Apostila de Fisiologia

Prévia do material em texto

PONTIFICIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS
FISIOLOGIA E BIOFÍSICA
						 PARTE 01
Profa Andreia S. Teixeira
BETIM
SISTEMA RENAL
ESTRUTURA E FUNÇÕES DOS RINS
	Os rins desempenham suas funções mais importantes através da filtração do plasma e remoção de dos produtos de degradação metabólica e substâncias químicas estranhas. O filtrado, além de conter esses produtos, contém importantes compostos para o metabolismo normal do organismo (ex: glicose, água, íons, etc), e estes são reabsorvidos para a circulação sanguínea. Desta forma, os rins apresentam grande importância na manutenção do equilíbrio hidroeletrolítico e regulação da osmolaridade dos líquidos corporais. Além destas funções, os rins participam do equilíbrio ácido-básico do sangue, da regulação da pressão arterial e produzem hormônios como a eritropoetina, renina e 1,25-diidroxicolecalciferol.
	Os dois rins localizam-se na parede posterior do abdome, fora da cavidade peritoneal. Cada rim humano adulto pesa cerca de 150 gramas e tem aproximadamente o tamanho de um punho fechado. A borda medial de cada rim contém uma região denominada hilo, através da qual passam a artéria e a veia renais, os vasos linfáticos, o suprimento nervoso e o ureter que transporta a urina do rim para a bexiga, onde é armazenada até ser eliminada. Quando o rim é seccionado em dois de cima para baixo, as duas principais regiões que podem ser observadas são o córtex externo e uma região interna conhecida como medula. A medula renal é dividida em múltiplas massas de tecido em forma de cone, denominadas pirâmides renais. A base de cada pirâmide origina-se na borda entre o córtex e a medula e termina na papila, que se projeta no espaço da pelve renal, uma continuação em forma de funil da extremidade superior do ureter. A borda externa da pelve é dividida em sáculos abertos denominados cálices principais, que se estendem para baixo e se dividem em pequenos cálices, que coletam a urina proveniente dos túbulos de cada papila. As papilas dos cálices, a pelve renal e o ureter contêm elementos contráteis que propelem a urina em direção à bexiga, onde a urina é armazenada até ser eliminada através da micção. 
CIRCULAÇAO RENAL
	Em condições normais, o fluxo sanguíneo para os dois rins corresponde a 21% do débito cardíaco, ou seja, cerca de 1200 ml/ min. A artéria renal penetra no rim através do hilo, juntamente com o ureter e a veia renal, e, a seguir, ramifica-se progressivamente para formar as artérias interlobares, artérias arqueadas, artérias interlobulares e as arteríolas aferentes, que deságuam nos capilares glomerulares, onde grandes quantidades de líquidos e solutos (exceto proteínas plasmáticas) são filtradas, dando início à formação da urina. As extremidades distais dos capilares de cada glomérulo coalescem para formar a arteríola eferente, que leva a uma segunda rede capilar, os capilares peritubulares, que circundam os túbulos renais. Os capilares peritubulares deságuam nos vasos do sistema venoso, que correm paralelamente aos vasos arteriolares, formando progressivamente a veia interlobular, a veia arqueada, a veia interlobar e a veia renal, que deixa o rim ao lado da artéria renal e ureter. 
OS NÉFRONS
	No ser humano, cada rim é constituído de cerca de 1 milhão de néfrons, cada um dos quais é capaz de formar urina. O rim não tem a capacidade de regenerar novos néfrons. Por conseguinte, em caso de lesão ou doença renal, ou no processo de envelhecimento normal, verifica-se diminuição gradual no número de néfrons. Por outro lado, quando há lesão de apenas um rim, o outro pode sofrer hipertrofia, ou seja, suas células aumentam de tamanho e aumentam suas funções compensando o rim lesado ou ausente.
	Cada néfron possui dois componentes principais: (1) um glomérulo (capilares glomerulares) através do qual grandes quantidades de líquido são filtradas do sangue, e (2) um longo túbulo no qual o líquido filtrado é convertido em urina no seu trajeto até a pelve renal.
	O glomérulo encontra-se envolvido pela cápsula de Bowman. O líquido filtrado dos capilares glomerulares flui para o interior da cápsula de Bowman e, a seguir, para o túbulo proximal, situado no córtex renal.
	A partir do túbulo proximal, o líquido flui para a alça de Henle que mergulha na medula renal. Cada alça consiste num ramo descendente e um ramo ascendente. Na extremidade do ramo ascendente espesso existe um segmento curto que, na verdade, é uma placa na parede, conhecida como mácula densa. Depois da mácula densa, o líquido penetra no túbulo distal que, a exemplo do túbulo proximal, situa-se no córtex renal. Segue-se o túbulo conector, o túbulo coletor cortical e o ducto coletor cortical. As porções iniciais de oito a 10 ductos coletores corticais juntam-se para formar um único ducto coletor maior que se segue seu trajeto até a medula, passando a constituir o ducto coletor medular. Os ductos coletores unem-se para formar ductos progressivamente maiores que eventualmente deságuam na pelve renal através das extremidades das papilas renais. Em cada rim existem cerca de 250 ductos coletores muito grandes, cada um dos quais coleta urina de cerca de 4000 néfrons.
FORMAÇÃO DA URINA
	As intensidades da excreção de diferentes substâncias na urina representam a soma de três processos renais: (1) filtração glomerular, (2) reabsorção de substâncias dos túbulos renais para o sangue dos capilares peritubulares e (3) secreção de substâncias do sangue dos capilares peritubulares para os túbulos renais.
	A formação da urina começa com a filtração, a partir dos capilares glomerulares na cápsula de Bowman, de grande quantidade de líquido praticamente isento de proteínas. A maioria das substâncias no plasma, à exceção das proteínas, é filtrada livremente, de modo que suas concentrações no filtrado glomerular são quase as mesmas do plasma. Quando o líquido filtrado deixa a cápsula de Bowman e passa pelos túbulos, ele é modificado pela reabsorção de água ou pela secreção de outras substâncias dos capilares peritubulares para os túbulos.
	No ser humano adulto normal, a filtração glomerular é, em média, de 125 ml/min, ou seja, 180 litros/dia. A fração do fluxo plasmático renal que é filtrada é, em média, de 20% do plasma que fluem pelos rins. A despeito da alta intensidade de filtração, a barreira de filtração glomerular determina quais as moléculas que irão ser filtradas de acordo com seu tamanho e carga elétrica.
A BARREIRA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR
	A barreira responsável pela filtração glomerular é composta por três camadas, o endotélio dos capilares glomerulares, uma camada de membrana basal revestindo este tecido e ainda uma camada de células da cápsula de Bowman, os podócitos. Os poros formados entre as células endoteliais apresentam diâmetro variando de 50 a 10 nanômetros (nm), impedindo a filtração de proteínas e células do sangue. Além disso, encontramos muitas proteínas na membrana basal e proteínas do glicocálice dos podócitos que apresentam cargas negativas. Estas cargas repelem a maioria das proteínas plasmáticas que geralmente, também apresentam cargas negativas no pH fisiológico.
 
PRESSÕES QUE AFETAM A FILTRAÇÃO GLOMERULAR
	Três pressões afetam o ritmo de filtração glomerular, a pressão hidrostática do sangue ou do plasma, a pressão hidrostática da cápsula de Bowman e a pressão oncótica do sangue.
	A pressão hidrostática do plasma diz respeito à força exercida pelas moléculas de água sobre a superfície dos vasos sanguíneos. Nos capilares glomerulares esta pressão favorece a passagem de líquidos através dos poros que resulta em filtração do plasma.
	A pressão hidrostática da cápsula de Bowman representa a pressão exercida pelas moléculas de água que foram filtradas e ainda permanecem na cápsula. Esta pressão exerce uma ação que pode reduzir ou impedir a passagem de mais moléculas através dos poros dos capilares, deste modo,esta pressão exerce ação contrária à filtração glomerular.
	A pressão oncótica ou coloidosmótica do sangue diz respeito a pressão osmótica exercida pelas proteínas. Estas que apresentam grupamentos com cargas positivas ou negativas em seus aminoácidos exercem pressão que tenta impedir a filtração e com isso reter moléculas de água nos vasos sanguíneos.
	A pressão oncótica da cápsula de Bowman é considerada nula visto que as proteínas, normalmente não são filtradas, mas quando o fazem, aumentam a filtração glomerular, ou seja, favorecem a passagem de líquidos pelos capilares glomerulares.
	As alterações das pressões explicadas acima exercem efeitos diretos sobre o ritmo de filtração glomerular como podemos ver pelos exemplos abaixo.
