Estudo dirigido (Respondido)- Potências de transporte.

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Universidade Federal do Piauí
Campus Senador Helvidio Nunes de Barros
 
CURSO DE ENFERMAGEM
DISCIPLINA: FISIOLOGIA
PROFESSORA: Danusa de Araújo Felinto
Estudo dirigido referente à aula
“Transporte e potências transmembrana celular, transmissão sináptica”:
1) FISIOLOGIA CELULAR:
1.1) A CÉLULA:
A célula representa a menor porção de matéria viva dotada da capacidade de auto-duplicação independente. São as unidades estruturais e funcionais dos organismos vivos. Podem ser comparadas aos tijolos de uma casa. Cada tijolo seria como uma célula. Alguns organismos, tais como as bactérias, são unicelulares (consistem em uma única célula). Outros organismos, tais como os seres humanos, são pluricelulares.
1.2) TIPOS DE CÉLULAS:
De acordo com a organização estrutural, as células são divididas em: Células Procariontes e Células Eucariontes.
Células Procariontes: A sua principal característica é a ausência de carioteca individualizando o núcleo celular, pela ausência de alguns organelos e pelo pequeno tamanho que se acredita que se deve ao fato de não possuírem compartimentos membranosos originados por evaginação ou invaginação. Também possuem ADN na forma de um anel não-associado a proteínas (como acontece nas células eucarióticas, nas quais o ADN se dispõe em filamentos espiralados e associados à histonas). A este grupo pertencem seres unicelulares ou coloniais: Bactérias; Cianófitas (algas cianofíceas, algas azuis ou ainda Cyanobacteria); e PPLO ("pleuro-pneumonia like organisms").
Células Eucariontes: As células eucariontes ou eucarióticas, também chamadas de eucélulas, são mais complexas que as procariontes. Possuem membrana nuclear individualizada e vários tipos de organelas. A maioria dos animais e plantas a que estamos habituados são dotados deste tipo de células. Nesse grupo encontram-se: Células Vegetais (com cloroplastos e com parede celular; normalmente, apenas, um grande vacúolo central) e Células Animais (sem cloroplastos e sem parede celular; vários pequenos vacúolos).
1.3) ESTRUTURA CELULAR:
a) MEMBRANA CELULAR:
Composição Química: Todas as membranas plasmáticas celulares são constituídas predominantemente por fosfolipídeos e proteínas em proporções variáveis e uma pequena fração de açúcares, na forma de oligossacarídeos.
Principais características da membrana celular: A membrana celular é responsável pela manutenção da constância do meio intracelular, que é diferente do meio extracelular e pela recepção de nutrientes e sinais químicos do meio extracelular. Para o funcionamento normal e regular das células, deve haver a seleção das substâncias que entram e o impedimento da entrada de partículas indesejáveis, ou ainda, a eliminação das que se encontram no citoplasma. Por ser o componente celular mais externo e possuir receptores específicos, a membrana tem a capacidade de reconhecer outras células e diversos tipos de moléculas, como hormônios. As membranas celulares possuem mecanismos de adesão, de vedação do espaço intercelular e de comunicação entre as células.
b) CITOPLASMA E ORGANELAS: São grãos de armazenamento e gotículas lipídicas: As células podem armazenar substâncias de reserva em seu citoplasma. Deste modo, encontramos grãos de amido (em vegetais), glicogênio (em animais e fungos), paramilo (em algas), gotículas de gordura (em muitas células, como as de animais, fungos, etc.).
Ribossomos: Os ribossomos são o local da síntese protéica nas células. Podem estar livres no hialoplasma ou aderidos à face externa das membranas do retículo endoplasmático.
Centríolos: Estruturas de forma cilíndrica compostas de microtúbulos protéicos. Os centríolos são ausentes em procariontes e em vegetais superiores. Durante a divisão celular, em seu redor, forma-se o fuso mitótico.
Retículo endoplasmático: Rede de túbulos e cisternas achatadas mergulhados no citoplasma. Dentre suas várias funções ressaltamos o metabolismo de lipídios (incluindo a síntese de esteróides e fosfolipídios) e a síntese de proteínas para exportação.
Aparelho de Golgi: Esta organela também é denominada complexo de Golgi ou, simplesmente, Golgi. Esta organela foi descoberta pelo citologista italiano Camillo Golgi que viveu no século XIX. Observa-se, no aparelho de Golgi, a síntese de enzimas e a gênese de lisossomas, estas organelas responsáveis pela digestão celular.
Lisossomas: Estas organelas são vesículas esféricas repletas de enzimas hidrolíticas que atuam em pH ácido. No animais e protistas, os lisossomas digerem partículas alimentares provindas do exterior da célula, mas também podem degradar organelas envelhecidas da própria célula num processo conhecido como autofagia. As plantas não possuem lisossomas e a função semelhante destes é feita pelos vacúolos.
Mitocôndrias: Têm sua estrutura formada de duas membranas que delimitam uma matriz coloidal onde encontram-se enzimas, íons, dentre outras substâncias. No interior das mitocôndrias ocorre a degradação oxidativa de ácidos graxos e de grupos acetil (provindos da degradação da glicose). Neste processo oxidativo (denominado respiração celular), participam o oxigênio molecular, as enzimas do ciclo de Krebs e a cadeia respiratória, e são sintetizadas 36 moléculas de ATP (trifosfato de adenosina).
Cloroplastos: Há, nas células vegetais, organelas relacionadas com a síntese de glicídios, os plastos. Os cloroplastos são os plastos mais abundantes nos vegetais. Têm cor verde pois apresentam grande quantidade do pigmento clorofila, responsável pela absorção de luz no processo de fotossíntese. Assim, como as mitocôndrias, os cloroplastos possuem duas membranas concêntricas que delimitam uma região coloidal, o estroma. Mergulhado no estroma, existe um sistema de membranas. Parte da fotossíntese acontece no conjunto de membranas internas e parte se dá no estroma do cloroplasto. Pelo processo de fotossíntese há a síntese de substâncias orgânicas como, por exemplo, a glicose.
