6. Fisiologia do Sistema Nervoso - parte 2

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ESTÍMULO NERVOSO
Envolve a geração e propagação dos potenciais de ação neuronal 
POTENCIAIS DE MEMBRANA E POTENCIAIS DE AÇÃO
POTENCIAL DE REPOUSO DA MEMBRANA
Diferença de potencial que existe através da membrana das células excitáveis (nervosas, musculares)
Potencial intracelular em relação ao extracelular 
Estabelecido pelos potenciais de difusão, que resultam das diferenças de concentração para os íons através da membrana
Potencial de membrana quando as células não estão transmitindo: em torno de – 90mV 
Transporte de sódio e potássio na membrana neuronal: 
Bomba de sódio e potássio (produz carga negativa no interior da célula porque mais cargas positivas são retiradas)
Vazamento de sódio e potássio através da célula (canais de vazamento – proteína carreadora – maior permeabilidade ao potássio)
LIC
+++++++++++
-------------------
LEC
Transmissão de sinais nervosos 
São variações rápidas do potencial de membrana
Começa por alteração abrupta do potencial de repouso (negativo) para um potencial de membrana positivo, 
Termina com retorno rápido para o potencial negativo 
Potencial de ação se desloca pela fibra nervosa até sua extremidade conduzindo o impulso 
POTENCIAL DE AÇÃO
ESTADO DE REPOUSO
Corresponde ao potencial de repouso da membrana antes que comece o potencial de ação
Membrana está polarizada (grande potencial negativo)
Etapas do potencial de ação
ETAPA DE DESPOLARIZAÇÃO
Membrana fica subitamente permeável ao sódio
Fluxo de grande quantidade de íons sódio com carga positiva para o interior da célula
Potencial varia rapidamente para a positividade (0 a 35 mV) 
Etapas do potencial de ação
ETAPA DE REPOLARIZAÇÃO
Canais de sódio começam a se fechar, enquanto canais de potássio se abrem
Rápida difusão de íons potássio para o exterior da célula
Restabelece o potencial normal negativo de repouso da membrana
Etapas do potencial de ação
São os agentes necessários para que ocorra a despolarização e a repolarização 
Atuam juntamente com os canais de vazamento e a bomba de sódio e potássio 
Canais voltagem-dependentes
Apresenta duas comportas: externo (comporta de ativação) e interno (comporta de inativação)
Estado de repouso (- 90 mV) a comporta de ativação está fechada
Ativação do canal: quando o potencial de membrana fica menos negativo (- 70 a – 50) ocorre alteração conformacional da comporta de ativação que se abre e os íons sódio despencam para dentro da célula (processo rápido)
Inativação do canal: mesmo estímulo que provoca a alteração, mas as comportas de inativação são lentas 
Canal se abre por milissegundo e sódio entra, em seguida se fecha e impede a passagem do sódio 
Canal de sódio voltagem dependente
Somente uma comporta 
Estado de repouso: fechada (K não passa)
Qdo potencial de membrana varia de – 90 a 0 ocorre lenta alteração conformacional, abrindo a comporta e permitindo a difusão de grande quantidade de potássio para o exterior
Devido a lentidão, esses canais só abrem a partir do momento que os canais de Na começam a fechar 
Diminuição do influxo de Na e o aumento simultâneo do efluxo de K aceleram a repolarização
Canal de potássio voltagem dependente
Canal Na+ 
Comporta de ativação
Comporta de inativação
Canais de Sódio e Potássio Voltagem-Dependentes
Canal K+ 
Comporta de ativação
1
2
3
4
5
Potencial de repouso da memb.: canais de Na+ em repouso e canais de K+ fechados. 
Um estímulo produz despolarização até o limiar. 
Canais de ativação regulados por voltagem do Na+ estão abertos. 
Canais regulados por voltagem do K+ estão abertos; canais de Na+ estão sendo inativados. 
Canais regulados por voltagem do K+ ainda estão abertos; os canais de Na+ estão no estado de repouso. 
