SISTEMA NERVOSO
O sistema nervoso, juntamente com o sistema
endócrino, capacitam o organismo a perceber as variações do meio
(interno e
externo), a difundir as modificações que essas variações produzem e a
executar
as respostas adequadas para que seja mantido o equilíbrio interno do
corpo (homeostase). São os sistemas envolvidos na coordenação e
regulação das
funções corporais.
No sistema
nervoso diferenciam-se duas linhagens celulares: os neurônios
e as células da glia (ou da neuróglia).
Os neurônios são as células responsáveis pela recepção e
transmissão dos estímulos do meio (interno e externo), possibilitando ao
organismo a execução de respostas adequadas para a manutenção da
homeostase.
Para exercerem tais funções, contam com duas propriedades
fundamentais: a irritabilidade (também
denominada excitabilidade ou responsividade) e a condutibilidade.
Irritabilidade é a capacidade que permite a uma célula
responder a estímulos, sejam eles internos ou externos. Portanto,
irritabilidade não é uma resposta, mas a
propriedade que torna a célula apta a responder. Essa propriedade é inerente
aos vários tipos celulares do organismo. No entanto, as respostas emitidas
pelos tipos celulares distintos também diferem umas das outras. A resposta
emitida pelos neurônios assemelha-se a uma corrente elétrica transmitida ao
longo de um fio condutor: uma vez excitados pelos estímulos, os
neurônios transmitem essa onda de excitação - chamada de impulso nervoso -
por toda a sua extensão em grande velocidade e em um curto espaço de tempo. Esse fenômeno deve-se à propriedade de condutibilidade.
Para compreendermos melhor as funções de coordenação e
regulação exercidas pelo sistema nervoso, precisamos primeiro conhecer a
estrutura básica de um neurônio e como a mensagem nervosa é
transmitida.
Um neurônio é uma célula composta
de um corpo celular (onde está o núcleo, o citoplasma e o
citoesqueleto), e de finos
prolongamentos celulares denominados neuritos, que podem ser
subdivididos em dendritos e axônios.
Os dendritos são prolongamentos geralmente muito ramificados e que
atuam como receptores de estímulos, funcionando portanto, como
"antenas" para o neurônio. Os axônios são prolongamentos longos
que atuam como condutores
dos impulsos nervosos. Os axônios podem se ramificar e essas
ramificações são chamadas de colaterais. Todos os axônios têm um
início (cone de implantação), um meio (o axônio propriamente dito) e um
fim (terminal axonal ou botão terminal). O terminal axonal é o
local onde o axônio entra em contato com outros neurônios e/ou outras
células e passa a informação (impulso nervoso) para eles. A região de
passagem do impulso nervoso de um neurônio para a célula adjacente chama-se sinapse.
Às vezes os axônios têm muitas ramificações em suas regiões terminais e
cada ramificação forma uma sinapse com outros dendritos ou corpos celulares.
Estas ramificações são chamadas coletivamente de arborização terminal.
Os
corpos celulares dos neurônios são geralmente encontrados em áreas restritas do
sistema nervoso, que formam o Sistema Nervoso Central (SNC), ou nos
gânglios nervosos, localizados próximo da coluna vertebral.
Do
sistema nervoso central partem os prolongamentos dos neurônios, formando
feixes chamados nervos, que
constituem o Sistema Nervoso Periférico (SNP).
O axônio está envolvido por um dos tipos celulares
seguintes: célula
de Schwann (encontrada apenas no SNP) ou oligodendrócito
(encontrado apenas no SNC) Em muitos axônios, esses
tipos celulares determinam a formação da bainha de mielina - invólucro
principalmente lipídico (também possui como constituinte a chamada proteína
básica da mielina) que atua como isolante térmico e facilita a transmissão do
impulso nervoso. Em axônios mielinizados existem regiões
de descontinuidade da bainha de mielina, que acarretam a existência de uma
constrição (estrangulamento) denominada nódulo de Ranvier.
No
caso dos axônios mielinizados envolvidos pelas células de Schwann, a
parte celular da bainha de mielina, onde estão o citoplasma e o
núcleo desta célula, constitui o chamado neurilema.
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A
membrana plasmática do neurônio transporta alguns íons ativamente, do líquido extracelular
para o interior da fibra, e outros, do interior, de volta ao líquido
extracelular. Assim funciona a bomba de sódio e potássio, que
bombeia ativamente o sódio para fora, enquanto o potássio é bombeado
ativamente para dentro.Porém esse bombeamento não é eqüitativo: para
cada três íons sódio bombeados para o líquido extracelular, apenas
dois íons potássio são bombeados para o líquido intracelular.