Vacúolos: Os vacúolos são vesículas preenchidas com partículas ou líquidos. São delimitados por uma membrana simples. Nas células animais e em protistas, os vacúolos fundem-se com lisossomos e acontece a digestão do conteúdo do vacúolo. Nas células vegetais geralmente existe um grande vacúolo. O líquido deste vacúolo é chamado seiva vegetal e tem enzimas digestivas que atuam em pH ácido.
Peroxissomos: Certos processos químicos oxidativos, como a degradação de aminoácidos, produzem peróxido de hidrogênio (H2O2) que pode lesar os componentes celulares. Para proteger a célula há os peroxissomos, organelas que possuem a enzima catalase que catalisa a reação de degradação de moléculas de peróxido de hidrogênio em água e oxigênio molecular. Os peroxissomos estão presentes nas células eucariontes. 
c) NÚCLEO:
Nos eucariontes, o núcleo abriga o genoma, o conjunto total de genes que é responsável pela codificação das proteínas e enzimas que determinam a constituição e o funcionamento da célula e do organismo. O núcleo é envolvido por uma dupla membrana porosa, a carioteca ou envelope nuclear, que regula a passagem de moléculas entre o interior do núcleo e o citoplasma. Os genes são segmentos de ADN, o ácido desoxirribonucléico, molécula orgânica que armazena em sua estrutura molecular, as informações genéticas. O ADN se combina fortemente a proteínas denominadas histonas, formando um material filamentoso intranuclear, a cromatina. 
1.4) DIFERENCIAÇÃO CELULAR:
Em Biologia, diferenciação é o processo pelo qual as células vivas se "especializam" para realizar determinada função. Estas células diferenciadas podem atuar isoladamente - como os gametas e as células sexuais dos organismos mais pequenos, como as bactérias. Ou podem agrupar-se em tecidos diferenciados, como o tecido ósseo e o muscular. Apesar de diferenciadas, as células mantêm o mesmo código genético da primeira célula (zigoto). A diferença está na ativação e inibição de grupos específicos de genes que determinarão a função de cada célula. Este "agrupamento"
foi realizado ao longo do processo evolutivo. A seguir, os metazoários "agruparam" diversos tecidos para formar órgãos diferenciados como o estômago, os órgãos sexuais, etc. Estes, por sua vez, podem estar agrupados em aparelhos ou sistemas que, em conjunto realizam determinada função vital, como é o caso do aparelho ou sistema digestivo.
O processo inverso também pode ocorrer. Células já especializadas, por algum motivo, podem perder a sua função, assumindo um estado de crescimento exagerado. Esse processo é denominado desdiferenciação e é o que ocasiona o surgimento de neoplasias. Por vezes, algo pode corre mal. Em lugar de se produzir uma quantidade correcta de células normais, os tecidos produzem células anormais que proliferam sem controlo, formando tumores que invadem os tecidos à sua volta e se disseminam para outras partes do corpo. Este crescimento descontrolado e potencialmente fatal é chamado de cancro. O cancro é demonstrado através de tumores malignos. É um crescimento descontrolado das células e na maior parte dos casos fatal. As origens do cancro podem ser devido a factores ambientais; vírus; predisposição genética. Existem dois tipos de tumores: os benignos que não são cancerosos, têm crescimento lento, são capsulados e não invadem tecidos; e os malignos formados por células estruturalmente anormais que crescem rapidamente, invadindo os tecidos envolventes e metastizando-se. Pelo facto de invadirem os tecidos normais, não são capsulados. Portanto, são difíceis de remover cirurgicamente.
2) TRANSPORTE ATRAVÉS DAS MEMBRANAS CELULARES:
Muitas das substâncias (gases, íons, açúcares, etc.) dissolvidas em nosso compartimento intracelular ou extracelular podem atravessar a membrana celular e passar de um compartimento a outro.
Existem várias formas através das quais as diversas substâncias podem atravessar a membrana celular. As principais e mais bem conhecidas são: 
2.1) TRANSPORTE PASSIVO:
Não exige consumo de energia no nível da membrana. A membrana, nesse caso, permite a livre passagem de substâncias. Em outras palavras, o fluxo de partículas é espontâneo, no sentido de igualar as concentrações do meio intracelular e intersticial. São exemplos de transporte passivo a difusão simples, a difusão facilitada e a osmose.
a) DIFUSÃO SIMPLES: Algumas substâncias passam para dentro ou para fora de uma célula dissolvendo-se na bicamada lipídica sem qualquer participação de proteínas carreteadoras  ou formadoras de poros. Esse tipo de movimento depende unicamente das diferenças de concentrações de uma determinada substância nos meios intracelular e extracelular. É o movimento de moléculas do ponto onde elas estão mais concentradas para onde estão menos concentradas, no sentido de igualar a concentração.
b) DIFUSÃO FACILITADA: Muitas substâncias são impedidas de penetrar nas células através da camada de lipídios. Algumas dessas substâncias, entretanto, conseguem passar com o auxílio de proteínas transportadoras ou carregadoras. É um transporte que ocorre a favor do gradiente de concentração. Um exemplo são as glicoses que são pouco solúveis em lipídeos. Em condições normais, no entanto, atravessam a matriz lipídica com relativa facilidade. Isso se deve à presença das proteínas carregadoras.
c) OSMOSE: A substância mais abundante dentro e fora das células é a água. A água é o principal solvente onde estão dissolvidos os solutos. A molécula de água consegue atravessar as camadas da membrana plasmática, pois a molécula de água é muito pequena e não possui carga elétrica. A osmose ocorrerá quando duas soluções, de concentrações diferentes separadas por uma membrana semipermeável que permita a passagem do solvente mas não do soluto, haverá passagem de água, através dessa membrana, da solução hipotônica (menos concentrada) para a solução hipertônica (mais concentrada), no sentido de igualar a quantidade de água entre as duas soluções.
