Fisiologia - Nervos, Potenciais de Membrana e Transmissão Nervosa

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UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDAUNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA
UVAUVA
Curso de EducaCurso de Educaçção Fão Fíísicasica
FISIOLOGIA GERALFISIOLOGIA GERAL
Prof. Prof. MstMst. Sandro . Sandro LegeyLegey
Nervos, Potenciais de Membrana e Nervos, Potenciais de Membrana e 
Transmissão Nervosa Transmissão Nervosa 
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A Unidade A Unidade NeuromuscularNeuromuscular
Potenciais de MembranaPotenciais de Membrana
�� DiferenDiferençça na concentraa na concentraçção de cargas elão de cargas eléétricas nas suas tricas nas suas 
faces interna e externafaces interna e externa
�� Bomba de sBomba de sóódiodio--potpotáássiossio
�� Membrana em repouso quase impermeMembrana em repouso quase impermeáável aos vel aos ííons Na ons Na 
e muito permee muito permeáável a Kvel a K
�� ↓↓K interiorK interior
�� Interior tornaInterior torna--se muito negativose muito negativo
�� Potencial de membrana no repouso cerca de Potencial de membrana no repouso cerca de --90 90 mvmv
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Como é mantido o Potencial de Membrana ?
A bomba de Na+ K+ contribui para 
o potencial de membrana pelo 
bombeamento de 3 Na+ para fora e 
2 K+para dentro
Bomba de Na+ K+ : bomba eletrogênica
Fluido extracelular 
0 mV
Fluido intracelular 
-70 mV
Potencial de APotencial de Aççãoão
�� VariaVariaçção são súúbita do potencial de membrana para a bita do potencial de membrana para a 
positividade e seu retorno a negatividadepositividade e seu retorno a negatividade
�� Produzido pelo aumento da maior permeabilidade da Produzido pelo aumento da maior permeabilidade da 
membrana aos membrana aos ííons Na ons Na 
�� DespolarizaDespolarizaçção ou potencial de inversão ão ou potencial de inversão --
↑↑concentraconcentraçção intracelular Naão intracelular Na
�� RepolarizaRepolarizaççãoão –– retorno ao valor negativo de repousoretorno ao valor negativo de repouso
�� Onda de despolarizaOnda de despolarizaçção ou estão ou estíímulo nervosomulo nervoso
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Potencial de APotencial de Aççãoão
�� Impulso nervoso Impulso nervoso éé propagado nas duas direpropagado nas duas direçções atões atéé encontrar encontrar 
uma das extremidades da fibra nervosauma das extremidades da fibra nervosa
�� RepolarizaRepolarizaççãoão –– impermeabilidade ao Na e impermeabilidade ao Na e ↑↑ permeabilidade ao permeabilidade ao 
K K –– polaridade normalpolaridade normal
�� RepolarizaRepolarizaççãoão –– ininíício onde comecio onde começçou a despolarizaou a despolarizaçção, alguns ão, alguns 
ddéécimoscimos--milionmilionéésimossimos de segundo apde segundo apóós s –– apta a conduzir um apta a conduzir um 
novo impulso nervosonovo impulso nervoso
�� Estado refratEstado refratáário rio –– quando um impulso esta trafegando ao longo quando um impulso esta trafegando ao longo 
da fibra nervosa, não podendo conduzir outro atda fibra nervosa, não podendo conduzir outro atéé que aconteque aconteçça a a a 
repolarizarepolarizaççãoão
�� PerPerííodo refratodo refratáário rio –– perperííodo que a fibra permanece nesse estado, odo que a fibra permanece nesse estado, 
cerca de 1/2500 segundos para as fibras mais cerca de 1/2500 segundos para as fibras mais calibrosascalibrosas
POTENCIAL DE AÇÃO 
TRANSMISSÃO DE IMPULSOS
Propriedades 
funcionais dos 
neurônios:
• Excitabilidade – é a 
capacidade dos 
dendritos e corpos 
celulares (soma) de 
responder a um 
estímulo, 
convertendo-o em um 
impulso.
