E2 Geração de potencial de ação (modelo Hodgkin-Huxley)

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O potencial de ação é uma despolarização transitória e regenerativa da membrana neuronal, gerada pela abertura e fechamento sequenciais, dependentes da voltagem, dos canais de sódio e potássio nessa membrana.

O modelo de Hodgkin-Huxley descreve a corrente total que atravessa a membrana neuronal durante o potencial de ação como a soma de três correntes distintas: uma corrente de sódio rápida, governada por um portão de ativação e um portão de inativação específicos dos canais de sódio; uma corrente de potássio mais lenta, governada por um portão de ativação específico dos canais de potássio; e uma corrente de fuga passiva, que não é regulada por um portão. Cada um desses portões de ativação e inativação possui uma cinética que depende da voltagem instantânea da membrana neuronal.

Cada portão de ativação ou inativação da membrana neuronal relaxa exponencialmente em direção a um valor de estado estacionário que depende da voltagem da membrana neuronal, e o faz com uma constante de tempo que também depende dessa mesma voltagem: quanto menor essa constante de tempo, mais rápido o portão se aproxima de seu valor de estado estacionário em resposta a uma mudança de voltagem.

O relaxamento dos diferentes canais em direção aos seus valores de estado estacionário é o que produz, sequencialmente, as diferentes fases do potencial de ação da membrana neuronal: primeiro, a abertura do canal de sódio produz a fase de despolarização rápida; em seguida, a inativação desse mesmo canal de sódio, juntamente com a posterior ativação do canal de potássio, produz a repolarização da membrana neuronal; e, finalmente, enquanto o canal de sódio ainda não se recuperou, a membrana neuronal passa por um período refratário durante o qual não pode gerar um novo potencial de ação.

Este modelo do potencial de ação utiliza as mesmas variáveis ​​já definidas para a membrana neuronal em repouso: o potencial de membrana observado, a capacitância da membrana neuronal, a condutância de cada canal iônico, o potencial de Nernst de cada íon e uma corrente externa aplicada a partir do exterior da membrana neuronal. A diferença reside no fato de que, neste modelo do potencial de ação, a condutância de cada canal iônico deixa de ser constante e passa a depender tanto do tempo quanto da voltagem da membrana neuronal, através dos canais de ativação e inativação descritos anteriormente. Em resumo, é essa mesma membrana neuronal, com seus canais de sódio e potássio regulados por canais dependentes de voltagem, que gera o potencial de ação, com suas fases de rápida despolarização, repolarização e período refratário.

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