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Transcrição de vídeo

Hoje, vou descrever mudanças no potencial graduado de membrana que acontecem em neurônios, em resposta a estímulos, podemos chamar de potencial graduado. Aqui temos um neurônio. O corpo celular ou soma, está em vermelho, axônio em verde, dois dendritos em azul. Os neurônios em repouso, ou seja, que não estão sendo estimulados normalmente possuem cargas distintas e estáveis por toda a membrana, temos uma camada de íons positivos, também chamados de cátions, do lado de fora da membrana, e uma camada de íons negativos, chamados de ânions, do lado de dentro da membrana. Aqui é o lado de fora chamado de zero, é só para termos uma referência, o potencial de membrana do neurônio em repouso pode variar, mas é por volta de menos 60 milivolts. Vamos ver isso em um gráfico. Vamos olhar essa parte da membrana. No eixo X, vamos colocar tempo e no eixo y, vamos colocar potencial de membrana em milivolts. Vamos colocar aqui no meio menos 60 milivolts este é um potencial de neurônio em repouso comum. Acontece quando o neurônio está em repouso, sem estímulos, a maioria dos neurônios tem um potencial estável quando estão em repouso, onde não há mudanças conforme o tempo, sem estímulos. Diferentes tipos de estímulos podem aumentar ou diminuir o potencial de membrana de um neurônio um pouco, por um breve período, antes que retorne ao potencial de repouso. Essas mudanças transitórias do potencial de membrana são chamadas de potencial graduado, e acontecem nos dendritos dos neurônios. e no soma do neurônio. O tamanho e duração do potencial graduado depende do tamanho e duração do estímulo que podem ser estímulos excitatórios e inibitórios. Potencias graduados não chegam até os axônios da maioria dos tipos de neurônios. Os axônios possuem uma mudança no potencial de membrana diferente, chamado de potencial de ação. O potencial de ação começa na zona de disparo, que é o segmento inicial do axônio. Começa quando um conjunto de potenciais graduados em um dado momento, faz com que a membrana da zona de disparo atinja um limiar mínimo chamado de limiar potencial. Vou representar com está linha tracejada. Este limiar potencial varia entre diferentes tipos de neurônios, mas menos 50 milivolts, é um limiar potencial comum. Caso o potencial de membrana na zona de disparo for alterado do potencial de repouso, que é por volta de menos 60 milivolts, até o potencial limiar que é por volta de menos 50 milivolts, então haverá uma mudança no potencial bem diferente, chamada de potencial de ação, que irá se propagar até o axônio. A soma dos potenciais graduados é chamada de somação. Somação na zona de disparo é a forma como neurônios processam a informação vinda dos estímulos. A maioria dos neurônios respondem aos estímulos de outros neurônios na forma de moléculas neurotransmissoras que são liberadas na sinapse. Assim, se este é o fim do axônio de outro neurônio, ele irá liberar neuritransmissores na sinapse onde os dois neurônios se encontram, os quais irão se ligar em receptores na membrana deste neurônio, neste caso, aqui, no dendrito, e isso resultará em algum tipo de potencial graduado. Vamos ver esse mecanismo em detalhe nos próximos vídeos, mas é bom saber que é o tipo mais comum de estímulo que um neurônio pode receber. Dependendo do neurotransmissor, e do receptor, o estímulo poderá ser excitatório ou inibitório. Em outros tipos de neurônios, células parecidas com neurônios que são receptores sensoriais também podem gerar potencial graduado a partir de um estímulo físico, como luz ou moléculas com odor. O potencial graduado produzido por uma sinapse é chamado de potencial sináptico ou pós-sináptico. Aqueles gerados por receptores sensoriais são chamados de potenciais receptores. Um potencial graduado como este que diminui o potencial de membrana para um número menos negativo, ou mais próximo do zero, é chamado de uma despolarização, pois a membrana se torna menos polarizada. Possui menor carga de separação. Também podem ser chamados de potenciais excitatórios, pois mudam o potencial de membrana para mais perto do limiar, aumentando a chance que um potencial de ação desencadeie na zona de disparo. Um potencial graduado como este, que muda o potencial da membrana para um número mais negativo, mais longe do zero, é chamado de hiperpolarização, pois aumenta a polarização, ou a carga de separação, da membrana. Hiperpolarizações, também são chamadas de potencias inibitórios, pois ao mudar o potencial da membrana para mais longe do limiar, irá diminuir a chance de um potencial