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Sistema Neuromuscular Profa. Dra. Aline Rezende Ribeiro de Abreu alineabreu@ufmg.br Introdução a Neurofisiologia Neurofisiologia Placa de Vídeo Nervo óptico à visão 01 Processador Todos os neurônios, desde a medula, até a parte superior do encéfalo 03 Placa de Memória Córtex cerebral à nossa HD 02 Placa de áudio Componentes auditivos 04 Neurofisiologia Considerações anatômicas Encéfalo Medula Nervos Gânglios SNC SNP Neurofisiologia Considerações anatômicas Encéfalo Medula Nervos Gânglios Cérebro Cerebelo Tronco encefálico Telencéfalo Diencéfalo Mesencéfalo Ponte Bulbo Tálamo Hipotálamo Eferentes (motores) Aferentes (sensoriai s) Autônomo SomáHco SimpáHco ParassimpáHco Cranianos Espinhais 12 pares 31 pares SNC SNP Neurofisiologia Nervos Cranianos 12 pares § Nervos raquidianos ou espinhais § 8 pares à Nervos Cervicais § 12 pares à Nervos Torácicos § 5 pares à Nervos Lombares § 5 pares à Nervos Sacrais § 1 par à Nervos Coccígeos Neurofisiologia Neurofisiologia Nervos do sistema nervoso autônomo Simpá3co e Parassimpá3co Base funcional do sistema nervoso Organização do Sistema Nervoso Fisiologia Humana. Silverthorn, 7º edição Base funcional do sistema nervoso Organização do Sistema Nervoso Fisiologia Humana. Silverthorn, 7º edição O sistema Nervoso é dividido em várias regiões, porém é constituído basicamente por dois tipos celulares: Células do Sistema Nervoso Células da Glia (neuroglia) Fisiologia Humana. Silverthorn, 7º edição Células da Glia do Sistema Nervoso h"ps://openstax.org/books/biology/pages/35-1-neurons-and-glial-cells ASTRÓCITOS Células do Sistema Nervoso Estudo conduzido pelo Laboratório de Neuroproteômica da Unicamp mostrou que astrócitos infectados pelo Sars- Cov-2 levam a alterações no SNC. No HC à analisaram 81 ressonâncias de pacientes com sintomas leves da doença e que reclamavam de problemas neurológicos. Exames apontaram atrofia na região frontal do cérebro, responsável pela atenção e raciocínio, mesmo em pacientes não internados e por período tão curto.Queixa de fadiga, sonolência, dor de cabeça, sintoma de ansiedade, Depressão, disfunção cogni8va, Céls. mais abundantes Células da Glia (neuroglia) falta de memória, problema de atenção, diminuição da velocidade de processamento cerebral e dificuldade de linguagem à encontrar as palavras. Unidade estrutural e funcional básica do sistema nervoso Para diferentes tipos de neurônios, existem várias conexões sinápticas aferentes O sinal eferente desse mesmo neurônio, trafega por axônio único SN contém mais de 100 bilhões de neurônios Neurônio Botões pré- sináp@cos Corpo celular Axônio Dendritos Botões sinápticos Circuito divergente Neurônio – integrações neurais Circuito convergente Vários neurônios pré-sináp=cos fazem sinapse com apenas um neurônio pós-sináp=co Ex. Múl=plas áreas do cérebro a um efetor Um neurônio pré-sináp=co faz sinapse com vários neurônios pós-sináp=cos. Ex: poucos neurônios no cérebro podem es=mular muitos neurônios na medula espinha Neurônios Sensoriais (aferentes)Função de receber o estímulo sensitivo (tato, pressão calor, dor..) da periferia. 01 02 Interneurônios do SNCSe localizam entre um neurônio sensitivo e um neurônio motor, ou entre 2 sinapses no SNC no encéfalo. 03 Neurônios Motores (eferentes) Geram um comando efetivo (contração muscular, glând. produz hormônio, glând. produz secreção exócrica (suor). Transmitem os impulsos nervosos aos diversos órgãos. Eles saem do SNC e ativam o SNP. Saem da medula espinhal levando comandos para a periferia do corpo. São classificados segundo sua função Neurônio Neurônio interneurônio São classificados segundo sua função Adaptado de Moyes e Schulte, 2009 Centro de integração INTERNEURÔNIOS ARCO-REFLEXO São classificados segundo sua morfologia Neurônio Unipola r Bipolar Pseudo- unipolar Mul8pola r Único processo com diferentes segmentos Possui um axônio e muitos dendritos Subclasse de bipolar, os dois processos são axônios Dois processos funcionais especializados: dendritos recebem informação e axônio transmite Potencial de repouso da membrana -70 mV Por convenção o que determina o sinal do potencial de membrana é o LIC, ou seja, ∆E = - 70mv significa 70mV, com o interior da célula negaEvo. 