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Potenciais de membrana Potencial de repouso: diferença entre o potencial da membrana (voltagem) entre os meios intracelular e extracelular, onde o interior é negativo e o exterior é positivo, gerando uma diferença de potencial elétrico. O potencial de membrana no repouso exige uma grande quantidade de canais de potássio (K+) abertos, permitindo o EFLUXO do K+. Gradiente de concentração: diferença de concentração no meio intra e extracelular. Efluxo: saída Influxo: entrada Maior concentração de íons: • Meio INTRACELULAR: K+ • Meio EXTRACELULAR: Na+, Cl-, Ca+² A eletronegatividade da parte interna da membrana é causada pelo EFLUXO DO K+, pelos canais iônicos de potássio. A saída do k+ ocorre sem gasto de energia, a favor do gradiente de concentração. Potencial de equilíbrio do potássio = -90mv No equilíbrio é possível a passagem do potássio para o meio intracelular, através do canal de K+. Há poucos canais de vazamento de sódio (Na+) que permitem o INFLUXO DE NA+. O Na+ é movido tanto pelo potencial elétrico quanto pelo gradiente de concentração. Por essa pequena entrada de Na+, o potencial da membrana em repouso é -70mv. • Tipos de transportes: Transporte passivo 1. Difusão simples 2. Difusão facilitada (canais) Transporte ativo: com gasto energético 1. Primário: gasta diretamente. Presença de sistema enzimático. (ATPases) 2. Secundário: utiliza energia produzida secundariamente 3. Cotransporte e contratransporte Transporte através da membrana Canais iônicos • Abertos • Fechados (controlados por comportas) Podem ser do tipo voltagem ou ligantes dependentes. Bomba de sódio e potássio • Funciona o tempo inteiro • Mantém a diferença de concentrações iônicas • Ajuda a manter o potencial elétrico negativo da membrana interna. Potássio é mais permeável que o sódio, dessa forma o fluxo de saída (efluxo) é maior, que o influxo. A alta concentração de potássio dentro na célula é mantida pela bomba de sódio e potássio, um transporte ativo. Sai 3 Na+ e entra 2 K+. Nesse caso, sai mais carga positiva do que entra, criando uma diferença de potencial. Há um déficit de cargas positivas na parte interna da MP, se tornando menos positiva do que o meio externo. Propriedades da permeabilidade seletiva da membrana plasmática: • Altamente permeável ao potássio, em relação ao sódio • Presença de mecanismo os de transporte e ação de bombas na MP. • Canais abertos e bomba de sódio e potássio • Distribuição diferente dos íons nos compartimentos celulares • Alta concentração de potássio k+ no meio intracelular e Na+ no meio extracelular Evento elétrico transitório e rápido no qual ocorre a inversão total ou parcial da polaridade elétrica da membrana. O potencial de ação percorre o axônio, transmitindo o estímulo em uma única direção. Etapas: 1. Potencial de repouso 2. Estímulo 3. Abertura dos canais de sódio dependentes de ligantes influxo de sódio até atingir o limiar (-55mv) 4. Fase ascendente (despolarização): entrada de sódio através dos canais de sódio dependentes de voltagem. 5. Fase descendente (repolarização): saída de K+ pelos canais de potássio dependentes de voltagem. 6. * Hiperpolarização Um estímulo nos dendritos do neurônio permite a abertura dos canais de sódio dependentes de ligantes, permitindo influxo de Na+. A entrada do Na+ torna a parte intracelular da membrana menos negativa. Ao atingir o limiar, gera-se o potencial de ação: inversão transitória e rápida da polaridade da membrana do axônio. Para ter o potencial de ação, os canais de Na+ dependentes de voltagem precisam ser abertos, e eles são abertos quando é alcançado o potencial limiar. Potencial limiar = -55mv Ao atingir o limiar, -55mv, os canais dependentes de voltagem são ativados. No entanto, por apresentarem velocidades de abertura diferentes, os canais de Na+ se abrem mais rapidamente. Os canais de Na+ dependentes de voltagem são muito rápidos e numerosos, logo, se abrem e se fecham rapidamente. Ao serem abertos, ocorre o influxo de Na+, seguindo o gradiente de concentração, o que resulta na despolarização. Ao entrar uma grande quantidade de sódio (Na+) na célula, o potencial da membrana fica mais positivo. Em um determinado nível de despolarização, os canais de sódio dependentes de voltagem se fecham o canal de potássio se abrem. Os canais de potássio dependentes de voltagem são lentos e menos numerosos. Ao serem abertos, permitem o efluxo do K+. A saída do K+ torna o potencial da membrana mais negativo, provocando a repolarização. Canal de Na+ depende nte de voltagem RÁPIDOS MUITOS Influxo de Na+ De - 55mv para +30mv Causa a DESPOLARIZAÇÃ O Canal de K+ depende nte de voltagem LENTOS Efluxo de K+ Pot. Memb. fica + negativo Causa a REPOLARIZAÇÃO Hiperpolarização: Quando os canais de potássio dependentes de voltagem demoram ainda mais para se fecharem, há a hiperpolarização pelo efluxo do K+. Nesse caso, sai mais potássio do que o necessário para voltar ao estado de repouso. Período refratário: resistente a um novo PA. • Período refratário absoluto: canais Na+ inativos • Período refratário Relativo: canais Na+ parcialmente inativos Tudo ou nada: ou o estímulo é suficiente para atingir a voltagem -55, o limiar, e produzir um potencial de ação, ou não haverá resposta. A célula voltará ao seu estado de repouso. Ao alcançar o limiar, é disparado o potencial de ação. Quando o estímulo não é suficiente para alcançar o limiar, não há resposta. Acontece nos dendritos dos neurônios, com a ação de canais dependentes de ligantes. Potencial graduado não