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Período refratário

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição

O período refratário de um neurônio é o tempo em que uma célula nervosa é incapaz de disparar um potencial de ação (impulso nervoso). Existem dois subconjuntos em termos de neurônios: período refratário absoluto e período refratário relativo. O primeiro descreve a incapacidade de enviar um novo impulso quando os canais de sódio que precedem esse impulso são inativados. Períodos refratários relativos descrevem um intervalo imediatamente após o tipo absoluto, onde um segundo impulso é inibido apenas. Mesmo assim, transmitir esse segundo impulso é possível, mas apenas se o estímulo for grande o suficiente.

O que é um período refratário?

Para entender o período refratário, você precisa saber como as mensagens elétricas são transferidas da célula nervosa para a célula nervosa ou da célula nervosa para outras células de tecido.

Potenciais de ação

Os neurônios são parte integrante dos sistemas nervosos centrais e periféricos. Um neurônio típico é composto por um soma (corpo celular), dendritos e um axônio. Existem muitos tipos diferentes de células nervosas; Um neurônio genérico recebe sinais químicos por meio de neurotransmissores que chegam aos dendritos e encaminha esses sinais pelo axônio para a próxima célula por meio de impulsos elétricos.

Os dendritos podem ser imaginados como galhos de árvores que absorvem energia e nutrientes do meio ambiente. Os galhos enviam energia (e nutrientes) ao longo do tronco da árvore – o axônio.

Os neurônios são células eletricamente excitáveis. Quando estimulado, a tensão ao longo da membrana celular muda uma seção de cada vez na direção da célula alvo. Quando um neurônio é estimulado, a mudança de tensão subsequente se move ao longo do axônio. Essa mudança de tensão é chamada de potencial de ação.

Uma vez que um potencial de ação atinge o final do axônio em um local chamado Terminal, que o neurônio libera neurotransmissores (produtos químicos) para o próximo neurônio ou célula alvo – geralmente uma célula muscular. Se a célula alvo for outro neurônio, isso absorve neurotransmissores de sinalização por meio dos dendritos.

Entre o terminal do neurônio anterior e o dendrito do próximo, há uma lacuna chamada fenda sináptica. Os neurotransmissores devem flutuar por essa lacuna para encaminhar uma mensagem. Essas mensagens químicas excitam ou inibem o neurônio receptor. Se excitado, o neurônio receptor gera um potencial de ação próprio.

Canais de íons

Um axônio possui vários canais executando sua membrana. Isso inclui canais de íons de sódio (Na+) e potássio (K+). Cargas elétricas ou sinalização química aberta e fecham esses canais.

À medida que os canais de íons se abrem ou fecham, a carga elétrica nas superfícies internas e externas da membrana dos neurônios muda. Isso não ocorre de uma só vez, mas seção por seção.

Nos neurônios mielinizados, onde a membrana celular é coberta por uma bainha de proteína espessa, isso não é possível. A bainha impedia que os canais de íons funcionassem se fossem colocados sob uma cobertura tão espessa. Em vez disso, as mudanças na tensão da membrana continuam sendo transmitidas por canais de íons localizados nos nós de Ranvier – áreas não mielinizadas. Com uma concentração diferente de íons dentro e fora do citoplasma neuronal, os íons são incentivados a entrar ou sair da célula para alcançar o equilíbrio.

Quando os canais de Na+ se abrem no início de um potencial de ação, os íons Na+ de fora da célula inundam; Essa parte do neurônio se torna positivamente carregada. Quando os canais de K+ se abrem, os íons K+ de dentro da célula inundam e essa parte da membrana dos neurônios se torna mais negativa. São esses mecanismos que alteram a tensão da membrana celular.

Um potencial de ação raramente viaja para trás graças ao período refratário. Depois que os canais de íons fecharem, eles precisam de tempo para reabrir. Isso significa que a carga negativa produzida em um ponto da membrana celular é atraída pela carga positiva da próxima porção. A carga negativa estimula uma reação do próximo grupo de canais de íons e o potencial de ação viaja ao longo do axônio.

