Fisiologia Celular e Neurofisiologia.

Prévia do material em texto

Fisiologia celular
Canais iônicos: São proteínas integrais de membrana que possuem em seu interior um canal que quando aberto permite a passagem de íons. 
Canais iônicos não seletivos: permitem a passagem somente de alguns íons dependendo do seu tamanho e carga. 
Os canais iônicos podem estar abertos ou fechados , quando abertos os íons pelos quais é seletivo passam por ele, quando fechados não.
Condutância de um canal: A condutância de um canal depende da probabilidade de o canal estar aberto ou fechado. Quando maior a probabilidade, maior a condutância. 
Canais voltagem dependentes: são abertos ou fechados de acordo com a variação no potencial de membrana. Ex.: Canais de Na+ são abertos quando há despolarização (potencial de membrana ficando menos negativo).
Canais ligantes dependentes: são abertos ou fechados pela ligação de hormônios, segundos mensageiros ou neurotransmissores.
Potenciais de difusão: diferença de potencial gerada através de uma membrana por causa da diferença de concentração de um íon. A amplitude deste depende do valor do gradiente de concentração.
Potencial de equilíbrio: é o equilíbrio do potencial de difusão. A quantidade de íons que entra é a mesma quantidade que sai.
Potencial de repouso da membrana: é a diferença de potencial do meio intracelular em relação ao meio extracelular, que é determinado pelo potencial de difusão que são as diferenças de concentração de íons permeáveis.
Cada íon tenta levar o potencial de repouso a membrana ao seu potencial de equilíbrio.
Todas as células tem potencial de repouso, porém nem todas tem a capacidade de gerar um potencial de ação, somente as células excitáveis (neurônios e músculo). 
Como manter o potencial de repouso se os íons tendem a se equilibrar? 
R: por meio da bomba sódio/potássio que muda sua conformação para equilibrar os ions. Coloca 2k+ para dentro e 3Na+ para fora fazendo com que a concentração de K+ continue maior dentro da célula e de Na+ fora da célula.
Potenciais de ação: O potencial de ação é a onda de impulso necessária para que ocorra a abertura dos canais de sódio na membrana e ocorra a despolarização. Ele serve para conduzir a mensagem do impulso nervoso na membrana que o recebe.
Etapas: 
Despolarização: alteração no potencial de membrana que irá tornar o interior da célula menos negativo. Ex.: -90mV para -60mV
Corrente de influxo: é a abertura dos canais de Na+ voltagem dependentes que ira levar cargas elétricas positivas para dentro da célula.
Limiar: Despolarização do potencial de membrana que atinge o valor limiar, valor no qual é inevitável um potencial de ação.
Potencial de ação: propriedade somente de células excitáveis como neurônios e musculo que consiste em uma despolarização rápida do potencial de membrana que irá levar uma informação elétrica a outras células.
Corrente de efluxo: é o fluxo de cargas positivas para fora da célula fazendo com que o meio intracelular volte a ficar negativo havendo a repolarização do potencial de repouso da membrana. Saída de K+.
Repolarização: é recuperação do potencial de repouso da membrana que havia antes de ser gerado o potencial de ação, fazendo com que haja o fechamento dos canais de Na+ e abertura dos canais de K+.
Hiperpolarização: o efluxo de K+ continua por um maior tempo mesmo após do total fechamento dos canais de Na+, o K+ tenta aproximar o potencial de repouso da membrana para o seu potencial de equilíbrio fazendo com que o potencial de repouso da membrana fique mais negativo por que antes.
Períodos refratários absolutos: é o período o qual não poderá ser gerado outro potencial de ação independente de quão forte seja o estimulo. Coincide com quase toda duração do potencial de ação.
Período refratário relativo: começa após o período refratário relativo e dura ate que o potencial de repouso da membrana seja recuperado. Só ira ser gerado um potencial de ação se o estimulo for maior que o usual.
Obs.: TTX (tetrodoxina) e lidocaína são substancias químicas que bloqueiam a abertura dos canais de Na+ e bloqueiam os potenciais de ação.
A velocidade da condução do potencial de ação irá depender do diâmetro da fibra e do seu grau de mielinização.
Sistemas sensoriais
Os sistemas sensoriais recebem informações do ambiente externo por meios de receptores especializados na periferia e transmitem as informações por neurônios ao SNC.