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Somando-se
a esse fato, em repouso a membrana da célula nervosa é praticamente
impermeável ao sódio, impedindo que esse íon se mova a favor de seu
gradiente de concentração (de fora para dentro); porém, é muito permeável ao potássio, que, favorecido pelo
gradiente de concentração e pela permeabilidade da membrana, se difunde
livremente para o meio extracelular.
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Em repouso: canais de sódio
fechados. Membrana é praticamente impermeável ao sódio, impedindo
sua difusão a favor do gradiente de concentração.
Sódio é bombeado ativamente para
fora pela bomba de sódio e potássio.
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Como a saída de sódio não é acompanhada pela entrada de
potássio na mesma proporção,
estabelece-se uma diferença de cargas elétricas entre os meios intra e
extracelular: há déficit de cargas positivas dentro da célula e as
faces da membrana mantêm-se eletricamente carregadas.
O potencial eletronegativo criado no interior da fibra nervosa devido à bomba de sódio e
potássio é chamado potencial de repouso da membrana, ficando o exterior
da membrana positivo e o interior negativo. Dizemos, então, que a
membrana está polarizada.
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Meio interno
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Ao
ser estimulada, uma pequena região da membrana torna-se permeável
ao sódio (abertura dos canais de sódio). Como a concentração
desse íon é maior fora do que dentro da célula, o sódio
atravessa a membrana no sentido do interior da célula. A entrada de
sódio é acompanhada pela pequena saída de potássio. Esta
inversão vai sendo transmitida ao longo do axônio, e todo esse
processo é denominado onda de despolarização. Os impulsos
nervosos ou potenciais de ação são causados pela
despolarização da membrana além de um limiar (nível crítico
de despolarização que deve ser alcançado para disparar o
potencial de ação). Os potenciais de ação assemelham-se em
tamanho e duração e não diminuem à medida em que são conduzidos
ao longo do axônio, ou seja, são de tamanho e duração
fixos. A aplicação de uma despolarização crescente a um
neurônio não tem qualquer efeito até que se cruze o limiar e,
então, surja o potencial de ação. Por esta razão, diz-se que os
potenciais de ação obedecem à "lei do tudo ou nada".
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Meio
externo
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Imediatamente
após a onda de despolarização ter-se propagado ao longo da fibra
nervosa, o interior da fibra torna-se carregado positivamente, porque um
grande número de íons sódio se difundiu para o interior. Essa
positividade determina a parada do fluxo de íons sódio para o interior
da fibra, fazendo com que a membrana se torne novamente impermeável a
esses íons. Por outro lado, a membrana torna-se ainda mais permeável ao
potássio, que migra para o meio interno. Devido à alta concentração
desse íon no interior, muitos íons se difundem, então, para o lado de
fora. Isso cria novamente eletronegatividade no interior da membrana e
positividade no exterior – processo chamado repolarização, pelo
qual se reestabelece a polaridade normal da membrana. A repolarização
normalmente se inicia no mesmo ponto onde se originou a despolarização,
propagando-se ao longo da fibra. Após a repolarização, a bomba de sódio
bombeia novamente os íons sódio para o exterior da membrana, criando um
déficit extra de cargas positivas no interior da membrana, que se torna
temporariamente mais negativo do que o normal. A eletronegatividade
excessiva no interior atrai íons potássio de volta para o interior (por
difusão e por transporte ativo). Assim, o processo traz as diferenças iônicas
de volta aos seus níveis originais.
Para transferir informação de um ponto para outro no
sistema nervoso, é necessário que o potencial de ação, uma vez gerado,
seja conduzido ao longo do axônio. Um potencial de ação iniciado em uma
extremidade de um axônio apenas se propaga em uma direção, não
retornando pelo caminho já percorrido. Conseqüentemente, os
potenciais de ação são unidirecionais - ao que chamamos condução
ortodrômica. Uma vez que a membrana axonal é excitável ao longo de
toda sua extensão, o potencial de ação se propagará sem decaimento.
A velocidade com a qual o potencial de ação se propaga ao longo do
axônio depende de quão longe a despolarização é projetada à frente
do potencial de ação, o que, por sua vez, depende de certas
características físicas do axônio: a velocidade de condução do
potencial de ação aumenta com o diâmetro axonal. Axônios com menor
diâmetro necessitam de uma maior despolarização para alcançar o limiar
do potencial de ação. Nesses de axônios, presença de bainha de mielina
acelera a velocidade da condução do impulso nervoso. Nas
regiões dos nódulos de Ranvier, a onda de despolarização
"salta" diretamente de um nódulo para outro, não acontecendo
em toda a extensão da região mielinizada (a mielina é isolante).
Fala-se em condução saltatória e com isso há um considerável aumento
da velocidade do impulso nervoso.
O percurso do impulso nervoso no neurônio é sempre no sentido
dendrito è corpo celular è
axônio.
