Gráfico de potencial de membrana vs tempo

Não! Um potencial de ação não atinge sua "altura", que é aproximadamente + 40mV, porque o potencial de ação causa a mesma alteração de milivolt a cada vez, mas sim devido às concentrações e equilíbrios de íons, que permaneceriam os mesmos, assumindo que a única coisa alterada foi o potencial de membrana em repouso. Deixe-me explicar mais. O potencial da membrana em um dado momento é influenciado principalmente pela presença dos seguintes íons: Na +, K +, Ca2 +, Cl- e vários ânions orgânicos no corpo, frequentemente indicados por A-. (Não consigo descobrir como usar o texto sobrescrito para as cobranças, portanto, apenas finja que são sobrescritos. Além disso, sugira edições ou envie-me uma mensagem se você souber como, eu realmente aprecio isso!) a qualquer momento é influenciado por esses íons individuais entrando e saindo de um neurônio e a taxa de movimento é influenciada pelos seguintes fatores:

  • Potenciais de equilíbrio individuais. Cada íon tem seu próprio potencial de equilíbrio individual, que seria o potencial de membrana de um neurônio se apenas um íon fosse capaz de entrar e sair do neurônio. Isso se baseia na concentração, na carga etc. (não irei detalhar detalhes de como isso é calculado, mas fique à vontade para conferir a Teoria: Nernst Equation, se você estiver curioso.) Cada íon idealmente quer tentar próprio potencial de equilíbrio, mas são todos diferentes (veja a coluna à direita na imagem abaixo).
  • Crédito da figura:

    Sinalização Elétrica por Neurônios
    • Força motriz. Como mencionado anteriormente, cada íon quer atingir seu próprio potencial de equilíbrio. No entanto, quanto mais o potencial de membrana de um neurônio estiver a qualquer momento, mais rápido / mais um íon se moverá pelos canais quando eles estiverem abertos, porque esse íon tem mais a "compensar", por assim dizer. (Mais informações: Força motriz eletroquímica agindo sobre íons)
    • Permeabilidade. Essa é a capacidade de um íon se mover para dentro ou para fora de um neurônio, determinado por quantos canais estão abertos, as bombas estão ativas, etc. Quanto mais maneiras um íon precisar se mover para dentro ou para fora de um neurônio, maior seu fator de permeabilidade é, e quanto mais rápido for capaz de avançar em direção ao seu potencial de equilíbrio. (Mais informações: Calculadora da Equação de Goldman-Hodgkin-Katz - PhysiologyWeb)

    Então, voltemos à questão do potencial de ação. A razão pela qual o pico do potencial de ação é de + 40mV é devido ao influxo e efluxo dos íons Na + e K + com base nos fatores mencionados acima.

    Crédito da figura:

    UM POTENCIAL DE AÇÃO

    Quando um potencial de ação começa, um pequeno aumento em milivolts (-70mV a -55mV) faz com que o limite mínimo de potencial de ação (-55mV) seja alcançado, fazendo com que os canais de Na + dependentes de voltagem sejam abertos. Neste ponto, o Na + entra porque todos os fatores mencionados estão contribuindo para um aumento no potencial da membrana: (1) o potencial de equilíbrio dos íons Na + é + 60mV, (2) o potencial atual da membrana em torno de -55mV (limiar para iniciar uma ação O potencial mencionado acima) está longe de +60, resultando em uma força motriz alta e (3) os íons Na + têm alta permeabilidade porque muitos canais de Na + dependentes de voltagem acabam de abrir.

    No entanto, à medida que o potencial de ação atinge + 40mV, algumas coisas acontecem: (1) a força motriz dos íons Na + diminui à medida que o potencial da membrana se aproxima do potencial de equilíbrio de + 60mV e (2) os canais de K + dependentes de tensão são abertos.

    Neste momento, à medida que o potencial de ação se aproxima de + 40mV, quando os canais de K + dependentes de tensão se abrem, o K + sai correndo porque todos os fatores mencionados estão contribuindo para uma diminuição no potencial de membrana: (1) o potencial de equilíbrio dos íons K + é de -94mV, (2) o potencial atual da membrana em torno de + 40mV está longe de -94mV, resultando em uma alta força motriz e (3) os íons K + têm alta permeabilidade, porque muitos canais de K + dependentes de voltagem acabam de abrir.

    Portanto, à medida que a força motriz dos íons Na + diminui à medida que o potencial da membrana atinge + 40mV e os canais K + se abrem com todos os fatores a favor do K + sair, o potencial da membrana começa a diminuir em vez de continuar a aumentar, resultando no pico de + 40mV para potenciais de ação.

    Logo após o potencial de membrana começar a diminuir de + 40mV, os canais de Na + dependentes de voltagem também se fecham, garantindo que esses íons não retornem à medida que sua força motriz aumenta devido à diminuição do potencial de membrana.

    Nenhum desses eventos e fatores que resultam em um pico de potencial de ação em + 40mV ocorre porque o potencial original da membrana em repouso era de -70mV. Supondo que todo o resto permaneça o mesmo (por exemplo: íons presentes no fluido intracelular e extracelular, concentrações de íons, canais abertos em repouso, etc.), um aumento único no potencial de repouso de -70mV a -50mV não alteraria o pico da ação potencial, permaneceria + 40mV devido aos fatores mencionados acima.

    O que seria potencialmente impactado se o potencial da membrana em repouso fosse de -50mV é a questão do limiar e da abertura dos canais de Na + dependentes de voltagem, que normalmente abrem em -55mV, resultando em um potencial de ação. Isso pode resultar em potenciais de ação em constante geração com um pico de + 40mV (após o período de refração para cada potencial de ação) ou apenas pode resultar na "quebra" do neurônio, por exemplo, e na falta de produção de qualquer. No entanto, não há como isso acontecer sem outras alterações, porque, assim como o pico do potencial de ação, o potencial da membrana em repouso também é baseado em todos os fatores acima, para que não mudem, a menos que as concentrações, os canais de íons se abram, ou algum outro fator desse tipo mudou. No entanto, essa é outra discussão inteiramente, mas espero que essa resposta tenha respondido à pergunta sobre o pico de + 40mV de um potencial de ação!