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Gabarito - Provas do Tópico 1 - Neuro 2012.1 1. Por que em uma sinapse química, a informação é transmitida em sentido unidirecional? O sentido é unidirecional pelo fato de que, após a abertura do canal provocado pela despolarização da membrana, o canal fica num estado inativo, no qual ele se torna incapaz de ser excitado. Esse período de inativação chama-se período refratário absoluto, no qual é impedido o retorno do impulso nervoso no segmento do axônio no qual o PA acabou de ocorrer. (LENT) 2. Explique o processo de dorsalização do tubo neural nas primeiras semanas. NÃO SEI SE É SÓ ISSO: O processo é iniciado pela liberação de proteínas da família das BMPs pelo ectoderma e posteriormente pela placa do teto do TN. Os neuroprecursores mais dorsais vão identificar o BMP, originando os neurônios sensoriais. (LENT) 3. Dois potenciais de ação, um no sentido ortodrômico e outro no sentido antidrômico, se colidem. a) Amplitude do potencial de ação no ponto de colisão. A amplitude do potencial de ação será alterada. Um potencial de ação obedece a “lei do tudo-ou-nada”, segundo a qual, para que haja resposta fisiológica, o impulso para se propagar deve atingir o limiar de excitabilidade. O potencial de ação é sempre idêntico, sua forma e amplitude são praticamente inalteradas em um neurônio íntegro. Com isso, não há soma ou diminuição da amplitude. b) Sentido de propagação da onda resultante. Com a passagem do impulso nervoso, os canais de sódio se inativam, fazendo com que a condução do potencial de ação seja unidirecional. Assim, os dois potenciais de ação não se “cruzam”, somam ou anulam, porque para que sejam propagados, os canais de sódio dependentes de voltagem devem estar fechados. 4. Diferencie 3 células gliais quanto a origem embriológica, função, localização e morfologia. Células gliais - Origem - Função - Localização - Morfologia Células de Schwann - Crista neural - Formam a bainha de mielina e o neurilema ao redor dos axônios dos neurônios periféricos; participam de processos fagocíticos e de regeneração de fibras nervosas periféricas. - Circundam os axônios dos neurônios presentes no SNP - Núcleos ovoides ou alongados com nucléolos evidentes Células satélites - Crista neural - Ajudam a estabelecer e manter um microambiente controlado ao redor do corpo neuronal no gânglio, proporcionando isolamento elétrico e também uma via para trocas metabólicas. - Dispostas de encontro aos neurônios; ao redor do pericário dos gânglios sensitivos do SN autônomo. - Células lamelares ou achatadas; núcleos esferoides, ao MO, ou ovoides e relativamente densos. Glia entérica - Crista neural - Além de serem estruturas de suporte para o sistema nervoso entérico, atuam como moduladores para a homeostase de neurônios entéricos, células envolvidas na neurotransmissão entérica e células apresentadoras de antígenos. - ? - ? 5. Se houvesse uma mutação que prejudicasse a migração celular, impedisse que ela ocorresse, que eventos histogênicos seriam comprometidos? Justifique. 6. Cite as organelas envolvidas no transporte axonal rápido e explique como ocorre o transporte retrógrado e anterógrado. o transporte axonal rápido conta com a participação de organelas como o Golgi, afinal, o conteúdo de transporte é vesiculado. O transporte anterógrado é aquele feito do corpo celular em direção ao telodendro, percorrendo o axônio. Ele conta com a ação de cinesinas, que são proteínas que se valem da energia da quebra de ATP (são atpases) para correrem pelos microtúbulos carregando carga. O transporte retrógrado, por sua vez, é de caminho inverso do anterior, e desempenhado pelas dineínas. 7. O que aconteceria com uma célula se o canal de potássio demorasse mais tempo a se abrir? EU ACHO que , com a demora da abertura do canal de potássio, teríamos uma persistência da despolarização, o potencial da membrana transitaria em valores positivos devido ao influxo de sódio, sem que o mesmo viesse a cair (repolarização) pois os canais de K+ estão fechados. Lembre-se que os canais abrem-se pouco depois dos de sódio 8. Figura com um neurônio típico com partes numeradas. Pede para correlacionar a: A – canais de cálcio dependentes de voltagem; B – canais de sódio dependentes de voltagem; C – receptor NMDA; D – receptor GABA; E – receptor para glutamato. Esta questão, eu acho meio complicada de ser respondida, porque não temos a figura. :/ Vou publicar a foto do desenho que tem como resposta. 