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NEURÔNIO - AXÔNIOS
POTENCIAL DE AÇÃO
CONDUTIVIDADE
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POLARIZAÇÃO
DESPOLARIZAÇÃO
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REPOLARIZAÇÃO
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MOVIMENTO DE POLARIZAÇÃO
BOMBA DE Na +, K +, Atp ase
ElEléétricatrica
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Restabelecimento das ConcentraRestabelecimento das Concentraçções ões 
Iônicas ApIônicas Apóós a Condus a Conduçção de Impulsos ão de Impulsos 
NervososNervosos
�� Bomba de sBomba de sóódiodio--potpotáássio ssio –– restabelecer restabelecer 
diferendiferençças iônicasas iônicas
�� Mesmo que a bomba de sMesmo que a bomba de sóódiodio--potpotáássio pare de ssio pare de 
funcionar, cerca de 100 mil ou mais impulsos funcionar, cerca de 100 mil ou mais impulsos 
ainda poderiam ser transmitidos pela fibra ainda poderiam ser transmitidos pela fibra 
nervosa antes que cesse a contranervosa antes que cesse a contraççãoão
Transmissão de Sinais nos Nervos Transmissão de Sinais nos Nervos 
PerifPerifééricosricos
�� Tipos de fibras Tipos de fibras –– mielmielíínicasnicas e e amielamielíínicasnicas
�� Bainha de mielina Bainha de mielina –– formada pelas cformada pelas céélulas de lulas de 
SchwannSchwann circundando o axônio e fornecendo circundando o axônio e fornecendo 
isolamento elisolamento eléétrico trico 
�� Nodo de Nodo de RanvierRanvier –– junjunçção entre duas cão entre duas céélulas de lulas de 
SchwannSchwann consecutivas consecutivas –– importante na importante na 
conduconduçção dos estão dos estíímulos nervososmulos nervosos
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ConduConduçção ão SaltatSaltatóóriaria
�� DespolarizaDespolarizaçção ocorre no Nodo de ão ocorre no Nodo de RanvierRanvier e não e não 
abaixo da bainha de mielina, fazendo com que o abaixo da bainha de mielina, fazendo com que o 
impulso passe por fora desta atimpulso passe por fora desta atéé o pro próóximo nodoximo nodo
�� Bainha de mielina Bainha de mielina –– formada pelas cformada pelas céélulas de lulas de SchwannSchwann
circundando o axônio e fornecendo isolamento elcircundando o axônio e fornecendo isolamento eléétrico trico 
�� Importância: aumento da velocidade de conduImportância: aumento da velocidade de conduçção e ão e 
menor quantidade de energia gasta para transmissão de menor quantidade de energia gasta para transmissão de 
um impulso nervosoum impulso nervoso
• Células de Schwann: são responsáveis 
pela formação da bainha de mielina no 
S.N.P.
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POTENCIAL DE AÇÃO 
CONDUÇÃO SALTATÓRIA
• Permite que ocorram potenciais de ação 
rápidos em axônios pequenos.
