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Disciplina: Biofísica e Fisiologia humana em Fisioterapia I (FTA8405). Unidade I – Transmissão nervosa e sinapse Profª MSc. Viviane Bastos E-mail: viviane.bastos@uva.br Potencial de ação Conhecidos como IMPULSO NERVOSO ou “PICOS”. É uma corrente elétrica que trafega pelo axônio por meio de despolarização até um botão sináptico. O PA de um neurônio é transmitido a outros neurônios por transmissão de sinais neurais que ocorrem nas sinapses. (200 a 300 Å) Botão sináptico Anatomia dos terminais pré e pós-sinápticos 80 a 90% 5 a 20% Junção Anatômica especializada entre dois neurônios SINAPSE Dois tipos básicos de sinapses: ELÉTRICA e QUÍMICA. 1. Sinapse elétrica O sinal elétrico é transmitido diretamente via membrana da célula pré-sináptica à membrana da célula pós-sináptica através de junções comunicantes (junções abertas). Ocorre nos músculos lisos e cardíacos. 2. Sinapse química O sinal elétrico ao alcançar a fenda pré-sináptica é convertido em um sinal químico – neurotransmissor. Este neurotransmissor atravessa a fenda sináptica, ligando-se ao receptor na membrana da célula pós- sináptica. O receptor então converte um sinal químico em um sinal elétrico. É a mais comum. Funcionalmente é dividida em duas: Excitatória e inibitória. Transmissão sináptica química Sinapse excitatória e sinapse inibitória Sinapse excitatória Neurotransmissor excitatório Receptor ionotrópico catiônico (Na+) (excitatório) Despolarização da membrana Sinapse inibitória Neurotransmissor inibitório Receptor ionotrópico aniônico (Cl-) e/ou catiônico (K+) (inibitório) Hiperpolarização da membrana Neurotransmissores Excitatórios 1. Acetilcolina: Neurotransmissor geralmente excitatório, liberado por todos axônios motores que emergem da medula espinhal. Receptores em que atua: Receptor colinérgico nicotínico (canal iônico) Receptor colinérgico muscarínico (proteína G) 2. Norepinefrina : Neurotransmissor geralmente excitatório, liberado pelos neurônios pós-glanglionares simpáticos. Receptores em que atua: Receptores adrenérgicos (Proteína G) Receptores adrenérgicos (Proteína G) 3. Glutamato: Neurotransmissor excitatório mais comum no cérebro. Receptores em que atua: Receptor AMPA e NMDA (canal iônico) Receptores metabotrópicos (proteína G) 4. ATP: Neurotransmissor excitatório no SNC e SNP. Receptores em que atua: Receptor purinérgicos P2X (canal iônico) Receptores purinérgicos P2Y (proteína G) 1. Glicina: Neurotransmissor inibitório, liberado por neurônios da medula espinhal e tronco encefálico. 2. GABA (Ácido -aminobutírico): Neurotransmissor inibitório mais comum do cérebro. Receptores em que atua: Receptor GABAA(canal iônico) Receptores GABAB (proteína G) Neurotransmissores Inibitórios O transmissor inibitório aumenta a permeabilidade da membrana ao íon K. Este íon possui concentração 35x maior no citosol, por isso um excesso de íon fluindo para fora da célula, cria uma falta de íons positivos no interior celular ↑ da negatividade intracelular. Transmissão sináptica: Características especiais. 1. Transmissão unidirecional: Botão pré-sináptico Botão pós-sináptico 2. Fadiga sináptica Meio usado pelo SN para que uma atividade cesse, dando início a outra atividade. 3. Memória sináptica Alguns impulsos tem a passagem facilitada pela sinapse, em decorrência do grande transporte de impulsos de origem similar anteriormente. 