	Nos indivíduos que apresentam aumento da pressão arterial, esta provoca aumento da pressão hidrostática favorecendo uma maior filtração. Este aumento apresenta um limite que atua como um fator de proteção das estruturas glomerulares, desta forma o aumento da pressão arterial aumenta a filtração glomerular ate que a pressão alcance um valor aproximado de 80 mmHg, acima desta pressão, estruturas glomerulares podem ser lesadas.
	O aumento da pressão hidrostática da cápsula de Bowman pode ser detectado em indivíduos que apresentam cálculos que obstruem os túbulos renais e prejudicam o fluxo de filtrado glomerular.
	A diminuição de proteínas plasmáticas como visto em indivíduos que apresentam lesões hepáticas podem provocar consequente redução da pressão oncótica. Esta redução propicia uma maior passagem de líquidos através dos vasos glomerulares, aumento o ritmo de filtração glomerular.
CONTROLE DA FILTRAÇÃO GLOMERULAR E DO FLUXO SANGUÍNEO RENAL
	Praticamente todos os vasos sanguíneos dos rins, incluindo as arteríolas aferentes e eferentes, são ricamente inervados por fibras nervosas simpáticas. Uma forte ativação dos nervos simpáticos renais pode causar constrição das arteríolas renais, diminuindo o fluxo sanguíneo renal e a filtração glomerular.
	Diversos hormônios e outras substâncias podem influenciar a filtração glomerular e o fluxo sanguíneo renal. A adrenalina e a noradrenalina produzem constrição das arteríolas aferentes e eferentes, com consequente redução da filtração glomerular e do fluxo sanguíneo renal. 
	A angiotensina II, poderoso constritor renal, pode ser considerada como hormônio circulante e provoca constrição das arteríolas eferentes. 
	O óxido nítrico (NO), derivado do endotélio vascular de todo o corpo, é uma substância que diminui a resistência vascular renal e aumenta a filtração glomerular.
RITMO DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR
	Como citado anteriormente, a taxa de filtração glomerular é de aproximadamente 125 ml/min, ou seja, a cada min 125 ml do plasma é filtrado nos glomérulos. Esta taxa é chamada de ritmo de filtração glomerular (RFG) e pode ser calculada através do teste da Inulina ou da creatinina de 24 horas. A inulina é um polímero de frutose que se injetada na corrente sanguínea, é livremente filtrada pelos glomérulos, não é reabsorvida e nem secretada, sendo desta forma um índice de filtração. Este teste tem apresenta uma inconveniência que é a administração da substância na corrente sanguínea para sua posterior detecção. O teste da creatinina pode ser utilizado em substituição ao teste da inulina. A creatinina é uma substância produzida a partir da creatina muscular (uma fonte energética), consiste num catabólito que deve ser constantemente eliminado pelos rins. Desta forma, se a concentração de creatinina plasmática se eleva na corrente sanguínea, pode demonstrar reduções ou deficiências na eliminação renal. O exame de creatinina plasmática apenas mostra se a filtração glomerular encontra-se adequada. Já o teste de creatinina de 24 horas, pode indicar o ritmo de filtração glomerular. Este teste é também conhecido como clearence da creatinina. Clearence significa depuração ou limpeza. O Clearence da creatinina mostra o tanto de plasma que foi depurado ou limpo, ou quanto de plasma não mais apresenta creatinina por minuto. Seu valor varia de 80 a 130 ml de plasma por minuto. Neste teste, faz-se a dosagem de creatinina plasmática, mede-se o volume de urina em 24 horas e a concentração de creatinina na urina, assim, sabendo-se quanto se tinha no plasma e quanto se tem na urina, tem-se o quanto foi filtrado.
 							C = U x V
							 P
Onde: C = clearence da creatinina
	U = concentração de creatinina na urina
	V = volume de urina 24 horas
	P = concentração de creatinina no plasma
	Embora o clearence de creatinina seja utilizado clinicamente para estimativa do ritmo de filtração glomerular, existem algumas desvantagens no método. Em primeiro lugar, a creatinina não é apenas filtrada, como também secretada pelo rim humano. Esta secreção é responsável por um erro no teste em 20%. Em segundo lugar, quando ocorrem lesões musculares, há aumento da liberação de creatinina no plasma, provocando um resultado falso positivo da diminuição da função renal. Em terceiro, existem fármacos que interferem com a excreção normal da creatinina. 
CONTROLE RENAL DO EQUILÍBRIO ÁCIDO-BÁSICO
	Os rins controlam o equilíbrio ácido-básico ao excretarem urina ácida ou básica. A excreção de urina ácida reduz a quantidade de ácido presente no líquido extracelular, enquanto a excreção de urina básica remove a base dos líquidos extracelulares.
	O mecanismo global pelo qual os rins excretam urina ácida ou básica, é o seguinte: os túbulos renais filtram continuamente grande quantidade de íons bicarbonato; a excreção desses íons na urina remove a base do sangue. Por outro lado, grande quantidade de íons hidrogênio também é secretada no lúmen, pelas células epiteliais tubulares, removendo, assim, ácido do sangue. Se maior quantidade de íons hidrogênio for secretada, em comparação com os íons bicarbonato filtrados, haverá perda real de ácido nos líquidos extracelulares. Por outro lado, se maior número de íons bicarbonato for filtrado, em comparação com os íons hidrogênio secretados, ocorrerá perda real de base. 	
 
	Em situações de acidose, os íons hidrogênio são secretados e os íons bicarbonatos são filtrados, porém, na luz tubular, os íons hidrogênio reagem com os íons bicarbonato, formam ácidos carbônicos que se dissociam em CO2 e água. O dióxido de carbono é reabsorvido pelas células epiteliais tubulares e novamente formam íons bicarbonato, que voltam para a circulação.
	Na alcalose, os íons bicarbonatos são filtrados, mas a quantidade de íons hidrogênio secretados é menor. Como consequência, poucos íons hidrogênio reagem com o excesso de bicarbonato e neste caso este íon é excretado na urina, restabelecendo o equilíbrio ácido-básico.
TRANSPORTES DE MEMBRANA
REVISÃO
Membrana Celular: Todas as células animais são envolvidas por uma membrana, chamada de membrana plasmática, composta de lipídeos (fosfolipídios, colesterol e glicolipídios), formando uma camada dupla; e proteínas entremeando a camada lipídica (modelo do mosaico fluido). Existem 5 tipos de proteínas de membranas que exercem funções específicas:
Proteínas estruturais ou integrais
Proteínas que funcionam como bombas, para o transporte de íons através da membrana
Proteínas que funcionam como canais, para difusão de substâncias solúveis em água
Proteínas que funcionam como receptores, para ligação de neurotransmissores e hormônios
Proteínas que funcionam como enzimas, para catálise de reações na superfície da membrana.
As proteínas estruturais ou integrais, as proteínas que funcionam como bombas e as proteínas que funcionam como canais atravessam toda a camada lipídica da membrana; as proteínas que funcionam como receptores estão localizadas na superfície externa da membrana e as proteínas que funcionam como enzimas são encontradas na superfície interna da membrana.
 
Transporte através da membrana plasmática: Íons, nutrientes e restos metabólicossão transportados através da membrana por difusão e outros processos de transporte.
Difusão Simples
Difusão simples é a movimentação cinética das moléculas através de orifícios da membrana ou espaços intermoleculares. Depende:
da permeabilidade da membrana - lipossolubilidade: oxigênio, nitrogênio, dióxido de carbono e álcool se difundem rapidamente pela membrana;
da área da membrana: quanto maior a superfície mais rápida a difusão;
diferença de concentração da substância: que se difunde entre as duas faces da membrana;
diferença de pressão;
diferença de potencial elétrico (íons) entre as duas faces da membrana;
tamanho da molécula: partículas muito grandes (>0,8 nm) não podem atravessar a membrana da célula por difusão simples.
Difusão Facilitada
Na difusão facilitada, o transporte entre os compartimentos necessita de um carreador. Por exemplo: A molécula de glicose é muito grande para se difundir através dos canais da membrana; ela se liga a um carreador de um lado da membrana e é, então, transportada para o outro lado, aonde se dissocia do carreador. Difusão simples e difusão facilitada não requerem energia.
Transporte Ativo
 	O transporte ativo requer energia fornecida pelo ATP (tri-fosfato de adenosina) pois as moléculas se movem contra um gradiente de concentração. O mais conhecido deste sistema de transporte é a bomba de sódio-potássio (Na+-K+) ou Na+-K+ATPase. Neste sistema a enzima ATPase que está ligada à membrana plasmática funciona como um carreador e é responsável pela manutenção da alta concentração de K+ e baixa concentração de Na+ no LIC. A operação da bomba pode ser dividida em três etapas:
Três íons Na+ se ligam à enzima (ATPase) do lado de dentro da célula
Dois íons K+ se ligam à enzima (ATPase) do lado de fora da célula
A enzima ATPase (carreador) utiliza a energia de uma molécula de ATP para transportar dois íons K+ para o interior da célula e três íons Na+ para fora da célula.
