Fisiologia - Sistema Nervoso Central e Periférico

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Fisiologia – Sistema Nervoso Central e Periférico
1) Qual a diferença entre potenciais sinápticos, potenciais receptores e Potencial de Ação (PA)?
Potencial Sináptico: Alteração no potencial da membrana pós-sináptica, causada pela
interação entre neurotransmissores e moléculas receptoras.
Potencial Receptor: É a alteração lenta da voltagem da membrana, onde um determinado
estímulo entra em contato com os receptores da membrana e a energia desse estímulo é utilizada
para abrir os canais iônicos do neurônio, alterando sua voltagem.
Potencial de Ação: O potencial de ação é um processo que envolve a troca de íons entre a
célula e o meio extracelular e que tem como objetivo inverter o potencial de membrana e, com isso,
desencadear um impulso elétrico contínuo na célula. O potencial de ação tem três etapas principais,
a despolarização, que torna a voltagem da membrana neutra e depois positiva; a repolarização, que
é quando a célula inicia seu retorno ao potencial de repouso; e a hiperpolarização, que é o momento
que a célula ultrapassa a negatividade voltaica do seu potencial de repouso por um breve momento.
A diferença entre os três potenciais é que o Sináptico se dá por sinapses químicas, o de Ação
se dá por sinapses elétricas e o receptor ocorre através dos dois tipos de sinapse.
2) Descreva o que levou Camilo Golgi e Santiago Ramón y Cajal a ganharem o prêmio Nobel em
1906? O que se entende pela doutrina neuronal?
O que levou Camilo Golgi e Santiago Ramón y Cajal a ganharem o nobel de 1906 foi o fato
de que suas pesquisas e teorias unidas consolidaram a ideia de sinapses entre os neurônios, pois
Golgi havia proposto que todos os neurônios estavam ligados e juntos formavam uma rede, e depois
Ramón e Cajal descobriu que havia uma comunicação entre os neurônios e que eles não eram
exatamente grudados, mas que estavam “ligados” através de sinapses, pois os neurônios
apresentavam polaridades. A doutrina neuronal pode ser definida pela descoberta de que os
neurônios interagem entre si através de sinapses.
3) Descreva as diferenças entre sinapse elétrica e química? O que se entende por sinapse tripartite?
As sinapses químicas ocorrem pelo transporte de neurotransmissores, que são estímulos
químicos vindos do neurônio pré-sináptico, através da fenda sináptica, até eles se ligarem aos
receptores pós-sinápticos do neurônio pós-sináptico. As sinapses químicas são mais numerosas e
complexas que as elétricas, mas são mais lentas e ocorrem de forma unidirecional. Agora, as
sinapses elétricas ocorrem através do transporte de íons pelas junções comunicantes entre os
neurônios, que devem estar praticamente colados. As sinapses elétricas são mais rápidas e podem
ocorrer em dois sentidos diferente, mas são menos complexas e ocorrem com mais frequência
apenas na região do cérebro.
A sinapse tripartite é aquela que ocorre entre o neurônio pré-sináptico, o neurônio pós-
sináptico e o astrócito. Onde o astrócito recebe a função de absorver qualquer excesso de
neurotransmissores da sinapse.
5) No que baseia o ciclo de Hodgkin-Huxley na geração do PA?
Se baseiam em um conjunto de equações diferenciais não-lineares que se aproxima das
características elétricas das células excitáveis, tais como neurônios e miócitos cardíacos. Através da
técnica de grampo de voltagem, que permite controlar o potencial da membrana, foi medida a
corrente elétrica de um neurônio. Com a medida dessa corrente foi possível o cálculo da
condutância (ou da resistência) da membrana.
Ao final eles descobriram que a corrente iônica é dada pela soma de correntes iônicas para
íons específicos. A corrente de um dado íon é independente das correntes iônicas dos outros íons.
Há três correntes iônicas responsáveis pela geração do potencial de ação: de sódio, de potássio e dos
outros íons que passam pela célula.
Eles perceberam também que os íons potássio apresentavam um potencial negativo na célula
comparado com o meio externo, o que indica que a célula possui mais potássio, e que os íons sódio
tinham potencial positivo em comparação com o exterior, o que dá a entender que a célula possui
menos sódio.
7) O que se entende por constante passiva de membrana? Qual a diferença entre um canal iônico e
um transportador?
