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Prova 1 – PCI NEURO Conteúdo: Tópicos I e II Tópico I EMBRIO 1. Quais as estruturas do SN que são formadas pela crista neural? Todos os neurônios com os corpos neuronais no sistema nervoso periférico derivam da crista neural, além das células de schwann. 2. Explique como o tubo neural se desenvolve e forma o SNC? A partir da 3ª semana, o neuroectoderma é formado pelas células ectodérmicas que recebem NOGGIN, CHORDIN e FOLLISTATIN e quenão recebem BMP liberado pelo nó primitivo, processo notocordal e notocorda. O neuroectoderma sofrerá sinalização também por acido retinóico e FGF, definindo o eixo antero-posterior e por SHH e BMP, definindo o eixo ventral- dorsal (respectivamente). O neuroectoderma ira gerar a placa neural, que devido à intensa proliferação de células, cria-se um sulco ao longo de todo o comprimento da placa neural. As paredes do sulco e as pregas neurais se aproximam e se fundem, formando o tubo neural e a crista neural. As células continuam a se proliferar, causam um dobramento mecânico no embrião devido ao peso, gerando o lugar onde será a cabeça e há a produção de 3 vesículas primitivas, o prosencéfalo, mesencéfalo e rombencéfalo. A partir da 5ª semana, formam-se as 5vesiculas encefálicas, o prosencéfalo dá origem ao telencéfalo e diencéfalo, o mesencéfalo continua igual, e o rombencéfalo forma o metencéfalo e o mielencéfalo. A partir dessas estruturas, são então formadas as estruturas anatômicas adultas. 3. Como moléculas difusíveis podem provocar uma assimetria no tubo neural? A assimetria do tubo neural é essencial para a diferenciação do SN e estabelecimento de funções, as moléculas difusíveis são fatores de transcrição, que irão regionalizar o tubo neural. As moléculas de BMP inicialmente definem quais células serão neuroectodermicas, o gradiente de concentração de FGF e ácido retinoico definem o eixo antero-posterior, e o gradiente de SHH e BMP definem o eixo ventral-dorsal, e consequentemente quais neurônios serão motores e sensitivos. 4. Explique a organização dos corpos celulares dos neurônios do SNC e do SNP. No SNC, os corpos celulares(subs. Cinza) estão na periferia e no SNP, mais precisamente na medula, os corpos celulares estão no centro. 5. Explique os eventos que ocorrem no neuroepitélio do prosencéfalo para a formação do córtex laminar. Quando as paredes do tubo se fecham, forma-se a porção ventricular, onde acontecem muitas mitoses assimétricas, onde uma célula permanece nesta região e a outra sobe em direção à pia-máter. Para que a célula ”suba”, é necessário que ela se associem às células da glia radial, que possuem precursores desde a zona ventricular até a pia-máter. O neurônio pos mitótico se enrosca na célula da glia radial e assim sobe as camadas, até que 6 camadas sejam formadas, os neurônios entre as camadas são interneuronios. As primeiras células que chegam à pia mater irão gerar a pré placa, que irá se subdividir em zona cortical e placa cortical. 6. Explique as principais etapas da histogênese do tecido nervoso. Formação das camadas do córtex, migração dos axônios, que ao chegar ao seu alvo iniciam a formação de sinapses, que são feitas de uma maneira que não é definitiva, criam-se MUITAS sinapses. Após varias mitoses, algumas células não serão de fato funcionais, e com isso ocorre a morte celular por apoptose, onde somente os neurônios que recebem NGF e outros fatores “sobrevivem”. Após esta etapa, ocorre o refinamento sináptico, onde ocorre a seleção funcional dos axônios e sinapses do individuo. É importante lembrar que há 3 pontos críticos no desenvolvimento do sistema nervoso, que são períodos em que fazemos muitas sinapses, e que após dele, ocorre novamente o refinamento sinaptico. 7. Relacione as vesículas encefálicas de um embrião humano de pouco mais de cinco semanas de desenvolvimento com as estruturas de um cérebro adulto. 8. Dê o nome do processo que ocorre nas primeiras semanas do desenvolvimento e depende do mesoderma axial. Cite as moléculas sinalizadoras que participam desse processo. O mesoderma axial dá origem à notocorda, que ira liberar as moléculas sinalizadoras que irá diferenciar o neuroectoderma, etc. BIOFÍSICA DE MEMBRANAS 9. Explicar como as células da glia ajudam na transmissão de sinais pelo neurônio e quais são elas. As células da glia são essenciais para a propagação de sinais elétricos, no SNC, os astrócitos determinam onde fazer sinapse, removem as sinapses em excesso, recapta neurotransmissores e principalmente, provê energia para que os neurônios possam deflagrar potencial de ação. Os astrocitos recolhem o glutamato excedente das fendas sinápticas, o transforma em glutamina e cedem novamente ao neurônio, como forma de energia. No SNP, os oligodentrócitos sintetizam a bainha de mielina,e nos nódulos de ranvier, participam da retirada de K+ extracelular, favorecendo a volta do potencial de repouso da membrana do axônio. 