é tudo ou nada, a resposta é proporcional ao estímulo. O potencial graduado perde força e pode ser somado no encontro do axônio com o corpo celular. Ele é responsável por fazer o estímulo local até alcançar o limiar de ação. Na presença de nódulo de Ranvier e bainha de mielina, a transmissão do sinal ocorre mais rápido, em saltos. Isso ocorre porque a bainha de mielina, que é a membrana da célula da glia envolta no axônio do neurônio, atua como isolante térmico e elétrico. Essa membrana é repleta de lipídeos e não permite a passagem de íons fora dos espaços abertos (nódulos de Ranvier). A mielina é formada pela membrana plasmática das células de Schwann (no SNP) ou da oligodendróglia (SNC), que se enrosca em torno da fibra nervosa, isolando-a. Em algumas doenças, conhecidas como distúrbios da desmielinização, ocorre a deterioração da bainha de mielina. Na esclerose múltipla, a desmielinização no SNC, resulta na perda do controle motor. A neuropatia é causada pela desmielinização dos axônios periféricos. Com a perda de mielina o potencial de ação perde a amplitude, conforme é transmitido eletronicamente de um nodo de Ranvier para o próximo. Se a desmielinização for muito acentuada, o potencial de ação pode chegar ao próximo nodo de Ranvier sem força suficiente para desencadear o potencial de ação, tornando o axônio incapaz de propagar o impulso nervoso. • Período Refratário Durante a maior parte do potencial de ação, a célula fica totalmente refratária a novos estímulos. Quando a célula está refratária, ela é incapaz de gerar um segundo potencial de ação, não importando a intensidade do estímulo. 1. Período refratário absoluto: Não há a geração de um novo potencial de ação pois grande parte dos seus canais de Na+ está inativada pela voltagem, não podendo ser reaberta até que a membrana se repolarize. Nesse estado, não se pode recrutar o número crítico de canais de Na+ necessário para produzir o potencial de ação. 2. Período refratário relativo: Alguns canais de Na+ ainda estão inativados pela voltagem. É preciso um estímulo maior do que o normal para abrir o número crítico de canais de Na+ necessário para gerar o potencial de ação. Potenciais pré sinápticos:podem ser excitatórios PEPS (ganha cargas +) e inibitório (-) PIPS. A carga negativa pode ocorrer por perde cargas positivas ou ganho de cargas negativas. o Divisão 1. Químicas: Receptores, neurotransmissores 2. Elétricas: Junções Gap A diferença entre a sinapse química e a sinapse elétrica é que o espaço entre o terminal pré e pós sinápticos, na sinapse química, é maior. Na sinapse elétrica, há junções GAP, onde os íons vão poder transitar. o Tipos de sinapses: • Axônio e dendritos: axodendríticas • Axônio e corpo celular axossomática • Axônio e axônio: axossomica As mais comuns são axodendríticas e axossomática porque o estímulo normalmente acaba no corpo celular, para gerar o potencial graduado e depois o potencial de ação. Sinapse Química Os neurotransmissores empacotados em vesículas são liberados na fenda sináptica e irão se ligar aos seus receptores específicos. O potencial de ação permitirá a abertura dos canais de sódio voltagem dependentes, o Na+ entrará na célula e provocará a despolarização da membrana do axônio, essa membrana se tornará menos negativa na parte interna e mais negativa na parte externa. Etapas: 1. Chegado do potencial de ação (despolarização) 2. Os canais de Ca+² voltagem dependentes abrem-se quando há uma despolarização na célula (INFLUXO) 3. O Ca+² sinaliza as vesículas (contenho neurotransmissores) que estão ancoradas no citoesqueleto. 4. Essa sinalização provoca a movimentação das vesículas em direção a membrana. 5. As vesículas se fundem a MP e liberam os neurotransmissores na fenda sináptica (exocitose), onde encontrará o respectivo receptor. Os neurotransmissores podem ser levados para o terminal pré sináptico, através de bombas ou degradados e reciclados pela célula. o Mecanismo da acetilcolina A acetilcolina pode ser degradada pela enzima acetilcolinesterase, sendo clivada em acetato e colina. As células da glia têm papel importante na reciclagem do neurotransmissor. As células responsáveis são os astrócitos. Receptores 1. Pós sinápticos • Ionotrópicos: acoplados a canais iônicos • Metabotrópicos: acoplados a proteína G, geram segundos mensageiros. Podem amplificar o sinal 2. Pré sinápticos: papel de regulação, modulação da liberação do neurotransmissor. Transmissão Sináptica Neuroreceptores: pequenos e mais simples, sintetizados no terminal pré sináptico. Neuropeptídeos: maiores, sintetizados no corpo celular. PEPS: Potencial excitatório pós sináptico PIPIS: Potenciais inibitório pós sináptico Abertura de canais iônicos: • Entra Na+: Peps • Entra Cl- ou sai K+: Pips Fechamento de canais iônicos: • Entra menos Na+: Pips • Sai menos K+: Peps Segundos mensageiros • Regula síntese proteica e gera resposta intracelular • Músculo esquelético (estriado) • Músculo cardíaco (estriado) • Músculo liso (não estriado) • Os músculos são compostos por numerosas fibras; • Cada fibra é inervada por apenas uma terminação nervosa; • Sarcolema: membrana celular delgada que reveste a fibra muscular esquelética; • Cada fibra muscular é composta por milhares de miofibrilas. As miofibrilas São Compostas por Filamentos de Actina e de Miosina Sarcômero: Unidade fund. o Faixa I: presença actina (zona clara) o Faixa A: presença miosina (zona escura) o Pontes Cruzadas o Disco Z: composto por proteínas filamentosas que cruzem transversalmente as miofibrilas, juntando-as. (Estrias) o Linha M Estrias do músculo esquelético: filamentos grossos. Sarcômero: seguimento da miofibrila situado entre dois discos Z. Titinas mantêm os filamentos de actina e miosina posicionados lado a lado (muito flexíveis). Retículo sarcoplasmático: RE do Músculo Esquelético. Sarcoplasma: Líquido intracelular contendo K+, Mg²+, P³- e mitocôndrias. Uma linha z delimita o sarcômero Filamentos grossos: miosina (calda e cabeça) Filamentos finos: actina, tropomiosina e troponina 1. O potencial de ação chega nas terminações nas fibras musculares através do nervo motor. 