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1 CÉLULAS DO DO SISTEMA NERVOSO Profa. Dra. Maria Isabel Morgan Martins morganmartins@terra.com.br ULBRA Estudos em FISIOLOGIA HUMANA Aspectos Fisiológicos, Transmissão do Estímulo e SINAPSE 2 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 4 5 http://www.afh.bio.br/nervoso/nervoso2.asp#neurotransmissores === NEURÔNIOS=== NEURÔNIO AFERENTE Conduz o impulso nervoso do receptor para o SNC. Responsável por levar informações da superfície do corpo para o interior. Relaciona o meio interno com o meio externo. NEURÔNIO EFERENTE Conduz o impulso nervoso do SNC ao efetuador (músculo ou glândula). NEURÔNIO INTERNUNCIAL OU DE ASSOCIAÇÃO Faz a união entre os dois tipos anteriores. O corpo celular deste está sempre dentro do SNC. Quanto à posição Profa. Maria Isabel Morgan Martins. Table 9.01 Neurolglia in the CNS and PNS 6 Um único oligodendrócito contribui para a formação de mielina de vários neurônios (no sistema nervoso periférico, cada célula de Schwann mieliniza apenas um único axônio). Os ASTRÓCITOS são as maiores células da neuróglia e estão associados à sustentação e à nutrição dos neurônios. Preenchem os espaços entre os neurônios, regulam a concentração de diversas substâncias com potencial para interferir nas funções neuronais normais (exemplo as concentrações extracelulares de potássio), regulam os neurotransmissores (possuem proteínas especiais em suas membranas que removem os neurotransmissores da fenda sináptica). A micróglia é constituída por células fagocitárias, análogas aos macrófagos e que participam da defesa do sistema nervoso. Formação do líquido cerebro espinhal (líquor) 8 CÉLULAS DA GLIA • São células lábeis capazes de exercer uma importância vital aos neurônios, sendo a principal função a Nutrição. • Não produzem potencial de ação. ASTRÓCITOS ....................... Nutrição e metabolismo MACRÓGLIA CÉLULAS EPENDIMÁRIAS ........Revestimento dos Ventrículos cerebrais e do canal espinal OLIGODENDRÓLIA .................. Síntese de mielina MICRÓGLIA HORTEGÁGLIA .................. Células de limpeza 9 http://www.afh.bio.br/nervoso/nervoso2.asp#neurotransmissores CÉLULAS DA GLIA Profa. Maria Isabel Morgan Martins. ESTRUTURA DE UM NEURÔNIO Corpo celular ou soma: núcleo nucléolo grânulos de Nissl retículo endoplasmático rugoso aparelho de Golgi mitocôndrias neurofilamentos microtúbulos lguns contêm pigmento de melanina Dendritos: grânulos de Nissi ( próximo do corpo) parte do aparelho de Golgi neurofilamentos microtúbulos Axônio: (surge do corpo ou do dendrito) Retículo Endoplasmático Liso Amielínicos (não apresentam bainha) Mielínicos (envoltório em espiral de múltiplas camadas de membrana da célula de Schwann, denominada bainha de mielina) PRINCIPAL FUNÇÃO DO AXÔNIO CONSISTE NA TRANSMISSÃO DA INFORMAÇÃO (SINAPSE). 10 ESTRUTURAS DO NEURÔNIO AXÔNIO DO NEURÔNIO pode apresentar: Grandes fibras mielínicas Pequenas fibras amielínicas. No AXÔNIO (membrana condutiva) o seu axoplasma apresenta a BAINHA DE MIELINA. A CÉLULA DE SCHWANN é responsável pela produção da bainha de mielina que envolve várias vezes o axônio. Esta bainha é uma substância lipídica conhecida como ESFIGOMIELA. A esfigomielina isola eletricamente a membrana do axônio e com isso reduz os vazamentos iônicos (de mangueira) e impede o influxo iônico. Nos espaços, ao longo do axônio que não estão preenchidos com a bainha de mielina chamamos de NODO DE RANVIER, é neste local onde ocorre o influxo de íons. 13 ======= NEURÔNIO ====== ===== MIELINA===== 