10. Por que pode-se empregar o conceito de capacitância elétrica para as células excitáveis? Porque a membrana destas células funcionam de modo semelhante à um capacitor, pois ela acumula energia e mantem as cargas separadas até certo ponto. As cargas estão separadas para que haja uma diferença de potencial e as cargas só passem naqueles momentos determinados. Com esse acumulo de energia, elas adquirem a capacidade de gerar ativamente corrente elétrica. 11. Explique por que um único potencial de ação em um axônio de um neurônio motor é capaz de provocar a contração da fibra muscular, mas um estímulo excitatório e um neurônio não é capaz de gerar um potencial de ação no neurônio pós-sináptico. A junção neuromuscular foi feita para funcionar sempre, para isso uma enorme quantidade de PEPS é gerada. A ACh liberada na fenda sináptica se liga aos receptores nicotínicos da membrana pós-sinaptica, causando uma leva mudança de conformação e, com isso, a abertura de um canal que permite a passagem de cátions. O Na+ tende a entrar e o K+ tende a sair, este processo gera uma corrente iônica que despolariza a membrana e faz com que seu potencial se aproxime de 0. Este potencial de placa motora decai até alcançar os canais de sódio dependentes de voltagem (que ficam próximos a região da placa motora), estimulando a deflagração de um potencial de ação na fibra muscular. Este PA percorre o sarcolema e chega até os túbulos T, promovendo a mudança de conformação nos canais de cálcio voltagem-dependentes em sua membrana. Assim, os canais de Ca++ do RSarcoplasmático se abrem e liberam cálcio no meio intracelular, promovendo os efeitos que levam a contração muscular. Além disso, a área de contato na placa motora é bem maior, concomitantemente com um maior numero de neurotransmissores reunidos em uma estrutura onde a zona ativa está alinhada com dobras com alta densidade de receptores de neurotransmissores, assegurando que os NTs sejam liberados de uma forma focalizada sobre uma região repleta de receptores. Por outro lado, se cada sinapse no SNC fosse capaz de desencadear um potencial de ação em sua célula pós-sinaptica, um neurônio não seria mais do que uma simples estação de retransmissão. Ao contrário, cada neurônio executa computações neurais sofisticadas, requerendo muitas PEPS para produzir uma significante despolarização pós-sináptica, até porque os canais de Sódio voltagem-dependente se encontram mais distantes da sinapse (estão no cone de implantação no axônio) e a intensidade do potencial é inversamente proporcional a distância, quando este PA chega sozinho aos canais, ele não é suficiente para deflagrar um PA. O PA é gerado quando há soma espacial ou temporal dos potenciais pós- sinapticos excitatórios.12. Explique os mecanismos de propagação do impulso nervoso. 13. O que acontece com dois estímulos iguais – mesmo potencial de ação – percorrendo o mesmo axônio, um em direção ao outro? Eles param no ponto de encontro, pois os canais iônicos seguintes, em cada caminho estará em seu período refratário. 14. Comparar funcionalmente os receptores ligados às proteínas e mediados por canais iônicos (diferença entre receptores metabotrópicos e ionotrópicos). Receptores ionotrópicos possuem efeitos diretos, pois a entrada do neurotransmissor em seu receptor causa quase que imediatamente a mudança de estado do neurônio, enquanto os receptores metabotrópicos, possuem ação indireta e dependem da proteína G ativar uma via de sinalização, é portanto mais lenta, mais duradoura e mais diversificada. 15. Cite e explique dois mecanismos para a interrupção da sinapse. A ação de sinapses inibitórias é de afastar o potencial de membrana do limiar para o potencial de ação, elas têm que exercer um controle sobe o sinal de saída de um neurônio. Pode-se usar um neuromodulador inibitório ou usar GABA e glicina como neurotransmissores, causando então hiperpolarização. 16. Por que o axônio mielinizado e de grosso calibre conduz o impulso nervoso mais rápido do que o axônio amielínico e de pequeno calibre? No axônio de grosso calibre, o excesso dos ions Na+ que entram na fibra faz com que o potencial de ação ultrapasse o limiar de ação muito rapidamente, enquanto que as fibras finas, os neurônios simplesmente se aproximam do nível 0, mas não ultrapassam o limiar. É importante dizer que o PA não será maior, pois ele se propaga com o tipo tudo ou nada, ele apenas será mais rápido. 