Fases em potencial de ação

No estado de repouso (potencial de repouso), o interior do neurônio que fica próximo à membrana é mais negativo que seu ambiente extracelular. Normalmente, a tensão de um neurônio em repouso é de -60 a -70 milivolts (MV). Essa tensão flutua de acordo com a força de um estímulo recebido. No entanto, para um neurônio transmitir um potencial de ação, o espaço intracelular mais próximo da membrana deve primeiro atingir um nível limite de –55 mV. Se isso não for alcançado, um potencial de ação não poderá ser iniciado.

Uma vez que o lado intracelular da membrana dos neurônios atinge –55mv, os canais de íons Na+ posicionados mais próximos dos dendritos se abrem. Os íons de sódio entram na célula; O espaço intracelular circundante se torna mais positivamente carregado. Isso é chamado de fase de despolarização. A despolarização ocorre ao longo do axônio em uma forma de onda. Esta fase descreve o potencial da membrana se tornando mais positivo que o estado de repouso.

Lembre -se de que os íons de sódio são mais comumente posicionados fora da membrana e, quando entram no neurônio, suas cargas positivas aumentam essa parte da membrana dentro da célula; Os íons de potássio carregados positivamente são mais comumente encontrados dentro da célula e, quando inundam, o lado interno da membrana se torna mais carregado negativamente.

Uma vez que a tensão intracelular do neurônio atinge aproximadamente+ 30mV, os canais de íons Na+ naquela parte da membrana começam a fechar e os canais de íons K+ se abrem.

Os íons potássio inundam o neurônio e no espaço extracelular. Esta é a fase de repolarização. Novamente, a repolarização ocorre em ondas ao longo da membrana do axônio. Esta fase descreve o potencial da membrana se tornando mais negativo do que durante a despolarização.

Como em todas as vias neurológicas, o interruptor on-off não é infalível; Em vez de parar imediatamente à medida que o potencial de repouso é alcançado, os íons continuam a se mover por seus canais por um tempo muito curto. Durante esse período, essa parte da membrana se torna hiperpolarizada – mais negativa que o potencial de repouso.

Na fase de hiperpolarização ou fase de superação, a superfície interna da membrana do neurônio atinge uma tensão de aproximadamente -70 a -75mV. Somente quando todos os canais de íons de potássio estiverem fechados, os valores do estado de repouso serão alcançados.

Período refratário absoluto vs relativo

Com as informações acima, agora é possível entender a diferença entre o período refratário absoluto e o período refratário relativo. Em termos de um potencial de ação, períodos refratários impedem a sobreposição de estímulos.

Em teoria, cada potencial de ação exige que cerca de um milissegundo sejam transmitidos. Isso significa que poderíamos esperar que um único axônio encaminhe pelo menos mil potenciais de ação a cada segundo; Na realidade, esse número é muito menor. O período refratário absoluto dura aproximadamente um milissegundo; O período refratário relativo leva aproximadamente dois milissegundos.

Múltiplos potenciais de ação não ocorrem no mesmo neurônio exatamente ao mesmo tempo. Isso ocorre porque um neurônio experimenta duas situações diferentes nas quais é impossível ou difícil iniciar um segundo potencial de ação. Essas duas situações descrevem os dois tipos de períodos refratários.

Durante a fase de despolarização em que os canais de íons Na+ estão abertos, nenhum estímulo subsequente pode criar um efeito adicional. Um canal de íons não é aberto por graus – está aberto ou fechado. Este é o período refratário absoluto (ARP) de um potencial de ação. Um segundo potencial de ação “absolutamente” não pode ocorrer neste momento. Somente após o fechamento dos canais de íons Na+ nesta parte da membrana, eles podem reagir a um segundo estímulo.