A constante passiva de membrana, ou potencial de repouso, é o estado em que a célula fica
quando não está recebendo nenhum estímulo. Esse potencial de repouso de membrana é negativo,
possuindo o valor de cerca de -80mV, pois a concentração de íons positivos fora da célula é maior
que dentro.
Os canais iônicos fazem o transporte de íons através de gradiente de concentração, ou seja,
por difusão facilitada, além disso, os canais iônicos não se saturam e possuem alta especificidade.
Agora, as proteínas transportadoras funcionam através de transporte ativo e se saturam quando há
excesso de moléculas para serem transportadas.
8) Descreva as diversas fases do potencial de ação neuronal e como relacioná-las com aspectos
ligados a conformação dos canais iônicos.
O potencial de ação tem três etapas principais:
1 – Despolarização, que ocorre por causa da abertura dos canais iônicos de sódio e torna a
voltagem da membrana neutra e depois positiva;
2 – Repolarização, que é quando a célula inicia seu retorno ao potencial de repouso, pois são
abertos os canais iônicos de potássio;
3 – Hiperpolarização, que é o momento que a célula ultrapassa a negatividade voltaica do
seu potencial de repouso por um breve momento, pois os canais de sódio já foram fechados, mas
ode potássio continuam abertos.
Durante o potencial de ação, por causa do gradiente de concentração, o sódio entra na célula
e o potássio dai da mesma.
9) O que se entende por Período Refratário Absoluto? Como ocorre?
O período refratário é o momento após o potencial de ação em que a célula está retornando
ao seu potencial de repouso e para isso os seus canais iônicos são fechados. Além disso, o período
refratário garante que o potencial de ação correrá na direção correta, pois as vias por onde ele entrou
são fechadas. É importante lembrar que durante o período refratário nenhum estímulo pode abrir os
canais iônicos da célula.
10) Como os canais iônicos são regulados? O que se entende por filtro de seletividade molecular?
Existem três tipos de regulação de um canal iônico, são elas:
1 – Por ligantes: Alguma molécula se liga ao canal iônico e o ativa, no mesmo esquema de
ligação enzima substrato.
2 – Por voltagem: O canal iônico é aberto caso a voltagem entre o meio intracelular e o
extracelular alcance determinado valor, ou caso as polaridades se invertam.
3 – Por pressão: Proteínas conectadas ao canal iônico o abrem por dentro da célula, através
de energia mecânica.
O filtro de seletividade molecular é o fato de que os canais iônicos possuem uma alta
especificidade e por isso não deixam passar moléculas que não sejam destinadas aquele canal.
11) Qual a influência das proteínas na permeação iônica nas membranas biológicas?
As proteínas têm influência na permeação iônica pelo fato de serem capazes de abrir ou
fechar os canais iônicos, além de realizarem transporte ativo de íons, o que altera o gradiente de
concentração da célula com o meio extracelular.
12) Como se dá a assimetria na célula nervosa, destacando a importância do axônio e do dendrito.
A assimetria se dá pela variedade de formas que os neurônios podem assumir, pois eles
podem apresentar axônios mais longos ou curto, mais finos ou grossos, além de poderem possuir
diferentes números de dendritos.
Dentre os diferentes tipos de neurônios existentes temos o unipolar, o bipolar, o pseudo-
unipolar, o neurônio motor, o neurônio piramidal e a célula de Purkinje.
13) Qual o papel da bomba de sódio e potássio na excitabilidade elétrica de uma célula nervosa?
Abomba de sódio potássio é uma proteína que realiza transporte ativo de íons sódio para
fora da célula e de íons potássio para dentro. A questão é que ela retira 3 íons sódio por vez e bota
apenas 2 íons potássio para dentro, o que faz com que a concentração de íons de carga positiva fora
da célula seja maior que a de dentro. Essas concentrações são o que geram o potencial de repouso
da célula, com uma carga negativa na parte interna e positiva na parte externa.
14) O que se entende por componente tudo ou nada do potencial de ação? Defina cone de
implantação.
O componente tudo ou nada do potencial de ação é o fato de que, ou o estímulo é suficiente
para criar o potencial de ação, ou nada acontece na célula.