2.2) TRANSPORTE ATIVO:
Os processos ativos são aqueles que ocorrem através da membrana plasmática graças ao fornecimento de energia do metabolismo celular (gasto de ATP). Nesses processos observa-se o movimento de solutos contra o gradiente de concentração, ou seja, da solução menos concentrada para a mais concentrada. Medindo-se a concentração de dois íons para a célula, sódio e potássio, verifica-se maior concentração de íons sódio no líquido extracelular, quando comparado ao meio intracelular, acontecendo o contrário com os íons potássio. Esses íons atravessam normalmente a membrana celular através do processo de difusão facilitada.
O processo ativo que permite a manutenção da concentração diferencial é chamado de bomba de sódio e potássio. Importância da bomba de íons:
- Manutenção de alta concentração de K+dentro da célula importante na síntese de proteínas e em algumas etapas da respiração;
- Manutenção do equilíbrio osmótico através do bombeamento de Na+ para fora da célula;
- Estabelecimento de diferença de cargas elétrica na membrana, especialmente nas células nervosas e musculares, propiciando a transmissão de impulsos elétricos.
3) POTENCIAIS DE MEMBRANAS:
O potencial de membrana (ou potencial transmembrana ou diferença de potencial transmembrana ou gradiente de potencial transmembrana) é a diferença de voltagem elétrica através da membrana plasmática de uma célula. A membrana plasmática envolve a célula proporcionando um meio ambiente estável para os processos biológicos. Os pontenciais de membrana são causados pela ação dos transportadores de íons embebidos na membrana, que mantêm concentrações iônicas viáveis dentro da célula. O termo "potencial de membrana" é às vezes usado de forma similar a potencial de célula, mas na verdade é aplicável a qualquer bicamada lipídica ou membrana.
O potencial de membrana da maioria das células permanece relativamente estável. Diferente da maioria das células, os neurônios são especializados para usar mudanças no potencial de membrana para comunicação rápida, principalmente com outros neurônios. Quando um neurônio "dispara", o potencial de ação viaja ao longo do axônio até as sinapses: a magnitude do potencial de membrana axonal varia dinamicamente ao longo de seu comprimento. Atingindo uma sinapse química, um neurotransmisssor é liberado causando uma mudança localizada no potencial de membrana do neurônio-alvo, através da abertura de canais iônicos em sua membrana.
A representação gráfica do potencial de ação é uma "espícula" de descarga elétrica que viaja ao longo da membrana de uma célula. Potenciais de ação são uma característica essencial à vida animal, levando rapidamente informação entre e através dos tecidos. Também podem ocorrer em algumas plantas. Potenciais de ação podem ser criados por muitos tipos de células, mas são mais freqüentes no sistema nervoso para comunicação entre neurônios e transmissão de informação dos neurônios para outros tecidos corpóreos como músculos e glândulas.
Potenciais de ação não são iguais em todos os tipos de células e podem variar suas propriedades em regiões diferentes da mesma célula. Por exemplo, potenciais de ação cardíacos são significativamente diferentes dos potenciais de ação na maioria dos neurônios.
3.1) POTENCIAL DE REPOUSO:
O potencial de repouso ou também chamado de potencial de membrana corresponde a diferença de potencial elétrico encontrado entre a face interna e externa da membrana plasmática semi-permeável. Tal membrana deve estar livre de influências (estímulos), externas e tal potencial (em torno de –70 mv), deve ser estável para que seja um potencial de repouso, ou seja, não pode estar variando no período de tempo em que foi definido, pois se houver variação receberá outras nôminas como potencial eletrotônico, potencial de ação.
Na verdade o potencial de repouso é um potencial de difusão de íons através de uma membrana plasmática semi-permeável, sendo que tal membrana funciona como um condensador que carrega-se e descarrega-se dependendo da cinética dos íons que levam consigo carga elétrica. Sendo
assim, por exemplo, ao passar do meio intra para o extracelular, o potássio leva consigo carga positiva, carregando a face externa da membrana plasmática de carga positiva excedente. Chegamos então a conclusão de que quando um íon passa de um lado ao outro da membrana plasmática, ele modifica os dois meios (intra e extracelular), pois de um ele “tira”um quanta de carga elétrica e de outro ele “doa”o mesmo quanta de carga elétrica.
Além deste mecanismo de difusão passiva graças a um gradiente eletroquímico dos íons Na e K, temos um outro mecanismo que auxilia a geração do potencial de membrana de maneira indireta, este mecanismo é o sistema translocador de cátions que mantém o meio assim, “desequilibrado” pois “bombeia” 3 moléculas de Na para o meio extracelular enquanto bombeia somente 2 moléculas de K para o meio intracelular, mantendo o meio intracelular relativamente negativo quando comparado com o meio extracelular, e esta diferença de cargas entre os meios, finalmente, resulta em um potencial elétrico ( ou seja, fluxo de corrente com diferença de potencial), de aproximadamente –70 mV.
Este sistema translocador de cátion, também auxilia na manutenção de um volume celular adequado, visto que enviando uma quantidade maior de Na para o meio extracelular, estará também enviando água para aquele meio, água que anteriormente havia sido atraída pela pressão oncótica (protéica) para o meio intracelular, já que as proteínas não são difundíveis pela ou através da membrana.