O período refratário relativo (RRP) ocorre durante a fase de hiperpolarização. A membrana dos neurônios é mais negativamente carregada do que no estado de repouso; Os canais de íons K+ estão apenas começando a fechar. No entanto, todos os canais de íons de sódio estão fechados, por isso é – em princípio – possível iniciar um segundo potencial de ação. Isso requer um estímulo mais forte, pois o espaço intracelular é mais negativamente carregado. Para excitar um neurônio atingindo o nível limiar de –55 mV, é necessário um estímulo maior. Portanto, é ‘relativamente’ difícil, mas não impossível, iniciar um segundo potencial de ação durante o período relativo refratário.

O período refratário relativo é extremamente importante em termos de força de estímulo. A taxa na qual um neurônio transmite potenciais de ação decide o quão importante é esse estímulo. Não existe um potencial de ação fraco ou forte, pois todos exigem o mesmo nível de estímulo elétrico ou químico. O nível de limiar é alcançado e o neurônio dispara, ou não.

É a taxa de disparo não a força de disparo que causa efeitos diferentes. Por exemplo, em níveis baixos de luz, as células na retina do olho transmitem menos potenciais de ação do que na presença de luz brilhante. Vemos muito melhor quando os níveis de luz são altos, porque mais informações são passadas da retina para o cérebro em pouco tempo.

Período refratário eficaz

Em células de marcapasso cardíacas que agem de maneira muito semelhante aos neurônios, existe outro tipo de período refratário – o período refratário efetivo ou o ERP.

Esse tempo ocorre ao mesmo tempo que o ARP, mas termina imediatamente antes do RRP. É frequentemente ignorado nos livros didáticos, como é o caso na imagem acima. Devemos imaginar o período refratário absoluto que terminou um milímetro ou dois antes do período refratário relativo no diagrama acima. O período efetivo do refrator cobre o tempo todo no ARP, bem como nos milímetros finais.

Nesse ponto, os canais de íons de sódio foram fechados e é possível gerar um segundo potencial de ação. No entanto, diferentemente do RRP, o período refratário efetivo não permite a condução. Nesse caso, o ERP das células do miocárdio impede o coração de contrair prematuramente e perturbar o ritmo do coração.

Período refratário em psicologia

A palavra refratária significa teimosa ou resistente a um processo. Em termos de potenciais de ação e neurônios, isso é auto-explicativo. Um neurônio é resistente a um segundo potencial de ação durante períodos refratários.

Em psicologia, período refratário significa um atraso na resposta. Isso não tem algo a ver com nossa inteligência, mas nossos tempos de reação – esse período refratário tem, portanto, também a ver com nossas vias nervosas, mas em uma escala mais ampla. O período refratário psicológico (PRP) descreve a incapaz de reagir a um segundo estímulo, pois o corpo e/ou o cérebro ainda estão ocupados respondendo a um primeiro estímulo.

Por exemplo, ao beber álcool, nossas reações e reflexos são prejudicados. A presença de álcool junto com outra tarefa afeta nossa velocidade de reação. Se você dirigir um carro sob a influência e o carro à sua frente freios de repente, seu reflexo para frear será mais lento do que se não estiver bebendo. Se, como o carro nos freios da frente, um passageiro no carro faz uma pergunta, o motorista pode não ouvir. Como alternativa, o motorista pode ouvir a pergunta com muita clareza, mas não ver o carro na frente, parar de repente. Seu período refratário psicológico nos impede de processar duas tarefas ao mesmo tempo.

Outros usos relacionados à biologia para este termo existem. Um exemplo descreve a pausa entre o orgasmo masculino e uma segunda ereção. Muitos auxílios sexuais e medicamentos (como viagra) se concentram na tentativa de reduzir os períodos refratários nos homens.

Bibliografia

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Ropper AH, Samuels MA, Klein J, Prasad S. (2019). Adams e Princípios de Neurologia de Victor, décima primeira edição. Nova York, McGraw-Hill. Meriney SD, Faneslow E. (2019). Transmissão sináptica. Londres, Academic Press. Wardhan, R, Mudgal P. (2017). Livro de Biologia da Membrana. Cingapura, Springer

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