POTENCIAL DE AÇÃO 
CONDUÇÃO SALTATÓRIA
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Velocidade de ConduVelocidade de Conduçção das Fibras ão das Fibras 
NervosasNervosas
�� Maior calibre e maior espessura da bainha de Maior calibre e maior espessura da bainha de 
mielina mielina –– maior velocidade de condumaior velocidade de conduççãoão
�� Ex: Ex: mielmielíínicasnicas de maior calibre (20 micrômetros) de maior calibre (20 micrômetros) 
–– 100 m/s 100 m/s 
�� Ex: Ex: amielamielíínicasnicas de menor calibre (0,5 de menor calibre (0,5 
micrômetro) micrômetro) –– 0,5 m/s0,5 m/s
NNúúmero de Impulsos que Podem Ser mero de Impulsos que Podem Ser 
Transmitidos a Cada SegundoTransmitidos a Cada Segundo
�� Determinado pelo perDeterminado pelo perííodo refratodo refratáário da fibrario da fibra
�� Dependente do calibre da fibraDependente do calibre da fibra
�� Maior diâmetro Maior diâmetro repolarizamrepolarizam--sese em 1/2500 em 1/2500 segseg, , 
podendo transmitir atpodendo transmitir atéé 2500 impulsos a cada 2500 impulsos a cada segseg
�� Menor diâmetro Menor diâmetro –– necessitam de atnecessitam de atéé 1/250 1/250 segseg
para para repolarizarepolarizaççãoão, conduzindo at, conduzindo atéé 250 impulsos 250 impulsos 
a cada a cada segseg
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Transmissão de Sinais Com Diferentes Transmissão de Sinais Com Diferentes 
Intensidades por Feixes NervososIntensidades por Feixes Nervosos
�� Duas maneiras de transmitir sinais de intensidades diferentes: Duas maneiras de transmitir sinais de intensidades diferentes: 
forte, fraco ou intermediforte, fraco ou intermediááriosrios
�� SomaSomaçção Espacial: transmissão simultânea por ão Espacial: transmissão simultânea por nnºº varivariáável de vel de 
fibrafibra
�� SomaSomaçção Temporal: transmitir estes sinais com freqão Temporal: transmitir estes sinais com freqüüência baixa ência baixa 
ou alta pela mesma fibra ou alta pela mesma fibra –– Ex: 100 fibras estão conectadas entre Ex: 100 fibras estão conectadas entre 
a medula espinhal e um ma medulaespinhal e um múúsculo do psculo do péé, a estimula, a estimulaçção de apenas ão de apenas 
uma dessas fibras produziruma dessas fibras produziráá uma fraca contrauma fraca contraçção, e viceão, e vice--versaversa
�� Na somaNa somaçção temporal, se apenas um impulso ão temporal, se apenas um impulso éé transmitido a transmitido a 
cada segundo o resultado cada segundo o resultado éé sempre um efeito fraco, aumentando sempre um efeito fraco, aumentando 
a quantidade de impulsos por segundo a intensidade sera quantidade de impulsos por segundo a intensidade seráá maiormaior
�� O tronco nervoso combina os dois tipos de somaO tronco nervoso combina os dois tipos de somaçção para ão para 
transmitir sinais de intensidades diferentes, isto transmitir sinais de intensidades diferentes, isto éé, quando um , quando um 
sinal sinal éé muito forte muitas fibras são utilizadas e cada fibra muito forte muitas fibras são utilizadas e cada fibra 
conduz um grande conduz um grande nnºº de impulsosde impulsos
Transmissão de Impulsos por Fibras Transmissão de Impulsos por Fibras 
MuscularesMusculares
�� EsquelEsquelééticas: similar as nervosas, se não um sinal ticas: similar as nervosas, se não um sinal 
conduzido numa velocidade do cconduzido numa velocidade do céérebro atrebro atéé o mo múúsculo sculo 
sofreria decrsofreria decrééscimo significativoscimo significativo
�� CardCardííaco e Liso: mecanismo igual ao da fibra nervosa e aco e Liso: mecanismo igual ao da fibra nervosa e 
muscular, pormuscular, poréém com velocidade reduzida, são m com velocidade reduzida, são 
interconectadas, isto interconectadas, isto éé, o est, o estíímulo de uma mulo de uma úúnica fibra nica fibra 