0 mV Composição iônica intra e extracelular Os íons mais importantes são Na+ , K+ e Cl- à no entanto, existem outros. A magnitude depende de 2 fatores: 1) diferença nas [ ]s iônicas específicas e 2) diferença na permeabilidade da membrana aos diferentes íons. Potencial de Ação Alteração rápida, do Hpo tudo-ou-nada, do potencial de membrana, seguida por retorno ao potencial de repouso . Termos para descrever variações no Potencial de Membrana 0 -70 -90 Reversão Despolarização Repolarização PM Hiperpolarização Rápida alteração do potencial elétrico das membranas dos neurônios Transmissões dos sinais nervosos elétricos que provocam rápidas alterações do potencial de membrana Se propaga ao longo de todo o axônio até os seus terminais, com grande velocidade Transportam rapidamente informações entre e dentro dos tecidos Potencial de ação Para que serve o potencial de ação? (impulso nervoso) Pré-requisitos: Gradiente de Concentração Permeabilidade Seletiva para cada íon 01 02 O potencial de membrana em repouso das células é determinado primeiramente pelo gradiente de concentração do K+ e a permeabilidade em repouso da célula ao K+, Na+ e Cl–. O movimento dos íons gera sinais elétricos Um neurônio em repouso (sem sinalização) tem uma voltagem em sua membrana chamada de potencial de repouso da membrana. Ele é determinado pelo: K+ K+ Potencial de Difusão ≠ de [ ] dos íons nos dois lados da membrana Na+ Na+ Potencial de Difusão ≠ de [ ] dos íons nos dois lados da membrana Potencial de membrana No neurônio, o potencial de repouso da membrana é quase igual ao potencial de equilíbrio do K+, devido a sua caracterísAca de maior facilidade passar pela membrana e também pelo maior números de canais para K+, existentes na membrana. Todas as células Transporte a3vo Eletrogênica K+ K+ Na + Na + Na + Bomba de Sódio-Potássio Joga mais cargas posi,vas p/ fora que p/ dentro à déficit posi,vo do lado de Respondem a mudanças no potencial de membrana da célula Extracelular Intracelular Potencial de Ação Influxo de Na+ Efluxo de K+ 1)Repouso 2)Despolarização 3)Repolarização 4) Hiperpolarização -70mv +30mV -55mv Fases do Potencial de Ação Período refratário: um segundo potencial de ação não pode ser iniciado, independentemente da intensidade do es<mulo. Lei do TUDO ou NADA EXCITA PORÇÕES ADJACENTES EM TODAS AS DIREÇÕES IMPULSO TUDO OU NADA Propagação do Potencial de Ação Canais para Sódio Regulados por Voltagem Como os canais de Na+ dependentes de voltagem conseguiam se fechar durante o pico do potencial de ação, quando a célula estava despolarizada? Por que esses canais deveriam se fechar quando a despolarização era o es<mulo para a abertura dos canais de Na+? Portões de ATIVAÇÃO e INATIVAÇÃO Canais para Sódio Regulados por Voltagem Ativado (-70 a +30mV) Inativado (+30 a -70mV) Repouso (-70mV) EXTRACELULAR INTRACELULAR *A,vação (rápido)*Ina,vação (lento) DESPOLARIZAÇÃO REPOLARIZAÇÃO Canais para Sódio Regulados por Voltagem EXTRACELULAR INTRACELULAR DESPOLARIZAÇÃO NÃO ocorre o PA Reduz a excitabilidade da membrana Anestésicos Locais Paciente não sente dor Lidocaína Tetracaína Bupivacaína Canais para Sódio Regulados por Voltagem Canais para Potássio Regulados por Voltagem K+ K+ Ativação Lenta (+35 a -90mV) Repouso (-90mV) REPOLARIZAÇÃO EXTRACELULAR INTRACELULAR Se abrem quando os canais de Na+ começam a se fechar Redução da entrada de Na+ + saída de K+ = completa repolarização Propagação do Potencialde Ação Propagação do Potencial de Ação Ritmicidade Batimento cardíaco Peristal,smo Respiração > Permeabilidade ao Na+ e Ca2+ Canais para Na+ e Ca2+/Na+ parcialmente abertos HIPERPOLARIZAÇÃO Geração rítmica e constante de potencial de ação Tipos de Fibras https://image.slidesharecdn.com/sistemanervoso Condução saltatória Condução con1nua Alterações de Bainha de Mielina Esclerose Múltipla Neuropa>a Diabé>ca Nervos do sistema nervoso central (medula e cérebro) Nervos acometidos são os do sistema nervoso periférico Guillain Barré Sinapses É a região de proximidade entre um neurônio e outra célula por onde é transmitido o impulso nervoso. Sinapse elétricas ocorrem: Células musculares lisas Células miocárdicas Sistema nervoso central Células da glia Células beta do pâncreas ELÉTRICAS QUÍMICAS Raras Comuns Bidirecionais Unidirecionais Rápidas Lentas Estereotipadas Flexíveis Não há fadiga Pode haver fadiga Sinapse Elétrica Sinapse Elétrica Neurônios estão muito próximos aos outros Possuem proteínas chamadas conexinas Se ligam formando canais Permitem passagem dos íons diretamente de um neurônio p/ outro Moyes, 2º edição Junções comunicantes (Junções GAP) Sinapse Química Liberação de neurotransmissores Potencial de ação despolariza o terminal axonal 1 A despolarização abre canais p/ Ca2+ voltagem dependentes à Ca2+ entra