O cone de implantação é a região entre o corpo celular e o axônio, nele são encontradas a
maioria das mitocôndrias do neurônio, que são as células geradoras de energia. É na região do cone
de implantação que se dá o disparo do potencial de ação, pois a energia gerada por essa área é usada
para abrir os canais iônicos.
15) Qual a base estrutural e funcional da regeneração de um potencial de ação?
Como relacioná-lo com o diâmetro de uma fibra nervosa?
A regeneração do potencial de ação ocorre através de constantes despolarizações ao longo
do axônio, que são desencadeadas pela despolarização inicial. Quanto maior a diâmetro do axônio
de um neurônio, maior a condutividade do mesmo, esse princípio se dá através da fórmula da
condutividade de um fio.
16) Defina:
a)Potencial pós-sináptico inibitório
b)tetrodotoxina
c)retardo sináptico
d)conexina
a) O potencial pós-sináptico inibitório é um tipo de ação sináptica que torna o neurônio pós-
sináptico menos propício a propagar potencial de ação. Alguns neurotransmissores envolvidos com
o potencial pós-sináptico inibitório são o GABA e glicina.
b) A Tetrodotoxina é uma potente neurotoxina que bloqueia os potenciais de ação nos
nervos. Esta substância liga-se aos poros dos canais de sódio voltagem dependentes existentes nas
membranas das células nervosas, impedindo a passagem de sódio para dentro da célula.
c) O retardo sináptico é quando uma sinapse demora mais do que o normal para ocorrer, ou
seja, demora mais do que 0,5 milissegundos para o neurônio pré-sináptico liberar os
neurotransmissores e o neurônio pós-sináptico recebê-los e apresentar alguma resposta.
d) As conexinas são proteínas transmembranares estruturais e hidrofílicas que se agrupam
para formar conexons. Quando os conexons de duas células se unem é formada uma junção
comunicante, ou ligação gap, que serve como meio de comunicação entre células vizinhas através
de seus domínios laterais.
17) Descreva e justifique os principais fatores que diferenciam na permeabilidade iônica do Na+ e
do K + durante o repouso de uma célula nervosa.
A permeabilidade iônica de sódio e potássio é regulada principalmente pela concentração
dos íons nos meios intra e extracelular, além de ser regulada também pela integridade da proteína,
que deve estar em condições de funcionamento para realizar a bomba de sódio potássio.
18) Qual a importância do íon Cálcio na Liberação Exocitótica?
O cálcio é responsável por promover a aderência das vesículas na membrana pré-sináptica e
também pelo rompimento das vesículas, promovendo a exocitose dos neurotransmissores.
19) Diferencie (4 características) os vários receptores de membrana que participam da sinalização
intracelular, exemplificando.
Receptor ionotrópico: Liga-se diretamente aos neurotransmissores, além disso, gera uma
rápida alteração, mas de curta duração, na célula pós-sináptica. A permeabilidade desses receptores
não é tão seletiva. Vale ressaltar que os receptores ionotrópicos são uma espécie diferente de canal
iônico.
Receptor metabotrópico: Necessita da produção de um segundo mensageiro para a ativação
dos canais iônicos, que é o AMPciclíco, além disso, gera uma alteração lenta, mas mais duradoura,
na célula pós-sináptica.
As catecolaminas (norepinefrina, dopamina, epinefrina), bem como os neuropeptídeos, se
ligam apenas a receptores ionotrópicos.
21) Como as sinapses e os neurotransmissores se classificam? O que se entende por potencial
gerador?
As sinapses podem ser classificadas entre elétricas e químicas, se formos analisar o
mecanismo da mesma, além de poderem ser classificadas pela sua posição, nesse caso existem os
seguintes tipos de sinapses: dendro-dendrítica, axo-axônica, axo-dendrítica e axo-somática.
Os neurotransmissores podem ser classificados pela sua ação na célula pós-sináptica, que
seriam ações excitatórias ou inibitórias, além de poderem ser classificados pelo grupo molecular
que pertencem, que nesse caso existem algumas classificações diferentes: Aminas biogênicas,
catecolaminas (epinefrina, norepinefrina e dopamina), indolaminas (serotonina, melatonina e
histamina), aminoacidérgicos (GABA, taurina, ergotioneína, glicina, beta-alanina, glutamato e
aspartato), neuropeptídeos (endorfina, encefalina, vasopressina, oxitocina, naurotensina, hormônio
luteinizante e enteroglucagon) radicais livres (óxido nítrico, monóxido de carbono, adenosina
trifosfato e ácido araquidônico) e colinérgicos (acetilcolina).