2. Em cada terminação, o nervo secreta, através de vesículas sinápticas, o neurotransmissor acetilcolina. A acetilcolina age localmente na membrana das fibras musculares para abrir os canais de sódio. 3. A abertura dos canais regulados pela acetilcolina permite a difusão de grande quantidade de Na+ para a parte interna da membrana das fibras musculares. A entrada no Na+ causa despolarização da membrana, que gera a abertura de canais de sódio dependentes de voltagem. A abertura desse canal desencadeia o potencial de ação na membrana. 4. O potencial de ação se propaga por toda a membrana da fibra muscular, através dos túbulos T. 5. O potencial de ação despolariza a membrana muscular, e grande parte da eletricidade do PA flui pelo centro da fibra muscular. Aí, ela faz com que o retículo sarcoplasmático libere grande quantidade de íons cálcio Ca+² através dos canais de cálcio dependentes de voltagem (canais de rianodina) A maior concentração do cálcio presente na fibra muscular será no RS. 6. Os íons cálcio ativam as forças atrativas entre os filamentos de miosina e actina, fazendo com que deslizem ao lado um do outro, que é o processo contrátil. 7. Após fração de segundo, os íons cálcio são bombeados de volta para o retículo sarcoplasmático pela bomba de Ca++ da membrana, essa remoção dos íons cálcio das miofibrilas faz com que a contração muscular cesse. Mecanismo Molecular da Contração No estado relaxado: as extremidades dos filamentos de actina que se estendem de dois discos Z sucessivos mal se sobrepõem. No estado contraído: ocorre o mecanismo de deslizamento dos filamentos: os filamentos de actina são tracionados por entre os filamentos de miosina, de forma que suas extremidades se sobrepõem. O que faz com que os filamentos de actina deslizem por entre os filamentos de miosina é a força gerada pela interação das pontes cruzadas dos filamentos de actina. Em contradições de repouso, essas forças estão inativas. Características Moleculares dos Filamentos Contráteis: Filamentos de Miosina • Os filamentos de Miosina são compostos por múltiplas moléculas de Miosina. • Cada uma das moléculas de miosina molécula de miosina é composta por seis cadeias polipeptídicas (duas cadeias pesadas e quatro cadeias leves). Essas cadeias leves ajudam a regular o funcionamento da cabeça durante a contração. • As duas cadeias pesadas se espiralam para formar dupla hélice, chamada cauda ou haste. • A extremidade livre dessas cadeias pesadas se divide para cada lado, como braços, formando ao final (junto com as cadeias leves) a cabeça da miosina. • Cada ponte cruzada é flexível nas dobradiças. • Os Filamentos de Actina são compostos por Actina F, tropomiosina e Troponina. • A troponina é um complexo de três subunidades proteicas (Troponina I, T e C) Ligada a cada molécula de actina G existe uma molécula de ADP. Acredita-se que essas moléculas de ADP sejam os locais ativos, nos filamentos de actina com as quais interagem as pontes cruzadas dos filamentos de miosina para produzir a contração muscular. Durante o período de repouso, as moléculas de tropomiosina recobrem os locais ativos de filamento de actina, de forma a impedir que ocorra atração entre os filamentos de actina e de miosina para produzir contração. Ligado a uma extremidade de cada molécula de tropomiosina está o complexo de troponina que inicia a contração. • Subunidades da Troponina: • Troponina I: tem forte afinidade com a actina • Troponina C: tem forte afinidade com os íons cálcio • Troponina T: tem forte afinidade com a tropomiosina Teoria dos filamentos deslizantes:Em estado de repouso, os sítios de ligação da miosina, presente nos filamentos de actina, estão inibidos (ou fisicamente recobertos) pelo complexo troponina- tropomiosina. Assim, esses locais não podem se ligar às cabeças dos filamentos de miosina para produzir a contração. Essa inibição é revertida na presença de cálcio. O cálcio se liga a unidade C da troponina e essa ligação permite uma mudança conformacional no complexo troponina- tropomiosina (uma vez que a troponina está inserida aos filamentos de tropomiosina). Essa mudança na conformação expõe os sítios de ligação da actina, permitindo a ligação com a miosina. A cabeça da miosina (pontes cruzadas) hidrolisa o ATP em ADP e Pi. A atividade da ATPase das cabeças de miosina cliva o ATP, essa hidrólise promove uma mudança na conformação da cabeça da miosina, que se move em direção aos sítios de ligação presentes nos filamentos de actina. (Essa hidrólise ocorre a todo momento). Quando o ADP + Pi são liberados, há uma mudança na conformação da miosina, que traciona o filamento de actina, em relação a miosina, em direção a linha M. A força de deslocamento, ou tração, só ocorre quando a miosina só está ligada actina, sem nenhuma outra molécula se ligando (ATP ou ADP +Pi). A energia que ativa o movimento de força é a energia já armazenada pela alteração conformacional que ocorreu na cabeça da miosina, quando as moléculas de ATP foram clivadas. Para