FONTE: TORTORA, 2002
FONTE: FOX, 2007 
Conexão funcional entre um neurônio e uma segunda célula 
SNC: outro neurônio 
SNP: outro neurônio ou uma célula efetora de um músculo ou glândula 
Sinapse entre neurônio 
e célula muscular: 
junção neuromuscular 
SINAPSES 
Geralmente sinapse ocorre entre o axônio do neurônio pré-sináptico com o dentrito ou corpo celular do neurônio pós-sináptico
Tipos de sinapses: 
Elétricas 
Químicas 
SINAPSES 
Membranas dos neurônios são separadas apenas por 2 nanômetros 
Íons e moléculas podem passar de uma célula a outra pela junção comunicante
Conexinas: proteínas dispostas como tábuas em um barril formando um poro cheio de água 
Junções comunicantes: miocárdio, alguns músculos lisos (contração rítmica de grandes massas de células musculares)
Sinapse elétrica: junções comunicantes
Liberação de neurotransmissores químicos nos terminais axônicos pré-sinapticos (botão sináptico)
Fenda sináptica estreita 
Neurotransmissores estão contidos em vesículas 
Liberação por exocitose quando o potencial de ação chega ao botão sináptico
Sinapses químicas
Chegada do potencial de ação a membrana pré-sináptica: abre canais de cálcio voltagem dependentes 
Difusão do cálcio para o interior da fibra causa fusão das vesículas a membrana pré-sináptica e a liberação rápida do neurotransmissor 
Moléculas de neurotransmissores se difundem rapidamente através da fenda sináptica e atingem a membrana pós-sináptica 
Ligação dos neurotransmissores a receptores específicos 
Abertura de canais iônicos na membrana pós-sináptica 
Despolarização da célula pós-sinaptica (potencial excitatório pós-sináptico – PEPS)
Em alguns casos pode ocorrer hiperpolarização (potencial inibitório pós-sináptico – PIPS) 
Sinapses químicas
FONTE: TORTORA, 2010
Potencial de ação chega ao botão terminal pré-sináptico
Abertura de canais regulados por voltagem de Ca2+ (cálcio flui para dentro)
Amento da [Ca2+] intracelular promove a exocitose das vesículas. 
Neurotransmissor difunde-se através da fenda sináptica ligando-se a receptores na membrana pós-sináptica. 
Abertura de canais iônicos regulados por ligantes que permite o fluxo de determinados íons. 
Dependendo de quais íons entram pelos canais ocorre a despolarização ou a hiperpolarização da membrana pós-sináptica
Se a despolarização chegar ao limiar um ou mais potencial de ação vão ser gerados
FONTE: TORTORA, 2002
Potencial excitatório pós-sináptico – PEPS
Potencial inibitório pós-sináptico – PIPS
Acetilcolina 
Monoaminas 
Serotonina 
Dopamina 
Noradrenalina 
Outros neurotransmissores 
Aminoácidos 
Polipeptídeos 
Óxido nítrico
NEUROTRANSMISSORES
Neurotransmissor excitatório 
Alguns neurônios no SNC
Neurônios motores somáticos 
Junção neuromuscular 
Terminações nervosas autônomas: pode ser excitatória ou inibitória dependendo do órgão
Receptores: nicotínicos e muscarínicos 
Acetilcolina 
Ligação do NT a seu receptor pode causar a abertura de canais por 2 mecanismos diferentes: 
Canais operados por ligante (NICOTÍNICO)
Canais operados pela proteína G (MUSCARÍNICO)
Canais regulados quimicamente
Canais iônicos atravessam o receptor 
Canal iônico é aberto pela ligação do NT ao receptor
Ex.:Quando a Ach se liga aos receptores nicotínicos 
CANAIS OPERADOS POR LIGANTE
RECEPTOR NICOTÍNICO:
 
5 subunidades que encerram o canal iônico 
2 subunidades apresentam o sítio de ligação a Ach