Funções da bomba de Na+-K+ 
Bombeia os íons Na+ de dentro para fora das células e os íons K+ de fora para dentro
Presente em todas as células do corpo
Responsável pela manutenção das diferenças de concentração do Na+ e K+ entre as duas faces da membrana
Auxilia na geração de um potencial elétrico negativo no interior das células
Esta pequena revisão citada não pretende esgotar o assunto de transportes de membrana, e alguns outros conceitos relacionados aos transportes são de extrema importância para compreensão da eletrofisiologia.
	A difusão simples através das membranas celulares pode ser feita diretamente pela bicamada lipídica (gases e substâncias lipossolúveis) ou por canais protéicos da membrana (íons e água). Estes canais podem ser classificados em canais de vazamento, quando permanecem continuamente abertos e mantém o livre transporte entre os meios intra e extracelulares, e os canais com comportas (portões), que permanecem fechados e sob determinadas condições permitem o fluxo iônico.
	
Os canais com comportas podem ser classificados em canais voltagem-dependentes e canais ligante-dependentes. Nos canais voltagem-dependentes, uma alteração na voltagem da membrana plasmática pode desencadear alteração conformacional (estrutura espacial da proteína) da proteína canal e abertura da comporta. Nos canais ligante-dependentes ou canais regulados por substâncias químicas, a mudança conformacional da proteína canal, ocorre quando há ligação de uma substância química (neurotransmissor ou hormônio) a uma área receptora do canal.
	Todos os canais citados são específicos para determinados íons devido a suas características físico-químicas, de forma que os canais de sódio voltagem-dependentes permitem apenas o fluxo de sódio, os canais de vazamento de potássio, apenas o fluxo de potássio e assim por diante. Existem algumas exceções como canais que permitem a passagem simultânea de sódio e potássio ou cálcio e sódio.
	O transporte dos íons através dos canais de vazamentos ou dos canais com comportas (quando abertos) depende exclusivamente dos gradientes de concentração e dos gradientes elétricos entre os meios intra e extracelulares. 
	Quando uma determinada substância é transportada de um meio de maior concentração da mesma para um meio menos concentrado, o transporte é feito a favor do gradiente de concentração e sem gasto de energia pela célula (ATP). Por outro lado, para a substância retornar para o meio mais concentrado deverá faze-lo com gasto energético, ou seja, por transporte ativo. O transporte de substâncias iônicas depende não apenas do gradiente de concentração, mas também do gradiente elétrico. Supondo dois compartimentos de cargas opostas (negativo e positivo), se o íon apresenta carga positiva, este será atraído para o compartimento de carga negativa e será repelido do compartimento de carga positiva. Assim, sendo transportado para o compartimento de carga negativa, este será um transporte a favor do gradiente elétrico e sem gasto energético. Quando transportado para o compartimento de mesma carga, este será um transporte contra o gradiente elétrico, ou seja, com gasto energético.
	Em nossas células como será citado posteriormente, o íon potássio (carga positiva) é transportado passivamente do interior da célula, onde se encontra em maior concentração, para o meio extracelular, sendo este um transporte a favor do gradiente de concentração. Mas o aparecimento de carga negativa no interior da célula pode se opor a este transporte. 
ELETROFISIOLOGIA
	A comunicação entre as células neurais ou entre estas células e as fibras musculares depende de um fenômeno elétrico que é propagado ao longo das membranas plasmáticas destas células. Esta bioeletricidade é criada pelos movimentos de cargas entre as membranas e é designado como potencial de membrana. 
POTENCIAIS DE MEMBRANA
	Os potenciais de membrana são divididos em potencial de repouso e potencial de ação. O potencial de repouso é a diferença de potencial elétrico que existe através da membrana de células excitáveis, como os neurônios e as células musculares em repouso. Podemos considerar o potencial de membrana como uma diferença de cargas existentes entre o interior e o exterior da célula, e esta diferença é criada devido ao movimento dos íons através da membrana. 
Considere o esquema abaixo. Os compartimentos A e B são separados por uma membrana permeável apenas aos íons sódio. Como a concentração de sódio é maior no compartimento A, este tende a se difundir para o compartimento B (difusão a favor do gradiente de concentração), mas esse transporte não é acompanhado pelo íon cloreto (Cl- ). Com o tempo, a quantidade de cargas positivas no compartimento B (Na+) aumenta em detrimento do compartimento A que permanece com excesso de cargas negativas (Cl-).
O movimento efetivo de cargas positivas para o compartimento B produzirá um potencial de difusão para o sódio. A positividade do compartimento B vai se opor à continuidade da difusão do sódio (difusão contra um gradiente elétrico), e, eventualmente, será suficiente para impedir qualquer difusão efetiva adicional, mesmo que o gradiente de concentração esteja a favor do movimento. 
No esquema abaixo, a mesma situação foi criada para o íon potássio (K+) e devemos lembrar que não apenas as cargas positivas do compartimento B podem impedir a continuidade da difusão dos íons potássio, como também o aumento de negatividade do compartimento A pode impedir (por atração) a difusão de cargas positivas para B.
	
	Imaginemos agora uma célula apresentando diferenças nas concentrações iônicas entre os meios intracelular e extracelular. Apresentando alta concentração de potássio no líquido intracelular e alta concentração de sódio no líquido extracelular. Os íons potássio tendem a se difundir para o meio extracelular a favor de seu gradiente de concentração, enquanto que os íonssódio tendem a entrar na célula. Se o movimento efetivo dos íons potássio fosse igual ao movimento efetivo dos íons sódio não haveria diferenças de cargas entre o meio intra e extracelular. Acontece que os íons não se difundem na mesma velocidade através da membrana plasmática, sendo esta mais permeável aos íons potássio (cerca de 100 vezes) que aos íons sódio. Deste modo poderíamos dizer que para cada íon sódio que entra na célula, 100 íons potássio se difundem para o exterior. Essa variação no transporte de íons cria uma diferença de cargas entre os meios intra e extracelular. Essa diferença é o potencial elétrico de membrana de uma célula em repouso, ou apenas potencial de repouso. 
O potencial de repouso de uma célula é também formado com a contribuição da bomba de sódio/potássio. Esta proteína com ação ATPásica tem a função de transportar o potássio de volta para o meio intracelular e de devolver o íon sódio para o meio extracelular. O transporte destes íons é diferenciado, para cada dois íons potássio transportados, três íons sódio são transportados para o exterior. Desta forma a bomba de sódio/potássio contribui para o déficit de cargas positivas no meio intracelular, além de manter o equilíbrio iônico da célula.
O potencial de repouso não é mesmo para todas as células. Nas grossas fibras musculares esqueléticas essas fibras nervosas mais calibrosas o potencial é aproximadamente de – 90 mv. Em outras células este potencial pode variar de – 40 a –60 mv. 
O Potencial de ação é uma variação rápida do potencial de membrana, seguida pelo retorno ao potencial de repouso da membrana. Esse evento pode ser desencadeado quando a célula é estimulada por agentes mecânicos, químicos ou elétricos. Todos os estímulos podem agir aumentando a permeabilidade da membrana aos íons sódio, propiciando um influxo desses íons e uma diminuição da negatividade do potencial de membrana.
Limiar de excitação ou limiar - É o valor do potencial de membrana a partir do qual é inevitável a geração de um potencial de ação. É também o valor de voltagem que altera a conformação de proteínas nos canais voltagem-dependentes.
	Quando uma célula é estimulada, há alteração da permeabilidade da membrana com entrada (influxo) dos íons sódio. O aumento de cargas positivas na célula torna o potencial de repouso menos negativo. Quando a voltagem se iguala a limiar de excitação, abrem-se os canais de sódio voltagem-dependentes, o que aumenta a permeabilidade ao sódio de 500 a 5000 vezes. Esta fase do influxo rápido de sódio associado à diminuição da negatividade interna é conhecida como fase de despolarização da célula. 
	O influxo inicial de cargas positivas que promove a abertura de canais de sódio voltagem-dependentes, também promove a abertura das comportas dos canais de potássio voltagem-dependentes, porém esta mudança na conformação da proteína ocorre de forma mais lenta e desta forma, lentifica a abertura dos canais de potássio. Em comparação com os canais de sódio, os canais de potássio são considerados canais lentos. 
	A abertura dos canais de potássio voltagem-dependentes promove um efluxo (saída) de potássio da célula, o que leva o potencial de membrana de volta a valores negativos. Esta fase de efluxo lento de potássio, com retorno aos valores de potencial de repouso da célula, é conhecida como fase de repolarização da célula. 
