canais de sódio, potássio e cálcio

impulsos nervosos consistem numa onda de despolarização/re-polarização de membranas transitórias que atravessa a célula nervosa, e é designado um potencial de ação. Como vimos no Capítulo 9, de Sódio e de Potássio – Canais e Bombas, Alan Hodgkin e Andrew Huxley demonstrado em 1952 que um microeletrodo implantado no axônio gigante (o longo processo que emana do corpo de uma célula nervosa) do squid,3 pode gravar um potencial de ação (Hodgkin e Huxley, 1952, Fig. 9.1). No limiar de excitação, os canais Na+ começam a abrir, seguido pela subsequente abertura dos canais K+. À medida que os na+ ions entram, os K+ ions saem da célula. O resultado é que na primeira ~0.5 ms, o potencial de membrana Aumenta do potencial de repouso de cerca de -60 mV para cerca de +30 mV. Os canais de Na+ agora se tornam refratários, e não mais Na+ entra na célula, enquanto K+ continua a deixar a célula, causando uma rápida repolarização, o que permite que a membrana potencial para exceder o potencial de repouso (hiperpolarização) antes de recuperar ao seu valor inicial. Os canais iónicos na+ E K+ de voltagem através das membranas axonais criam os potenciais de Acção (essencialmente gradientes electroquímicos) que permitem a transferência de informação e também regulam a função celular.os neurónios de mamíferos expressam um grande repertório de canais iónicos dependentes da voltagem (VDICs), que mostram uma riqueza de comportamentos de disparo numa vasta gama de estímulos e frequências de disparo, garantindo assim as propriedades eléctricas intrínsecas e o processamento e transmissão rápidos de sinais sinápticos nos neurónios de mamíferos. A maioria dos VDICs são seletivos para Na+, K+ e Ca2+ ions, e eles estão localizados em locais específicos no corpo celular neuronal, dendrites e axons. A colocação seletiva de tipos específicos de VDIC em locais precisos em neurônios de mamíferos, e sua regulação dinâmica através de vias locais de sinalização, permite a complexidade da função neuronal que está subjacente à função cerebral.

Vdics de potássio de mamíferos (canais Kv) consistem em conjuntos tetraméricos de seis subunidades α transmembranares, cada um associado com uma subunidade β auxiliar. O genoma humano contém um total de 40 genes que codificam subunidades do canal α de potássio Kv. Alguns desses genes geram mensagens que estão sujeitas a splicing alternativo. No cérebro dos mamíferos, a expressão de muitas dessas subunidades do canal KV α é restrita aos neurônios, embora as células gliais possam expressar um subconjunto do repertório neuronal. Os canais Kv têm entre os mais diversos padrões de segregação subcelular. Os canais Kv1 são predominantemente localizados em axons. Canais Kv1 são encontrados predominantemente em axônios e terminais nervosos, canais Kv2 nos corpos celulares e dendrites, canais Kv3 nos domínios dendrítico ou axonal, dependendo da subunidade e tipo celular e canais Kv4 estão concentrados em membranas dendríticas do corpo celular.como vimos no Capítulo 9, canais e bombas de sódio e potássio, os canais de sódio (canais Nav) consistem numa subunidade α formadora de poros, o que é suficiente para a expressão funcional, associada a subunidades β auxiliares que modificam tanto a cinética como a dependência de voltagem do canal. São conhecidas nove isoformas do canal Nav mamífero, das quais Nav1.1 e Nav1.3 estão predominantemente localizadas em corpos celulares neuronais e dendritos proximais, onde controlam a excitabilidade neuronal definindo o limiar de ação potencial de iniciação e propagação para os compartimentos dendrítico e axonal. A Nav1. 2 é predominantemente expressa em axônios não-mielinados, onde conduz potenciais de ação. Nav1. 6 é proeminentemente encontrado em nós de Ranvier, onde propaga potenciais de ação, e em segmentos iniciais axon, onde potenciais de ação iniciam. Modulação das correntes Nav1 é sem dúvida importante in vivo, e mutações que sutilmente alteram a função do canal Nav1 podem levar a doenças humanas de hiperexcitabilidade, como a epilepsia.os canais de cálcio (canais da Cav) mediam o influxo de cálcio nas células neuronais em resposta à despolarização da membrana, mediando uma vasta gama de processos intracelulares, tais como a activação de enzimas dependentes do cálcio, transcrição genética e exocitose/secreção de neurotransmissores. Sua atividade é um requisito essencial para o acoplamento de sinais elétricos na membrana plasmática neuronal a eventos fisiológicos dentro das células. A caracterização bioquímica dos canais de Cav do cérebro nativo revelou que, além da grande subunidade principal α1, existem também numerosas subunidades auxiliares. A subunidade α1 é a maior e principal subunidade, contendo o poro de condução iónica, o sensor de tensão de membrana e o aparelho de regulação. Foram identificadas e caracterizadas várias subunidades α1 diferentes no sistema nervoso mamífero, cada uma com funções fisiológicas específicas e propriedades electrofisiológicas e farmacológicas.