Canal se abre quando ambos se ligam a Ach
Abertura: difusão simultânea a Na+ para o interior da célula pós-sináptica e K+ para o exterior, mas com predomínio de Na+ 
Isso causa a despolarização e criação do PEPS
CANAIS OPERADOS POR LIGANTE
FONTE: FOX, 2007
FONTE: TORTORA, 2010
Receptor ionotrópico de acetilcolina 
RECEPTOR NICOTÍNICO
RECEPTORES MUSCARÍNICOS 
Formados apenas por uma subunidade que liga-se a Ach
Canais iônicos são proteínas separadas do receptor 
Ligação da Ach faz com que seja ativado o complexo de proteínas na membrana chamado de proteína G 
CANAIS OPERADOS PELA PROTEÍNA G
COMPLEXO DA PROTEÍNA G 
3 subunidades da proteína G: alfa, beta e gama 
Quando a Ach se liga ao receptor a subunidade alfa se dissocia das outras 
Forma-se o complexo
beta-gama 
Complexo beta-gama ou subunidade alfa difunde-se na membrana e liga-se a um canal causando sua abertura 
Após ocorre dissociação do canal e a proteína volta a sua forma original (fechamento do canal)
CANAIS OPERADOS PELA PROTEÍNA G
Receptores muscarínicos de Ach exigem a mediação das proteínas G 
FONTE: FOX, 2007
Receptor metabotrópico de acetilcolina 
RECEPTOR MUSCARÍNICO
FONTE: TORTORA, 2010
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Inativa a Ach
Localizada na membrana pós-sináptica 
Interrompe a atividade da célula pós-sináptica 
 
Acetilcolinesterase 
Ação da acetilcolinesterase (Ache) 
FONTE: FOX, 2007
São liberadas pela exocitose de vesículas pré-sinápticas 
Difundem-se através da fenda e interagem com seus receptores na membrana da célula pós-sináptica 
Seus efeitos devem ser inibidos para que seja mantido um controle neural, isso ocorre por: 
MONOAMINAS
Recaptação de monoaminas para o interior das terminações pré-sinápticas 
Decomposição enzimática pela MAO (monoamino oxidase) e pela COMT (catecol-O-metiltransferase)
MONOAMINAS
FONTE: FOX, 2007
Causam a abertura de canais através de segundos mensageiros (AMPc) 
Ex.: ligação da noradrenalina com seu receptor na membrana pós-sináptica: 	
Estimula dissociação da subunidade alfa da proteína G 
Subunidade alfa difunde-se na membrana e se liga a uma enzima a adenilato ciclase 
Adenilato ciclase converte o ATP em AMPc 
AMPc ativa uma proteína cinase que fosforila outras proteínas 
Abertura de canais iônicos na membrana pós-sináptica
MONOAMINAS
A ação da noradrenalina exige proteína G
FONTE: FOX, 2007
5-hidroxitriptamina (5-HT)
Derivada do aminoácido L-triptofano 
Papel fisiológico: regulação do humor e do comportamento, do apetite e da circulação encefálica 
Inibidores específicos da recaptação de serotonina
SEROTONINA 
Respostas emocionais, comportamentos viciantes, experiências prazerosas
Regulação do tônus da musculatura esquelética e movimentos
Doença de Parkinson: rigidez muscular decorrente da degeneração dos neurônios que liberam dopamina 
DOPAMINA
Transmissor no SNC (envolvida na estimulação comportamental)
Neurônios simpáticos do SNP (músculo liso, miocárdio, glândulas)
Ex.: anfetaminas (ação central e periférica)
NORADRENALINA 
Aminoácidos: 
Excitatórios: ácido glutâmico (glutamato) e ácido aspártico
Inibitórios: glicina e GABA (hiperpolarizam a célula pela abertura de canais de cloreto)
Polipeptídeos: 
Colecistocinina e substância P 
Óxido nítrico: estimula a produção de GMPc que atua como segundo mensageiro
OUTROS NEUROTRANSMISSORES
Receptor ionotrópico do GABA 
FONTE: TORTORA, 2010