sistema nervosoexcitabilidade nervosa

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Excitabilidade Nervosa
Objetivo
Descrever as propriedades celulares que permitem a comunicação entre neurônios e efetores
Fases da excitabilidade
Potenciais de repouso e de ação da membrana
Períodos refratário absoluto e relativo
Tipos de estímulos
Sinais elétricos nos neurônios
Neurônios são eletricamente excitáveis
Se comunicam uns com os outros  potenciais de ação (comunicação por pequenas ou grandes distâncias) e potenciais graduados (curtas distâncias)
Membrana plasmática
A produção desses dois tipos de sinais depende de duas propriedades da membrana plasmática das células excitáveis  existência do potencial de repouso da membrana e presença de canais iônicos específicos
Potencial de membrana
Diferença de voltagem elétrica através da membrana
Nas células excitáveis, essa voltagem é chamada  potencial de repouso da membrana
Esse potencial é semelhante à voltagem armazenada em uma bateria.
Se conectarmos um fio nos terminais + e -, elétrons vão fluir ao longo desse fio, gerando corrente (fluxo de elétrons)
Nas células vivas a corrente é o fluxo de íons (ao invés de fluxo de elétrons)
Canais iônicos
Bicamada lipídica é um isolante elétrico  canais iônicos se tornam as vias principais para o fluxo de corrente
Qdo abertos, permitem a passagem de íons específicos, difundindo-se através da membrana plasmática ao longo de seus gradientes eletroquimicos.
Íons deslocam-se “ladeira a baixo” de onde estavam mais concentrados para onde estavam menos concentrados
Dois tipos de canais iônicos:
Canais de vazamento
Canais com comportas
Canais de vazamento
Sempre abertos
Número maior de canal de K+ do que canal Na+
Canais com comportas
Abrem-se e fecham-se em resposta a algum estímulo
3 tipos: 
Regulados por voltagem
Regulados por ligando
Regulados mecanicamente
Canal iônico regulado por voltagem
Abrem-se em resposta à variação do potencial de membrana (voltagem)
Usados na geração e na condução dos potenciais de ação
Canal iônico regulado por ligando
Abre-se e fecha-se em resposta a um estímulo específico
Grande variedade de ligantes (neurotransmissores, hormônios e íons)
Neurotransmissor acetilcolina  abre o canal para cátions (Na+, Ca2+ entram e k+ sai da célula)
Liga-se diretamente
Hormônios usam a Proteína G (segundo-mensageiro) para abrir os canais
Canal iônico mecanicamente regulado
Abre-se e fecha-se em resposta ao estímulo mecânico na forma de:
Vibração (ondas sonoras)
Pressão (tato)
Estiramento do tecido
* Qual tipo de canal com comportas que é ativado, por exemplo, por um toque no braço?
Potencial de repouso da membrana
 medida em volts ou milivolts
Qto maior a diferença entre cargas, através da membrana, maior será o potencial (voltagem) da membrana
Acúmulo de carga ocorre apenas muito próximo à membrana 
O valor típico para o potencial de repouso da membrana, no neurônio, é o de -70mV.
O sinal negativo indica que o interior da célula é negativo, em relação ao exterior.
Em repouso  POLARIZADA
A célula que apresente um potencial de membrana é dita polarizada
Maioria das células é polarizada  variando de +5mV a -100mV, em diferentes tipos celulares
Manutenção do potencial de repouso
Deve-se a dois fatores:
Distribuição desigual de íons, através da membrana plasmática
Diferença mantida pelo transporte ativo (Na+ forçado a sair e K+ a entrar)
Permeabilidade seletiva
da membrana plasmática
ao Na+ e ao K+
A membrana é 100x mais permeável ao Potássio.
A quantidade que sai K da célula é maior que a entrada de Na.
Célula perde cargas positivas
Interior é mais negativo!
