Condução saltatória em neurônios

RKA12C Agora que nós sabemos como um sinal pode se espalhar por um neurônio por meio de um potencial de ação elétrico ou químico e a combinação desses dois, nós vamos pensar nisso a partir da estrutura de um neurônio, da anatomia de um neurônio. Vamos pensar o porquê dessa organização e como que isso funciona. Nós falamos sobre os dendritos serem a parte excitável de um neurônio, onde é possível ser estimulado. O axônio é o que conduz, então, esse estímulo e o leva para frente. Nós também falamos que estes dendritos aqui estão próximos a terminais axônicos de outros neurônios. Por exemplo, outros neurônios do cérebro. E, se isso for uma célula sensorial, esses dendritos aqui podem ser estimulados por algum tipo de estímulo sensorial como a luz, por exemplo. Se eles são estimulados, há um influxo de íons positivos aqui no interior desse neurônio, no interior aqui do corpo celular desse neurônio, porque há uma diferença de potencial dentro e fora do neurônio, sendo que aqui dentro do neurônio ele é mais negativo do que o meio exterior. Quando há uma estimulação aqui, nós temos influxo de íons positivos. Então, os canais de membrana que estão aqui se abrem frente a um estímulo (sensorial, por exemplo), e permitem um influxo de íons para o interior do neurônio. Esses íons, por exemplo, podem ser íons de sódio e podem, então, passar aqui por um canal de sódio dependente, né? Quando isso acontece, você tem um potencial eletrotônico que se propaga pelo cone de implantação aqui, esta região do neurônio, e por todo o axônio. Se a gente tiver, aqui na região do cone de implantação, um voltímetro, nós vamos poder, então, registrar o que está acontecendo aqui no interior desse neurônio. O que você vai ver depois de um tempinho... Eu vou colocar aqui em um gráfico. Então, nesse nosso gráfico: no eixo "y" aqui, nós temos a voltagem em milivolts, e no eixo "x", o tempo. No tempo zero, o voltímetro marcaria algo próximo do potencial de equilíbrio de um neurônio, que é aqui, cerca de -70 milivolts. Depois de um tempo que aconteceu esse estímulo, a gente veria algo assim. Aí, você veria aqui um pico de voltagem ou uma mudança aqui na diferença de voltagem na membrana desse neurônio. Essa diferença de voltagem aqui pode não ter sido suficiente para causar um potencial de ação, né? Porque um potencial de ação é uma coisa que a gente diz que é do tipo tudo ou nada, ele acontece ou não. Se a gente considerar esta diferença de voltagem aqui de -55 milivolts, se esse estímulo não atingir a marca aqui dos -55 milivolts, nada vai ser registrado nesse neurônio em termos de atividade. Então, se a gente considerar que um estímulo atingiu esses -55 milivolts, essa diferença de voltagem vai desencadear a abertura de canais de membrana no cone do axônio. Por exemplo, a abertura dos canais de sódio aqui, que vão permitir a entrada de íons positivos. E na região do cone do axônio há muitos canais de sódio, porque, uma vez que esses canais de sódio sejam ativados, um impulso vai percorrer todo o axônio, e, talvez, estimular outras regiões do cérebro. Se a gente estiver falando de sistema nervoso central, né? Ao mesmo tempo em que os canais de sódio são abertos, são também abertos os canais de potássio, que vão permitir a saída dos íons positivos. Agora, vamos voltar a esse estímulo que causou essa pequena diferença de voltagem na membrana desse neurônio. Esse estímulo não causou, então, um potencial de ação. Vamos considerar que, ao mesmo tempo em que esse estímulo aqui aconteceu, um outro estímulo também esteja acontecendo e cause, aí, um pico semelhante a este estímulo aqui de baixo. Como eles acontecem ao mesmo tempo, a gente vai observar um fenômeno de somação desses estímulos que vai passar esse limiar de -55 milivolts, desencadeando esse potencial de ação, e ele vai ser conduzido ao longo de todo o