Como os íons passam através da membrana? Através de canais específicos para cada íon que permite a passagem de tais íons dependendo de seu tamanho molecular e de suas cargas elétricas, pois tais canais também têm cargas elétricas específicas que atraem este ou aquele íon, mudando a sua configuração molecular (abrindo os portões), e assim permitindo o influxo ou efluxo do íon. Existem muitas teorias de como estes canais funcionam, mas todas são passíveis de comprovação científica final.
Como podemos medir o potencial de repouso? Basta inserirmos dois eletrodos interligados por voltímetro de alta sensibilidade, sendo um eletrodo inserido no meio intra e outro no meio extra celular. Haverá então passagem de corrente de um meio a outro (por motivos já apresentados) que modificará a posição do ponteiro que indicará a passagem de corrente (diferença de potencial), em medida de potencial (volt), em –70 mV. Está formado e mensurado o potencial de repouso.
3.2) POTENCIAL DE AÇÃO:
Bem, na primeira parte vimos como um célula gera uma corrente elétrica entre o meio intra e extra celular e conseqüentemente (diferença de potencial). Vimos como os íons distribuem-se nestes dois meios em que sempre estão tentando buscar, cada um deles, seu equilíbrio osmótico e elétrico, portanto, eletroquímica. Vimos que a busca incansável de seu equilíbrio eletroquímico faz com que os íons fluam, via canais iônicos mais ou menos específicos de um meio ao outro, e sejam redistribuídos, mesmo contra um gradiente eletroquímico graças à ação de um sistema que consome energia, o sistema ATPásico (bomba Na/K). Tal sistema aliado à busca incessante de um equilíbrio eletroquímico por parte de cada íon, gera um potencial de repouso (de membrana) que basicamente nada mais é que a média ponderada entre os potenciais de equilíbrio iônico, sobretudo do Na e K.
Antes de estudarmos o potencial de ação propriamente dito vamos entender o que é uma resposta subliminar. Toda vez em que há alteração no potencial de membrana, mas que não é suficiente para alcançar o limiar de ação, dizemos que há um potencial local ou resposta subliminar. Caracteriza-se por propagar-se decrescentemente por um pequeno fragmento de axônio (mais ou menos 3 mm) até extinguir-se. Estímulos subliminares podem até desencadear um potencial de ação, caso alcancem o potencial de ação, mas isso só ocorre se houver somação temporal ou espacial. Somação espacial é o fenômeno pelo qual estímulos subliminares de diferentes origens são gerados ao mesmo tempo, sendo que, somando-os, teremos alcançado o limiar de ação e desencadeado o potencial de ação. Nesta situação, isolados, não alcançariam o limiar e portanto não desencadeariam o potencial de ação. Já a somação temporal compreende o fenômeno pelo qual o estímulo subliminar aplicado em alta freqüência pode somar-se ao anterior antes que ele volte ao potencial de membrana, e assim sucessivamente até que alcance o limiar de ação e desencadeie o potencial de ação.
Bem, o que é o potencial de ação? Se aplicarmos um estímulo crescente no sentido despolarizante (reduzir a eletronegatividade), chegará um momento em que alcançaremos o limiar de ação (delta com cerca de 20 mV no sentido da despolarização). Então ocorrerá a deflagração do potencial de ação.
No que difere o potencial de ação do potencial local? O potencial de ação é uma resposta muito maior com uma inversão total da polaridade da membrana. Além do mais não há decremento do potencial de ação conforme vai propagando-se. Portanto o potencial de ação não muda seja no tamanho ou enquanto vai propagando-se independente do da intensidade do estímulo, desde que alcamce ou ultrapasse o limiar de ação, ao contrário do que ocorre com o potencial local. Sendo assim, o potencial de ação existe ou não, não há meio termo, não há graduação, segue portanto a lei do tudo ou nada. Dizemos que o sistema de propagação é digital (binário, 0-1).
Enquanto o potencial de ação estiver na fase de despolarização e ainda em boa parte da repolarização, haverá o chamado período refratário absoluto, na qual nenhum estimulo, independente da intensidade, será o suficiente para deflagrar um novo potencial de ação, e isso deve-se a grande quantidade de canais de Na que estão ainda inativos pela voltagem. Tais canais só serão ativados e, portanto, só poderão ser abertos quando o potencial de membrana estiver próximo do pot. de membrana. Aí então, no final da reporalização e na fase de hiperpolarização estaremos no período refratário telativo, na qual um estímulo forte poderá gerar um potencial de ação.
Sempre que o potencial alcançar o limiar de ação, haverá desencadeamento do potencial de ação? Nem sempre. Se a desporalização for lenta haverá acomodação dos canais, visto que não haverá abertura de um numero critico de canais de Na para deflagrar o pot. de ação. Além do mais, a despolarização lenta abrirá um número maior de canais de K que aumentará a eletronegatividade opondo-se mais ainda a geração do pot. de ação. Devemos lembrar que a despolarização é o fluxo de corrente elétrica através da membrana num período de tempo.
Como o potencial de ação propaga-se? Através do potencial eletrotônico. Este é produto de um fluxo de corrente local que permite que a despolarização ocorra ponto a ponto, num efeito cascata onde há inversão da polaridade entre as 2 faces da membrana ponto a ponto. Se o potencial eletrotônico não alcançar o limiar de ação, ele sofre um decremento e extingue-se, pois nada mais é que um potencial local que pode ou não ser sustentado.
A velocidade de condução do potencial de ação depende de vários fatores:
1- Capacitância da membrana: Quanto maior a capacitância, menor é a velocidade de condução, já que é necessário maior tempo para descarregar o capacitor (membrana no caso).
