Neurónio
Referência : Moreira, C., (2013) Neurónio, Rev. Ciência Elem., V1(1):008
Autor: Catarina Moreira
Editor: José Feijó
DOI: [http://doi.org/10.24927/rce2013.008]
É uma célula nervosa, estrutura básica do sistema nervoso, comum à maioria dos vertebrados. Os neurónios são células altamente estimuláveis, que processam e transmitem informação através de sinais electro-químicos. Uma das suas características é a capacidade das suas membranas plasmáticas gerarem impulsos nervosos. A maioria dos neurónios, tipicamente, possui o corpo celular e dois tipos de prolongamentos citoplasmáticos, as dendrites e os axónios.
- corpo celular: contém o núcleo e a maior parte dos organelos. É nesta parte onde ocorre a síntese proteica.
- dendrites: são prolongamentos finos, geralmente ramificados, que recebem e conduzem os estímulos provenientes de outros neurónios ou de células sensoriais.
- axónio: é o prolongamento, geralmente, mais longo que transmite os impulsos nervosos provenientes do corpo celular. O comprimento do axónio varia muito entre os diferentes tipos de neurónios. Nos vertebrados e em alguns invertebrados os axónios são cobertos por uma bainha isolante de mielina, tomando a designação de fibra nervosa.
- terminações do axónio: contêm sinapses, estruturas especializadas onde são libertadas susbtâncias químicas, neurotransmissores, que estabelecem a comunição com as dendrites ou corpo celular de outros neurónios.
Figura 1. Esquema representativo de um neurónio típico. a. Dendrite b. Soma c. Núcleo d. Axónio e. Bainha de mielina f. Célula de Schwann g. Nódulo de Ranvier h. Axónio terminal
Quando a terminação do axónio de um neurónio estabelece ligações com as dendrites ou corpo celular de um outro neurónio, as membranas modificam-se e formam uma sinapse, que permite que o impulso nervoso seja conduzido de um neurónio para o seguinte. Quando o impulso nervoso chega à terminação do axónio que forma uma sinapse libertam-se neurotransmissores a partir da membrana pré-sináptica que atravessam a fenda sináptica e se ligam aos receptores da membrana pos-sináptica do neurónio seguinte. Os neurónios no entanto não são as únicas células do sistema nervoso, as células de glia funcionam como suporte físico dos neurónios e auxiliam as ligações durante o desenvolvimento embrionário. Existem vários tipos de células de glia: as células de Schwann no sistema nervoso periférico, os oligodendrócitos no sistema nervoso central. Muitas células gliais fornecem nutrientes aos neurónios enquanto outras consomem partículas estranhas e resíduos celulares. Outra das suas funções é a manutenção dos níveis iónicos à volta dos neurónios. Embora não tenham axónios e não transmitam por isso impulsos nervosos, as células gliais comunicam entre si electricamente através das “gap junction”, que permitem o fluxo iónico entre células.
Como em todas as células, o citoplasma do neurónio tem um excesso de carga negativa. A voltagem no interior do neurónio é geralmente 60-70 milivolts (mV) mais negativa que o exterior da célula. Esta diferença de carga entre o meio extracelular e o meio intracelular gera uma diferença de potencial eléctrico entre as duas faces da membrana – potencial de membrana, que quando a célula não está a transmitir impulsos nervosos é da ordem dos -70 mV – potencial de repouso. O sinal negativo indica como referido anteriormente que o interior da células tem maior carga negativa do que o exterior. O neurónio é sensível a qualquer factor químico ou físico que provoque uma alteração no potencial de repouso da membrana. A alteração mais extrema que pode ocorrer no potencial de membrana é o impulso nervoso (ou potencial de acção), que é uma rápida alteração do potencial eléctrico, em que por breves instantes (1 ou 2 milisegundos) o interior da célula torna-se mais positivo que o exterior.
As membranas plasmáticas dos neurónios são constituídas por uma bicamada fosfolipídica impermeável aos iões, como nas outras células, mas possuem proteínas que funcionam como canais ou bombas iónicas. O potencial de repouso deve-se sobretudo à diferença de concentração dos iões sódio Na+ e potássio K+ dentro e fora da célula. Diferença essa que é mantida pelo funcionamento dos canais e das bombas de sódio e potássio, que bombeiam sódio para o meio externo e potássio para o meio interno, com consumo de ATP, contrariando a difusão passiva destes iões.
A bomba de sódio e potássio transporta 3 Na+ por cada 2 K+ , a quantidade de iões K+ que sai da célula (por transporte passivo) é superior à quantidade de iões Na+ que entra na célula, criando-se um défice de cargas positivas na célula relativamente ao exterior.
Os canais que existem na membrana celular permitem a passagem de K+ e Na+ de forma passiva. Quando o neurónio está em repouso, os canais estão fechados e abrem quando a célula é estimulada, permitindo uma rápida entrada de Na+, e uma alteração do potencial de membrana de -70 mV para + 35 mV, chamando-se a esta diferença potencial despolarização. A rápida alteração do potencial eléctrico que ocorre durante a despolarização designa-se por potencial de acção e é da ordem dos 105 mV. Quando o potencial de acção atinge o seu máximo durante a despolarização, aumenta a permeabilidade da membrana ao K+, e a permeabilidade dos canais ao Na+ volta ao normal. Dá-se uma quebra no potencial de membrana até atingir o seu valor de repouso, chamando-se a esta diferença potencial, repolarização.
A transmissão de um impulso nervoso é um exemplo de uma resposta do tipo “tudo-ou-nada”, isto é, o estímulo tem de ter uma determinada intensidade para gerar um potencial de acção. O estímulo mínimo necessário para desencadear um potencial de acção é o estímulo limiar, e uma vez atingido este limiar, o aumento de intensidade não produz um potencial de acção mais forte mas sim um maior número de impulsos por segundo. O potencial de acção gerado na membrana estimulada propaga-se à área vizinha, conduzindo à sua despolarização e assim por diante. Estas sucessivas despolarizações e repolarizações ao longo da membrana do neurónio constituem o impulso nervoso, cuja propagação se faz num único sentido, das dendrites para o axónio.
A velocidade de transmissão do impulso nervoso varia muito entre neurónios e espécies diferentes. Por exemplo, nas anémonas em geral a velocidade é da ordem dos 0.1 m/s, enquanto que nos neurónios motores de alguns mamíferos é da ordem dos 120m/s. estas diferenças na velocidade de transmissão estão relacionadas com a estrutura do axónio:
- diâmetro: pequenos diâmetros apresentam maior resistência logo o impulso é transmitido mais lentamente
- bainha de mielina: nos vertebrados embora os axónios tenham diâmetros inferiores aos dos invertebrados, a elevada velocidade de propragação do impulso é garantida pela presença da bainha de mielina, formada por células de Schwann que envolvem o axónio. As interrupções entre células de Schwann na bainha de mielina, são designadas por nódulos de Ranvier.
Em axónios mielinizados, o potencial de acção apenas despolariza a membrana na região dos nódulos de Ranvier, uma vez que a bainha actua como um isolante impedindo a despolarização nas restantes zonas. A rápida propagação é atingida pois o impulso salta de um nódulo para o outro.
A passagem do impulso nervoso de uma célula para a outra faz-se através das sinapses.
Palavras chave: corpo celular, axónio, dendrite, sinapse, neurotransmissor, impulso nervoso, potencial de acção
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Criada em 20 de Outubro de 2009
Revista em 13 de Setembro de 2010
Aceite pelo editor em 15 de Setembro de 2010
