Sinalização Neuronal: Como os Potenciais de Ação se Propagam ao Longo de um Neurônio

O potencial de ação é o sinal elétrico fundamental do sistema nervoso—uma reversão rápida, tudo-ou-nada do potencial de membrana que viaja ao longo do axônio sem decréscimo.

Sequência Passo a Passo

1. Potencial de Repouso (~–70 mV): Mantido pela Na⁺/K⁺-ATPase (3 Na⁺ para fora, 2 K⁺ para dentro) e canais de vazamento de K⁺. Interior negativo.
2. Despolarização (Estímulo): Potencial graduado abre canais de Na⁺ dependentes de voltagem. Influxo de Na⁺ (descida do gradiente eletroquímico) torna o interior menos negativo.
3. Limiar e Fase de Subida: Em ~–55 mV, abertura massiva de canais de Na⁺ → influxo explosivo de Na⁺ → o potencial de membrana inverte para ~+30 mV (sobressalto).
4. Fase de Queda (Repolarização): Canais de Na⁺ inativam; canais de K⁺ dependentes de voltagem abrem (atrasados) → efluxo de K⁺ restaura a negatividade.
5. Hiperpolarização (Undershoot): Canais de K⁺ permanecem abertos brevemente → o potencial cai para ~–80 mV (mais negativo que o repouso).
6. Períodos Refratários:
   • Absoluto: Canais de Na⁺ inativados; nenhum novo AP possível (garante propagação unidirecional).
   • Relativo: Hiperpolarizado; estímulo mais forte necessário.
7. Restauração: Na⁺/K⁺-ATPase restaura gradientes iônicos.

Propagação

O fluxo de corrente local da membrana ativa para a membrana inativa adjacente despolariza o próximo segmento até o limiar. Mielina (oligodendrocitos/SNC, células de Schwann/SNP) permite condução saltatória—AP salta entre os nódulos de Ranvier—aumentando a velocidade (até 120 m/s) e a eficiência energética.

Relevância Clínica

• Canalopatias (Naᵥ1.1, Kᵥ1.1, Caᵥ2.1) → epilepsia, ataxia, enxaqueca.
• Desmielinização (EM) → bloqueio de condução, velocidade reduzida.
• Anestésicos locais bloqueiam canais de Na⁺.
• Neurotoxinas (tetrodotoxina, saxitoxina) bloqueiam canais de Na⁺; toxinas de escorpião retardam a inativação.