Correlação clínica: Anestésicos locais.
Os anestésicos locais impedem a geração e a condução de estímulos elétricos. Quando utilizamos um anestésico local como a lidocaína (ex: Xylocaina) o tecido anestesiado torna-se menos excitável. Esta menor excitabilidade deve-se ao bloqueio dos canais de sódio voltagem-dependentes. 
	Resumindo: Quando uma célula (ex: neurônio) encontra-se em repouso, seu potencial de repouso é negativo no interior da célula em comparação com o meio externo. Quando estimulamos esta célula o potencial de repouso aproxima-se do limiar de excitação e desencadeia um potencial de ação. Este potencial de ação é composto de duas fases. Uma fase de despolarização provocada pelo influxo de sódio e uma fase de repolarização (volta ao repouso) provocada pelo efluxo de potássio. A volta ao potencial de repouso significa que esta célula já pode ser novamente estimulada (veja figura adiante).
Hiperpolarização – Suponha que o potencial de repouso de uma determinada célula seja de – 70 mv. Quando estimulamos a célula seu potencial aproxima-se do limiar (-45 mv) e desencadeia um potencial de ação. Neste momento o potencial pode chegar a valores positivos como + 20mv (despolarização) e retorna ao repouso com efluxo de potássio. Em algumas células o efluxo de potássio ultrapassa a quantidade necessária para o retorno ao potencial de repouso (sai mais potássio que o esperado), e o potencial de repouso torna-se temporariamente mais negativo como, por exemplo de – 90mv. Quando o potencial de membrana encontra-se mais negativo que o potencial de repouso da célula, dizemos que a célula encontra-se num período de hiperpolarização. Neste estado hiperpolarizado torna-se difícil ou mais demorada a estimulação da célula, pois o potencial de membrana encontra-se mais distante do limiar de excitação da célula.
Correlação clínica: Efeito dos calmantes (ex: diazepam)
Os compostos conhecidos como benzodiazepínicos são utilizados como calmantes, anestésicos, anticonvulsivantes e relaxantes musculares. Seu mecanismo de ação baseia-se no aumento do influxo de íons cloreto nas células neuronais, o que desencadeia uma hiperpolarização das células. Como o potencial de membrana torna-se mais negativo, este se afasta mais do limiar de excitação, tornando a célula mais difícil de ser excitada.
O IMPULSO NERVOSO
	A Propagação do potencial de ação ao longo de fibra nervosa constitui o impulso nervoso. Quando um neurônio é estimulado, há entrada de íons sódio através dos canais de vazamento, provocando aproximação do potencial de membrana do limiar de excitação e consequente abertura dos canais de sódio e de potássio voltagem-dependentes. A entrada de sódio e sua difusão provocam a despolarização interna de um determinado segmento do neurônio e abertura de canais sódio voltagem-dependentes adjacentes. Em neurônios amielínicos, a presença de cargas na superfície interna da membrana plasmática pode dificultar a difusão do sódio e lentifica a propagação da despolarização. Nos neurônios mielínicos, a condução é chamada de saltatória. Neste tipo de condução a difusão do sódio não é dificultada pelas cargas internas pois, nos segmentos com bainha de mielina, esta atua como um isolante elétrico. Assim, a abertura de canais e despolarização ocorre apenas nos nodos de Ranvier. 
	A condução do potencial de ação nas fibras amielínicas pode variar de 0,5 a 2 metros/s, enquanto que nos neurônios mielínicos varia de 10 a 120metros/s.
CONDUÇÃO POR FIBRA AMIELÍNICA
A velocidade de condução também pode variar de acordo com o calibre das fibras nervosas. Nas fibras mais calibrosas a difusão do sódio é facilitada, caracterizando uma menor resistência elétrica. Enquanto nas fibras menos calibrosas, a proximidade das cargas negativas da superfície interna da membrana, dificulta a difusão do sódio, aumento a resistência elétrica.
	As fibras nervosas podem ser classificadas de acordo com o diâmetro e a presença ou ausência de mielina e, de acordo com esta classificação apresentam diferentes velocidades de condução do impulso nervoso.
CONDUÇÃO SALTATÓRIA
 
CLASSIFICAÇÃO DAS FIBRAS NERVOSAS
	TIPO DE FIBRA
	DIÂMETRO
(mm)
	BAINHA DE MIELINA
	VELOCIDADE DE CONDUÇÃO
(m/s)
	Aα
	8-20
	+
	50-120
	Aβ
	5-12
	+
	30-70
	Aγ
	2-8
	+
	10-50
	Aδ
	1-5
	+
	3-30
	B
	1-3
	-
	5-15
	C
	<1
	-
	<2
SINAPSES DO SISTEMA NERVOSO CENTRAL
	As informações são transmitidas no sistemanervoso central sob a forma de impulsos nervosos, por uma sucessão de neurônios, um após o outro. No entanto, cada impulso pode ser bloqueado na sua transmissão na sua transmissão de um neurônio para o próximo, ou pode ser modificado de um impulso único a impulsos repetitivos ou ainda pode ser integrado a impulsos provenientes de outros neurônios para causas padrões altamente intricados de impulsos em neurônios sucessivos. Todas essas funções são chamadas de funções sinápticas dos neurônios.
Quase todas as sinapses utilizadas para a transmissão de sinais no sistema nervoso dos seres humanos são sinapses químicas. Nestas, o primeiro neurônio secreta uma substância química, chamada neurotransmissor, na sinapse, e este por sua vez, atua sobre proteínas receptoras na membrana do próximo neurônio para excita-lo ou inibi-lo, ou para modificar sua sensibilidade de alguma outra maneira. Mais de 40 diferentes substâncias transmissoras foram descobertas até aqui. Algumas das conhecidas são acetilcolina, norepinefrina, histamina, ácido gama-aminobutírico (GABA) e o glutamato.
	
	As sinapses têm uma característica extraordinariamente importante que as torna altamente desejáveis como forma de transmissão dos sinais no sistema nervoso: sempre transmitem seus sinais numa direção – isto é, do neurônio que secreta o neurotransmissor, chamado de neurônio pré-sináptico, para o neurônio sobre o qual o neurotransmissor atua, chamado de neurônio pós-sináptico.
	A seguinte seqüência de eventos ocorre nas sinapses. Um potencial de ação, na célula pré-sináptica faz com que canais de cálcio voltagem-dependentes se abram. Ocorre influxo de cálcio para a terminação pré-sináptica, provocando o deslocamento das membranas com neurotransmissores para membrana do terminal e exocitose dos neurotransmissores. O neurotransmissor se difunde pela fenda sináptica, fixa-se a receptores na membrana pós-sináptica, produzindo variação do potencial de membrana na célula pós-sináptica.	
EXCITAÇÃO E INIBIÇÃO NEURONAL
	Os neurônios do Sistema Nervoso Central podem ter milhares de sinapses em suas superfícies dendríticas e somáticas, e cada uma pode produzir excitação ou inibição parcial no neurônio pós-sináptico. Isso permite a complexa interação entre muitas fontes de informação. A amplitude do efeito, sobre qualquer célula, de entrada única, é variável. Só em alguns casos é que a estimulação de um neurônio, é capaz de provocar um potencial de ação entre outro neurônio. As excitações para um neurônio provocam breves despolarizações da célula, efeito esse, conhecido como potencial pós-sináptico excitatório (PPSE). Este potencial pós-sináptico representa uma facilitação neuronal, onde o potencial de repouso se aproxima do limiar de excitação da célula. Este tipo de potencial excitatório pode ser desencadeado pela abertura de canais de sódio ou cálcio, e pelo bloqueio de canais de potássio ou de cloreto. As inibições para o neurônio produzem breve hperpolarização, conhecida como potencial pós-sináptico inibitório (PPSI). Estas inibições podem ser provocadas pela abertura de canais de potássio ou cloreto, e ainda pelo bloqueio de canais de sódio. A somação das estimulações e inibições determina se ocorrerá ou não potencial de ação no neurônio seguinte.