14 http://www.afh.bio.br/nervoso/nervoso1.asp ======= NEURÔNIO ====== Estrutura => Corpo celular, prolongamentos axônio e dendritos (maior e menores) 15 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. BOTÕES SINÁPTICOS: extremidades ovais dos dendritos terminais que está separado da célula pós-sináptica por uma fenda sináptica (espaço intersticial). INTERIOR DO BOTÃO CONTÉM: - Contém muitas mitocôndrias – o processo requer muita energia; - Contém muitas vesículas ou grânulos contendo o transmissor químico, variando morfologicamente de acordo com o tipo de transmissor. BOTÃO DO AXÔNIO TERMINAL 17 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. BOTÃO TERMINAL DO NEURÔNIO 18 Sinapse Sinapses nervosas são os pontos onde as extremidades dos neurônios vizinhos se encontram e o estímulo passa de um neurônio para o seguinte por meio de mediadores químicos, os neurotransmissores. Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 19 20 SINAPSES São pontos de união entre as células nervosas e entre estas e as células efetoras (Músculo ou Glândula). JUNÇÃO NEUROANATÔMICA ENTRE DOIS NEURÔNIOS EM QUE A ATIVIDADE DE UM NEURÔNIO EXCITA OU INIBE A ATIVIDADE DE OUTRO NEURÔNIO. A sinapse neuronal é química. http://www.afh.bio.br/nervoso/nervoso2.asp#neurotransmissores http://www.afh.bio.br/nervoso/nervoso2.asp#neurotransmissores Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 22 Elementos das sinápses: • a célula pré-sináptica (neurônio pré-sináptica) • a célula pós-sináptica (neurônio pós-sináptico) • a zona de aposição entre as duas – fenda sináptica. Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 23 ANATOMIA FUNCIONAL: Profa. Maria Isabel Morgan Martins. ANATOMIA FUNCIONAL: 1) Terminal pré-sináptico: Botões terminais ou botão sinápticos (dendritos e soma) contém numerosas mitocôndrias e vesículas (contém o neurotransmissor). 2) Fenda sináptica ou juncional (30 a 50 nm): material rico em carboidratos. 3) Membrana pós-sináptico: membrana do neurônio que contém os receptores, onde se ligaram os neurotransmissores, densidades subsinápticas. 24 Elementos das sinapses: Profa. Maria Isabel Morgan Martins. A transmissão do impulso através de uma sinapse química envolve 4 passos principais: 1. Síntese e armazenamento do NT 2. Libertação do NT 3. Ligação NT aos receptores 4. Inactivação do NT: Noradrenalina: (MAO:MONOAMINAOXIDASE; COMT:CATECOLORTOMETILTRANSFERASE) ACETILCOLINA (Ach): ACETILCOLINESTERASE SINAPSE QUÍMICA 25 Canais dependentes de ligantes versus canais dependentes de voltagem • Conceito de junção: – Sinapse: entre dois neurônios – Junções neuro-glandulares: entre célula nervosa e glandular – Junções neuro-musculares: entre motoneurônios e fibra muscular. Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 26 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. CONDUÇÃO DO ESTÍMULO É UNIDIRECIONAL: Condução do estímulo apresenta sempre um Sentido certo – ALVO CERTO – receptor específico. Mediador químico localizado nos neurônios pré-sinápticos. 28 29 ======= NEURÔNIO ====== ===== direção do impulso nervoso ====== Profa. Maria Isabel Morgan Martins. LOCAIS DE SINAPSES NO NEURÔNIO Existem 3 tipos de sinapses químicas de acordo com a estrutura pós- sináptica: 1. AXODENDRÍTICA (normalmente excitatória, entre o terminal axonal e dendrites ou suas dilatações chamadas espinhas dendríticas), 2.AXOSSOMÁTICA 3.AXOAXONAL (normalmente inibitórias). 