4. Fatores que modificam a transmissão sináptica Agentes que deprimem Exemplos: Hipnóticos Anestésicos Acidose Agentes que facilitam Exemplos: Cafeína Benzedrina Estricnina 5. Função integrativa Efeitos excitatórios Efeitos inibitórios > LIMIAR DE EXCITAÇÃO Neurônio ativado As características variáveis, permitem que os neurônios controlem funções determinadas. Os sinais não se misturam. Essa característica permitem determinar as características dos significados dos sinais. Geração do potencial de ação Membrana plasmática do neurônio. Bicamada lipídica Proteínas integrais Potencial de membrana do neurônio O potencial de ação do neurônio é dependente das concentrações intra e extracelular dos íons sódio (NA+) e potássio (K+). Canais Iônicos • Potenciais de ação ocorrem porque a membrana plasmática dos neurônios contém tipos diferentes de canais iônicos que se abrem ou se fecham em resposta a estímulos específicos. • Ajudam a controlar a diferença de PA. Liquido extracelular Sódio (Na+) Cloreto (Cl-) Citosol Potassio (K+) Transporte ativo de sódio e potássio através da membrana – Bomba de Sódio-potássio Permite o transporte de íons sódio e potássio contra o gradiente de concentração. A energia para o transporte ativo vem da hidrólise do ATP. Gradiente Interno Externo Na+ 14mEq/l 142 mEq/l K+ 140 mEq/l 4 mEq/l ATP = Trifosfato de Adenosina. Nucleotídeo que armazena três lligações de fosfato. A quebra do ATP libera alta energia. Geração de potenciais de ação (impulso nervoso) → Os eventos ocorrem rapidamente (milisegundos), que invertem o potencial de membrana e, em seguida, finalmente restauram ao seu valor de repouso. O potencial torna-se menos negativo. Fibras grossas: ↑ zero. Fibras delgadas: ≈ zero Pós-hiperpolarização Potencial da membrana torna- se mais negativo do que o nível de repouso. Repolarização Abertura dos canais de K+ e potencial da membrana retorna ao repouso (-70 mV). Estado de repouso (membrana polarizada). Despolarização Abertura dos canais de Na+ . Potencial excitatório pós-sináptico (PEPS) Potencial inibitorio pós-sináptico (PIPS) LIMIAR DE EXCITAÇÃO É o valor crítico atingido pelo potencial pós-sináptico excitatório (potencial de membrana) após a queda da negatividade no interior do neurônio. → ≈ -59 mv (11 mv mais positivo que o potencial de repouso). DESCARGA REPETITIVA DO AXÔNIO Enquanto o potencial de ação permanecer acima do limiar de excitação, o axônio permanecerá em atividade repetitiva. Além disso, quanto maior a o potencial de ação acima do limiar, maior a frequência de descarga axônica. FACILITAÇÃO SINÁPTICA Mesmo que os botões sinápticos não produzam atividades suficientes para gerar um potencial de ação, o neurônio fica mais excitável à outros impulsos. Somação espacial Somação temporal * O efeito do primeiro ciclo dura ≈ 15ms. SOMAÇÃO É a ativação conjunta de botões sinápticos, liberando seus transmissores excitatórios ao mesmo instante. Há dois tipos de somação: Estímulo – Princípio do tudo ou nada • A geração de um potencial de ação depende da capacidade de um estímulo específico levar o potencial de membrana ao limiar (-55- 59mV) Despolarização fracaEstímulo subliminar Potencial de ação não ocorre ( -55-59 mV) Estímulo forte o suficiente para despolarizar a membrana ACIMA do limiar Estímulo liminar Potencial de ação ocorre ( -55-59 mV) Estímulo suficiente para despolarizar a membrana no limiar Estímulo supraliminar Potencial de ação ocorre ( -55-59 mV) Gráfico do registro do Potencial de Ação Fase pós-hiperepolarização Canais de K+ continuam abertos e o potencial da membrana torna- se ainda mais negativo (-90 mV). Canais de K+ se fecham e o potencial da membrana retorna a -70 mV. Período Refratário Período após o início do potencial de ação, no qual a célula excitável não é capaz de gerar outro potencial em resposta à um estímulo. Esse período concide com a de ativação dos canais de K+ e inativação do canal de Na+. Canais de Na+inativos não são capazes de reabrir e gerar um novo potencial de ação, enquanto o potencial de membrana não retornar ao valor de repouso. Axônios com diâmetro maior Período refratário de 0,4 ms (1000 impulsos por segundo) Axônios com diâmetro menor Período refratário de 4 ms (250 impulsos por segundo)
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