Coleção Netter de Ilustrações Médicas, Volume 7: Sistema Nervoso, Cérebro Parte I

Soma de excitação e inibição

FIGURA 2-16

 

Soma de excitação e inibição A soma de excitação e inibição é o princípio vital em que se baseia o

funcionamento do SNC. A ilustração mostra as várias alterações do

potencial intracelular, observadas durante a soma temporal e espacial de

excitação e inibição, como traçados de voltagem versus tempo semelhantes

aos produzidos por um osciloscópio.

O princípio de soma relaciona-se ao fato de que um neurônio possui

tipicamente um grande número de terminais sinápticos (botões) que

terminam nele; isoladamente, cada botão é capaz de produzir somente um

pequeno potencial sináptico. O pequeno potencial pós-sináptico excitatório

(PPSE), produzido por um único terminal excitatório, não é suficiente para

despolarizar o neurônio motor até seu ponto de limiar. Para a

despolarização supralimiar ser produzida, deve ocorrer ou a soma temporal

ou a espacial.

A soma temporal ocorre quando uma rajada de potenciais de ação

alcança um terminal de fibra nervosa. Se o terminal for excitatório, o

primeiro potencial de ação na rajada produz um PPSE despolarizante no

neurônio motor que começa a decair na direção do potencial de repouso.

Antes de se completar o decaimento, outro potencial de ação chega no

terminal e evoca um segundo PPSE. A despolarização causada por esse

PPSE acrescenta-se à despolarização residual remanescente do primeiro

PPSE e desloca o potencial de membrana mais próximo do nível de limiar.

Finalmente, o PPSE evocado por um terceiro potencial de ação acrescenta

sua despolarização àquela produzida pelos dois primeiros para impulsionar

o potencial de membrana além do nível de limiar e deflagrar um potencial

de ação no neurônio motor. Portanto, devido à soma temporal, uma rajada

de potenciais de ação em uma fibra excitatória é capaz de evocar o disparo

de um neurônio-alvo, ainda que os PPSEs individuais evocados por

potenciais de ação simples sejam pequenos demais para produzir uma

despolarização supralimiar. De maneira semelhante, os potenciais pós-

sinápticos inibitórios (PPSIs) produzidos por uma rajada de potenciais de

ação em uma fibra inibitória podem se somar para produzir um grande

potencial hiperpolarizante.

A soma espacial envolve a ativação de dois ou mais terminais

aproximadamente ao mesmo tempo. Quando ocorre tal ativação sincrônica,

as correntes de entrada e saída, evocadas por terminais excitatórios e

inibitórios somam-se para produzir uma alteração líquida no potencial de membrana na célula-alvo. Se dois terminais excitatórios forem ativados, a

alteração líquida no potencial de membrana será uma despolarização

aproximadamente equivalente à soma dos PPSEs que seriam evocados por

cada terminal agindo isoladamente; essa despolarização combinada excede

o nível de limiar e dispara um potencial de ação. Se, além dos dois

terminais excitatórios, um terminal inibitório também for ativado, a

despolarização líquida será reduzida por um fluxo de saída de corrente na

sinapse inibitória. Nessas condições, é necessária uma excitação adicional

para produzir uma despolarização supralimiar.

A soma espacial tem um papel vital na interação dos padrões de atividade

que se originam em várias vias neuronais. Por exemplo, no caso do efeito

de tônus motor central no reflexo evocado por um estiramento muscular,

este produz uma salva de potenciais de ação no grupo de fibras Ia do

músculo estirado. A ação sináptica dos terminais de fibra Ia evoca PPSEs

de médios a grandes nos neurônios motores que suprem o músculo estirado

e pequenos PPSEs nos neurônios motores que suprem os músculos

sinergísticos. Se o corpo estiver em um estado relaxado, somente os

neurônios motores que recebem PPSEs descarregarão potenciais de ação,

causando uma pequena contração no músculo estirado; os neurônios

motores restantes, que recebem PPSEs muito pequenos para evocar o

disparo, constituem a margem subliminar do reflexo de estiramento. Se o

corpo estiver em um estado ativo, as vias nervosas centrais produzirão uma

constante entrada excitatória para os neurônios motores envolvidos no

reflexo de estiramento. Portanto, muitos dos neurônios na margem

subliminar receberão suficiente excitação adicional para provocar o seu

disparo, e pode resultar estiramento muscular em uma vigorosa contração

desse músculo e seus sinergistas. De modo semelhante, os neurônios

motores que se enquadram na margem subliminar de dois reflexos

diferentes podem ser disparados quando ambos os reflexos ocorrerem

juntos. Esse tipo de interação de reflexos pela soma espacial ajuda a adaptar

os padrões de reflexo a atender às demandas de diferentes condições

externas.