axônio. Então, o potencial eletrotônico é gerado aqui, e esta condução acontece. Aí é que começa a coisa interessante! O que é preciso ter para se conduzir esse potencial da melhor forma possível? Para não se perder informação, para se chegar em tempo suficiente... o que é necessário? Vamos pensar em um paralelo com uma estrutura elétrica. Você tem, então, uma estrutura condutora aqui, um fio de cobre, por exemplo. E esse fio de cobre aqui é um bom condutor, ele tem baixa resistência, então, ele vai transmitir a corrente elétrica. E ele está, em geral, cercado por um isolante. Esse isolante é um mau condutor e ele tem alta resistência à condição da eletricidade. E isso acontece porque você não quer que haja vazamento aqui, né? Você não quer perder a energia que deve ser conduzida aqui. E você vai ter uma menor perda de energia e uma maior velocidade da corrente elétrica sendo conduzida nos nossos fios, por exemplo. Então, você deve estar pensando: bom, então, a gente vai encapar esse axônio aqui com algum tipo de isolante... Então, vamos desenhar esse isolante aqui, né? Vou pegar esse axônio aqui e eu vou encapá-lo. Em parte, isso é bem verdade. Se você encapar esse axônio aqui, não vai perder informação, né? Então, a gente vai pensar aqui que esse axônio é coberto por uma grande bainha de mielina, né? Vamos indicar aqui a bainha de mielina, produzida pela célula de Schwann. Agora, qual é o problema disso aí? O problema é que esse axônio pode ser muito longo. Pense em um dinossauro, por exemplo. Se você fosse um dinossauro e quisesse mexer o seu pescoço, sei lá, que tivesse uns 6 metros... Imagine um axônio de 6 metros fazendo a comunicação entre os neurônios. Ou se você fosse qualquer outro animal, né? Qualquer outro ser que tivesse neurônios. O que vai acontecer é que, muito provavelmente, aqui no terminal axônico, o sinal vai chegar muito fraco. Então, você deve estar pensando nesse momento: e se a bainha de mielina for mantida aqui e, em alguns intervalos, ela tiver um espaço? Nesses espaços, a membrana faria contato com o meio externo, e, se nessas áreas fossem colocados canais de membrana voltagem-dependentes, eles poderiam liberar potenciais de ação de forma a melhorar esse sinal. Se eu tenho, de tempos em tempos, intervalo, como aqui... Vamos fazer esses intervalos. Eu tenho, então, essa bainha... Aqui, eu vou ter essa bainha... ...se fechando aqui e se abrindo com esses intervalos de tempos em tempos. E, nesses espaços, eu tenho canais de membrana voltagem-dependentes aqui, né? Vamos fazer esses canais aqui. Então, o que vai acontecer aqui? O potencial de ação iniciado aqui vem vindo, vai se dissipando... Quando chega aqui, há um aumento de novo desse limiar, essa diferença de membrana, e ele fica forte novamente, vem se dissipando... Quando ele chega aqui, há novamente um aumento dele, ele vem se dissipando... e assim até o final do axônio, sem que perca a sua potência. E essas regiões aqui, onde não há bainha de mielina, são chamadas nódulos de Ranvier. Esses espaços são os nódulos de Ranvier, que dão aquela turbinada no sinal. Com o isolante, que é a bainha de mielina, e os nódulos de Ranvier, que dão aquela amplificada no sinal, ele consegue ser conduzido de forma rápida e com perda mínima de potência por longas vias. Esse tipo de condução do sinal, que, se você olhar de forma grosseira, é como se ele viesse aqui e pulasse de uma bainha de mielina para outra, a gente chama de condução saltatória do impulso nervoso. Essa ideia de que ele parece saltar de uma parte à outra é que dá esse nome à condução saltatória. Porque é isso mesmo o que acontece, né? O sinal vai sendo conduzido de forma passiva até chegar no nódulo de Ranvier, onde ele é amplificado e salta para o próximo e vai fazendo isso até o final do axônio, talvez passando para outros dendritos e continuando essa comunicação neuronal.