Células tem membranas que são feitas de moléculas de lipídio (gordura), e eles previnem que a maioria das coisas entrem ou saiam da célula. Mas em volta de toda a membrana celular existem proteínas que aparecem dos dois lados da membrana celular. Algumas dessas são canais iônicos.
canal iônico
A maioria dos canais iônicos simplesmente permitem que íons fluam para dentro ou fora da célula. Quando desenhamos diagramas, geralmente os imaginamos como pequenos buracos na membrana celular. Eles são, como eu disse, proteínas muito complexas. Quando um íon se anexa em uma dessas proteínas, a proteína muda de forma, e quando o faz transporta o íon para o outro lado da membrana, onde ele é liberado. A tendência normal é que tudo do lado de dentro e do lado de fora se balanceie assim: Se há muito de uma substância química de um lado, ela flui para o outro, até que haja equilíbrio; Se há muitos íons positivos ou negativos em um dos lados, eles tendem a se mover para o outro lado, até que haja equilíbrio.
Alguns canais são chamados de portões. Eles podem, dependendo do seu ambiente, abrir ou fechar. Para alguns, é uma questão de qual substância química se anexa em alguma parte do portão. Para outros, é uma mudança no equilíbrio entre positivo e negativo que os fazem abrir ou fechar. No neurônio, tem muitos desses portões, incluindo os portões de sódio e potássio. Ambos respondem à mudanças no equilíbrio entre negativo e positivo.
fechado aberto
Um exemplo de portão químico são os locais receptores nos dendritos de um neurônio: Quando uma substância química chamada neurotransmissor se anexa num ponto do portão, ele abre para permitir que íons de sódio entrem na célula.
fechado aberto
Outros canais iônicos são chamados de bombas. Elas usam energia fornecida pela célula para de fato bombear íons para dentro ou fora da célula, à força de certa forma. Os melhores exemplos são as bombas de sódio-potássio nas membranas do neurônio. Essas bombas empurram íons de sódio para fora da célula, e puxam os íons de potássio (K+) para dentro da célula. Elas estão na verdade mantendo o desequilíbrio dessas substâncias.
bomba de íon
Se você está alerta, notou que ambos os íons de sódio e potássio são positivos. Neurônios tem, na verdade, uma forte carga negativa dentro deles, em contraste com a carga positiva do lado de fora. Isso acontece por causa de outras moléculas chamadas ânions. Elas são carregadas negativamente, mas são grandes demais para sair por quaisquer canais. Elas ficam inertes e dão uma carga negativa para a célula.
Então, quando um axônio está em repouso, os ânions dão a ele uma carga negativa, as bombas de sódio mantêm o sódio fora e o potássio dentro, e os portões de sódio e de potássio estão todos fechados. Por causa da diferença de positivo e negativo entre o lado de dentro e o lado de fora, esse estado de repouso é chamado de potencial de repouso. A palavra potencial se refere ao fato de que há um potencial para mudança aqui. Nós usamos o mesmo termo para se referir a uma bateria que não está sendo conectada a nada: Ela também tem um potencial de repouso.
Quando mudanças ocorrendo nas membranas dos dendritos e do corpo celular chegam ao axônio, os portões de sódio respondem: alguns deles abrem e deixam íons de sódio entrar, para que o interior da célula fique menos negativo. Se isso atingir certo nível, chamado limiar, mais portões de sódio respondem e deixam mais íons entrarem...
Então temos o que é chamado de potencial de ação -- uma troca de íons em movimento que corre ao longo da extensão do axônio. Tantos íons de sódio entram que, por um período muito pequeno, a diferença entre o lado de fora e o lado de dentro é revertida: O interior é positivo e o exterior negativo.
Então a situação muda: Os portões de sódio se fecham e os de potássio abrem. Potássio corre para fora da célula, que traz a carga dentro da célula de volta para onde estava -- negativo no interior e positivo no exterior.
Perceba, no entanto, que o sódio agora está dentro da célula e o potássio está fora, ou seja, ele estão nos lugares errados. Então, as bombas de sódio-potássio voltam a trabalhar e bombeiam o sódio para fora e o potássio para dentro, e as coisas voltam para onde começaram.
Isso tudo acontece em um pequeno segmento do axônio por vez: Sódio entra na seção um; que estimula o potássio a começar a sair na seção um e o sódio a começar a entrar na seção dois; que por sua vez desencadeia o potássio a sair na seção dois e o sódio a entrar na seção três; e assim por diante -- como uma fileira de dominós caindo.
Nesse pequeno gráfico, representando o axônio, o vermelho representa o sódio fluindo para dentro e o laranja representa o potássio fluindo para fora:
Incrível, não é?
Texto original: http://webspace.ship.edu/cgboer/actionpot.html
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