17. O que é e para que serve e como atua o transporte axonal rápido. Através da redução do diâmetro das extensões celulares, o neurónio torna-se capaz de alcançar as distâncias necessárias, mantendo um volume citoplasmático aceitável. Mesmo assim, o volume do axónio pode ser muito maior que o volume do corpo celular. Isto impõe aos neurónios a necessidade de encontrar uma solução que proporcione um sistema de síntese proteica adequado ao seu volume citoplasmático. Este sistema é facilmente visível, por microscopia óptica, em grandes neurónios (os corpos de Nissl, que são formados por agregados de complexos ribossómicos para a síntese de proteínas). O neurónio também tem de distribuir materiais a grandes distâncias através dos seus processos. Embora existam sistemas análogos em todos os tipos celulares, referidos como corrente ou fluxo citoplasmático, no SN este processo ocorre através de distâncias muito maiores, e é conhecido por transporte axonal. A síntese proteica ocorre no corpo celular e os produtos proteicos são, então, transportados para o local apropriado através do processo do transporte axonal. O transporte axonal rápido transporta um grande número de proteínas desde o seu local de síntese, o corpo celular, para o axónio. Muitas destas proteínas estão associadas a vesículas e migram através do axónio à velocidade de 400 mm por dia.Explique os mecanismos iônicos das correntes despolarizantes que produzem o potencial da placa motora. 18. Explique em três linhas, no máximo, qual é a consequência da inativação dos canais de sódio? Os neurônios não serão capazes de deflagrar potencial de ação pois estarão em período refratário até que seus canais sejam ativados novamente. FISIOLOGIA E HISTOLOGIA 19. Explique os mecanismos de codificação da intensidade do estímulo sensorial. 20. O Diazepam é um medicamento que aumenta a afinidade do GABA pelo seu receptor. Explique o papel do Diazepam como neuroprotetor para evitar a morte dos neurônios devido à intensa atividade elétrica durante a convulsão. GABA é um neurotransmissor com propriedades inibitórias, ao ficar mais afim de ser receptor, ajuda a interrupção da transmissão sináptica, fazendo com que menos neurônios deflagrem PA, e assim diminuindo a atividade elétrica durante a convulsão. 21. Sabendo que o axolema não possui RER ou ribossomos, como o axônio faz a sua renovação de proteínas e organelas? Pelo transporte axonal. 22. Qual o papel do cálcio no neurônio pré-sináptico durante a transmissão do impulso nervoso? O cálcio, ao entrar pelos canais de cálcio regulados por voltagem, contribui para a fase de despolarização, além disso, A alta concentração deste íon na zona ativa desencadeia a exocitose de vesículas sinápticas que estocam o neurotransmissor. O evento chave no ciclo da vesícula sináptica é a reação de fusão delas desencadeada por um fluxo de íons calcio que resulta na liberação do neurotransmissor. A exocitose é seguida por uma rápida endocitose que permite reutilizar as vesículas. As sinapses necessitam transmitir sinais de maneira altamente localizada e rápida, sendo que estas duas exigências são: localização exclusiva da exocitose na zona ativa e a velocidade com a qual o cálcio desencadeia a exocitose. 23. O que ocorre no elemento pré-sináptico durante a transmissão sináptica? O elemento pré sináptico gera o potencial de ação. Ao receber um estimulo, o soma faz a integração sináptica e se receber um PEPS, ele ira abrir seus canais de sódio, causando uma despolarização da membrana do axônio que então conduzira o impulso até a sinapse, onde provavelmente será convertido em sinal químico, libera se os neurotransmissores na fenda sináptica e o elemento pos sináptico capta. 24. Explicar a geração de PA a partir de um motoneurônio que inverva a fibra muscular esquelética. O potencial de ação que chega ao terminal sináptico do motoneurônio leva à liberação de acetilcolina, neurotransmissor responsável pela transmissão sináptica na junção neuromuscular. A liberação e difusão de acetilcolina pela fenda sináptica levam à ativação de receptores colinérgicos na membrana pós- sináptica da fibra muscular, resultando em uma alteração da permeabilidade de canais iônicos e em uma consequente despolarização da membrana da fibra muscular. A geração e propagação de um potencial de ação na fibra muscular culminam com a abertura de canais iônicos seletivos ao cálcio, o qual é um co- fator essencial no processo bioquímico de contração. As miofibrilas, que preenchem a fibra muscular, constituem-se em repetições sucessivas de uma estrutura protéica, o sarcômero, que é a unidade molecular do processo contrátil.Cite cinco funções dos astrócitos. 