2- Resistência (interna e da membrana): Quanto maior a resistência, menor é a velocidade de condução. R=RL/”pi” p elevado ao quadrado. Onde “r” é a resistência específica do condutor e “p” é o diâmetro do condutor.
3- Diâmetro da fibra nervosa: Quanto maior o diâmetro da fibra, maior é a velocidade, pois se por exemplo houver a duplicação do raio da fibra nervosa, haverá aumento da capacitância da membrana por um fator 2, e uma redução da resistência da membrana por um fator 2, e uma redução da resistência interna (citoplasmática), por 4. Como a redução da resistência supera o aumento da capacitância, o resultado é o aumento da velocidade de condução.
4- Mielina: Fibras mielinizadas conduzem muito mais rapidamente
que fibras não mielinizadas, visto que as fibras mielinizadas tem menor capacitância, portanto descarregam mais rapidamente, além do mais a resistência interna não se modifica. Somente a resistência da membrana aumenta. Além disto, os pot. de ação, são gerados somente em locais de alta condutância, os chamados Nodos de Ranvier, que são espaços que aparecem a cada 1 a 2 mm, permitindo a chamada condução saltatória.
5- Temperatura: Quanto maior a temperatura, maior é a “agitação” molecular, aumentando conseqüentemente o fluxo iônico e a velocidade de condução do potencial elétrico.
3.3) POTENCIAL DE EQUILÍBRIO:
É o potencial de equilíbrio de cada íon, ou seja, o potencial no qual não há movimentação de determinado íon.
4) TRANSMISSÃO SINÁPTICA:
4.1) NEURÔNIO:
Neurônio é a célula do sistema nervoso responsável pela condução do impulso nervoso. Há cerca de milhares de neurônios no sistema nervoso humano. O neurônio é constituído pelas seguintes partes: corpo celular (onde se encontra o núcleo celular), dendritos, axônio e telodendro.
O neurônio pode ser considerado a unidade básica da estrutura do cérebro e do sistema nervoso. A membrana exterior de um neurônio toma a forma de vários ramos extensos chamados dendrites ou dendritos, que recebem sinais eléctricos de outros neurônios, e de uma estrutura a que se chama um axônio que envia sinais eléctricos a outros neurônios. O espaço entre a dendrite de um neurônio e o axônio de outro é o que se chama uma sinapse: os sinais são transportados através das sinapses por uma variedade de substâncias químicas chamadas neurotransmissores. O córtex cerebral é um tecido fino composto essencialmente por uma rede de neurônios densamente interligados tal que nenhum neurônio está a mais do que algumas sinapses de distância de qualquer outro neurônio.
Os neurônios recebem continuamente impulsos nas sinapses das suas dendrites vindos de milhares de outras células. Os impulsos geram ondas de corrente eléctrica (excitatória ou inibitória; cada uma num sentido diferente) através do corpo da célula até a uma zona chamada a zona de disparo, no começo do axônio. É aí que as correntes atravessam a membrana celular para o espaço extracelular e que a diferença de voltagem que se forma na membrana determina se o neurônio dispara ou não.
Os neurônios caracterizam-se pelos processos que conduzem impulsos nervosos para o corpo e do corpo para a célula nervosa. Os impulsos nervosos são reações físicoquímicas que se verificam nas superfícies dos neurônios e seus processos. Reações semelhantes ocorrem em muitos outros tipos de células mas elas são mais notáveis nos neurônios, cujos caracteres estruturais se destinam a facilitar a transmissão dos impulsos a grandes distâncias. A cromatina nuclear é escassa, enquanto que o nucléolo é muito proeminente. O DNA está presente na cromatina sexual, que é maior em neurônios de indivíduos do sexo feminino. A substância cromidial no citoplasma é chamada de substância de Nissl. À microscopia eletrônica mostra-se disposta em tubos estreitos recobertos de finos grânulos. Estudos histoquímicos e outros demostraram-na constituída de nucleoproteínas. Estas nucleoproteínas diminuem durante a atividade celular intensa e durante a cromatólise que se segue à secção de axônios.
Existem três tipos de neurónios: sensitivos, motores e conectores. O neurónio sensitivo leva a mensagem do receptor (órgão dos sentidos) até à medula espinal ou ao cérebro. O neurónio motor transmite aos músculos ou glândulas a ordem do cérebro ou da medula. O neurónio conector conduz os impulsos entre os neurónios sensitivos e os neurónios motores.
4.2) SINAPSE:
Sinapses nervosas são os pontos onde as extremidades de neurónios vizinhos se encontram e o estímulo passa de um neurônio para o seguinte por meio de mediadores químicos, os neurotransmissores. A sinapse é considerada uma estrutura formada por: membrana pré-sináptica, fenda sináptica e membrana pós sináptica.
As sinapses ocorrem no "contato" das terminações nervosas chamadas axônios, com os dendritos de outro neurônio. O contato físico não existe realmente, pois há um espaço entre elas, denominado de fenda sináptica, onde ocorre a ação dos neurotransmissores. Dos axônios, são liberadas substâncias (neurotransmissores), que atravessam a fenda e estimulam receptores nos dendritos, transmitindo assim o impulso.
Tipos de sinapses:
a) Químicas: Existe uma fenda sináptica (pequeno espaço que separa a célula que transmite a informação - célula pré-sináptica - da célula que recebe a informação - célula pós-sináptica). Quando o impulso nervoso atinge as extremidades do axónio, libertam-se para a fenda sináptica os neurotransmissores, que se ligam a receptores da membrana da célula seguinte, desencadeando o impulso nervoso, que, assim, continua a sua propagação. 
b) Elétricas: Permitem que o impulso nervoso se propague muito rapidamente de um neurônio para o outro. Não há intervenção de neurotransmissores, porque nestas existem pontos de contacto entre as membranas das duas células (pré-sináptica e pós-sináptica), permitindo que a despolarização se propague de forma contínua. 