Receptores sensorias: são ativados por estímulos do ambiente externo. A sua função básica é converter um estimulo em energia eletroquímica, esse processo é chamado de transdução sensorial. Após a transdução a informação vai para o SNC através de neurônios aferentes de 1°, 2°, 3° e 4° ordem.
1° ordem: neurônio sensorial aferente primário ou é também uma célula receptora. Tem seu corpo celular no gânglio da raiz dorsal.
2° ordem: os de 1° ordem fazem sinapse com os de 2° nos núcleos de retransmissão na medula espinhal ou no tronco encefálico.
3° ordem: neurônios situados no tálamo
4° ordem: localizados na área especifica do córtex cerebral relacionada ao estímulo recebido.
Interneurônios: processam e modificam a informação sensorial recebida dos neurônios de 1° ordem. Podem ser excitatórios ou inibitórios.
Tipos de receptores:
Mecanorreceptores: ativados pela pressão ou variações de pressão.
Fotorreceptores: são ativados pela luz e estão envolvidos na visão.
Quimiorreceptores: são ativados por substâncias químicas e estão envolvidos no olfato e no paladar.
Termorreceptores: são ativados pela temperatura.
Nociceptores: são ativados por estimulo de pressão, temperatura e estímulos nocivos (dor).
Campos receptivos: área do corpo que quando estimulada resulta na frequência de disparo de um neurônio sensorial, que pode ser aumentada ou diminuída (campos excitatórios ou inibitórios).
- Quanto menor o campo receptivo maior é o grau de precisão na localização e caracterização da sensação.
- As áreas de inibição contribuem para o fenômeno chamado de inibição lateral que vai auxiliar na localização precisa.
Codificação do sistema sensorial:
Modalidade: o estimulo é codificado por vias especificas.
Localização: codificada pelo campo receptivo que pode ser aprimorada pela inibição lateral.
Limiar: é o estimulo mínimo que pode ser detectado.
Intensidade: que é codificada pelo numero de receptores ativados, diferença entre as frequências de disparo e ativação de diversos receptores.
Duração: codificada pela duração de disparo dos neurônios sensoriais.
Adaptação dos receptores:
A adaptação é observada quando um estimulo constante é aplicado por certo período de tempo.
Receptores fásicos: adaptam rapidamente, detectam a aplicação e retirada do estimulo.
Receptores tônicos: adaptam lentamente, detectam a pressão mantida.
Sistema Somatossensorial e Dor
O sistema Somatossensorial processa informações sobre tato, posição, dor e temperatura.
Vias de transmissão Somatossensorial:
Coluna dorsal: tato discriminativo, pressão, discriminação entre dois pontos e propriocepção.
Antero lateral: dor, temperatura e toque suave.
Tipos de receptores somatossensoriais:
Mecanorreceptores: tato e propriocepção. São encontrados na pele. Podem de adaptar de maneira muito rápida, rápida ou lenta, os de adaptação muito rápida e rápida detectam alterações na velocidade.
Termorreceptores: adaptação lenta. Respondem a intensidade e duração do estimulo.
Nociceptores: não se adaptam.
Sistema coluna dorsal: transmite informações sobre tato, pressão, vibração, discriminação de dois pontos e propriocepção. São fibras do grupo II.
Sistema antero lateral: transmite informações sobre dor, temperatura e toque suave. São fibras do grupo III e IV (menor velocidade de condução).
Dores rápidas: Fibras II e III. São precisamente localizadas.
Dores lentas: Fibras C. Não são precisamente localizadas.
Dor referida (visceral): áreas cutâneas são inervadas nos mesmo segmentos da medula espinhal que aqueles que inervam as vísceras. 
Obs.: Amorfossintese: Lesão no córtex sensorial que faz a perda nos sentidos dos objetos, formas...
Tálamo:Perdemos mais funções quando lesionamos o tálamo do que comparado ao córtex sensorial.
Homúnculo sensorial de Penfield : Representa as áreas mais sensoriais do corpo (lábios, face, mãos).
Transmissão sináptica e neuromuscular
Sinapse: Local onde a informação é transmitida de uma célula a outra por meio de correntes elétricas ou substancias químicas (neurotransmissores).
Tipos de sinapses:
Elétricas: ocorre por meio de junções comunicantes entre as células e vão permitir o livre fluxo de íons entre as células. Transmissão da informação através de correntes elétricas.
Químicas: a transmissão da informação ocorre através de neurotransmissores liberados na fenda sináptica (espaço entre o neurônio pré-sináptico e o pós-sináptico). Os neutransmissores liberados pela membrana pré-sinaptica se ligara a receptores na membrana pós-sináptica transmitindo a informação.