NEUROTRANSMISSORES
	Os neurotransmissores são moléculas de mensageiros químicos do sistema nervoso. O processo de transmissão do impulso nervoso ou dos potenciais de ação envolve a secreção de substâncias produzidas pelos neurônios, estas moléculas chamadas de neurotransmissores são produzidas no citoplasma dos axônios e estocadas em vesículas sinápticas para posterior secreção. Pode haver milhares de vesículas em um único terminal, cada uma contendo de 10.000 a 100.000 neurotransmissores. Quando estas moléculas são secretadas na fenda sináptica, exercem suas ações nos terminais pós-sinápticos através de proteínas denominadas receptores. Esses receptores são específicos para cada tipo de neurotransmissor e a ligação deste ultimo pode desencadear abertura de canais de membrana ou ativação de cascatas enzimáticas intracelulares. Os neurotransmissores podem ser classificados como neurotransmissores de baixo peso molecular e neurotransmissores peptídicos. Os de baixo peso molecular são geralmente aminoácidos ou moléculas pequenas. Como exemplos temos as aminas biogênicas ou catecolaminas (noradrenalina, dopamina e serotonina), a acetilcolina, o glutamato, a glicina e o ácido gama-aminobutírico (GABA). Os neurotransmissores peptídicos são geralmente moléculas moduladoras. Estas moléculas interagem com receptores nos terminais pré ou pós–sinápticos regulando a secreção de outros neurotransmissores. Além disso, estes neuromoduladores podem produzir alterações lentas e prolongadas na excitabilidade da membrana, o que altera a ação de outros neurotransmissores.
ORGANIZAÇÃO GERAL DO SISTEMA NERVOSO CENTRAL
	O sistema nervoso é formado por duas divisões: o sistema nervoso central (SNC), incluindo encéfalo e medula espinhal, e o sistema nervoso periférico (SNP), incluindo os receptores sensoriais, os nervos sensoriais e os gânglios fora do SNC. Pode ser feita distinção adicional entre as divisões sensoriais e motoras do sistema nervoso. A divisão sensorial, ou aferente, traz informações para o SNC, e começa, em geral, com eventos nos receptores sensoriais na periferia. Esses receptores incluem, os receptores visuais, auditivos, químicos e mecânicos. A divisão motora, ou eferente, conduz informações do sistema nervoso para a periferia. Essa informação eferente resulta em contração dos músculos esquelético e liso, ou em secreção por glândulas endócrinas e exócrinas.
	A informação sensorial é integrada em todos os níveis do sistema nervoso central e causa respostas motoras apropriadas, começando na medula espinhal com reflexos relativamente simples, estendendo-se ao tronco cerebral, com respostas mais complicadas, e finalmente estendendo-se ao cérebro, onde as respostas mais complicadas são controladas.
MEDULA ESPINHAL. A substância cinzenta da medula é a área integradora dos reflexos medulares, ou espinhais, e outras funções motoras. Sinais sensoriais entram na medula, quase inteiramente pelas raízes dorsais (posteriores ou sensoriais). Após entrar na medula, cada sinal sensorial trafega para duas destinações diversas. Primeiro, um dos ramos do nervo sensorial termina na substância cinzenta da medula e deflagra reflexos segmentares locais e outros efeitos. Segundo, outro ramo transmite sinais para níveis superiores do sistema nervoso. Cada segmento da medula tem vários milhões de neurônios na sua substância cinzenta. Além dos neurônios de transmitem informações sensoriais provenientes dos receptores sensoriais para regiões superiores do sistema nervoso central, outros neurônios encontrados na medula são os motoneurônios inferiores e os interneurônios.
	Os interneurônios estão presentes em todas as áreas da substância cinzenta de medula. Essas células numerosas são apenas e altamente excitáveis, exibindo freqüentemente atividade espontânea e capazes de disparar rapidamente até 1500 vezes por segundo. Têm muitas interconexões uns com os outros e muitos deles inervam diretamente os neurônios motores inferiores.
	Os neurônios motores inferiores ou motoneurônios podem ser de dois tipos principais; os motoneurônios alfa e motoneurônios gama. Os motoneurônios alfa inervam as grandes fibras musculares esqueléticas. A estimulação de uma única fibra nervosa excita de três até varias centenas de fibras musculares esqueléticas. Os motoneurônios gama inervam fibras musculares esqueléticas especiais, muito pequenas, chamadas de fibras musculares intrafusais. Estas são parte do fuso muscular, que ajuda a controlar a contração muscular.
BULBO. Também conhecido como medula oblonga, o bulbo apresenta organização morfológica semelhante à medula espinhal. Contém núcleos e tratos que levam a informação sensorial para centros superiores do SNC e vias que delestrazem comando motores para a medula espinhal. Na sua face anterior, o bulbo apresenta um feixe de fibras que cruza obliquamente o plano mediano. Este cruzamento constitui a decussação de pirâmides, visto que denominam-se pirâmides as eminências longitudinais que ladeiam a fissura mediana do bulbo. As pirâmides são formadas por fibras descendentes da principal via motora, o trato piramidal ou via corticoespinhal. O bulbo apresenta também os núcleos da rafe que atuam no controle descendente da informação dolorosa que chega à medula. 
PONTE. A ponte é a porção do tronco cerebral situada ventralmente ao cerebelo, entre o bulbo e o mesencéfalo. A ponte funciona como estação para as informações provenientes dos hemisférios cerebrais e que se dirigem para o cerebelo. Na transição entre o bulbo e a ponte está localizado o locus coeruleus, principal fonte de inervação noradrenérgica do SNC, que possui importante papel no controle comportamental e no ciclo de sono-vigília.
MESENCÉFALO. É a porção mais cranial tronco cerebral. Na sua região medial situa-se a substancia cinzenta periaquedutal que, como o nome indica, margeia o aqueduto cerebral, um canal estreito que comunica o terceiro com o quarto ventrículo. Essa estrutura é responsável tanto pela integração de comportamentos defensivos como, pelos mecanismos de controle da dor. Ainda no mesencéfalo, encontramos os núcleos da rafe que originam as principais vias serotoninérgicas do SNC. Essas vias participam de inúmeros processos comportamentais importantes, como a regulação do sono, comportamento emocional e alimentar. Outro núcleo neuronal do mesencéfalo é a substância negra (ou nigra). A substância negra dá origem as principais vias dopaminérgicas do SNC. Uma das vias dopaminérgicas originadas na substância negra faz conexão com os núcleos da base e participam do controle motor.
FORMACÃO RETICULAR. Além dos neurônios organizados em núcleos bem definidos, o tronco cerebral também contém neurônios organizados funcionalmente, mas sem formar núcleos bem definidos. Estes neurônios formam uma rede neuronal interligada e constituem a formação reticular. A formação reticular apresenta a importante função de ativação do SNC, regulando os níveis de atividade cerebral. 
DIENCÉFALO. Constituído pelo tálamo e o hipotálamo. O tálamo processa e transmite as informações sensoriais, que se dirigem para o córtex cerebral. O hipotálamo está situado ventralmente ao tálamo e constitui menos de 1% do volume total do cérebro, mas contém importantes núcleos que controlam muitas das funções vitais. Estes núcleos regulam a temperatura corporal, o equilíbrio hidroeletrolítico, a freqüência cardíaca, a pressão arterial, a ingestão de alimentos e água, e ainda participa do controle comportamental e emocional. O hipotálamo exerce suas ações sobre os meio interno e externo, através de três sistemas: O sistema endócrino (controlando as funções da hipófise), o sistema nervoso autônomo e o sistema motivacional (em suas conexões amplas com o sistema límbico)
NUCLEOS DA BASE. São constituídos pelos núcleos caudado, putâmen e globo pálido. Estes núcleos fazem conexões entre o córtex motor e outras regiões do córtex cerebral. O núcleo caudado em conjunto com putâmen forma o estriado. O globo pálido encontra-se em intima associação com o putâmen, com o qual forma uma estrutura em forma de lente, que lhe confere a denominação de núcleos lenticular. 
CORPO CALOSO. Com cerca de 200 milhões de fibras neuronais, o corpo caloso constitui o mais poderoso sistema de ligação entre os dois hemisférios. Apresenta-se como uma larga lâmina branca, arqueada dorsalmente e constituída por fibras mielínicas e amielínicas.
SISTEMA LÍMBICO. A palavra “límbico” significa margem. Este sistema é constituído pelo hipocampo, giro do cíngulo, hipocampo, corpo amigdalóide, núcleos anteriores do tálamo, septo e hipotálamo. Todas essas estruturas intimamente conectadas participam do comportamento emocional, impulsos motivacionais e do processo de aprendizagem e memória.
SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO
	O sistema nervoso autônomo é parte do sistema nervoso que em geral não fica sob controle consciente. Este costuma ser definido como um sistema motor periférico que inerva músculo liso, músculo cardíaco e algum tecido granular, embora esteja sujeito a controle reflexo e cerebral. Regula determinadas funções corpóreas subconscientes, tais como pressão arterial, freqüência cardíaca, motilidade intestinal e diâmetro pupilar.
	Esse sistema possui anatomia singular, transmissão sináptica e efeitos em seus diversos órgãos alvos. É o local de ação de grande quantidade de drogas e é essencial para a homeostasia. 
	O sistema nervoso autônomo difere do sistema motor somático em seu órgão alvo e no número de neurônios em seu circuito periférico. O sistema nervoso somático inerva o músculo esquelético. Por outro lado, o sistema nervoso autônomo inerva o músculo liso, o músculo cardíaco e algumas glândulas.