25. Explique a gênese do impulso cardíaco nas 24- 48 seguintes após um enfarte no ventrículo esquerdo. 26. Como é que os astrócitos acoplam a transmissão sináptica ao uso de glicose? Ao deflagrar o potencial de ação e fazer sinapses, o neurônio gasta muita energia, que vêm justamente dos astrócitos. O sistema se auto garante, os mesmos astrocitos que regulam a produção de novas sinapses sustenta metabolicamente o funcionamento delas. Esta energia é utilizada tanto na forma de lactato como de glicogênio, oriundos da glicose. Este glicogênio pode ser utilizado pelo próprio astrócito para ser quebrado em glicose, e então por meio de glicólise, ser transformada em lactato, e depois ser usada como aporte de energia. Os astrócitos captam glicogênio através do tecido adjacente, o sangue. Os astrócitos possuem pedúnculos que recobrem os capilares sanguíneos, captam os nutrientes e os cedem aos neurônios. O PA chega à um neurônio, ocorre a liberação de vesículas sinápticas com glutamato, que cai na fenda sináptica. Este glutamato não fica eternamente lá porque os astrócitos recolhem este glutamato e os transformam em glutamina, e é então devolvido (reciclado em forma de glutamina) ao neuronio. Este processo custa energia, para este glutamato entrar noastrócito, ele é carregado por um carreador às custas de Na+, que sai forçadamente para que o glutamato entre no astrócito. Tudo que custa energia, custa na verdade glicose, então o astrócito tem que trazer glicose para dentro de si, a glicose, para que possa jogar o Na+ fora. Quanto mais o neurônio joga glutamato, mais o astrocito consome glicose. Quanto mais astrócitos, mais sinapses, quanto mais sinapses, mais energia é necessária. Como mais energia é necessária, você precisa de mais astrócitos etc... se torna um ciclo vicioso, com mais variantes com riscos de prejudicar o sistema, pois a perda de um desses fatores, altera toda a harmonia. Desta maneira, os astrócitos acoplam a transmissão sináptica com a glicose. 27. Discutir as caracterísiticas funcionais da zona de penumbra isquêmica. Zona de penumbra isquêmica é a área adjacente à área que sofreu uma lesão, as células lesionadas foram necrosadas após hipóxia. Na zona de penumbra ocorre uma redução entre 20 - 40% do fluxo sanguíneo, desse modo, os neurônios tem o seu metabolismo reduzido e a primeira medida para poupar energia é a suspensão da atividade sináptica que é um processo que demanda muita energia, com isso ele se torna funcionalmente inativo. Entretanto, ele consegue se manter viável sem que atinja o estado de despolarização terminal que dá início ao processo de desintegração celular, o neurônio consegue se manter nessa situação por algumas horas ou até mesmo um dia. A zona de penumbra por ser funcionalmente deficiente, ela contribui para o déficit clínico do paciente, entretanto, é uma área de lesão reversível, na qual vem se desenvolvendo diversos estudos terapêuticos, principalmente nos casos de acidente vascular cerebral e acidente isquêmico transitório. Inicalmente, as células são morfologicamente normais, mas perdem seu funcionamento elétrico, apresentando um EEG isoelétrico. O tecido neuronal em risco (zona de penumbra) caracteriza-se pela ausência de potenciais espontâneos ou induzidos, embora mantenham a homeostase iônica e o potencial transmembrana. 28. Estrutura e função da bainha de mielina. A bainha de mielina é formada por lipídios e tem por função isolar eletricamente os axônios e aumentar a velocidade de propagação dos impulsos. Tópico II ANATOMIA 1. De que modo o líquor é drenado do espaço subaracnóide para o sangue venoso? O líquor vai para o sistema venoso através das granulações aracnóideas. Granulações aracnóideas são pequenos tufos em alguns pontos da aracnóide, que penetram no interior dos seios da dura-máter, constituindo as granulações aracnóideas, mais abundantes no seio sagital superior. As granulações aracnóideas levam pequenos prolongamentos do espaço subaracnóideo, verdadeiros divertículos deste espaço, nos quais o líquor está separado do sangue apenas pelo endotélio do seio e uma delgada camada de aracnóide. São estruturas admiravelmente adaptadas à absorção do líquor, que neste ponto, vai para o sangue. 