30 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. Tipos de sinapses interneuronais: A. Sinapse Axodendrítica B. Sinapse Axoaxônica C. Sinapse Axossomática 31 LOCAIS DE SINAPSES NO NEURÔNIO Profa. Maria Isabel Morgan Martins. VELOCIDADE DE CONDUÇÃO: DEPENDE: 1. Quanto maior o diâmetro mais rápido a será a propagação do estímulo Potencial de Ação (PA). 2. Fibras Mielinizadas, apresentam maior velocidade de condução do estímulo 130 m/s e as fibras Amielinizadas a velocidade de condução é baixa 0,5m/s. DESENVOLVIMENTO SINÁPTICO (sinais químicos) ALVOS CORRETOS SINAPSES CERTAS 32 CONDUÇÃO DO ESTÍMULO PODE SER: SALTATÓRIA OU NODO A NODO A condução se dá de Nodo de Ranvier a Nodo de Ranvier, por isso é chamado de CONDUÇÃO SALTATÓRIA. A corrente elétrica flui do Líquido Extracelular (LEC) para o axoplasma – Nodo A Nodo – salta. Somente os nodos despolarizam. Isto se deve ao EFEITO DA MIELINIZAÇÃO SOBRE A VELOCIDADE DE CONDUÇÃO, torna mais rápida e econômica a sinapse. Aumenta a velocidade da transmissão nervosa nas fibras musculares. Conserva energia para o axônio. 33 Os cátions à esquerda, dentro da célula, são conseguidos a partir de um potencial de ação. Passivamente, eles se difundem para outro nódulo de Ranvier, onde gerarão um novo potencial de ação. 34 35 ======NÓDULOS DE RANVIER====== http://www.afh.bio.br/nervoso/nervoso2.asp#neur otransmissores Profa. Maria Isabel Morgan Martins. CONDUÇÃO DO PA DO TIPO PONTO A PONTO NO NEURÔNIO O Estímulo vai atuar nas regiões adjacentes ao ponto gerador do Potencial de Ação (PA). 36 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. . 37 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. . PROPAGAÇÃO DO POTENCIAL DE AÇÃO NA FIBRA NERVOSA 38 TIPOS DE SINAPSE 1. ELÉTRICA 2. QUÍMICA 3. MECÂNICA: Percepção, esmagamento, pressão, picada,... gera PA. Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 39 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. TIPOS SINAPSES 1. ELÉTRICA: Ocorre quando duas células excitáveis comunicam-se pela passagem direta de corrente elétrica entre elas. Trata-se da transmissão efática ou eletrotônica. As junções abertas ou gap junctions ligam células eletrotonicamente acopladas e fornecem vias de baixa resistência para passagem direta do fluxo de corrente entre elas. Corrente Positiva (+) gera no interior uma Resposta negativa (-) ANÓDIO (INIBIR – Potencial Ação -PA). Corrente Negativa (-) gera no interior uma resposta positiva (+) CATÓDICA (EXCITA -– Potencial Ação- PA). Em algumas das junções temos sinapses conjugadas, (elétrica e química ao mesmo tempo). 40 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. TIPOS DE JUNÇÃO: Junção Fechada: fusão de parte das membranas. Junção Aberta: a posição muito mais próxima que a de uma fenda sináptica. 41 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. ESTRUTURA DAS JUNÇÕES ABERTAS: As junções abertas são estruturas semelhantes a placas, que estão acopladas muito próximas. Estas partículas protéicas intermembranosas consistem em seis subunidades (conexon) que circundam um canal central acessível à água. Ca++ e H+ bloqueiam este canal. 42 Citoplasma da Célula 1 Citoplasma da Célula 2 Íons e pequen as molécul as. Canais formados por poros em cada membrana. 1. ELÉTRICA: SINAPSES ELÉTRICA Profa. Maria Isabel Morgan Martins. SINAPSES ELÉTRICA 1. ELÉTRICA: NÃO-RETIFICADORAS: passagem da corrente iônica nos dois sentidos. RETIFICADORAS: quando a corrente pode atravessar a região sináptica em uma direção com maior facilidade que na oposta. 