de ação desencadear na zona de disparo. Duas propriedades importantes do potencial graduado são que, diminuem conforme o tempo e distância, por isso, seu efeito é breve e local. Potenciais graduados diminuem com o tempo, como mostrei aqui. O potencial da membrana se modifica por um tempo curto, e depois, retorna ao potencial de repouso, a não ser que haja outros estímulos. Como o potencial graduado diminui com o tempo, caso ocorram dois potenciais graduados separados por um tempo suficiente, eles não irão afetar um ao outro. Por exemplo, digamos que esta despolarização ocorreu e terminou antes da segunda despolarização. Como a primeira já acabou, não houve qualquer efeito um sobre o outro. Mas, se as duas polarizações ocorreram no mesmo tempo, seus efeitos podem ser somados. Possuem efeitos aditivos. Resultando em uma despolarização com o dobro do tamanho. Chamamos esse processo de somação temporal, ou soma dos potenciais graduados em um período. Potenciais graduados também diminuem conforme a distância, assim como como o tempo. Vamos olhar para essa despolarização. Vou mudar para este lado. Digamos que esse potencial sináptico, ou potencial pós-sináptico, é uma despolarização. Digamos que neste pedaço de membrana, ocorra um despolarização com este tamanho. Conforme a despolarização se espalha pela membrana, ela irá diminuir em tamanho. Vamos verificar essa parte da membrana. Agora, possui um tamanho menor do que era, quando começou. Continua a se espalhar pela membrana, vamos verificar neste outro local da membrana, e está muito menor. Deste jeito, quando atinge a zona de disparo, onde decisões são feitas para disparar ou não um potencial de ação, a despolarização que começou aqui, pode não ter um efeito significante na membrana da zona de disparo. Similar ao conceito de somação temporal, temos o conceito de somação espacial caso dois potenciais graduados ocorram longe o bastante um do outro, não haverá efeito um sobre o outro. Por exemplo, digamos que temos outro estímulo excitatório aqui no dendrito, que resulta em despolarização. Igual esta despolarização, conforme se espalha pela membrana, irá diminuir, ficando menor com a distância. Assim, quando chegam na zona de disparo, já diminuíram por completo, por isso não tem um efeito sobre o outro. Mas, se tivermos dois estímulos excitatório muito próximos um do outro, então poderá acontecer uma somação espacial. Poderá haver uma soma espacial. Resultando em uma despolarização com o dobro do tamanho. O mesmo pode acontecer com hiperpolarizações. Podemos ter somação temporal e espacial de hiperpolarizações, resultando em hiperpolarizações maiores. O que acontece quando temos um estímulo excitatório e um estímulo inibitório na mesma hora e local? Ao em vez de haver uma despolarização e uma hiperpolarização, o que pode acontencer é que não haverá mudança no potencial de membrana. Poderão cancelar um ao outro e a membrana ficará com potencial em repouso. O potencial de membrana graduado diminui com a distância, além disso, quanto mais próximo o estímulo da zona de gatilho maior é a chance de que um potencial de ação seja disparado por todo o axônio. Caso um potencial graduado começar próximo da zona de disparo, irá diminuir menos, quando chegar lá, do que um potencial graduado que começa mais longe e começa a diminuir lá atrás mesmo. Por isso, uma sinapse que está mais perto da zona de disparo terá maior influência no comportamento do neurônio com relação ao disparo de potenciais de ação, do que uma sinapse que está mais longe. Por exemplo, aqui, bem longe na ponta do dendrito. A última coisa que quero falar, é que potenciais sinápticos como este tendem a ser muito pequenos. De fato, desenhei isso muito grande, pois na realizadade possuem um tamanho menor que 1 milivolt. Por isso, a maioria dos neurônios precisam da somação temporal e espacial para muitos potenciais sinápticos poderem mover os 10 milivolts que separam o neurônio em repouso do potencial limiar típico para qualquer neurônio. Todas essas diferentes sinapses que estão conectando este neurônio com muitos outros neurônios estão criando esses potenciais sinápticos, o potencial de membrana dos dendritos e do soma está constantemente sendo modificado saindo do potencial de repouso, até que haja um potencial excitatório suficiente destas despolarizações que acontencem nesta hora e local, resultando em um potencial de ação seja disparado através do axônio. O processamento de informação bastante complexa acontece a partir de todos esses estímulos devido aos potenciais graduados. [Traduzido por: Claudia Alves]