4.3) NEUROTRANSMISSORES:
Os neurotransmissores agem nas sinapses, que são o ponto de junção do neurônio com outra célula.
Diagrama de uma sinapse:
A - Axônio Pré-sináptico.
B - Fenda Sináptica.
C - Célula Pós-sináptica.
Os neurotransmissores (4) são produzidos na célula transmissora (A) e são acumulados em vesículas, as vesículas sinápticas (1). Isso pode ocorrer por ação direta de uma substância química, como um hormônio, sobre receptores celulares pré-sinápticos (3).
Quimicamente, os neurotransmissores são moléculas relativamente pequenas e simples. Diferentes tipos de células secretam diferentes neurotransmisores. Cada substância química cerebral funciona em áreas bastante espalhadas mas muito específicas do cérebro e podem ter efeitos diferentes dependendo do local de ativação. Cerca de 60 neurotransmissores foram identificados e podem ser classificados, em geral em uma das cinco categorias:
1-Moléculas de baixo peso: acetilcolina;
2-Aminas: catecolaminas (dopamina, noradrenalina, adrenalina), serotonina e histamina;
3-Aminoácidos: excitatórios (glutamato e aspartato) e inibitórios (GABA e glicina);
4-Gases: NO e CO;
5-Peptídeos.
Para cada um destes neurotransmissores é necessário conhecer o seu metabolismo, os seus receptores, as principais funções e importância patológica.
4.3.1) ACETILCOLINA (Ach):
Metabolismo: A síntese da Ach envolve a reacção entre a colina e a forma activa do acetato (acetil-CoA) mediada pela enzima acetilcolina transferase. A colina é proveniente quer da recaptação extracelular quer da síntese pelo neurónio. A inactivação da Ach ocorre por degradação enzimática a cargo de uma enzima presente na membrana pós-sináptica chamada acetilcolinesterase. A acção desta enzima é fundamental para que a repolarização ocorra.
Receptores: A Ach exerce os seus efeitos através de 2 tipos de receptores: os receptores nicotínicos e os receptores muscarínicos. O primeiro é assim chamado porque é activado pela nicotina; é um receptor ionotrópico, funcionando como canal iónico de Na+ e K+; tem dois subtipos: NM e NN; está presente na placa motora, gânglios vegetativos, medula SR e SNC. O segundo é assim chamado porque é activado pela muscarina; todos são receptores metabotrópicos ligados a uma proteína G; tem cinco subtipos: excitatórios-M1, M3 e M5 (Gq) e inibitórios-M2 e M4 (Gi); estão presentes no SNC e mucosa gástrica (M1), coração (M2) e glândulas e músculo liso (M3).
Funções: NT da placa motora; NT dos gânglios vegetativos; NT dos neurónios pós-ganglionares PS; Células Betz do córtex motor; Elevada concentração nos gânglios da base.
Correlação fisiopatológica: A inactivação dos receptores musculares da Ach está na base de uma doença caracterizada por paralisia muscular (miastenia grave) enquanto défice de Ach a nível do SNC está na base da doença de Alzheimer. Em ambos
os casos o tratamento principal consiste em aumentar a concentração de Ach através da utilização de fármacos que inibem a enzima responsável pela inactivação da Ach.
4.3.2) AMINAS:
Deste grupo fazem parte a dopamina, a noradrenalina (NA), adrenalina (AD) e são assim chamadas porque possuem na sua estrutura um grupo catecol.
a) CATECOLAMINAS:
Metabolismo: Possuem uma via sintética comum que se inicia com a tirosina (de origem dietética ou produzida no fígado a partir da fenilalanina). A tirosina é depois convertida por acção de uma hidroxilase e descarboxilase na dopamina. Nos neurónios dopaminérgicos a via sintética termina aqui. Nos neurónios noradrenérgicos, a dopamina é convertida por hidroxilação em NA. Na medula suprarrenal, a NA por adição de um grupo metilo é convertida em AD. A inactivação das catecolaminas dá-se fundamentalmente por dois processos: recaptação e degradação. A degradação ocorre por oxidação e metilação a cargo de 2 enzimas, MAO e a COMT, respectivamente. A MAO tem uma distribuição difusa, particularmente nos terminais pré-sinápticos noradrenérgicos. A COMT tem também uma distribuição difusa, particularmente no fígado, rins e músculo liso. No SNC está presente nas células gliais e neurónios pós-sinápticos mas está ausente nos neurónios pré-sinápticos. Da acção destas enzimas resulta a libertação de metabolitos (metanefrinas e VMA), cujo doseamento na urina nos permite avaliar o grau de libertação de NA e AD.
Receptores: Os receptores da AD e NA são os mesmos, chamados adrenérgicos, embora a AD tenha maior afinidade para os receptores beta e a NA para os receptores alfa. Existem cinco subtipos de receptores, todos eles metabotrópicos, que diferem quanto à via de transdução de sinal e à sua distribuição: receptores (1 (Gq/vasos); receptores (2 (Gi/terminal simpático); receptores (1 (Gs/ coração); receptores (2 (Gs/brônquios e vasos); receptores (3 (Gs/tecido adiposo). Os receptores da dopamina são distintos dos das outras catecolaminas, apesar de em elevadas concentrações a dopamina ser capaz de activar os receptores adrenérgicos. Existem cinco subtipos de receptores dopaminérgicos, todos eles metabotrópicos: receptores D1 e D5 – activação da adenilciclase; receptores D2, D3 e D4 – inibição da adenilciclase e activação da PLC.