9. Explique os mecanismos iônicos das correntes despolarizantes que produzem o potencial da placa motora. O potencial de placa motora é uma despolarização transitória localizada nas vizinhanças da membrana pós-juncional da fibra muscular, imediatamente abaixo de cada terminação do motoneurônio. É causado pela abertura dos canais de receptores colinérgicos nicotínicos, situados na membrana pós-juncional, quando estes se ligam à acetilcolina liberada pela terminação motoneural. Estes canais são permeáveis a catións. A despolarização ocorre devido a um influxo de sódio, a favor de seu gradiente eletroquímico. Como os canais são permeáveis a sódio e a potássio, a tendência é aproximar o potencial da membrana de 0 mV, produzindo uma despolarização de várias dezenas de milivolts. Isto é suficiente para garantir que seja atingido o limiar de geração de um potencial de ação nas regiões vizinhas à placa motora, nas quais a membrana da fibra muscular contém abundantes canais de sódio dependentes de voltagem. A intensa corrente de sódio, que produz despolarização de grande amplitude, explica o alto fator de segurança que é atribuído ao potencial de placa motora. 10. Explique o papel do cálcio na mobilização de vesículas nas sinapses químicas. O influxo de cálcio, através dos canais de cálcio dependentes de voltagem ativados pela despolarização do terminal axônico, é necessário para a mobilização de vesículas sinápticas, fusão à membrana e liberação de neurotransmissores e neuromoduladores. O cálcio ativa proteinas cinases que, por sua vez, fosforilam proteínas, que no repouso, ancoram as vesículas ao citoesqueleto. A fosforilação dessas proteínas libera as vesículas para movimentar-se no terminal. A ligação do cálcio a outras proteínas vesiculares facilita a fusão com a membrana das zonas ativas (no caso de neurotransmissores clássico) ou outras regiões da membrana (no caso de neuromoduladores peptídicos). 11. Durante a formação do SNC, como chegam os neuroblastos a seus locais definitivos e qual o nome que dá a esse evento histogênico? Após a etapa de proliferação celular, os neuroblastos formados chegam aos seus locais definitivos guiados por pistas moleculares e pelos prolongamentos das células da glia radial num processo denominado migração celular. Os prolongamentos das células da glia radial e os neuroblastos reconhecem mutuamente moléculas de adesão e os neuroblastos conseguem assim se locomover auxiliados por esses prolongamentos. Além disso, moléculas específicas são produzidas e liberadas no ambiente celular em diferentes concentrações atraindo ou repelindo neuroblastos (e também axônios em crescimento), o que faz com que estes cheguem a seu alvo. 12. Relacione as vesículas encefálicas de um embrião humano de pouco mais de 5 semanas de desenvolvimento com as estruturas de um cérebro adulto. Prosencéfalo --- telencéfalo ------- hemisférios cerebrais, gânglios da base e ventrículos laterais --- diencéfalo --------- tálamo, hipotálamo, epitálamo, nervos e tratos ópticos, retina, terceiro ventrículo Mesencéfalo --- mesencéfalo ------colículos, pedúnculos cerebrais, aqueduto cerebral Rombencéfalo ---metencéfalo ----cerebelo, ponte e 4ºventrículo rostral --- mielencéfalo --- bulbo, 4º ventrículo caudal Parte caudal restante do tubo neural ---- parte caudal restante do tubo neural --- medula espinhal, canal ependimário 13. Que elementos do sistema nervoso são gerados pela crista neural? As células da crista neural sofrem migração e são responsáveis pela formação do sistema nervoso periférico. Dentre os elementos formados estão os ossos e músculos da face, os melanócitos, gânglios, células de Schwann e porção medular da supra renal. 14. Descreva alterações morfológicas do tubo neural durante a embriogênese que levam à formação do encéfalo. Desde o início de sua formação, o calibre tubo neural não é uniforme. Para a formação encefálica, inicialmente, a parte mais anterior do tubo torna-se dilatada e constitui o encéfalo primitivo. Posteriormente, esse encéfalo primitivo distingui-se em 3 dilatações denominadas: prosencéfalo, mesencéfalo e rombencéfalo. Com subsequênte desenvolvimento do embrião, o prosencéfalo dá origem à duas vesículas: o telencéfalo (com 2 ventrículos laterais, que darão origem aos hemisférios) e o diencéfalo (com 1 ventrículo). O mesencéfalo não se modifica, e o rombencéfalo origina o metaencéfalo e o mielencéfalo (ambos formam o 4º ventrículo e darão origem ao cerebelo, ponte (metaencéfalo) e bulbo(mielencéfalo)). 