a miosina se desligar da actina, O ATP precisa se ligar novamente a miosina. Uma vez que a ligação com o ATP diminui a afinidade de ligação da actina, na miosina Após a cabeça ter sido desligada da actina, a nova molécula de ATP é clivada para que seja iniciado novo ciclo, levando a novo movimento de força. O processo ocorre sucessivamente até que os filamentos de actina aproximem as linhas Z. Contração a nível celular Fim da contração Para cessar o potencial de ação, o SNC (córtex motor) emite um sinal para inibir a liberação do neurotransmissor acetilcolina no terminal axônico. Já que enquanto houver acetilcolina, haverá potencial de ação. A acetilcolina é clivada, pela acetilcolinesterase, em acetato e colina. A colina volta para o neurônio motor, onde é reutilizada. Enquanto houver cálcio, haverá contração. E esse cálcio vem do retículo sarcoplasmático. Sem a acetilcolina, não há geração do potencial de ação na fibra muscular, os canais de cálcio dependentes de voltagem se fecham e o cálcio é bombeado de volta para o RS através da bomba de Ca+. A bomba de cálcio funciona o tempo inteiro. Túbulos T: A propagação dos potenciais de ação ocorre pelos túbulos transversos (túbulos T), que penetram a fibra muscular, de um lado a outro. Junção neuromuscular: local de contato do terminal axonal do neurônio motor com a fibra muscular (Placa motora). Resumo Quando um potencial de ação passa pela fibra muscular ele faz com que o retículo sarcoplasmático libere grande quantidade de íons cálcio, que rapidamente circulam pelas miofibrilas. Os íons cálcio, por sua vez, ativam as forças entre os filamentos de miosina e de actina, e a contração se inicia. Mas, energia é necessária para que o processo de contração continue. Essa energia deriva das ligações de alta energia da molécula de ATP que é degradada ao difosfato de adenosina (ADP) para liberar energia. 1. Estimulantes: ação semelhante à acetilcolina metacolina, o carbacol e a nicotina, têm o mesmo efeito que a acetilcolina sobre o músculo. Atuam provocando áreas localizadas de despolarização da membrana da fibra muscular na placa motora. 2. Bloqueadores: fármacos curariformes podem impedir a passagem do impulso nervoso da terminação nervosa para o músculo. Por exemplo, a D-tubocurarina bloqueia a ação da acetilcolina nos receptores de acetilcolina da fibra muscular, evitando assim o aumento da permeabilidade dos canais de membrana muscular, suficiente para iniciar o potencial de ação. Introdução Diferença músculos liso, cardíaco e esquelético: • Músculo Esquelético: Controle voluntário o A contração ocorre com estímulo nervoso o Estrias transversais • Músculo Cardíaco: Controle involuntário o Forma sincício funcional o Contrai ritmicamente devido a presença do marcapasso o Estrias transversais • Músculo Liso: Controle involuntário o Sem estrias transversais o Forma sincício funcional o Controle ou contração rítmica (marcapasso) 1.0 Tipos de Músculos Lisos: o Composto por fibras musculares separadas o Cada fibra se contrai independentemente das outras o Cada célula muscular individual está intimamente associada a um terminal axonal o As fibras são recobertas por colágeno e glicoproteínas que isola as fibras umas das outras o a maior parte do controle do músculo é exercida por estímulos não nervosos. Podem contrair sem gerar PA. o Locais: íris e no músculo ciliar do olho e parte do trato reprodutor masculino e útero. o As fibras do músculo estão conectadas eletricamente por junções comunicantes e contraem como uma unidade coordenada. o A maior parte da musculatura lisa é do tipo unitário. Precisam gerar PA. o Compõe as paredes dos órgãos internos (vísceras), como o trato gastrintestinal. Sistema motor somático Sistema motor visceral Sistema motor visceral Sincício funcional: conexão entre as células musculares que fazem com que se contraiam de forma única, ao mesmo tempo. Músculo liso multiunitário Músculo liso unitário (visceral) Um sinal elétrico em uma célula se espalha rapidamente por toda a camada de tecido muscular, produzindo uma contração coordenada. 1.2 Classificação quanto ao padrão de contração: Os músculos que sofrem ciclos periódicos de contração e relaxamento constituem os chamados Exemplos: parede intestinal e a parede do esôfago inferior, que contrai apenas quando o alimento passa pelo órgão. Os músculos que permanecem contraídos de forma contínua são chamados de . Os esfíncteres do esôfago e da bexiga urinária são exemplo. Os esfíncteres relaxam quando é necessário permitir que o conteúdo entre ou saia da víscera. Músculo Liso fásico que produz ciclos de contração (intestino). E músculo que se encontra normalmente relaxado (esôfago). Músculo liso tônico Características Músculo liso: • Fibras menores • RS pouco desenvolvido: a principal fonte de cálcio é o meio extracelular • Contração similar ao músculo esquelético: a força é criada pelas ligações cruzadas formadas entre actina e miosina e a contração é iniciada por um aumento das concentrações citosólicas de Ca+² livre. 1. O músculo liso é controlado pelo sistema nervoso autônomo 2. Músculos lisos precisam operar em maiores variações de comprimento, uma vez que constituem principalmente as paredes dos órgãos distensíveis, que expandem e contraem durante o processo de enchimento e esvaziamento. Em contrapartida, a maioria dos músculos esqueléticos está ligada aos ossos e opera com pequena variação de comprimentos. 3. Em um mesmo órgão, as camadas de músculo liso podem estar dispostas em diferentes direções. 