O potencial gerador é basicamente uma alteração do potencial elétrico de membrana da
célula receptora. A alteração do potencial de membrana é, nesse caso, sempre uma consequência de
modificações na condutância dos canais iônicos da célula, essas alterações sendo resultantes da
presença do estímulo sensorial. Vale ressaltar que o potencial gerador não gera diretamente o
potencial de ação.
22) O que se entende por transmissão sináptica unidirecional quando se compara sinapses elétricas e
sinapses químicas? Qual a importância do Ca2+ na liberação de neurotransmissores?
As sinapses elétricas são bidirecionais, pois ocorrem através do transporte de íons por
junções comunicantes, que permitem a passagem de íons para ambas as direções e não só em um
sentido. Entretanto, as sinapses químicas são unidirecionais, sempre ocorrendo no sentido do SNC
para as extremidades do SNP; esse tipo de sinapse se dá de maneira unidirecional pois ocorre
através da liberação de neurotransmissores do neurônio pré-sináptico para o pós-sináptico.
23) Descreva o papel dos mensageiros retrógrados no aumento da eficiência sináptica?
Os mensageiros retrógrados são tipos diferentes de neurotransmissores que possuem a
capacidade de atravessar as membranas plasmáticas, graças a suas propriedades lipofílicas. Esses
mensageiros são geralmente lipídicos ou gasosos e apresentam a característica de se difundirem
para as células em torno, incluindo o neurônio pré-sináptico.
Os mensageiros retrógrados são uma maneira dos neurônios pós-sinápticos regularem os
pré, e sua liberação de neurotransmissores.
24) Qual os papéis majoritários das células gliais no Sistema Nervoso?
As células gliais possuem principalmente as funções de fornecer suporte e proteção aos
neurônios e de interferir em algumas sinapses, como a sinapse tripartite, que possui participação de
um astrócito, e a sinapse tetrapartite que possui participação de um astrócito e de uma micróglia.
Fora isso, existem células gliais com a função de síntese de bainha de mielina
(oligodendrócitos e células de schwann), nutrição dos neurônios (astrócitos), proteção imunológica
(micróglia) e revestimento do SNC (células ependimais).
25) Quais os principais moduladores das junções comunicantes?
Os possíveis reguladores das junções comunicantes são: Voltagem, pH intracelular,
concentração de cálcio intracelular, receptores ligados à proteína g e estado das conexinas das
células.
26) Relacione as principais características das sinapses Tipo I e Tipo II com a excitabilidade
neuronal.As sinapses tipo 1 são excitatórias e agem no neurônio pós-sináptico causando uma reação
despolarizante, o que facilita a geração de um potencial de ação. Agora, as sinapses tipo 2 são
inibitórias e agem no neurônio pós-sináptico causando uma reação hiperpolarizante, o que dificulta
a geração de um potencial de ação.
27) Relacione estrutura e função das proteínas G na mobilização dos mensageiros secundários.
A proteína G fica acoplada aos receptores metabotrópicos e é ativada quando algum
neurotransmissor se liga aos receptores. A proteína G tem a função de converter um GDP em GTP, o
que acaba por induzir depois a formação de um AMP cíclico. O AMP cíclico é um mensageiro
secundário que acaba por gerar diversas reações que acarretam na liberação de neurotransmissores.
28) Quais os principais mecanismos no término da ação de um neurotransmissor?
Os neurotransmissores podem ser recaptados pelo neurônio pré-sináptico, o que acarreta na
geração de novas vesículas, ou eles podem ser degradados no meio extracelular por enzimas que se
localizam na fenda sináptica. Eles podem ainda ser absorvidos pelos astrócitos que ficam em torno
das sinapses.
29) O que se entende por Excitotoxicidade e qual a participação do neurotransmissor glutamato
neste processo?
O glutamato é um importante neurotransmissor excitatório, que possui a função de abertura
dos canais de cálcio. Entretanto, em excesso o glutamato é uma potente neurotoxina, pois ele acaba
por permitir uma entrada muito grande de cálcio na célula. O cálcio em excesso na célula serve
como um ativador de cascata de apoptose, o que gera morte de neurônios.