2. Explique o Sistema de Drenagem do Sangue Venoso no encéfalo. O sangue dos capilares é coletado pelas vênulas do parênquima, que desembocam em veias que levam o sangue à um conjunto de estruturas tubulares formadas pelas meninges, os seios venosos. A drenagem venosa não acompanha a rede arterial, drena para os seios da dura mater e possui pouca musculatura lisa pois esse sistema é ajudado pela gravidade. Ao chegar nos seios sigmoides, o sangue é então drenado para a jugular. 3. Justifique por que a circulação de líquor pode ser considerada a 3ª circulação e “de baixo para cima”. Inclua na replicação o local de produção do líquor e a circulação liquórica. O liquor é produzido pelos plexos coroides dos ventriculos cerebrais, que são dobras de tec. Conjuntivo da pia-mater vascularizada e recoberta por células ependimarias. O liquor é formado por estas células, que possuem canais e sistemas transportadores de íons. O passo inicial é a filtração e seleção de elementos do sangue para o plexo, o qual ocorre por capilares fenestrados do plexo, que não possui barreira hemato-encefálica. O liquor flui dos ventriculos laterais para o terceiro e então vai para o quarto. Do quarto, ele sai para o espaço sub aracnoide da medula espinhal e para as cisternas cerebrais. Como o liquor passa das áreas basais do encéfalo ( onde está o quarto ventrículo), para as vilosidades dos seior venosos, na porção dorsal do encéfalo, diz-se que a circulação é de cima para baixo. 4. Qual o principal espaço entre as meninges? Por quê? O espaço subaracnóideo, pois é o espaço onde possui muito liquor e onde toda a vascularização está presente. O espaço subaracnóideo possui funções bastante necessárias, como diminuição do peso relativo do encéfalo, amortecimento do choque sistólico e mecânicos gerais e absorção do liquor nas granulações aracnoides. FISIOLOGIA E HISTOLOGIA 5. Qual o significado funcional da barreira hemato-encefálica e qual o substrato energético da mesma? A BHE tem a função de garantir o equilíbrio iônico do compartimento intersticial do tecido nervoso, mediar a entrada e saída controlada de substancias, metabolizar aminas circulantes. Seu substrato energético é a glicose. 6. Faça uma tabela com as três maneiras pelas quais o hipotálamo regula a fisiologia do corpo; os nomes dos núcleos/ regiões hipotalâmicas em cada um dos três casos e os nomes respectivos das estruturas do SNC (ou associadas) que esses núcleos associam diretamente em cada um dos três casos. 7. Compare os efeitos do cortisol sobre o corpo e encéfalo na resposta aguda ao estresse, resposta crônica mais controlada e na resposta crônica exagerada. Na resposta aguda, o cortisol estimula a quebra de gordura, dá sensação de prazer, deixa a pessoa mais alerta, possui todos os efeitos simpatomiméticos. Na resposta crônica controlada, ele possui ainda os efeitos simpatomiméticos e ainda estimula o sistema imune. Na resposta aguda descontrolada, ele aumenta a pressão sanguínea, aumenta a frequência cardíaca, levando à riscos de hipertensão, taquicardia, acumulo de gordura, atrofia do hipocampo, locus ceruleus e estriado ventral, ansiedade e depressão. 8. Um medicamento para AIDS, o AZT, entra pelo Plexo Coróide. Como isso ocorre considerando a barreira sangue/SNC? O plexo coroide possui capilares fenestrados, ou seja, sem a BHE, nesta área existe apenas a barreira hemato-liquorica exercida pelas células ependimárias do plexo. Existe também um sistema transportador de nucleosideos com afinidade para o AZT nestas células ependimarias e então o AZT é transportado para o líquor, e do liquor, ele passa para o tecido nervoso. 9. Compare a ativação simpática do coração e no sistema gastrointestinal, falando sobre os mecanismos de ativação sináptica. A ativação simpática acelera a frequência cardíaca e a pressão sanguínea, enquanto . no sistema gastrointestinal, diminui a motilidade 10. Explique qual é a relação da atividade neuronal local e o fluxo sanguíneo nas arteríolas. Quando os neurônios se tornam ativos, seu metabolismo aumenta, e se seu metabolismo aumentar, eles precisam de mais sangue, e as arteríolas aumentam o fluxo sanguíneo . nesta determinada área, por dilatação e vasoconstrição em outra área não ativa 11. Explique por que a regulação do tônus muscular parassimpático pode desencadear uma leve resposta simpática. Dê duas vantagens da regulação visceral do sistema nervoso parassimpático. 12. Explique por que o mecanismo de auto-limitação do corpo é importante no caso de estresse crônico a) cognitivo b) por infecção.
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