
O potencial de repouso da membrana é uma carga elétrica de aproximadamente -65 a -70 milivolts que existe entre o lado interno e o lado externo da membrana. Esta pequena carga é a base de todos os fenômenos da bioeletricidade, isto é, a geração e uso de energia elétrica por células excitáveis, tais como o neurônio, para executar suas funções de armazenamento e transmissão de informação.
Em células vivas, existe uma distribuição desigual de íons de diferentes cargas nos dois espaços, o intracelular e o extracelular. Desta forma, o ambiente ao redor da célula perde seu equilíbrio elétrico e se torna eletricamente polarizado ao redor da membrana. Esta é a causa da bioeletricidade, ou a geração de eletricidade pelas células. A capacidade das células nervosas de processar informação elétrica depende de propriedades especiais da membrana celular, a qual controla o fluxo de substâncias nutritivas e íons do lado interno para o externo da célula e vice-versa. Canais moleculares especiais, chamados poros, que são aberturas na membrana, permitem que a substância ou o íon atravesse-o em uma dada direção.
Movimentos iônicos através dos canais são influenciados por dois processos: • Transporte passivo: os íons se movem seguindo as leis da difusão molecular, por diferença de concentração ou gradiente químico, e por diferença de carga elétrica ou gradiente elétrico. A membrana celular permite que certas moléculas passem mais facilmente que outras, devido ao tamanho dos canais e conformação química das moléculas. Assim, o transporte passivo ocorre através da membrana semipermeável.
• Transporte ativo: Alguns íons e membranas podem ser transportados ativamente através da membrana celular. Isto é feito por pequenas "máquinas" moleculares chamadas bombas iônicas. A bomba mais importante para as células excitáveis é a bomba de sódio e potássio. Para cada íon sódio que ela transporta através da membrana, um íon potássio é transportado na direção oposta.
Portanto, uma das causas da distribuição desigual de substâncias nos espaços intra e extracelulares é o funcionamento das bombas ativas.
Portanto, uma das causas da distribuição desigual de substâncias nos espaços intra e extracelulares é o funcionamento das bombas ativas.
Bomba de sódio: também designada bomba de sódio-potássio, Na+/K+-ATPase ou bomba Na+/K+. É um mecanismo que se localiza na membrana plasmática de quase todas as células do corpo humano. É também comum em todo o mundo vivo.
O mecanismo
• A bomba, ligada ao ATP, liga-se a 3 íons de Na+ intracelulares.• O ATP é hidrolizado, levando à fosforilação da bomba e à libertação de ADP.
• Essa fosforilação leva a uma mudança conformacional da bomba, expondo os íons de Na+ ao exterior da membrana. A forma fosforilada da bomba, por ter uma afinidade baixa aos íons de sódio, liberta-os para o exterior da célula.
• À bomba ligam-se 2 íons de K+ extracelulares, levando à desfosforilação da bomba.
• O ATP liga-se e a bomba reorienta-se para libertar os íons de potássio para o interior da célula: a bomba está pronta para um novo ciclo.
O bombeamento não é equitativo: para cada três íons sódio bombeados para o líquido extracelular, apenas dois íons potássio são bombeados para o líquido intracelular.
Como a membrana celular é muito menos permeável ao sódio que ao potássio, desenvolve-se um potencial elétrico (negativo, como ponto de referência o interior celular) na célula. O gradiente de concentração e elétrico estabelecido pela bomba de sódio, suporta não só o potencial elétrico de repouso da célula mas também os potenciais de ação em células nervosas e musculares. A exportação de sódio da célula proporciona a força motriz para que certos transportadores façam o importe de glicose, aminoácidos e outros nutrientes importantes para a célula. A translocação de sódio de um lado do epitélio para o outro cria um gradiente osmótico que suporta a absorção de água.
As células nervosas possuem propriedades similares às outras células em muitos aspectos: elas se alimentam, respiram, passam por processos de difusão e osmose em suas membranas, etc., mas diferem em um aspecto importante: elas processam informação. A habilidade das células nervosas processarem informação depende de propriedades especiais da membrana do neurônio, a qual controla o fluxo de substâncias ao lado interno da célula (íons sódio, cálcio, potássio, etc).