44 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. SINAPSES ELÉTRICA CARACTERÍSTICASAS DAS SINAPSES ELÉCTRICAS : 1) podem conduzir o impulso bidireccionalmente, embora algumas conduzam-no preferencialmente num sentido (retificação); 2) podem fechar em resposta a um aumento de Ca2+ ou H+ intracelulares ou à despolarização de uma das células; 3) não sofrem atraso sináptico pelo que são particularmente úteis em vias de reflexos quando é necessária uma resposta rápida ou quando é necessária uma resposta síncrona de vários neurónios; 4) estão presentes em múltiplas células não nervosas como p.e hepatócitos, cardiomiócitos, células musculares lisas intestinais e células do epitélio do cristalino. 45 FILMES IMPORTANTES SINAPSE. • http://www.youtube.com/watch?v=KdFSdOrBRiM • https://www.youtube.com/watch?v=Kn5YajvxA2w • https://www.youtube.com/watch?v=VoDjmSRkYyk – junção neuromuscular. • https://www.youtube.com/watch?v=iqUl3nOPxFA • http://www.youtube.com/watch?v=c964BwL1P8I&feature=related • Bomba de Sódio e Potássio Prof. Dr. Ricardo Zanuto • http://www.youtube.com/watch?v=J9F3guYdKhM&feature=related • Bomba sodio-potassio-ATPase • http://www.youtube.com/watch?v=klKjPklhvPA&feature=related • impulso nervoso • http://www.youtube.com/watch?v=hz0XQqT-GEc&feature=related • Impulso Nervoso Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 46 http://www.youtube.com/watch?v=M9GTOogu dsE&feature=share http://www.youtube.com/watch?v=qpMU0SrLG kw&feature=related Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 47 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. SINAPSE QUÍMICA 48 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. BOTÕES SINÁPTICOS: extremidades ovais – está separado da célula pós-sináptica por uma fenda sináptica. INTERIOR DO BOTÃO CONTÉM: - Contém muitas mitocôndrias – o processo requer muita energia; - Contém muitas vesículas ou grânulos contendo o transmissor químico, variando morfologicamente de acordo com o tipo de transmissor. SINAPSE QUÍMICA 50 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. SINAPSE QUÍMICA 2. QUÍMICA: O neurônio pré-sináptico libera uma substância transmissora (NEUROTRANSMISSORES) como conseqüência de um potencial de ação. O neurotransmissor difunde-se através da fenda sináptica extracelular e ligam-se aos receptores sobre a membrana pós-sináptica modificando suas propriedades elétricas. Características da Sinapse Química: Lenta:Retardo sináptico Transmissão unidirecional Caso envolva 2° mensageiro é mais lenta 51 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. RETARDO SINÁPTICO Tempo para que o mediador químico seja liberado e atue sobre a membrana pós- sináptica (tempo mínimo 0.5 ms). 52 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. As sinapses químicas, mais numerosas, a transmissão do impulso envolve a libertação por uma célula pré-sináptica de uma substância química chamada NEUROTRANSMISSOR (NT) que após ligar-se à célula pós- sináptica vai alterar o seu potencial de membrana. As sinapses químicas têm algumas diferenças importantes relativamente às eléctricas: 1) a condução é unidireccional, sempre da célula pré-sináptica para a célula pós-sináptica; 2) sofrem um atraso sináptico de pelo menos 0,5 ms que corresponde ao tempo necessário para a libertação do NT e sua actuação na célula pós- sináptica; 3) permitem a comunicação dos neurónios entre si e com outras células nomeadamente musculares e endócrinas: • SINAPSE NEURONAL: NEURÔNIO COM NEURÔNIO. • SINAPSE: – JUNÇÃO NEUROMUSCULAR: NEURÔNIO COM MÚSCULO – NEUROGLANDULAR: NEURONÔNIO COM GLÂNDULA. SINAPSE QUÍMICA 53 Neurotransmissores – Tipos • Aminas: dopamina, noradrenalina, serotonina, histamina. • Aminoácidos: glutamato, glicina, aspartato, GABA. • Neuropeptídeos: Substância P, endorfinas, encefalinas, vasopresina. • Acetilcolina Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 55 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. NEUROTRANSMISSORES Mediadores químicos que influenciam os neurônios pós-sináptico. ACETILCOLINA. NORADRENALINA. ADRENALINA. GABA (ÁCIDO GAMA-AMINOBUTÍRICO). SEROTONINA DOPAMINA HISTAMINA GLUTAMATO GLICINA ÓXIDO NITRICO (NO) NEUROPEPTÍDEOS PURINAS HORMÔNIOS OU AGENTES PARÁCRINOS. SUBSTÂNCIAS AGONISTAS E ANTAGONISTAS 56 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. EVENTOS PARA LIBERAÇÃO DO NEUROTRANSMISSOR: 57 59 Potencial de ação de despolarização do terminal pré-sináptico Abertura dos canais de Ca++ Entrada de Ca++ no terminal pré-sináptico, liga-se as vesículas As vesículasse movem em direção a membrana pré-sináptica Liberação dos neurotransmissores das vesículas na fenda sináptica Combinação do neurotransmissor ao receptor da membrana pós-sináptica Canal Iônico Formação do 2° mensageiro Canal Iônico Aumento da permeabilidade da membrana Noradrenalina Acetilcolina Profa. Maria Isabel Morgan Martins. TRANSMISSÃO SINÁPTICA - QUÍMICA SINAPSE QUÍMICA 60 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. Um impulso chegando no terminal pré-sináptico provoca a liberação do neurotransmissor. A. As moléculas ligam-se aos canais de íon, cuja abertura é controlada pelo transmissor, na membrana pós-sináptica. Se o Na+ entra na célula pós-sináptica através dos canais abertos, a membrana se tornará despolarizada. B. As moléculas ligam-se aos canais de íon, cuja abertura é controlada pelo pelo transmissor, na membrana pós-sináptica. Se o Cl- entra a célula pós-sináptica, através dos canais abertos, a membrana se tornará hiperpolarizada. A mudança resultante no potencial da membrana, conforme registrado através de um microeletrodo na célula é visto na figura abaixo (Geração de um EPSP e IPSP). 61 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. SÍNTESE DOS NEUROPEPTÍDEOS: Sintetizados em terminações nervosas (Botão Terminal) por vias nas quais participam enzimas solúveis e precursores simples. Síntese no corpo celular. Codificados pelo DNA e transcritos em RNAmensageiro. 62 ACETILCOLINA (ACh) É sintetizada nas terminações nervosas das fibras colinérgicas, no axoplasma, fora das vesículas. DESTRUIÇÃO: uma vez secretada é degradada em íon acetato e em colina pela enzima acetilcolinesterase. ACETILCOLINESTERASE Acetil-coa + Colina Acetilcolina Acetato + Colina 63 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 64 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. NORADRENALINA: DESTRUIÇÃO: Recaptação pela própria terminação nervosa - Difusão Destruição por enzimas: - Monoaminaoxidase (MAO): botão terminal. - catecolortometiltransferase (COMT): fenda. 1. TIROSINA DOPA 2. DOPA DOPAMINA 3. TRANSPORTE DE DOPAMINA PARA DENTRO DAS VESÍCULAS 4. DOPAMINA NORADRENALINA 5. NORADRENALINA ADRENALINA HIDROXILAÇÃO DESCARBOXILAÇÃO METILAÇÃO HIDROXILAÇÃO MAO COMT A síntese começa no axoplasma e é completada no interior das vesículas. Nas fibras nervosas. Derivada da tirosina (aminoácido não essencial). Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 66 67 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 68 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. CIRCUITOS CONVERGENTES E DIVERGENTES - Convergente: vários neurônios pré-sináptico dirigem-se para um único neurônio pós-sináptico. Três células pré-sinápticas convergem sobre o mesmo corpo celular pós-sináptico. - Divergente: os axônios da maioria dos neurônios pré-sináptico divergem sobre diversos neurônios pós-sinápticos. Um neurônio faz sinapse com duas células pós-sinápticas que, por sua vez, fazem sinapse com quatro neurônios efetores. - Circuito Reverberativo: nunca para, sempre está funcionando – MEMÓRIA – VIDA VEGETATIVA. 69 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. RESPOSTA DOS POTENCIAS PÓS-SINÁPTICOS: Os potencias pós-sinápticos são graduados e não são propagados. O grau em que uma sinapse pode afetar a atividade elétrica da célula pós- sináptica depende da distância entre a sinapse e a membrana eletricamente excitável do corpo celular. Somação Espacial: é o resultado da geração de dois ou mais Potenciais Pós- sinápticos (PPS), simultaneamente, em diferentes sinapses sobre a região receptiva da célula. Atividade está presente em mais de um botão sináptico ao mesmo tempo. Somação Temporal: ocorre quando dois ou mais potenciais de ação chegam a um terminal pré-sináptico a intervalo muito pequeno. Estímulos aferentes repetidos antes que o PPSE termine (pare). Facilitação: quando um axônio pré-sináptico recebe estímulos repetidos, a resposta pós-sinápticos pode aumentar a cada estimulação. 71 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. IMPULSO GERADO PODE SER EXCITATÓRIO (PPSE) OU INIBITÓRIO (PPSI) – PÓS-SINÁPTICOS (PPS): PPSE (Potencial Pós Sináptico Excitatório): a despolarização é gerada pela somação dos botões ativos – Potencial de Ação (PA) – ocorre a ligação entre o mediador e a célula receptora. PPSI (Potencial Pós Sináptico Inibitório): reduz a probabilidade de ocorrer o PA, por aumentar o efluxo de K+ e/ou influxo de Cl-. Os potenciais Inibitórios podem ser temporais e espaciais. 72 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 76 JUNÇÃO NEUROMUSCULAR Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 77 JUNÇÃO NEUROMUSCULAR Profa. Maria Isabel Morgan Martins. Visão global de uma junção neuromuscular: 1 – Axônio 2 - Junção 3 - Fibra muscular 4 - Miofibrila Visão detalhada de uma junção neuromuscular: 1 - Elemento pré-sinaptico 2 - Retículo sarcoplasmático 3 - Vesículas sinápticas 4 - Receptor nicotínico 78 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 79 Figure 8.07 Summary of Events of Contraction and Relaxation Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 80 Figure 1 Neuromuscular Junction (Tortora,2006) Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 81 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 82 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 83 Figure 2 Organization of Skeletal Muscle and its Connective Tissue Coverings (Tortora, 2006) Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 84 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 85 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 86 ESTRUTURA DO MÚSCULO ESQUELÉTICO Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 87 Figure 8.02 Organization of Skeletal Muscle from Gross to Molecular Levels Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 88 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 89 Figure 8.04 Sliding- Filament Mechanism of Muscle Contraction Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 90 Figure 8.06 The Contraction Cycle Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 91 Profa. Maria Isabel Morgan Martins. 92 Vamos nos superar! Profa. Maria Isabel Morgan Martins 93