	O sistema nervoso autônomo também difere no número de neurônios que possui no sistema nervoso periférico. O sistema nervoso somático possui um neurônio cujo corpo celular se localiza no sistema nervoso central e cujo axônio se estende, ininterrupto, até o músculo esquelético, onde ocorre a primeira sinapse química periférica. O sistema nervoso autônomo, ao contrário, possui dois neurônios periféricos. O primeiro denominado neurônio pré-ganglionar, também tem seu corpo celular no SNC, mas seu axônio inerva um segundo neurônio na cadeia, denominado neurônio pós-ganglionar. Seu corpo celular fica numa estrutura periférica denominada gânglio. O gânglio e definido como uma coleção de corpos celulares nervosos fora do SNC.
	O sistema nervoso autônomo divide-se em duas subdivisões principais, com base na origem anatômica de seus neurônios pré-ganglionares e em seus neurotransmissores sinápticos no órgão alvo. Estas subdivisões são o sistema nervoso simpático e o parassimpático.
SISTEMA NERVOSO PARASSIMPÁTICO
	As fibras do sistema nervoso parassimpático deixam o sistema nervoso central, sobretudo pelos nervos cranianos III, VII, IX e X, e pelo segundo e o terceiro nervo espinhal. Cerca de 75% de todas as fibras nervosas parassimpáticas estão nos nervos vagos (nervo craniano X), indo para toda a região torácica e abdominal do corpo. Os nervos vagos fornecem nervos parassimpáticos para o coração, pulmões, esôfago, todo o intestino delgado, para a metade proximal do cólon, para o fígado, vesícula biliar, pâncreas e porções superiores dos ureteres.
Contrastando com os gânglios simpáticos, que ficam situados perto do SNC, os gânglios do sistema nervoso parassimpático ficam situados próximos dos órgãos efetores, sobre eles ou no interior desses órgãos. O comprimento relativo dos axônios pré e pós-ganglionares na divisão parassimpática é o inverso dos comprimentos relativos da divisão simpática. Essa diferença reflete a localização dos gânglios. Os neurônios pré-ganglionares têm axônios longos, e os neurônios pós-ganglionares têm axônios curtos.
Os neurônios pré-ganglionares e pós-ganglionares parassimpáticos, em quase sua totalidade, secretam o neurotransmissor acetilcolina. A acetilcolina ativa dois diferentes tipos de receptores, chamados de receptores muscarínicos e nicotínicos. A razão desses nomes é que a muscarina, um veneno de um tipo de cogumelo, ativa apenas os receptores muscarínicos, mas não ativa os receptores nicotínicos. Estes são ativados apenas pela nicotina. 
SISTEMA NERVOSO SIMPÁTICO
	O sistema nervoso simpático geralmente possui axônios pré-ganglionares curtos e pós-ganglionares longos. Os neurônios pré-ganglionares se originam de núcleos dos segmentos torácicos e lombares da medula espinhal, especificamente, do primeiro segmento torácico até o terceiro segmento lombar (T1-L3). Por isso, a divisão simpática é chamada de toracolombar.
	Os gânglios do sistema nervoso simpático ficam localizados perto da medula espinhal, nos gânglios paravertebrais.Seus neurônios pré-ganglionares são colinérgicos. Secretam acetilcolina, que interage com receptores nicotínicos, nos corpos celulares dos neurônios pós-ganglionares. Os neurônios pós-ganglionares são adrenérgicos em todos os órgãos efetores, exceto nas glândulas sudoríparas e no músculo liso vascular dos músculos esqueléticos (onde são colinérgicos). Os órgãos efetores, que são inervados por neurônios simpáticos adrenérgicos, têm um ou mais dos seguintes tipos de adrenoceptores: alfa1, alfa2, beta1, beta2. Os órgãos efetores inervados por neurônios simpáticos colinérgicos têm colinoceptores muscarínicos.
EFEITOS DO SISTEMA NERVOSO SOBRE ORGÃOS ESPECÍFICOS
O OLHO. Duas funções do olho são controladas pelo SNA. São a abertura pupilar e o foco da lente do cristalino. A estimulação simpática contrai as fibras meridionais da íris que dilatam a pupila, enquanto a estimulação parassimpática contrai o músculo circular da íris para fazer a constrição da pupila. As fibras parassimpáticas que controlam a pupila são estimuladas de modo reflexo quando um excesso de luz entra nos olhos; esse reflexo reduz a abertura pupilar e diminui a quantidade de luz que atinge a retina. Por outro lado, as fibras simpáticas são estimuladas durante os períodos de agitação e, portanto, aumentam a abertura pupilar nessas ocasiões.
GLÂNDULAS DO CORPO. As glândulas nasais, lacrimais, salivares e muitas glândulas gastrintestinais são todas fortemente estimuladas pelo sistema nervoso parassimpático, geralmente resultando em quantidades copiosas de secreção aquosa.
	A estimulação simpática tem efeito direto sobre as células glandulares, causando a formação de secreção concentrada contendo mais enzimas e muco. Entretanto, também causa a vasoconstrição dos vasos sanguíneos que suprem as glândulas e, dessa maneira, freqüentemente reduz a secreção.
	As glândulas sudoríparas secretam grandes quantidades de suor quando os nervos simpáticos são estimulados, mas nenhum efeito é causado pela estimulação dos nervos parassimpáticos.
SISTEMA GASTRINTESTINAL. O sistema gastrintestinal tem seu próprio conjunto intrínseco de nervos, conhecido como o sistema nervoso entérico. Entretanto, tanto a estimulação parassimpática quanto a simpática podem afetar a atividade gastrintestinal, sobretudo aumentando ou diminuindo as ações do sistema nervoso entérico. A estimulação parassimpática, em geral aumenta o grau de atividade global do trato gastrintestinal, promovendo o peristaltismo e relaxando os esfíncteres, permitindo assim a rápida propulsão do conteúdo ao longo do trato. Esse efeito propulsivo é associado a aumentos, simultâneos de secreção por muitas glândulas gastrintestinais.
	A função normal do trato gastrintestinal não é muito dependente da estimulação simpática. No entanto, a estimulação simpática intensa inibe o peristaltismo e aumenta o tônus dos esfíncteres. O resultado final é a propulsão muito diminuída dos alimentos ao longo do trato, às vezes, também secreção diminuída.
CORAÇÃO. Em geral, a estimulação simpática aumenta a atividade global do coração. Isto é feito aumentando-se tanto a freqüência quando a força de contração cardíaca. A estimulação parassimpática causa, sobretudo, efeitos opostos. 
VASOS SANGUÍNEOS SISTÊMICOS. A maioria dos vasos sanguíneos sistêmicos, especialmente os das vísceras abdominais e os da pele dos membros, responde por constrição à estimulação simpática. A estimulação parassimpática geralmente quase não tem efeitos sobre os vasos sanguíneos, mas realmente, dilata os vasos em certas áreas restritas, como na área do enrubescimento da face.
 
MEDULA SUPRA-RENAL
	A medula supra-renal (adrenal) é um gânglio especializado da divisão simpática do sistema nervoso autônomo. Os corpos celulares de seus neurônios pré-ganglionares ficam situados na medula espinhal toracolombar. Os axônios desses neurônios pré-ganglionares cursam, pelo nervo grande esplâncnico, até a medula supra-renal. Esses axônios fazem sinapse com as células cromafins da medula supra-renal, onde liberam acetilcolina, que ativa os receptores nicotínicos. Quando ativadas, as células cromafins liberam catecolaminas (epinefrina e norepinefrina) na circulação sistêmica. Contrastando com os neurônios pós-ganglionares simpáticos, que só liberam norepinefrina, a medula adrenal secreta, principalmente epinefrina (80%) e pequena quantidade de norepinefrina (20%).
	A epinefrina (adrenalina) e norepinefrina (noradrenalina) circulantes têm quase os mesmos efeitos sobre os diferentes órgãos que os causados pela estimulação simpática direta, excluindo-se que os efeitos duram cinco a dez vezes mais tempo porque esses hormônios são removidos do sangue lentamente.
TÔNUS SIMPÁTICO E PARASSIMPÁTICO
	Os sistemas simpático e parassimpático estão continuamente ativos, e as intensidades basais dessa atividade são conhecidas, respectivamente, como tônus simpático e tônus parassimpático.
	O valor do tônus é permitir que um único sistema nervoso aumente ou diminua a atividade do órgão estimulado. Por exemplo, o tônus simpático normalmente mantém quase todas as arteríolas sistêmicas num estado de constrição a , aproximadamente, metade do seu diâmetro máximo. Aumentado o grau de estimulação simpática, esses vasos podem-se contrair ainda mais; por outro lado, a inibição do tônus normal pode faze-los dilatar. Se não fosse pelo tônus simpático continuo de fundo, o sistema simpático só poderia causar vasoconstrição, e nunca vasodilatação. 