4. O músculo liso utiliza menos energia (ATP) para gerar e manter um determinado grau de tensão. Os músculos lisos podem produzir força rapidamente, mas também possuem a capacidade de reduzir a velocidade da miosina-ATPase para que as ligações cruzadas possam ciclar mais lentamente à medida que a força é mantida. Como resultado, a utilização de ATP é menor. 5. A contração é ativada pelo ATP. ML têm menos mitocôndrias do que os músculos estriados e depende mais da glicólise para a produção de ATP. 6. Lentidão do Início da Contração e do Relaxamento do Tecido Muscular Liso Total. 7. O músculo liso não apresenta regiões receptoras especializadas, como as placas motoras terminais,encontradas nas sinapses do músculo esquelético. Em vez disso, os receptores são encontrados sobre toda a superfície celular. 8. A contração do músculo liso pode ser iniciada por sinais elétricos, químicos ou ambos. 9. Mecanismo de trava: contração tônica prolongada (ligações cruzadas da miosina se prendem à actina). 10. Maior Força de contração do ML. Músculo Liso X Músculo Esquelético Quando a miosina se liga à actina, ela se mantém ligada por muito mais tempo do que na musculatura esquelética. Isso ocorre pela baixa frequência de ciclos de pontes cruzadas., permanecendo contraída durante mais tempo. Estrutura musculatura lisa • Contém filamentos de actina e miosina • Não contém troponina, apresenta (proteína reguladora). O cálcio irá se ligar à caumodolina e isso irá desencadear a contração muscular lisa. • Não contém estrias • Não possui sarcômeros • Filamentos de actina ligados aos corpos densos. • Cada molécula de miosina está circundada por filamentos de actina. • Filamentos de miosina apresenta as chamadas pontes cruzadas “com polarização lateral”. As células musculares lisas possuem um citoesqueleto constituído por filamentos intermediários e corpos densos. Os músculos lisos são formados por células fusiformes pequenas e mononucleadas. Os corpos densos do músculo liso desempenham o mesmo papel que os discos Z no músculo esquelético. Mecanismo de contração Regulação da contração pelos íons Ca+ • RS pouco desenvolvido • Ausência de troponina • Maior concentração de Ca+ no meio extracelular O influxo de cálcio inicia a contração na musculatura lisa. Para que a contração ocorra, é preciso que haja o aumento da concentração de Ca+ no meio intracelular: ou se difundem do meio extracelular, através dos canais de cálcio, ou são liberados do RS em direção ao citoplasma. 1. O Ca+ se liga à calmodulina e forma o complexo cálcio-calmodulina. Esse complexo irá iniciar a contração da musculatura lisa. 2. O complexo cálcio-calmodulina irá ativar a proteína cinase da cadeia da miosina (Miosina cinase MLCK) A miosina quinase hidrolisa o ATP e fosforila a cadeia leve da proteína miosina (cadeia reguladora). Os processos de fosforilação e desfosforilação da cadeia leve da miosina controlam a contração e o relaxamento do músculo liso. A fosforilação da miosina intensifica a atividade da miosina-ATPase. A hidrolise da molécula do ATP em ADP e Pi possibilita a fosforilação. O grupamento fosfato liberado na hidrólise do ATP se liga à miosina. Uma vez fosforilada, a miosina se liga à actina, formando as pontes cruzadas e há a ocorrência da contração muscular. Ciclo prolongado: Enquanto a cabeça da miosina estiver fosforilada, ela vai permanecer ligada à actina. Por isso o ciclo de contração é mais prolongado. Para que ocorra o relaxamento, deverá ocorrer a redução da concentração de Ca+ no meio intracelular. Sem o íon cálcio, o complexo cálcio-calmodulina se desfaz e a miosina quinase é inativada. A fosfatase da miosina (desfosforila) retirará o fosfato da miosina. A ação da fosfatase será preponderante com a diminuição da atividade da miosina cinase, a qual diminui pela redução da concentração de Ca+ no meio intracelular. A desfosforilação da cadeia leve da miosina diminui a atividade da miosina-ATPase. A miosina desfosforilada pode permanecer em um estado de contração isométrica, chamado de estado de tranca. No ML, o movimento da cabeça da miosina, em direção ao sítio de ligação da miosina, na actina, só ocorre na presença de cálcio. No ME, esse movimento ocorre o tempo inteiro, se houver ATP, na presença de Ca+² ou não. Relaxamento Como a desfosforilação da miosina não causa relaxamento automático, é a razão entre a atividade da Miosina cinase pela Miosina fosfatase que determina o estado de contração do músculo liso. A Miosina fosfatase do músculo liso está sempre ativa em algum grau. 1. O Ca+² livre é removido do citosol quando a Ca+² -ATPase (Bomba de cálcio) o bombeia de volta para dentro do retículo sarcoplasmático. Além disso, parte do Ca+² é bombeada para fora da célula, com o auxílio da bomba de cálcio e do trocador Na+Ca+². 2. A diminuição do Ca+² citosólico livre faz o Ca+² se desligar da calmodulina 3. Na ausência do complexo Ca+²- calmodulina, a Miosina Cinase torna-se inativada. 4. À medida que a Miosina Cinase se torna menos ativa, a Miosina fosfatase desfosforila a miosina. 