na célula 2 A entrada de Ca2+ inicia a exocitose do conteúdo das vesículas 3 O NT difunde-se através da fenda sináp>ca e se liga ao receptores na célula pós-sináp>ca 4 A ligação do neurotransmissor inicia uma resposta na célula sináp>ca 5 Silverthorn, 7º edição Sinapse Química § Membrana pré-sináp3ca à grande número de canais para Ca+ dependentes de voltagem § Despolarização da membrana à abertura dos canais de Ca + § Quan3dade de substância transmissora liberada na fenda sináp3ca à proporcional a entrada de íons Ca+ no terminal pré-sináp3co Sinapse Química Sinapses excitatórias Uma sinapse excitatória é aquela que aproxima o potencial de membrana do neurônio pós-simpático ao limiar para gerar um PA à leva a despolarização Denominada potencial excitatório pós- sináptico (PEPS) Quanto mais neurotransmissores, maior os PEPS Sinapses inibitórias Quando um neurotransmissor faz com que canais para potássio se abram, o potássio se move para fora da célula, hiperpolarizando-a Denominada potencial inibitório pós- sináptico (PIPS) Quanto mais neurotransmissores, maior os PIPS Término da ação dos neurotransmissores Recaptação dos NT pela membrana pré-sináp>ca e células da glia 1 As enzimas inativam os neurotransmissores 2 Os neurotransmissores podem difundir-se para fora da fenda sináptica por difusão 3 Silverthorn, 7º edição Sinapse Química “Reciclagem” dos neurotransmissores A acetilcolina (Ach) é sintetizada a partir de colina e acetil-CoA 1 Na fenda sináp>ca, a ACh é rapidamente quebrada pela enzima ace>lcolinesterase 2 A colina é transportada de volta para o terminal axonal via cotransporte com o Na+ 3 Silverthorn, 7º edição Sinapse Química A colina reciclada é utilizada para a produção de mais Ach 4 Toxina Botulínica Age bloqueando a liberação de ACh na junção neuromuscular e nas sinapses colinérgicas periféricas, causando paralisia muscular Toxina Botulínica Toxina botulínica Terapêutica Distonia cervical Distonia cevical Blefaroespasmos Enxaqueca Espas3cidade pós AVC Dor Neuropá3ca Bruxismo Sialorréia Hiperhidrose Distonias focais: membros, a face, mandíbula e as cordas vocais Ionotrópicos Canais iônicos dependente de ligante Metabotrópicos Ligação do NT ao receptor inicia cascatas bioquímicas Alteram o fluxo de íons através da membrana e medeiam a reposta rápida Receptores de neurotransmissores Receptores Transdução do sinal mediada por um sistema de segundos mensageiros, resposta mais lenta Sinapse Química (neurotransmissores) Neurotransmissores excitatórios Neurotransmissores inibitórios Despolarizam o neurônio pós-sináptico estimulando a sua ação Hiperpolarizam o neurônio pós-sináptico inibindo a sua ação Todos os neurotransmissores, exceto o óxido nítrico, ligam-se a tipos específicos de receptores. zZz... Neurotransmissores Guyton. 12a ed. 2011. à NÃO É ARMAZENADO (EXCEÇÃO) à AÇÃO INIBITÓRIA à GERALMENTE EXCITATÓRIA à GERALMENTE EXCITATÓRIA à GERALMENTE EXCITATÓRIA Neurotransmissores de moléculas pequenas e de ação rápida Neurotransmissão “Neurotransmissores”: liberados por terminações pré-sinápticas; produzem respostas excitatórias ou inibitórias rápidas nos neurônios pós-sinápticos. “Neuromoduladores”: produzem respostas respostas pré ou pós-sinápticas lentas (mediadas principalmente por GPCR). Passam uma quantidade significativa de tempo na fenda sináptica, influenciando (modulando) a atividade de vários outros neurônios. Os mais comuns são neurotransmissores: Dopamina, serotonina, endorfina. “Neurohormônios”: sinte,zados nos neurônios secretados na corrente sanguínea e liberados para atuar no órgão alvo (oxitocina, gastrina e etc). Neurotransmissores • Receptores nicotínicos são encontrados no músculo esquelético (efeito ionotrópico à receptor ionotrópico) - Agonistas: ACh, nicotina - Antagonistas: d-tubocurarina e curare • Receptores muscarínicos são encontrados no coração e músculo liso (efeitos metabotrópicos à receptor metabotrópico) - Agonistas: ACh, muscarina - Antagonistas: Atropina e escopolamina Receptores Colinérgicos: Resumindo... Stanfield, Fisiologia humana, 5º ed. Referências Bibliográficas § GUYTON, A. C; HALL, J. E. Tratado de Fisiologia Médica. 13. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2017. § BERNE, R. B, LEVY, M. N. Tratado De Fisiologia Humana. 6 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2010. § SILVERTHORN, D. U. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7 ed. Porto Alegre: ArtMed, 2014. § STANFIELD, C L. Fisiologia humana. 5. ed. São Paulo: Editora Pearson, 2013.