15. Cite os dois tipos de células gliais do SNC importantes para a propagação e transmissão do potencial de ação pelos neurônios. Explique como elas exercem suas funções. Oligodendócitos: bainha de mielina. Astrócitos: reposição de íons nas sinapses. 16. Explique e exemplifique como moléculas difusíveis podem gerar padrões de assimetria no tubo neural. Avalie sua importância. 17. Estrutura e função da bainha de mielina. 18. Papel dos receptores sensoriais na avaliação da intensidade dos estímulos ambientais. 19. Indução do tubo neural e formação das vesículas encefálicas. 20 - Questão igual à 9, por isso eu retirei daqui. 21. Explique as razões pelas quais os axônios mielinizados de grande diâmetro transmitem impulso nervoso com velocidade maior que os amielinizados e de pequeno diâmetro. Quanto maior o diâmetro, menor é a resistência às correntes locais e, portanto, elas se espalham preferencialmente no sentido longitudinal do axônio. Assim, há despolarização nas regiões mais distantes da membrana do que no caso dos axônios de pequeno diâmetro. A mielina oferece adicionalmente uma resistência elétrica elevada e pequena capacitância, isto é, impede mais ainda a fuga das correntes locais transversalmente pela membrana. Isto ajuda a canalizar a corrente no sentido longitudinal do axônio. Esta corrente canalizada atinge com grande intensidade os nós de Ranvier, os quais apresentam canais de sódio dependentes de voltagem indispensáveis para a geração de potencial de ação, sucessivamente ao longo do axônio. 22. O que é transporte axonal rápido, para que serve e como funciona? É o transporte de materiais ao longo do axônio a uma velocidade de aproximadamente 500 mm/dia. Ocorre tanto de modo anterógrado (do corpo celular para os terminais do axônio), como retrógrado (terminais para o soma). Através desse transporte, proteínas ligadas a organelas membranosas são distribuídas a locais específicos ao longo do axônio ou voltam ao soma para serem recicladas. Microtúbulos e proteínas motoras dão o suporte mecânico e funcional, respectivamente. Cinesina é responsável pelo transporte anterógrado e a dineína, pelo transporte retrógrado. O processo é mediado pela hidrólise de ATP presente na extremidade da molécula que se prende ao microtúbulo. 23. Considerando um embrião na 3ª semana de desenvolvimento e na 5ª semana, explique a formação do SNC. No embrião na 3ª semana, encontramos localizado encefalicamente, em relação ao nó de Hansen, a placa neural que corresponde ao espessamento do ectoderma que se formou no primeiro estágio do processo de neurulação por indução primária da notocorda e do mesoderma paraxial. Esta placa neural dará origem a um tubo neural que originará, de sua porção mais anterior, as três vesícula cerebrais primitivas (prosencéfalo, mesencéfalo e rombencéfalo) e da porção mais posterior, o primórdio da medula espinhal. No embrião da 5ª semana, essas vesículas cerebrais terão se diferenciado nas 5 vesículas cerebrais definitivas: telencéfalo e diencéfalo (do prosencéfalo); mesencéfalo; metencéfalo e mielencéfalo (do rombencéfalo), áreas de onde surgirão todas as estruturas encefálicas. Ainda na 5ª semana, a medula espinhal com suas porções alar e mesenquimais (o primórdio da coluna vertebral) começa a se formar. 24. Explique as etapas do desenvolvimento do SNC. 25. Explique como ocorre a diferenciação dorso-ventral. 26. Qual a função dos astrócitos? Os astrócitos, através de expansões conhecidas como pés-vasculares, apóiam-se em capilares sangüíneos. Seus processos contatam também os corpos celulares, os dendritos e axônios e, de maneira especial, envolvem as sinapses, isolando-as. Têm, portanto, funções de sustentação e isolamento de neurônios. Os astrócitos são também importantes para a função neuronal, uma vez que participam do controle dos níveis de potássio extraneuronal, captando esse íon, e, assim, ajudando na manutenção de sua baixa concentração extracelular. Além disso, compreendem o principal sítio de armazenagem de glicogênio no sistema nervoso central, havendo evidências de que podem liberar glicose para uso dos neurônios. Após injúria, os astrócitos aumentam localmente por mitoses e ocupam áreas lesadas à maneira de cicatriz. Em caso de degeneração axônica, adquirem função fagocítica ao nível das sinapses, ou seja, qualquer botão sináptico em degeneração é internalizado por astrócitos. 