5. Ao ser fosforilada. atividade da miosina-ATPase diminui, e o músculo relaxa. Após o relaxamento, o músculo liso está pronto para contrair novamente, com a mesma força. Liberação de Ca²+ do RS Mediada por um receptor de rianodina (canal de cálcio) e por um canal receptor de IP3. Os canais dependentes de IP3 abrem quando receptores acoplados à proteína G ativam as vias de transdução de sinal da fosfolipase C. O trifosfato de inositol (IP3) é um segundo mensageiro produzido nessa via. Quando o IP3 se liga ao canal receptor de IP3 do RS, o canal abre, e o Cálcio flui do RS para o citosol. Junção neuromuscular • Junções difusas: secretam a substância transmissora na matriz que recobre o músculo liso, a substância transmissora se difunde então para as células, ocorre no unitário. • Junções de contato: semelhante a fenda sináptica, ocorre no multiunitário. Junção do neurônio autonômico: presença de varicosidades (locais no axônio onde são liberados neurotransmissores) Esses neurotransmissores podem se difundir ao longo da célula muscular. As junções de contato ocorrem particularmente no músculo liso do tipo multiunitário. As células do músculo liso multiunitário não estão conectadas eletricamente e cada célula precisa ser estimulada de modo independente. Inibidores ou Excitadores: secretados na junção neuromuscular do Músculo Liso. A acetilcolina é uma substância transmissora excitatória para as fibras do músculo liso em alguns órgãos, porém um transmissor inibitório para o músculo liso em outros. Quando a acetilcolina excita uma fibra muscular, a norepinefrina ordinariamente a inibe. Ao contrário, quando a acetilcolina inibe uma fibra, a norepinefrina usualmente a excita. Neurotransmissores, hormônios e moléculas de ação parácrina, alteram a sensibilidade do músculo liso ao cálcio por modularem a atividade da fosfatase da cadeia leve da miosina (MLCP) O que determina se a resposta será inibitória ou excitatória é o receptor do neurotransmissor, e não o neurotransmissor em si. Os receptores podem ser inibitórios ou excitatórios. Potenciais de Membrana e Potenciais de Ação No estado de repouso, o potencial intracelular é cerca -50mv, menos negativo que no músculo esquelético Bomba de Ca+ têm ação lenta: aumenta a duração da contração muscular lisa. A contração do músculo liso pode ocorrer sem potencial de ação. Ao atingir o limiar, os canais dependentes de voltagem irão se abrir (Ca+, K+ e Na+) 1. Potencial de ação em espícula • ocorrem na maior parte dos tipos de músculo liso unitário. • podem ser desencadeados por: estimulação elétrica, ação de hormônios sobre o músculo liso, ação de substâncias transmissoras das fibras nervosas, estiramento, ou como resultado da geração espontânea na própria fibra muscular. Despolarização: entrada de Ca+ e Na+ Repolarização: saída de K+ Canais de sódio abertos rapidamente Canais de potássio abertos mais lentamente 2. Potencial de ação em platô Despolarização: entrada de Ca+ e Na+. Canais de Na+ se fecham, mas os canais de Ca+ (lentos) permanecem abertos. Repolarização: saída de K+. e fechamento dos canais de Ca+. As células lisas multiunitárias, cuja força de contração é baixa, não necessitam do potencial de ação, pois o aumento intracelular de um íon positivo pode levar a contração sem ter a necessidade de gerar um potencial de ação.Células lisas unitárias: precisam gerar um potencial de ação. Potencial de onda lenta: Marcapasso Produzem potenciais de ação quando atingem o limiar: canais iônicos ficam abrindo e fechando sem um estímulo originário. Potencial de membrana variável: ocorrem sem a necessidade de um neurotransmissor ou hormônio. Explica a capacidade das células musculares lisas poderem gerar o próprio potencial de ação. O potencial de onda lenta facilita a geração de um potencial de ação. Introdução O sistema nervoso autônomo é a porção do sistema nervoso PERIFÉRICO que controla a maioria das funções viscerais do organismo. Regula a resposta involuntária: músculo cardíaco, liso e glândulas. Faz parte do SN Motor Controla: a pressão arterial, a motilidade gastrointestinal, a secreção gastrointestinal, o esvaziamento da bexiga, a sudorese, a temperatura corporal, etc. Organização Geral do SNA O sistema nervoso autônomo é ativado, principalmente, por centros localizados na medula espinhal, no tronco cerebral e no hipotálamo. O controle principal da resposta autonômica está no . Hipotálamo recebe influência do sistema límbico e córtex frontal. Opera por reflexos viscerais e retornam como respostas reflexas subconscientes. 1. Sistema Nervoso Simpático 2. Sistema Nervoso Parassimpático Organização geral das porções periféricas do SNS: • Duas cadeias de gânglios simpáticos paravertebrais, interconectadas com os nervos espinhais, ao lado da coluna vertebral • Dois gânglios pré-vertebrais (o celíaco e o hipogástrico) • Nervos que se estendem dos gânglios aos diferentes órgãos internos. As fibras nervosas simpáticas junto com os nervos espinhais, projetando-se primeiro para a cadeia simpática e, daí, para os tecidos e órgãos que são estimulados pelos nervos simpáticos. Inervação sai da parte toráxica e da membrana lombar. (Toracolombar) Cada via simpática, da medula ao tecido estimulado, é composta de DOIS NEURÔNIOS, o neurônio pré-ganglionar e o outro pós- ganglionar. O corpo celular de cada neurônio pré- ganglionar, por ser curto, se localiza no corno intermediolateral (linha paravertebral) da medula espinhal. As fibras simpáticas pré-ganglionares deixam o nervo espinhal e passam para um dos gânglios da cadeia simpática. Então as fibras podem seguir 3 caminhos: 1. fazer sinapse com neurônios simpáticos pós-ganglionares, no gânglio em que entra 2. pode se dirigir, para cima ou para baixo, na cadeia e fazer sinapse com outro gânglio da cadeia 3. pode ainda percorrer distâncias variáveis pela cadeia e, então, por meio de um dos nervos simpáticos, se dirigir para fora da cadeia, fazendo finalmente sinapse em gânglio simpático periférico O neurônio simpático pós-ganglionar se origina nos gânglios da cadeia simpática ou nos gânglios simpáticos