Função: A NA é o principal NT dos neurónios pós-ganglionares simpáticos, e portanto responsável pelos efeitos da activação do SNS. Está também presente nas células da medula suprarenal e em neurónios dos SNC. Adrenalina é a principal hormona libertada pela medula suprarenal em situações de stress, em conjunto com a activação do SNS. Está também presente em neurónios do SNC, mas está ausente nos neurónios pós-ganglionares simpáticos. Dopamina está presente em neurónios do SNC e também nos gânglios vegetativos. A sua função é ainda mal conhecida mas várias doenças têm sido associadas a alterações do sistema dopaminérgico. Assim a doença de Parkinson está associada a um défice e a Esquizofrenia a uma hiperactividade do sistema dopaminérgico.
b) SEROTONINA:
Está presente em maior quantidade nas plaquetas (8%) e células enterocromafins e plexo mioentérico do trato GI (90%). Em menor quantidade está também presente no SNC e retina (2%).
Metabolismo: É formada por hidroxilação e descarboxilação do aminoácido essencial triptofano. A sua inactivação dá-se por recaptação seguida de oxidação pela MAO para formar 5-HIAA, o qual é um bom índex do metabolismo da serotonina.
Receptores: Existem cerca de 7 tipos principais de receptores da serotonina que diferem quanto à via de transdução de sinal e à sua distribuição. A maioria está associada à proteína G, afectando a adenilciclase ou a fosfolipase C, com excepção do tipo 5-HT3 que é um canal iónico para o Na+. O tipo 5-HT2A está presente nas plaquetas (agregação) e músculo liso (contracção); o 5-HT3 está presente no trato GI e área postrema (vómito); o 5-HT4 no trato GI (motilidade e secreção) e SNC; e o 5-HT6-7 no sistema límbico.
Função: Dada a distribuição difusa dos seus receptores, a serotonina influencia múltiplos processos fisiológicos, quer na periferia, quer a nível do SNC, como a agregação plaquetária, motilidade e secreção GI, ventilação, temperatura, percepção sensorial, sono, humor e agressividade.
Correlação fisiopatológica: Várias doenças têm sido associadas a alterações do sistema serotoninérgico. Assim, a depressão tem sido associada a um défice de serotonina no SNC. Dai que muitos dos anti-depressivos actuais actuem aumentando a concentração de serotonina através da inibição da sua recaptação e/ou degradação.
c) HISTAMINA:
Está presente em neurónios do SNC, mas também em células do epitélio gástrico e nos mastócitos.
Metabolismo: é formada por descarboxilação do aminoácido histidina. É inactivada por degradação enzimática através de uma reacção de oxidação ou metilação.
Receptores: Existem três tipos de receptores histamínicos, todos presentes em tecidos periféricos como no SNC. O tipo H3 é pré-sináptico e medeia a inibição da libertação de histamina e outros NT através de uma proteína G. O tipo H2 aumenta a concentração intracelular de AMPc, enquanto o tipo H1 activa a fosfolipase C.
Funções: A histamina regula várias funções a nível periférico e central, como por exemplo, secreção gástrica, permeabilidade e motilidade vascular, despertar, comportamento sexual, secreção hipofisária, TA e ingestão de líquidos.
Correlação fisiopatológica: Fármacos que bloqueiam os receptores H1 têm sido utilizados para o tratamento de alergias e vómito. Fármacos que bloqueiam os receptores H2 têm sido utilizados para o tratamento da úlcera péptica.
4.3.3) AMINOÁCIDOS:
Os NT aminoácidos podem ser divididos em excitatórios (glutamato e aspartato) e inibitórios (GABA e glicina).
a) GLUTAMATO (GLT) E ASPARTATO (ASP):
O GLT é o principal NT excitatório do SNC, sendo responsável por 75% das sinapses excitatória do SNC. O ASP tem uma distribuição mais restrita (córtex visual) e tem sido relativamente pouco estudado.
Metabolismo: O GLT é formado pela aminação de um intermediário do ciclo de Krebs, o (-cetoglutarato. A sua inactivação ocorre por recaptação neuronal e glial.
Receptores: O GLT tem 4 tipos de receptores que diferem quanto à sua distribuição e via de transdução de sinal.
Funções: Várias observações sugerem que o GLT é o NT envolvido na aquisição de memória: 1) elevada concentração de receptores NMDA no hipocampo (zona relacionada com a aquisição de memória); 2) inibição da potenciação a longo prazo (processo fisiológico subjacente à aquisição de memória) por antagonistas dos receptores NMDA.
Correlação fisiopatológica: Uma propriedade interessante do GLT é que ele em concentração muito elevada pode provocar um aumento tal do Ca2+ intracelular que provoca a morte dos neurónios. Assim, o glutamato, juntamente com a isquemia, tem sido implicado na morte neuronal que ocorre no AVC. Neste caso, por défice de recaptação de GLT, há um aumento de GLT capaz de matar os neurónios. Actualmente pondera-se a utilização de antagonistas dos receptores do GLT em doentes com AVC para diminuir a morte neuronal provocada pelo GLT. Além disso, a hiperactividade do sistema glutamatérgico tem sido associada à epilepsia, justificando o uso de antagonistas dos receptores do GLT no tratamento desta doença.
b) INIBITÓRIOS:
– GABA:
É o principal NT inibitório do cérebro, estando presente em 25% das sinapses do SNC. Está presente também na retina e é o mediador responsável pela inibição pré-sináptica.
Metabolismo: É formado por descarboxilação do glutamato. A sua inactivação é feita por recaptação neuronal e também por degradação enzimática através da transaminação a succinato.