faz com que o mfaz com que o múúsculo se contraia como um todo. A sculo se contraia como um todo. A 
contracontraçção ão éé extremamente longa devido a duraextremamente longa devido a duraçção do ão do 
potencial de apotencial de açção. Ex: 0,3 ão. Ex: 0,3 segseg no mno múúsculo cardsculo cardííaco e ataco e atéé
1 1 segseg em certos lisosem certos lisos
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Placa MotoraPlaca Motora
�� Conexão entre uma fibra Conexão entre uma fibra mielmielíínicanica calibrosacalibrosa e uma e uma 
esquelesquelééticatica
SecreSecreçção de ão de AcetilcolinaAcetilcolina
�� Impulso nervoso Impulso nervoso →→ placa motora placa motora →→ terminal terminal axônicoaxônico
→→ vesvesíículas de culas de acetilcolinaacetilcolina →→ fenda fenda sinsináápticaptica →→
aumenta permeabilidade aumenta permeabilidade ííons Na nas pregas da ons Na nas pregas da 
membrana membrana →→ despolarizando despolarizando →→ potencial de apotencial de açção ão →→
contracontraççãoão
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DestruiDestruiçção da ão da AcetilcolinaAcetilcolina pela pela 
ColinesteraseColinesterase
�� Se a Se a acetilcolinaacetilcolina permanecesse em contato com a permanecesse em contato com a 
membrana da fibra muscular os impulsos não cessariammembrana da fibra muscular os impulsos não cessariam
�� O O colinesterasecolinesterase encontrada na fenda encontrada na fenda sinsináápticaptica, fraciona , fraciona 
em em áácido accido acéético e colina cerca de 1/500 tico e colina cerca de 1/500 segseg apapóós a s a 
despolarizadespolarizaççãoão
�� Isso permite a Isso permite a repolarizarepolarizaççãoão, ficando a membrana, , ficando a membrana, 
pronta para um novo estpronta para um novo estíímulomulo
AmpliaAmpliaçção do Estão do Estíímulo Nervosomulo Nervoso
�� Potencializar o impulso nervosoPotencializar o impulso nervoso
�� ÁÁrea da fibra muscular rea da fibra muscular éé cerca de 10 vezes maior que o cerca de 10 vezes maior que o 
da fibra nervosada fibra nervosa
�� A A acetilcolinaacetilcolina faz com que a fibra muscular gere seu faz com que a fibra muscular gere seu 
prpróóprio impulso, capaz de desencadear a contraprio impulso, capaz de desencadear a contraçção ão 
muscularmuscular
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Universidade Veiga de Almeida
Fisiologia Geral
Anatomia Funcional e 
Contração do Músculo
Prof Sandro Legey
Estriado esquelético
Miócitos longos, multinucleados (núcleos
periféricos). 
Miofilamentos organizam-se em estrias
longitudinais e transversais. 
Contração rápida e voluntária
Estriado cardíaco
Miócitos estriados com um ou dois núcleos centrais.
Células alongadas, irregularmente ramificadas, que se unem
por estruturas especiais: discos intercalares.
Contração involuntária, vigorosa e rítmica.
Liso
Miócitos alongados, mononucleados e sem
estrias transversais.
Contração involuntária e lenta.
FUNDAMENTOS FISIOLÓGICOS
Princípios anátomo-fisiológicos dos sistemas ósseo, muscular e nervoso.
Sistema muscular é constituído por:
1. Fibras lisas = encontradas nas víceras e vasos sanguíneos. Ligadas a 
vida vegetativa, são de contração involuntária.
2. Fibras estriadas = São encontradas no miocárdio (contração 
involuntária) e nos músculos esqueléticos (fibras volitivas).
ESTRUTURA DO MÚSCULO ESQUELÉTICO
Representação dos túbulos transversos e do retículo sacoplasmático do 
músculo esquelético
ESTRUTURA DO MÚSCULO ESQUELÉTICO
Fibras Musculares = células longas, finas e multinucleadas.
Sarcolema = membrana celular
Endomísio = bainha de tecido conjuntivo que recobre o sarcolema. Dá a 
fibra consistência e proteção.
Sarcoplasma = protoplasma do interior do sarcolema que contém proteínas 
contráteis, enzimas, substratos alimentares, núcleos e organelas 
especializadas.