CONTROLE DO SISTEMA NERVOSO AUTÔNÔMO
	Muitas áreas do bulbo, ponte e mesencéfalo controlam diferentes funções autonômicas, como a pressão arterial, a freqüência cardíaca, a secreção glandular do trato gastrintestinal, o peristaltismo gastrintestinal, o grau de contração da bexiga urinária, e muitas outras.
	Os sinais a partir do hipotálamo e mesmo do cérebro podem afetar atividades de quase todos os centros de controle autonômicos do tronco cerebral. Por exemplo, a estimulação de áreas apropriadas do hipotálamo podem ativar os centros de controle cardiovasculares bulbares de modo suficientemente forte para aumentar a pressão arterial a mais do dobro do normal. Do mesmo modo, outros centros hipotalâmicos podem controlar a temperatura corporal, aumentar ou diminuir a salivação e a atividade gastrintestinal, ou causar o esvaziamento da bexiga. Até certo ponto, portanto, os centros autonômicos do tronco cerebral agem como estações de retransmissão de atividades de controle iniciadas em níveis superiores do cérebro. Muitas das nossas respostas comportamentais são mediadas pelo hipotálamo, pelas áreas reticulares do tronco cerebral e pelo sistema nervoso autônomo. Realmente, as áreas superiores de cérebro podem alterar a função de todo o sistema nervoso autonômico ou de parte deste, de modo suficientemente forte, a ponto de causar doença grave autonômica induzida, como úlcera péptica, constipação, arritmias cardíacas e até ataques cardíacos.
CONTROLE DA TEMPERATURA CORPORAL
O ser humano é um ser homeotérmico, isto é, possui a capacidade de manter a temperatura corporal dentro de um certo intervalo pré-determinado apesar das variações térmicas do meio ambiente (homeostasia térmica). O equilíbrio térmico é conseguido através do balanço entre a perda e a produção ou aquisição de calor. Seguidamente serão abordados os mecanismos físicos e fisiológicos que contribuem para este equilíbrio.
Temperatura de equilíbrio: 37ºC (Limites normais: 36.1º - 37.2ºC)
A termogênese corresponde à energia na forma de calor gerada ao nível dos tecidos vivos. A quantidade de calor produzida é diretamente proporcional à taxa de metabolismo corporal (40-60% da energia proveniente da hidrólise do trifosfato de adenosina – ATP, é perdido sob a forma de calor).
MECANISMOS FÍSICOS DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR
A energia térmica pode ser absorvida a partir do meio externo ou dissipada para o mesmo (conforme o gradiente térmico). Os principais mecanismos implicadossão a radiação, a condução e a convecção.
Radiação
A radiação corresponde à emissão de calor sob a forma de ondas eletromagnéticas, mais precisamente, ondas infravermelhas. Este processo físico ocorre a partir de qualquer matéria desde que a sua temperatura não seja o zero absoluto, e o grau de radiação depende da matéria em causa (por exemplo, o ar tem uma capacidade de radiação muito reduzida).
Se a temperatura do corpo de um ser humano for superior à temperatura do meio externo, uma maior quantidade de calor irá irradiar a partir do corpo do que irá ser irradiada para o corpo, isto é, ocorre perda de calor por parte do organismo.
Condução
A condução é um mecanismo de transferência direta de calor. O calor é a energia cinética do movimento molecular e pode ser transferido de umas moléculas para outras, é neste processo que consiste a condução.
Exemplificando, as moléculas da pele estão em constante movimento vibratório e a energia cinética deste movimento pode ser transmitida ao ar, que se for mais frio, aumenta a velocidade das moleculares presentes no ar até que seja atingido um estado de equilíbrio.
A pele e os tecidos subcutâneos têm uma função isolante natural, sendo que a camada adiposa conduz o calor com uma velocidade equivalente a 1/3 da dos outros tecidos.
Convecção
Pelo que foi descrito acima, percebe-se que a condução é um mecanismo autolimitado (existe apenas até ao momento em que as moléculas possuam uma energia cinética equivalente), contudo se o ar adjacente ao corpo for removido e substituído por um ar “novo”, o equilíbrio jamais será atingido – a transferência de calor pelo meio de correntes de ar é chamada de convecção4. Quanto maior a velocidade das correntes de ar (maior renovação do ar adjacente ao corpo), maior a amplitude da transferência de calor.
Este processo é semelhante na situação de o organismo estar submerso em água, com a diferença que a água possui uma maior capacidade de absorção e condução para o calor (perda de calor muito mais rápida).
O vestuário minimiza as perdas de calor por condução e convecção ao permitir a criação de uma camada de ar, não renovada, junto à superfície corporal. Contudo, esta capacidade perde-se quando as roupas se tornam molhadas ou úmidas (por exemplo, em roupa suada), devido à elevada condutibilidade da água que aumenta a taxa de transferência de calor através da roupa em 20 vezes ou mais.
Em situações usuais, os mecanismos físicos citados promovem perda de calor pelo corpo, dado que geralmente a temperatura ambiente é inferior à temperatura corporal. 
Contudo em situações em que a temperatura ambiente seja superior a 37ºC, por exemplo, numa sauna (temperatura ambiente 70 ºC) verifica-se uma inversão destes mecanismos com ganho de calor pelo organismo através dos mesmos processos físicos.
MECANISMOS FISIOLÓGICOS DA TRANSMISSÃO DE CALOR
A pele e as extremidades, contrariamente ao que acontece ao nível das regiões corporais mais profundas (região corporal central), têm maior variação de amplitude térmica. O fluxo sanguíneo cutâneo estabelece ligação entre a pele e a região corporal central, de forma que o fluxo de sangue subcutâneo irá variar conforme o maior ou menor grau de constrição dos vasos locais. O maior ou menor aporte sanguíneo medeia o fluxo de calor interno para a pele, a partir da qual o calor pode ser posteriormente dissipado para o meio ambiente. A condução de calor ao passar de um estado de vasoconstrição total para vasodilatação total aumenta cerca de 8 vezes. Pode-se dizer que a pele funciona como um sistema de radiação de calor controlado.
Mecanismo de evaporação
A evaporação consiste na perda de calor que acompanha a vaporização de um líquido a partir da superfície corporal (dissipação de calor a uma taxa de 0,58 Kcal/g de líquido evaporado).
Com temperaturas ambientes superiores a 36ºC, a evaporação é o mecanismo exclusivo de perda de calor, dado que nessa situação a radiação, a condução e a convecção são ineficientes ou até promovem o ganho adicional de calor.
Em situações térmicas neutras (sem ganho nem perda de calor), ocorrem perdas insensíveis (sem possibilidade de controle) de água por difusão contínua através da pele e dos pulmões – chama-se a este fenômeno de perspiração. A perda insensível de água é de 450-600 ml/dia o que equivale a aproximadamente 12-16 Kcal por hora. A sudorese, ato de produzir e libertar suor, inicia-se quando a temperatura corporal central é superior a 37ºC. A quantidade de sudorese é modulada pela estimulação das glândulas sudoríparas por nervos colinérgicos do simpático e por vezes também, em situações de exercício ou stress, por concentrações elevadas de epinefrina e norepinefrina. 
A composição da secreção precursora do suor é similar ao plasma exceto pela ausência de proteínas plasmáticas: a concentração de sódio é de 142 mEq/L e de cloro de 104 mEq/L, com muito menores concentrações dos outros solutos do plasma. À medida que esta solução precursora flui através da porção ductal da glândula sudorípara, ocorre reabsorção da maior parte dos íons de sódio e cloro. O grau de reabsorção é inversamente proporcional à taxa de produção de suor. 
REGULAÇÃO DA TEMPERATURA CORPORAL
Para a manutenção de uma temperatura corporal estável, é essencial a integridade de todos os elementos
envolvidos na sua regulação, nomeadamente os sensores térmicos, o centro integrador e de comando e os
sistemas eferentes.
A) SENSORES TÉRMICOS
Hipotálamo Anterior e Área Pré-óptica
Contêm neurônios sensíveis ao calor e neurônios sensíveis ao frio (estes em maior número). São estimulados por variações da temperatura do sangue que perfunde essa área. A estimulação térmica destes neurônios traduz-se por um aumento da frequência dos impulsos emitidos por segundo.