27. Como a sinapse neuromuscular provoca excitação na célula? 28. Descreva a morfologia de um neurônio protótipo identificando e caracterizando as três principais partes. Neurônio: unidade morfofuncional fundamental do SN. Possui um corpo neuronal ou soma, no qual ficam localizados o núcleo e o nucléolo; apresenta um grande número de prolongamentos muito ramificados. Tais prolongamentos são os dendritos, através dos quais os neurônios recebem as informações provenientes de outros neurônio. Os dendritos possuem receptores ionotrópicos e metabotrópico nas membranas plasmática de suas ramificações. Há também o axônio, que é um prolongamento mais longo e fino, ramificando-se pouco no trajeto e muito na sua porção terminal, formando telodendros. É por ele que saem as informações eferentes dirigidas às outras células de um circuito neural. Apresenta canais iônicos em sua membrana para a ocorrência do potencial de ação e possui em sua área inicial o cone de implantação no qual se situa a zona de disparo (região com baixo limiar de excitação). 29. Descreva as alterações no tubo neural que levam: a) À formação do encéfalo Assim que o neuróporo anterior (ou rostral ou encefálico) se fecha, a região do tubo neural que vai se tornar o encéfalo se expande e forma três dilatações: rombencéfalo, mesencéfalo e prosencéfalo. A seguir, o rombencéfalo se divide em metencéfalo e mielencéfalo, enquanto o prosencéfalo se divide em telencéfalo e diencéfalo. O mielencéfalo origina o cerebelo e ponte, enquanto o metencéfalo origina o bulbo. O telencéfalo forma o córtex cerebral e os núcleos da base. b) Ao estabelecimento da substância branca e da substância cinzenta na medula Tubo neural (duas lâminas alares, duas lâminas basais, um assoalho e um teto). As lâminas basais se diferenciam em neurônios motores e as lâminas alares, em sensitivos. O restante é substância branca. 30. Explique porque a ativação do receptor ionotrópicode GABA tem efeito inibidor sobre o neurônio. Os receptores ionotrópicos de GABA, ao se ligarem nesse neurotransmissor, sofrem mudanças conformacionais e passam a ser canais iônico abertos para o influxo do íon Cl- ou do íon K+. A entrada de Cl- no neurônio aumenta a quantidade de cargas negativas no citoplasma, o que aumenta ainda mais a hiperpolarização (aparecimento de PPSI - Potencial Pós-Sináptico Inibitório). 31. Por que se invoca o conceito de capacitância elétrica no estudo de células excitáveis? O conceito de capacitância remete à capacidade de armazenamento de cargas. No caso de células excitáveis, há uma diferença de carga elétrica entre as superfícies interna e externa. Essas cargas elétricas se acumulam nas faces da membrana por se atraírem mutuamente, devido à fina espessura da membrana. 32. Utilizou-se um agente curarizante numa junção neuromuscular. O que desaparece primeiro: o potencial de ação ou o potencial de placa motora? Placa motora. Porque o curare é um antagonista da acetilcolina em receptores nicotínicos presentes na junção neuromuscular, e , por isso, inibe sua ação pós-sináptica na placa motora. 33. Qual a importância funcional dos pedículos dos astrócitos nas sinapses? 34. Explique o mecanismo de indução da diferenciação antero-posterior no tubo neural. A diferenciação rostro-caudal do SNC embrionário começa na placa neural junto com a indução, porque os fatores indutores folistatina, noguina e cordina ativam os gentes rostrais, enquanto fatores diferentes ativam mais genes caudais. Dentre estes últimos destacam- se o FGF-8 (fator de crescimento de fibroblastos) e uma molécula surpreendentemente simples, o ácido retinóico. Assim, no estágio de placa neural, o SNC já está diferenciado em dois "compartimentos": um mais anterior, que dará origem aos neurônios e gliócitos do prosencéfalo, e outro mais posterior, que formará as demais vesículas. Um pouco mais tarde, quando já está formando o tubo neural, o rombencéfalo apresenta intumescências periódica visíveis ao microscópio, os rombômeros. Cada rombômero reúne os neurônios precursores de um par de nervos cranianos, de modo semelhante aos segmentos espinhais, relacionados a um par de nervos espinhais cada um. Investigando a natureza dos genes e respectivas proteínas de cada rombômero, chegou-se à conclusão de que cada um tem um padrão característico. Trata-se dos genes homeóticos e suas proteínas, uma família de moléculas muito conservada ao longo da evolução, desde os invertebrados até