Questão:
Níveis de cálcio e hiperexcitação nervosa
user4059
2014-01-13 23:25:04 UTC
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Por que níveis mais baixos de cálcio no sangue (ou níveis mais baixos de cálcio no LEC) causam hiperexcitação nervosa? Por que causa superestimulação de nervos e músculos e contrações espasmódicas dos músculos?
É por isso que a subseção de paratormônio causa tetania da paratireóide.
Estou ciente do papel do cálcio na abertura das vesículas sinápticas para a transmissão de impulsos e o papel do cálcio na contração muscular, mas não consigo entender como isso pode ajudar a compreender a superexcitação dos nervos e a contração espasmódica dos músculos. Na verdade, parece que o cálcio mais alto no LEC pode causar estimulação excessiva e espasmos dos músculos devido à contração sustentada.

Eu li sobre o referido artigo e sim, faz sentido. No entanto, não entendo como um valor baixo de cálcio no LEC causaria hiperpolarização. Tecnicamente, para que essa difusão aconteça, o LEC Ca tem que cair abaixo do CIF Ca, que é extremamente baixo. Há uma diminuição desproporcional nos níveis de Ca, fazendo com que o LEC caia bem abaixo do nível da CIF? Também vamos supor que não seja a permeabilidade da membrana ao Ca que está causando os estímulos. Um nível reduzido de Ca do ECF causaria uma diminuição do nível de limiar de AP no caso da aplicação de um estímulo externo? Nesse caso, para o tétano ocorrer,
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Dois respostas:
One Face
2015-01-25 21:07:34 UTC
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De Uptodate on Clinical Manifestations of Hypocalcemia:

A hipocalcemia aguda aumenta diretamente a irritabilidade neuromuscular periférica [1]. Conforme medida eletromiograficamente, a tetania consiste em descargas repetitivas de alta frequência após um único estímulo. A hiperexcitabilidade dos neurônios periféricos é provavelmente o efeito fisiopatológico mais importante da hipocalcemia, mas a hiperexcitabilidade ocorre em todos os níveis do sistema nervoso, incluindo placas terminais motoras, reflexos espinhais e sistema nervoso central.

Guyton e Hall Textbook of Physiology:

A concentração de íons de cálcio no fluido extracelular também tem um efeito profundo no nível de voltagem no qual os canais de sódio são ativados. Quando há um déficit de íons de cálcio, os canais de sódio são ativados (abertos) por um pequeno aumento do potencial de membrana de seu nível normal muito negativo. Portanto, a fibra nervosa torna-se altamente excitável, às vezes descarregando repetidamente sem provocação, em vez de permanecer no estado de repouso. Na verdade, a concentração de íons de cálcio precisa cair apenas 50 por cento abaixo do normal antes que a descarga espontânea ocorra em alguns nervos periféricos, muitas vezes causando “tetania” muscular. Isso às vezes é letal devido à contração tetânica dos músculos respiratórios.

A maneira provável pela qual os íons de cálcio afetam os canais de sódio é a seguinte: Esses íons parecem se ligar às superfícies externas da molécula de proteína do canal de sódio. As cargas positivas desses íons de cálcio, por sua vez, alteram o estado elétrico da própria proteína do canal, alterando, dessa forma, o nível de voltagem necessário para abrir a porta de sódio.

Raoul
2015-01-24 05:28:13 UTC
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É uma questão de potencial transmembrana. Sendo Ca ++ um cátion, significa que se você diminuir a quantidade de cálcio ionizado no fluido extracelular, conceitualmente é quase equivalente a ter um fluido intracelular carregado positivamente. Isso, por sua vez, significa que a célula estará mais perto de seu potencial limite para despolarização, portanto, responsável por sua hiperexcitabilidade.

O que você deve ter em mente é que quando dizemos algo como: "esta célula tem um potencial transmembrana de -70 mV ", sempre o definimos em relação ao fluido extracelular.

editar: Estou deixando esta resposta incorreta por causa dos comentários interessantes abaixo.

Basta ler esta resposta porque a pergunta foi rejeitada ... essa resposta está muito errada e exibe um equívoco comum sobre o que define o potencial de membrana. A redução das concentrações extracelulares de cálcio, se não tivesse influência sobre outros canais, não teria essencialmente * nenhuma * mudança no potencial de repouso, porque a permeabilidade de repouso ao cálcio é muito baixa. Mesmo que houvesse alguma permeabilidade ao cálcio, a redução das concentrações extracelulares de cálcio hiperpolarizaria, em vez de despolarizar, porque o cálcio é baixo nas células.
@BryanKrause Não entendo por que ocorreria hiperpolarização em vez de despolarização. Você poderia explicar? Eu entendo o problema da permeabilidade da membrana, mas então qual é a sua resposta à pergunta original sobre a hipocalcemia?
Eu diria que os mecanismos ainda estão em estudo, embora haja boas evidências experimentais para alguns mecanismos: a resposta do OneFace sugere um deles, particularmente os efeitos nos canais de sódio dependentes de voltagem. [Aqui] (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2987630/) está um artigo recente que parece identificar um mecanismo, e sua introdução tem várias outras citações úteis. Quando tiver tempo, escreverei uma resposta completa.
Quanto à sua resposta, a [equação de Goldman] (https://en.wikipedia.org/wiki/Goldman_equation) é crucial. A permeabilidade ao cálcio é efetivamente zero em repouso, então normalmente ignoramos o cálcio, mas digamos que não é por um momento. A abertura de uma condutância de cálcio muda o potencial de reversão da membrana para o potencial de reversão de cálcio, que é tipicamente muito despolarizado, talvez + 100mV. Se reduzirmos o cálcio extracelular, o potencial de reversão do cálcio cai, embora seja necessário reduzi-lo MUITO para ver um grande efeito, já que a concentração intracelular é muito baixa.
Além disso, * nenhuma carga precisa se mover * para alterar o potencial de equilíbrio: você pode operar a bomba de sódio / potássio durante todo o dia e se não houver permeabilidade ao sódio ou potássio, não haverá alteração no potencial de membrana. Nunca é significativo apenas "adicionar cargas positivas" - elas sempre virão com outras espécies negativas, mas aquele outro íon negativo pode não importar se não houver permeabilidade.
Você também pode brincar com esta [calculadora GHK] (http://www.physiologyweb.com/calculators/ghk_equation_calculator.html) - embora apenas os íons Na +, K + e Cl- estejam disponíveis, as mudanças na concentração externa de sódio lhe darão pelo menos a mesma direção do efeito que as mudanças na concentração externa de cálcio, porque ambos são íons positivos.


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