Potencial graduado
Pequena variação do potencial de membrana que torna a célula mais polarizada (mais negativa) ou menos polarizada (menos negativa)
Mais negativa (Hiperpolarização)
Menos negativa (Despolarização)
Produzido por canais iônicos regulados por ligando ou mecanicamente regulados
Potenciais de ação
Variação abrupta e rápida do potencial de membrana da célula  Despolarização
Dura 1,5 milésimos de segundo
Decorre do fato de a membrana tornar-se permeável ao Sódio durante um curto espaço de tempo
Princípio do tudo-ou-nada
Se a despolarização atingir certo nível (cerca de -55mV em muitos neurônios), então os canais iônicos regulados por voltagem abrem-se  ocorrendo um potencial de ação
Despolarização e Repolarização
Aplicação clínica
Anestésicos locais 
Bloqueiam a dor
Procaína, Lidocaína
Anestesia cutânea, na boca, trabalho de parto
Bloqueiam a abertura dos canais regulados por voltagem de Na+
Os impulsos nervosos não podem passar pela região obstruída, de modo que os sinais de dor não atingem o SNC.
Sinapse
Local de comunicação entre dois neurônios, ou entre um neurônio e uma célula efetora
Comunicação entre bilhões de neurônios
Essenciais para homeostasia
Doenças e substâncias terapêuticas
Sinapses elétricas
Corrente iônica passa diretamente pelas junções abertas
Ida e volta
Corrente iônica segue o fluxo da corrente
Comuns no músculo liso visceral, músculo cardíaco, no embrião e no SNC
Vantagens
Comunicação mais rápida (potenciais de ação são conduzidos diretamente através das junções abertas
Sincronização  podem sincronizar a atividade de um grupo de neurônios ou de fibras musculares. O valor dos potenciais de ação sincronizados, no coração ou no músculo liso faz com que eles produzam contrações coordenadas
Transmissão bidirecional
Sinapses químicas
Embora os neurônios pré- e pós sinápticos nas sinapses químicas fiquem muito próximos, suas membranas não se tocam  separadas pela fenda sináptica
Sinal elétrico pré-sináptico (impulso nervoso)  convertido em sinal químico (neurotransmissor liberado)  neurônio pós-sináptico recebe o sinal químico (receptor)  geração de um sinal elétrico (potencial pós-sináptico)
O potencial de ação chega ao botão terminal pré-sináptico do axônio pré-sináptico
2. Potencial de ação abre os canais regulados por voltagem de Ca2+ e de Na+  Ca2+ flui para dentro da célula por serem mais concentrados fora
3. Aumento [Ca2+] no interior do neurônio pré-sináptico  exocitose das vesículas sinápticas  liberação dos neurotransmissores
4. Neurotransmissor  fenda sináptica  receptores no neurônio pós-sináptico
5. Canais iônicos regulados por ligando são abertos  fluxo de íons através da membrana
6. Dependendo do íons que entram pode haver despolarização (se entrar Na+) ou hiperpolarização (se entrar Cl-) 
7. Se a despolarização chegar no limiar  potencial de ação será gerado 
* Porque as sinapses elétricas podem transmitir bidirecionalmente, enquanto as sinapses químicas só podem fazer unidirecionalmente?
*Lembrem-se: na elétrica é bidirecional.
Neurotransmissores
Se ligam ao receptor  abrir ou fechar os canais iônicos
Resultado  excitação ou inibição do neurônio pós-sináptico
Neurotransmissores de moléculas pequenas
Acetilcolina
Aminoácidos (excitatórios  glutamato, aspartato / inibitórios  Glicina e GABA – ácido gama-aminobutírico)
Aminas biogênicas -->(norepinefrina, epinefrina, dopamina, serotonina)
Gases (Óxido nítrico)
Agonista  Agente que aumente a transmissão sináptica ou que imite os efeitos do neurotransmissor natural (Cocaína/Dopamina)
Antagonista  Bloqueia a ação de um neurotransmissor natural se ligando ao receptor (fármacos bloqueando receptores de serotonina  excesso relacionado a patologias )
Aplicação clínica
Neurônios inibitórios da medula espinhal liberam o neurotransmissor glicina  impede contração muscular excessiva
A estricnina se liga aos receptores de glicina e os bloqueia
O preciso balanço entre excitação e inibição no SNC é perdido  neurônios geram impulsos nervosos sem restrição  contrações
Todos os músculos esqueléticos, incluindo o diafragma se contraem fortemente e permanecem contraídos
Como o diafragma não relaxa  vítima pára de respirar
FIM!!!