Os neurônios não existem isoladamente: eles também se conectam uns aos outros formando as chamadas cadeias neuronais, as quais transmitem informações a outros neurônios ou músculos. Por essas cadeias caminham os impulsos nervosos. Dois tipos de fenômenos estão envolvidos no processamento do impulso nervoso: elétrico e químico. Os eventos elétricos propagam um sinal dentro de um neurônio, e o químico transmite o sinal de um neurônio a outro ou a uma célula muscular. O "engate" ou junção entre um neurônio e outro, é denominado sinapse.
O Impulso Nervoso
Um impulso nervoso é a transmissão de uma alteração elétrica ao longo da membrana do neurônio a partir do ponto em que ele foi estimulado. A direção normal do impulso no organismo é do corpo celular para o axônio. Esse impulso nervoso, ou potencial de ação, é uma alteração brusca e rápida da diferença de potencial transmembrana. Normalmente, a membrana do neurônio é polarizada em repouso, sendo que o potencial é negativo (-70 mV). O potencial de ação consiste de uma redução rápida da negatividade da membrana até 0mV e inversão deste potencial até valores de cerca de +30mV, seguido de um retorno também rápido até valores um pouco mais negativos que o potencial de repouso de -70mV.
O potencial de ação é um fenômeno de natureza eletro-química e ocorre devido a modificações na permeabilidade da membrana do neurônio. Essas modificações de permeabilidade permitem a passagem de íons de um lado para o outro da membrana.
Para você imaginar como acontece o impulso nervoso, observe a figura abaixo [Reflexo simples - Contato da taxinha (estímulo externo) no pé do homem].
A percepção da dor aguda quando um objeto pontiagudo entra em seu pé é causada pela geração de certos potenciais de ação em certas fibras nervosas na pele. Acredita-se que a membrana destas fibras possui canais de sódio que se abrem quando o terminal nervoso da célula é esticado. A cadeia inicial de eventos é assim: 1. Objeto pontiagudo entra na pele;
2. A membrana das fibras nervosas na pele é esticada;
3. Os canais permeáveis ao sódio (Na+) se abrem.
Em virtude do gradiente de concentração e carga negativa do fluido extracelular, os íons entram na fibra através destes canais. A entrada de sódio (em amarelo) despolariza a membrana, isto é, a face da membrana imersa no fluído extracelular das fibras se torna menos negativo em relação ao interior. Se esta despolarização, chamada potencial gerador, alcança o nível crítico, a membrana irá gerar um potencial de ação. O nível crítico de despolarização que deve ser atravessado a fim de desencadear um potencial de ação é chamado limiar.
A perfuração na pele é transduzida em sinais que viajam para cima em nervos sensoriais (direção do fluxo de informações indicado pelas flechas). Esta informação chega até a medula espinhal, e é distribuída para neurônios que fazem conexões intermediárias com outras cadeias neuronais. Alguns destes neurônios enviam axônios à região sensorial do cérebro onde a sensação dolorosa é registrada. Outros fazem sinapse em neurônios motores, os quais enviam sinais descendentes aos músculos. Os comandos motores conduzem a contração muscular e retirada do pé. Este é um exemplo de uma cadeia neuronal denominada arco reflexo.
Quando um estímulo atinge a membrana do neurônio ocorre uma pequena despolarização local. Esse estímulo pode ser fótico, químico, físico ou farmacológico, dependendo da sensibilidade da célula. A despolarização faz com que canais de Na+ e K+ dependentes de voltagem se abram e permitam um fluxo de cor-rentes iônicas de um lado para o outro da célula. Simultaneamente ocorre um fluxo de fora para dentro de Na+ (pois existe uma maior concentração de sódio fora), o que tende a despolarizar ainda mais a membrana; e um fluxo de dentro para fora de K+, que tende a repolarizá-la.
Existe uma diferença importante entre os canais de Na+ e K+: os canais de Na+ se abrem mais rapidamente do que os canais de K+. Com isso, a despolarização provoca um efeito auto-alimentador: quanto mais sódio passa pelo canal, mais ele fica permeável.
Nenhum comentário:
Postar um comentário