Receptores Cutâneos Térmicos
São de dois tipos: sensíveis ao frio (em maior número) ou sensíveis ao calor. A informação transmitida por estes receptores é enriquecida pela informação proveniente de receptores da dor especificamente estimulados por variações extremas da temperatura, o que explica que estas possam ser percebidas como dor. Os receptores do frio são consistentemente mais numerosos, contudo a relação entre receptores frio/calor pode variar de 3:1 a 10:1. A existência de um maior número de receptores sensíveis ao frio deve-se ao fato de, num meio ambiente neutro, a taxa metabólica do ser humano produzir consistentemente mais calor do que é necessário para manter a temperatura corporal central a 37ºC.
A informação dos receptores térmicos progride juntamente com a informação dos receptores dolorosos cutâneos no interior de fibras C não mielinizadas (velocidade de transmissão 0.4 – 2m/s), e de fibras A delta pequenas mielinizadas (velocidade de transmissão 20m/s) até a lamina superficial do corno dorsal da medula espinal. Seguidamente cruzam a linha média, dirigindo-se então no sentido ascendente através do trato espinotalâmico contralateral até à formação reticular pontina e os núcleos posterolateral ou ventrolateral do tálamo. A informação progride posteriormente para o hipotálamo.
Receptores Existentes em Órgãos Corporais Profundos
Presentes ao nível da medula espinal, vísceras abdominais, dentro e à volta dos grandes vasos situados no
tórax e abdômen, apresentando uma sensibilidade mais acentuada para diminuições da temperatura corporal central.
B) CENTRO INTEGRADOR
Os sinais provenientes de todos os tipos de receptores citados anteriormente são integrados ao nível do hipotálamo → centro integrador. Após a integração das diferentes informações aferentes e comparação das mesmas com o ponto de regulação térmica, são emitidas informações para diversos órgãos ou sistemas eferentes dependendo do tipo de resposta a estimular – promoção do ganho ou da perda de calor.
C) SISTEMAS EFERENTES
Sistema Nervoso Central
Ao nível do sistema nervoso central, mais propriamente no córtex cerebral, a percepção devariações da temperatura leva a alterações comportamentais, isto é, respostas voluntárias, importantes na prevenção da hipo ou hipertermia. Incluem o deslocamento para áreas mais quentes ou mais frias, remoção ou adição de roupas, diminuição ou aumento da atividade, e aumento ou diminuição das áreas de pele exposta.
Sistema Nervoso Autônomo
È responsável pela regulação de múltiplos mecanismos essenciais para uma regulação eficiente da Temperatura como o tônus vascular, a sudorese, frequência respiratória, piloereção e metabolismo celular.
Sistema Nervoso Somático
Comanda a contração muscular (fonte importante de energia térmica - termogênese muscular). Pode ser estimulado pelo córtex cerebral ou pode ser estimulado involuntariamente pelo hipotálamo. Ao nível do hipotálamo posterior existe um centro motor primário que modula o grau de inibição da atividade dos neurônios motores anteriores presentes na medula espinal.
A diminuição da inibição dos neurônios anteriores (promovida por diminuição da temperatura corporal central abaixo do valor de regulação) leva numa fase inicial ao aumento do tônus muscular e posteriormente, se mantida, ocorrem contrações repetitivas, isto é, tremores. A contração rápida involuntária da musculatura esquelética pode resultar num aumento de 4 vezes da produção de calor , de 2
vezes do consumo de oxigênio e de 6 vezes da taxa metabólica.
O hipotálamo tem capacidade de estimular determinadas substâncias que funcionam como hormônios, uma das quais é chamada de hormônio liberador de Tireotrofina. Esta última é libertada para as veias portais hipotalâmicas sendo transportada até à hipófise onde promove a secreção de tireotrofina (TSH) que estimula a secreção de Tirotoxina (T4) pela tiróide.
A Tirotoxina estimula o metabolismo celular, pelo que se percebe que uma diminuição ou aumento da sua produção origina, respectivamente, um aumento ou diminuição da energia térmica produzida.
LIMITES EXTREMOS DE TEMPERATURA TOLERÁVEIS
A tolerância ao calor depende em grande parte do grau de umidade ambiente. Quando o ambiente é completamente seco, o mecanismo de evaporação é eficiente pelo que temperaturas externas de 65,5ºC podem ser toleradas durante várias horas. Se o ar apresentar uma saturação em H2O de 100%, a temperatura corporal começa a subir quando a temperatura externa é superior 34,4ºC. Na presença de umidade intermédia, a temperatura corporal central máxima tolerada é de aproximadamente 40ºC ou, enquanto a temperatura mínima ronda os 35,3ºC.
FEBRE
Definição
Elevação da temperatura corporal como resultado de uma alteração ao nível do centro termoregulador localizado no hipotálamo – alteração do ponto de regulação térmica. A elevação do ponto de regulação térmica desencadeia uma série de mecanismos destinados a aumentar a temperatura corporal central (tremores, vasoconstrição, aumento do metabolismo celular, etc.) por forma a atingir o novo equilíbrio.
As substâncias capazes de induzirem febre são denominadas de pirogénos, podendo ser endógenos ou exógenos.
1.Pirogénos endógenos
São substâncias produzidas pelo hospedeiro, chamadas de citocinas, que alem de induzem febre, têm outros tipos de efeitos como hematopoiéticos, inflamatórios e de regulação do metabolismo celular. Até ao momento foram identificados 11 proteínas distintas, sendo as mais importantes as interleucinas 1α e 1β (IL 1α e IL 1β), o fator de necrose tumoral α (TNF α), o interferon α (IFN α) e a interleucina 6 (IL 6).
Estas citocinas são produzidas por uma grande variedade de células do hospedeiro, principalmente monócitos e macrófagos. Podem originar-se de células neoplásicas, o que explica a existência de febre em associação a doenças malignas.
2. Pirogénos exógenos
São substâncias externas ao hospedeiro, podem tratar-se de microorganismos ou produtos de microorganismos como toxinas, fármacos como a anfotericina e fenotiazidas. Regra geral, os pirogénos exógenos atuam principalmente pela indução da formação de pirogénos endógenos através da estimulação de células do hospedeiro, habitualmente monócitos ou macrófagos.
Presume-se que as citocinas presentes na corrente sanguínea induzem ao nível das células endoteliais da rede vascular especializada que perfunde o hipotálamo, a secreção de metabólitos do ácido araquidônico, principalmente a prostaglandina E2 (PGE2), que teria como efeito elevar o ponto de regulação térmica do hipotálamo.
A febre também pode ser causada por lesões cerebrais derivadas de cirurgias encefálicas que afetam o hipotálamo, ou por lesões tumorais com efeito compressivo (mais raramente este tipo de situações pode originar hipotermia).
Papel da febre
Em muitas circunstâncias a elevação da temperatura corporal aumenta as possibilidades de sobrevida numa situação de infecção. Este efeito é conseguido graças à diminuição do crescimento e da virulência de várias espécies bacterianas e ao aumento da capacidade fagocítica e bactericida dos neutrófilos e dos efeitos citotóxicos dos linfócitos, promovidos pela febre. Contudo, o aumento da temperatura corporal tem os seus custos. Um aumento da temperatura de 1ºC, leva ao acréscimo de 13% no consumo de oxigênio e a maiores necessidades hídricas e calóricas, o que pode ser nefasto para pessoas com função vascular cerebral e cardíaca marginal. Por exemplo, nos fetos um único episódio de temperatura axilar ≥ 37.8ºC ou 100ºF no primeiro trimestre de gravidez, aumenta 2 vezes o risco de defeitos do túbulo neural no feto.
BIBLIOGRAFIA 
COSTANZO, LINDA S. Fisiologia.. Rio de Janeiro: Elsevier, 2012. 493p. 
GUYTON, ARTHUR C. Tratado de Fisiologia Médica. 12. ed, Rio de Janeiro: Elsevier, 2012.
RHOADES, RODNEY A. & TANNER, GEORGE A. Fisiologia Médica. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2005.
SILVERTHORN, D.U. Fisiologia Humana: Uma abordagem integrada. São Paulo: Manole, 816p, 2003
Contra o gradiente de concentração
(seta superior)
A favor do gradiente de concentração
(seta inferior)
-
+
Contra o gradiente elétrico
(seta inferior)
A favor do gradiente elétrico
(seta superior)
Íons de carga positiva
A
B
Na+
Cl-
Na+
Cl-
X
A
B
Na+
Cl-
Na+
Cl-
+
+
+
+
-
-
-
B
A
B
K+
Cl-
K+
Cl-
X
A
K+
Cl-
K+
Cl-
+
+
+
+
-
-
-
B
K+
ÍONS NEGATIVOS
K+
Na+
ÍONS NEGATIVOS
Na+
+
+
+
+
-
-
-
-
- - - - - - - - - -
+ + + + + + + + +
- 90mv
Limiar - 45
- 70 
+ 20 
Voltagem (mv)
Tempo (milissegundos – ms)
- 90
Hiperpolarização
Repolarização
Despolarização