o homem, e sempre relacionada à determinação dos segmentos do eixo rostro-caudal do corpo. Os genes homeóticos dos rombômeros, desse modo, vão produzindo proteínas específicas que por sua vez conferem especificidade aos neurônios dos diferentes núcleos ao longo do tronco encefálico. Mas quem controla os genes homeóticos? Neste caso, o "culpado" parece ser novamente o ácido retinóico, secretado pelo mesoderma adjacente em diferentes concentrações de acordo com o nível rostro-caudal. As diferentes concentrações provocam a expressão de genes homeóticos distintos. É possível estabelecer a generalidade de um princípio fundamental da diferenciação regional do SNC embrionário: fatores indutores e morfogenéticos mesodérmicos ativam genes homeóticos diferentes nos diversos níveis e, estes sintetizam proteínas que aos poucos vão tornando diferentes as células que inicialmente eram iguais, permitindo o aparecimento dos diversos núcleos com sua morfologia típica, seus neurônios e gliócitos característicos e suas conexões específicas. 35. Explique o evento que ocorre no neurópilo do prosencéfalo na formação do córtex laminar. Durante a neurogênese, a parede da vesícula prosencefálica é bastante simples, constituída por uma camada única de células precursoras que se dividem sucessivamente. Os histologistas identificam logo a seguir o aparecimento de uma segunda camada de neurônios inseridos bem no meio da pré-placa: a placa cortical. Logo depois, a placa começa a se subdividir em sucessivas camadas de neurônios típicas do córtex cerebral maduro. De que modo se formam, tão ordenadamente, todas essas camadas? Elas se formam pela migração dos neurônios juvenis. As camadas corticais se formam em sequência "inversa", ou seja, as mais profundas primeiro, seguidas ordenadamente das mais superficiais. As camadas se formam pela migração dos neurônios juvenis logo após a última divisão celular. Como migram os neurônios juvenis? Bem precocemente, o tubo neural apresenta uma paliçada de células da glia cujos prolongamentos estendem-se da superfície ventricular à superfície pial - essas células são conhecidas pelo seu coletivo, glia radial, e se transformam posteriormente em astrócitos. Os neurônios migrantes estão sempre aderidos a um prolongamento da glia radial, dessa forma, a paliçada radial fornece os "trilhos" ao longo dos quais deslizam neurônios migrantes. Os sinais de parada dos neurônios migrantes ainda são mal conhecidos, mas suspeita-se que eles estejam presentes na matriz extracelular ou na membrana de células existentes ao longo do caminho, e que sejam reconhecidos pela membrana dos prolongamentos líderes dos neurônios migrantes. Inicialmente, o córtex cerebral primitivo se apresenta como epitélio "pseudoestratificado", mostrando figuras mitóticas na base. Com a migração dos neurônios pós-mitóticos começam a se formar as camadas primitivas: primeiro a pré-placa, depois a placa, a camada marginal e a subplaca, e finalmente as camadas definitivas que se formam dentro da placa cortical. 36. Explique porque 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 em um neurônio não é capaz de gerar um potencial de ação no neurônio pós-sináptico. 37. Explique a organização dos corpos celulares dos neurônios do SNC e do SNP. 38. Explique os eventos que ocorrem no neuroepitélio do prosencéfalo para formação do córtex laminar. 39- A retirada de potássio do meio extracelular causa no neurônio a) Despolarização b) Hiperpolarização c) Potencial de repouso normal Explique 40- Como ocorre a diferenciação e acomodação da substancia cinza e branca a partir do neuroepitélio? 41- Explique a diferença entre os conceitos anatômicos de “cérebro” e “encéfalo” O cérebro é o nome dado somente ao telencéfalo e ao diencéfalo. Essas estruturas, junto ao tronco encefálico (bulbo, ponte e mesencéfalo) formam o encéfalo 42- Porque se pode detectar uma doença desmielinizante pela velocidade de condução do PA? 43- Explique em 3 linhas no máximo qual é a consequência da inativação dos canais de sódio. 44- Explique as fases de proliferação, formaçao de camadas e diferenciaçao do desenvolvimento neuronal desde o surgimento da notocorda até a formação do tubo neural. 45- dê o nome do processo que ocorre nas primeiras semanas do desenvolvimento e depende do mesoderma axial. Cite as moleculas sinalizadoras que participam desse processo. 46- Cite 5 funçoes dos astrocitos.
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