Retículo sarcoplasmático = túbulos entrelaçados e vesículas
Feixes ou fascículos = conjunto de até 150 fibras
Perimísio = tecido conjuntivo que mantém juntos os feixes ou fascículos.
Tendão = tecido conjuntivo que prende o músculo aos ossos (periósteo).
Miofibrilas = miofilamentos de proteínas encontrados no sarcoplasma
(actina, miosina, tropomiosina, troponina, etc)
Mecanismo Molecular da 
Contração Muscular
Teoria do Deslizamento dos 
Filamentos de Huxley
O conteúdo da fibra (SARCOPLASMA) é composto por vários núcleos 
localizados na periferia, citoplasma, membrana celular, as MIOFIBRILAS e 
os SARCÔMEROS.
O SARCÔMERO
Constitui a unidade contrátil dos músculos.
A) Filamentos de actina e miosina em repouso
B) Durante a contração (a faixa H não é mais visível, a faixa I se encurta e a faixa A 
mantém suas dimensões.
A CONTRAÇÃO MUSCULAR
Contração Muscular
actina
miosina
RESUMO DA CONTRAÇÃO MUSCULAR
1) Chegada do estímulo pelo motoneurônio motor no nível da 
placa motora;
2) Liberação de acetilcolina e conseqüente despolarização da 
membrana;
3) Liberação de íons cálcio;
4) Ativação da miosina-ATP-ase;
5) Quebra do ATP;
6) Acoplamento miosina-actina;
7) Contração (ação muscular)
Unidade motora 
constituída de 
um nervo motor 
mais as fibras 
musculares que 
ele inerva.
CONTROLE DA CONTRAÇÃO MUSCULAR O PAPEL DOS MOTONEURÔNIOS
Quanto maior o número de unidades motoras, maior a força muscular 
desenvolvida.
250 milhões de fibras musculares para 420 mil nervos motores.
OLHO = 1 motoneurônio enerva 10 fibras musculares
QUADRÍCEPS = 1 motoneurônio enerva 150 fibras musculares
UNIDADE MOTORA
As fibras musculares numa unidade motora não ficam juntas, sem 
esta dispersão o músculo seria ativado em segmentos e não como 
um todo.
LEI DO TUDO OU NADA
A ativação das fibras musculares numa mesma UM ocorre 
envolvendo todas as fibras ou não ocorre.
UNIDADE MOTORA
Como a força é graduada?
O CONTROLE DA INTENSIDADE DA CONTRAÇÃO PODE SER:
1. Variando o número de unidades motoras de um músculo
- Quanto mais unidades motoras se contraírem, maior será a 
força gerada pelo músculo;
2. Variando a freqüência da descarga excitatória nervosa.
- Aumento da força obtido pela chegada de um novo estímulo nervoso 
antes da extinção do anterior.
- Tetanização – 35 por segundo
3. Comprimentodo Músculo
Neurais - Ativação das UM
Recrutamento de UM
� Unidade Motora (UM)
� Produção de força
proporcional ao no
de UM recrutadas
� Sujeitos destreinados
podem não ser
capazes de recrutar 
as UM de alto limiar
Neurais – Ativação das UM
Frequência de Esimulação
� Freqüência de impulsos
enviados pelo SNC para
a unidade motora
� Força produzida é
diretamente proporcional
à freqüência estimulação
das unidades motoras 
Sincronização das UM
� Maior número de UM se 
contraindo ao mesmo tempo
� Produção da força 
máxima aumentada com a 
sincronização das UM
� Melhora na sincronização 
das UM com o treinamento
Efeito da Atividade no 
Desenvolvimento Muscular
Exercício e Hipertrofia
Desnervação e Atrofia Muscular
Se há então diferentes tipos de fibras musculares, de 
acordo com a inervação (unidades motoras), o 
processo de contração muscular é diferente em cada 
fibra?
placa motora
ACETILCOLINA
ABRIR CANAIS DE Na+
AUMENTO DE Ca++ INTRACELULAR