Receptores: O GABA tem três tipos de receptores de diferem quanto à sua distribuição e via de transdução de sinal: GABA A tem distribuição difusa e é inotrópico ((Cl-). GABA B tem distribuição difusa e é metabotrópico ((K+, (AMPc, (Ca2+). GABA C presente apenas na retina e é ionotrópico ((Cl-).
Função: A função inibitória
do GABA tem várias implicações nomeadamente patológicas e terapêuticas. Défice de GABA por inibição da enzima responsável pela sua síntese provoca uma doença caracterizada por rigidez e espasmos musculares dolorosos. Em termos terapêuticos, vários fármacos utilizados na prática clínica actuam potenciando o efeito inibitório do GABA. São eles as BDZ utilizadas com ansiolíticos, hipnóticos e antiepilépticos e os barbitúricos utilizados como antiepilépticos, anestésicos. Ambos ligam-se a sítios específicos do receptor GABA A favorecendo a sua activação pelo GABA. Outro exemplo de um fármaco que actua através da activação de um receptor GABAérgico (neste caso tipo B) é o baclofeno utilizado como relaxante muscular, sobretudo por via intratecal, no tratamento de doenças com rigidez muscular (tétano, secção medular).
– GLICINA:
É o principal NT inibidor do tronco cerebral e medula espinhal. Tem também propriedades excitatórias, uma vez que ligando-se ao receptor NMDA, aumenta a sua sensibilidade para o GLT.
Metabolismo: Não é sintetizado pelo organismo mas tem origem dietética. A sua inactivação dá-se por recaptação neuronal.
Receptores: Possui apenas um receptor, o qual é um canal permeável ao Cl-.
Funções: A nível da medula espinhal, a glicina é libertada por interneurónios inibitórios chamados de células de Renshaw. Estas células são activadas por colaterais dos motoneurónios e inibem o motoneurónio responsável pela sua activação. Estas células e a glicina são assim importantes porque limitam a activação dos motoneurónios e permitem o relaxamento muscular. Daqui se depreende que um défice de glicina provoque um aumento da rigidez muscular e morte por paralisia espástica dos músculos respiratórios. É precisamente o que acontece na intoxicação por estricnina (substância utilizada para matar ratos e que inibe o receptor da glicina) e o tétano (situação em que há infecção por uma bactéria que produz uma toxina capaz de inibir a secreção de glicina.
4.3.4) GASES - NO E CO:
O NO é sintetizado durante a oxidação da L-arginina por 3 isoformas da NO síntase: nc (neuronal), ec (constitutiva) e i (indutível). Actua por activação da guanilciclase e ao contrário dos outros NT é capaz de atravessar as membranas. A nível do SN parece intervir no processo de aquisição de memória (libertação pré-sináptica de GLT), inibe o SNS por mecanismos centrais e periféricos e é produzido por neurónios entéricos inibitórios provocando o relaxamento do músculo liso GI.
O CO é outro gás que provavelmente funciona como NT no SNC. É formado no decurso do metabolismo do heme por um subtipo da oxigenase do heme (HO2) e, como o NO, activa a guanilciclase).
4.3.5) PEPTÍDEOS:
Os peptídeos neuroactivos são um conjunto de 25 a 30 peptídeos que podem funcionar como NT, co-transmissores, neuromoduladores e/ou hormonas. Apresentam algumas diferenças importantes relativamente aos NT não peptídicos.
Os exemplos mais importantes de NT peptídicos são a substância P, o NPY e os peptídeos opióides.
A substância P é um polipeptídio com 11 a.a, presente no intestino, nervos periféricos e SNC. Pertence à família das taquicininas (SP, neurocinina A e B, neuropeptídeo K) que possuem um terminal carboxil comum. A SP é a taquicinina mais bem estudada. Possui três receptores (NK1, NK2 e NK3), sendo que os dois primeiros são metabotrópicos, causando a activação da PLC e o aumento do IP3 e DAG. Está presente em grandes concentrações nos terminais dos neurónios aferentes primários e é provavelmente o mediador da 1º sinapse na via da dor. A injecção de SP na pele provoca inflamação, e provavelmente é o mediador da chamada inflamação neurogénica. No intestino está envolvido na regulação da peristalse.
O NPY é estruturalmente semelhante ao PY e PP, no entanto, o NPY é libertado apenas por neurónios, enquanto o PY e o PP são libertados por células endócrinas do trato GI. Possui 6 tipos de receptores, a maioria deles metabotrópicos (Y1, Y2, Y3, Y4, Y5 e Y6). A nível periférico é co-libertado com a ND pelos neurónios pós-ganglionares simpáticos, potenciando a sua acção. A nível central, participa na via que estimula o apetite.
Os peptídeos opióides são os ligandos endógenos dos receptores dos opiáceos (derivados da papoila do ópio). Existem 3 classes de peptídeos opióides: encefalinas, dinorfinas e endorfinas. Estão presentes no sangue como no SNC e trato GI. São produzidos a partir de precursores maiores distintos: as encefalinas a partir da proencefalina; as dinorfinas a partir da prodinorfina; a endorfina a partir da pro-opiomelanocortina que dá também origem ao ACTH, (-MSH, ( e (-lipotropina. São peptídeos predominantemente inibitórios quer a nível pré-sináptico, quer a nível pós-sináptico. Existem 3 tipos de receptores dos opiáceos: (, ( e(. Todos eles são receptores metabotrópicos ligados à proteína Gq e Gi. O receptor ( aumenta a permeabilidade ao K+ e os receptores ( e ( fecham canais de Ca2+. Diferem nos efeitos fisiológicos, distribuição e afinidade para os vários peptídeos opióides.
	Receptor
	Efeito
	(
	Analgesia, obstipação, depressão respiratória, secreção de GH e prolactina, sedação, miose
	(
	Analgesia, diurese, sedação, miose
	(
	Analgesia