periféricos. Se dirigem para seus destinos em Sistema Nervoso Autônomo Divisão SNA diversos órgãos. Gânglios pré-vertebrais só têm no Simpático. Neurônios Simpáticos • Pré-ganglionares: curtos • Pós-ganglionares.: longos Fibras Nervosas Simpáticas nos Nervos Esqueléticos: As fibras nervosas pré-ganglionares não fazem sinapse ao longo do percurso, são únicas. Fazem sinapse nas medulas adrenais, terminam diretamente em células neuronais que secretam epinefrina e norepinefrina na corrente sanguínea. A região não possui gânglios. Inervação parte dos pares dos nervos cranianos e da medulo sacral. (craniosecral) As fibras nervosas parassimpáticas cursam pelo nervo vago passando para todas as regiões torácicas e abdominais. Neurônios Parassimpáticos • Pré-ganglionares: longos • Pós-ganglionares.: curtos As fibras pré ganglionares seguem de forma ininterrupta até o órgão efetor. O neurônio pós-ganglionar do parassimpático está localizado muito próximo e, muitas vezes, na parede do órgão efetor. As fibras pré-ganglionares fazem sinapse com eles, e fibras pós-ganglionares extremamente curtas, deixam os neurônios para inervar os tecidos do órgão. Fibras Colinérgicas e Adrenérgicas o Fibras colinérgicas: secretam acetilcolina o Fibras adrenérgicas: secretam norepinefrina (adrenalina) Todos os neurônios pré-ganglionares são colinérgicos, tanto no sistema nervoso simpático quanto no parassimpático. • Pré-ganglionares: neurônios colinérgicos • Pós-ganglionares: Maioria adrenérgicos As fibras nervosas pós-ganglionares simpáticas para as glândulas sudoríparas, para os músculos piloeretores dos pelos e para alguns vasos sanguíneos são colinérgicas. • Pré-ganglionares: neurônios colinérgicos • Pós-ganglionares: Quase todos são neurônios colinérgicos A acetilcolina é chamada transmissor parassimpático e a norepinefrina, transmissor simpático Algumas fibras pós-ganglionares voltam para os nervos espinhais através dos ramos comunicantes cinzentos. Essas fibras simpáticas se estendem para todas as partes do corpo por meio dos nervos esqueléticos. Controlam vasos sanguíneos, as glândulas sudoríparas e os músculos piloeretores dos pelos. Exceção Varicosidades: local em que as vesículas transmissoras de acetilcolina ou norepinefrina são sintetizadas e armazenadas. Também nas varicosidades existe grande número de mitocôndrias que fornecem trifosfato de adenosina, que é necessário para fornecer energia à síntese dos hormônios. o Liberação dos hormônios Quando potencial de ação se propaga pelo terminal das fibras, a despolarização aumenta a permeabilidade da membrana da fibra aos íons cálcio, permitindo que esses íons se difundam para as varicosidades ou terminações. O cálcio faz com que as vesículas liberem seus conteúdos para o exterior. Dessa forma, os neuro- transmissores são liberados. o Ciclo da Acetilcolina A acetilcolina é sintetizada nas terminações nervosas e nas varicosidades da fibra nervosa colinérgica, onde fica em alta concentração armazenada em vesículas até sua liberação. O hormônio realiza a função de transmissor do sinal. Após a sinalização, a acetilcolina será decomposta em íon acetato e em colina, em reação catalisada pela enzima acetilcolinesterase. A colina é reutilizada. o Ciclo da Norepinefrina (Adrenalina) A síntese de norepinefrina começa no axoplasma da terminação nervosa das fibras nervosas adrenérgicas, mas é completada nas vesículas secretórias. Após a secreção de norepinefrina pela terminação nervosa, ela é removida do local secretório por três formas: 1) recaptação (bombeada) para a terminação nervosa adrenérgica 2) difusão para os fluidos corporais, sangue 3) destruição por enzimas teciduais Enzimas: o monoamina oxidase:terminações nervosas, e catecol-O-metil: todos os tecidos). Receptores: nos Órgãos Efetores Quando o hormônio se liga ao receptor, isso causa alteração conformacional na estrutura da molécula proteica. O receptor alterado excita ou inibe a célula, geralmente por causar alteração da permeabilidade da membrana para íons, ou por ativar/inativar a enzima, ligada ao receptor proteico (segundos mensageiros) Exemplo: a ligação da norepinefrina com seu receptor, na parte externa de muitas células, aumenta a atividade da enzima adenilil ciclase no interior da célula e isso causa a formação de monofosfato cíclico de adenosina (AMPc). O AMPc, por sua vez, pode iniciar qualquer uma das diferentes ações intracelulares. Tipos de Receptores de Acetilcolina: • Receptores Muscarínicos • Nicotínicos Os receptores muscarínicos são encontrados em todas as células efetoras estimuladas pelos neurônios colinérgicos pós- ganglionares tanto do sistema nervoso parassimpático quanto do simpático. Os receptores nicotínicos são encontrados nos gânglios autônomos nas sinapses entre os neurônios pré-ganglionares e pós- ganglionares tanto do sistema simpático quanto do parassimpático. *Fármacosespecíficos são usados para estimular ou bloquear os receptores. Tipos de Receptores Adrenérgicos: • Receptores alfa • Receptores Beta Norepinefrina: excita alfa Epinefrina: excita alfa e beta Os receptores alfa e beta não estão necessariamente associados à excitação ou inibição, mas simplesmente à afinidade do hormônio pelos receptores do órgão efetor. Alfa 1: ativa proteína G, ativa fosfolipase C e gera diacilglicerol e inusitol trio fosfato (IP3) Alfa 2: autoreceptor. Está no terminal pré sináptico. O alfa 2 inibe o amp cíclico. Inibe a formação dos segundos mensageiros. Apenas o simpático inerva as glândulas sudoríparas. Órgão SNA Simpático SNA Parassimpático Pupila Dilatada Contraída SistemaGastrointestinal Inibe o peristaltismo e aumenta o tônus dos esfíncteres Aumenta o peristaltismo e relaxamento dos esfíncteres, Coração Frequência e Força aumentada Frequência e Força diminuída Vasos sanguíneos Vasoconstricção Pouco, Rubor Glândula Sudorípara Transpiração abundante (colinérgica) Nenhum Brônquios Dilatação Constricção Glândula Salivar Ambos estimulam Menos potente Diminui saliva Mais potente Mais saliva Medula Adrenal Liberação epinefrina e norepinefrina Controle dos olhos • Simpático inerva o músculo meridional da íris: abre (dilata) pupila (midríase). • Parassimpático: inerva o músculo circular da íris: diminui pupila (miose) Função reprodutiva masculina (ereção e ejaculação): os dois sistemas atuam juntos (simpático e parassimpático) • Simpática: ereção • Parassimpática: ejaculação Controle da bexiga • Simpático: Enchimento da bexiga- Relaxado • Parassimpático: Esvaziamento da bexiga. Contraído. Glândula salivar Tanto de estimulação simpática, quanto de estimulação parassimpática • Parassimpático: Síntese e secreção de amilase salivar e mucinas Aumento do fluxo sanguíneos para as glândulas Efeito comum contração das células mioepiteliais • Simpática MENOS POTENTE DO QUE A PARASSIMPÁTICA Constrição dos vasos sanguíneos, menos fluxo sanguíneo para as glândulas salivares Os dois estimulam a glândula salivar, mas a constrição dos vasos sanguíneos, realidade pelo sistema simpático, impede o fornecimento de água para a produção da saliva, diminuindo, assim, a sua produção O Sistema Simpático às Vezes Responde por Descarga em Massa. Isso ocorre com frequência quando o hipotálamo é ativado por medo ou terror, ou por dor intensa. O resultado é a reação disseminada por todo o corpo chamada resposta de alarme ou de estresse. Quando grandes porções do sistema nervoso simpático descarregam ao mesmo tempo — isto é, por descarga em massa — isto aumenta de muitas formas a capacidade do organismo de exercer atividade muscular vigorosa. 1. Pressão arterial aumentada 2. Fluxo sanguíneo para os músculos ativos aumentado e, ao mesmo tempo, fluxo sanguíneo diminuído para os órgãos não necessários para a rápida atividade motora, tais como o trato gastrointestinal e os rins. 3. O metabolismo celular aumentado no corpo todo. 4. Concentração de glicose no sangue aumentada. 5. Glicólise aumentada no fígado e no músculo. 6. Força muscular aumentada. 7. Atividade mental aumentada. 8. Velocidade/intensidade da coagulação sanguínea aumentada. A soma desses efeitos permite à pessoa exercer atividade física com muito mais energia do que seria possível de outra forma. Em outras ocasiões, a ativação ocorre em porções isoladas do sistema nervoso simpático. Exemplos importantes são: (1) durante o processo da regulação de calor, os simpáticos controlam e durante reflexos locais. Ativação extra do corpo nos estados de estresse: isto é chamado resposta ao estresse simpática. O sistema simpático é ativado de forma especialmente forte em muitos estados emocionais. Por exemplo, no estado de raiva suscitado em grande parte pela estimulação do hipotálamo sinais são transmitidos pela formação reticular do tronco cerebral para a medula espinhal, causando descarga simpática maciça; a maioria dos efeitos simpáticos mencionados se segue imediatamente. Isso é chamado reação de alarme simpática. Também é chamado reação de luta ou fuga porque o animal estado, decide quase instantaneamente se é para parar e lutar ou para fugir. Em ambos os casos, a reação de alarme simpática torna as atividades subsequentes do animal mais vigorosas Nossas respostas comportamentais são mediadas: (1) pelo hipotálamo (2) por áreas reticulares do tronco cerebral (3) pelo sistema nervoso autônomo Sinais do hipotálamo e até mesmo do telencéfalo podem afetar as atividades de quase todos os centros de controle autônomos no tronco cerebral. Por exemplo, a estimulação em áreas corretas, principalmente do hipotálamo posterior, pode ativar os centros de controle cardiovasculares bulbares o suficiente para aumentar a pressão arterial a mais que o dobro do normal. De forma semelhante, outros centros hipotalâmicos controlam a temperatura do corpo, aumentam ou diminuem a salivação e a atividade gastrointestinal e causam o esvaziamento da bexiga. Até certo grau então os centros autônomos no tronco cerebral funcionam como estações de retransmissão para controlar as atividades iniciadas em níveis superiores do encéfalo, especialmente no M1, M3, m5: excitatórios M2,M4: inibitórios Resumo Sistema simpático Neurônio: o Pré: Colinérgicos – secretam ACH o Pós: Adrenérgicos – secretam NE Receptores: o Pré-Pós: Nicotínicos – Ionotrópicos (+ rápidos) o Pós-Órgão: Muscarínicos – Metabotrópicos (segundos mensageiros) Com exceção da Glândula sudorípara, o neurônio pós é colinérgico, secreta acetilcolina. Sistema Parassimpático Neurônio: o Pré: Colinérgicos – secretam ACH o Pós: Colinérgicos (quase todos) Receptor: o Pré-Pós: Nicotínicos – Ionotrópicos o Pós-Órgão: Muscarínicos – Metabotrópicos Repouso: predomina parassimpático Alerta: predomina simpático A acetilcolina é chamada transmissor parassimpático e a norepinefrina, transmissor simpático Todos os neurônios pré-ganglionares são colinérgicos, tanto no sistema nervoso simpático quanto no parassimpático. Os receptores muscarínicos são encontrados em todas as células efetoras estimuladas pelos neurônios colinérgicos pós- ganglionares tanto do sistema nervoso parassimpático quanto do simpático.
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