O potencial de ação da célula pré-sináptica abre os canais de Ca++, os íons Ca++ irão para o terminal pré-sináptico liberando os NT armazenado em vesículas sinápticas. O NT se difunde e liga a receptores na membrana pós-sináptica. Se o NT é excitatório, despolariza a célula, se é inibitório, hiperlolariza.
Junção neuromuscular: é a sinapse entre o neurônio motor e a fibra muscular.
Unidades motoras: compreende um neurônio motor e as fibras que ele inerva.
Etapas:
Potencial de ação ao longo do neurônio, chega até o terminal sináptico, abre canais de Ca++ na membrana pré-sináptica e os íons irão fluir para dentro dela que ira liberar os NT (Ach) na fenda sináptica e ira se ligar a receptores nicotínicos na membrana pós-sináptica. 
Os receptores nicotínicos também são canais iônicos de sódio/potássio que irão se abrir e fluir esses íons para dentro da membrana pós-sináptica que será despolarizada que é o potencial da placa motora.
PMPM (potencial mínimo da placa motora): são as despolarizações geradas por cada vesícula sináptica que irão se somar e gerar o potencial da placa motora (PPM).
O PPM termina quando a ACH é degradada em colina e acetato. 50% da colina retorna pra membrana pré-sináptica pelo co-transportador de Na+ - colina para serem reutilizados na formação de nova Ach.
Agentes que alteram a função neuromuscular
Toxina botulínica: bloqueia a liberação da Ach pelos terminais pré-sinápticos, causando bloqueio total da transmissão neuromuscular, paralisa o musculo esquelético e eventualmente causa morte por insuficiência respiratória.
Curare: compete com a Ach pelo receptor nicotínico diminuindo o tamanho do PPM. Em altas doses causa paralisia e morte.
Inibidores da AchE (acetilcolinesterase): impedem a degradação da Ach prolongando o PPM.
Miastemia grave: bloqueio dos receptores de Ach. Fraqueza muscular.
Hemicolinico: bloqueia a receptação da colina.
PPSE (potenciais pós-sinápticos excitatórios): entradas sinápticas que despolarizam a célula pós-sináptica, levando ela próximo do limiar para gerar potencial de ação.
PPSI (potenciais pós-sinápticos inibitórios): entradas sinápticas que hiperlolariza a célula pós-sináptica afastando do limiar e dificultando a geração do potencial de ação.
Integração da informação sináptica
Somação espacial: Se duas entradas ocorrerem ao mesmo tempo e forem excitatórias elas irão se somar produzindo maior despolarização. Se uma é excitatória e outra inibitória elas se anulam.
Somação temporal: duas entradas chegam na célula pós-sináptica em rápida sucessão. Como elas se sobrepõem ao tempo, elas se somam.
Músculo Esquelético
A contração deste está sob controle voluntario e cada célula é inervada por um ramo do motoneuronio. Potenciais de ação se propagam liberando Ach na junção neuromuscular da placa motora e inicia o potencial de ação na fibra muscular.
Filamentos musculares: Cada fibra muscular se comporta como unitária, é multinucleada e contem muitas miofibrilas. São circundadas pelo reticulo sarcoplasmático e são invaginadas pelos túbulos T. Cada miofibrila contem filamentos espessos e finos dispostos longitudinalmente e cruzados transversalmente pelos sarcomeros.
Filamentos espessos: miosina. Contem quatro cadeias leves e a extremidade N-terminal e cadeia pesadas forma duas cabeças globulares. As cabeças tem local de ligação para actina que é necessário para formar pontes cruzadas e um local que liga e hidrolisa atp.
Filamentos finos: são compostos por 3 proteinas ( actina, tropomiosina e troponina).
- actina: dois cordões controcidos formando actina filamentosa. Tem locais de ligação para miosina. Quando o musculo esta em repouco o sitio de ligação para miosina esta coberto pela tropomiosina de modo que a actina e miosina não interajam.
-tropomiosina; proteína localizada na fenda de cada filamento com função de bloquear a ligação da miosina com actina.
-troponina: é um complexo de 3 proteinas (T,C e I)
 T: une o complexo troponina a tropomiosina.
 C: proteína que liga Ca++ e é fundamental para o inio da contração.
 I: inibe a interação da actina com miosina juntamente com a troponina.
Disposição dos filamentos espessos e finosO sarcômeros é a unidade contrátil sendo limitada pelas linhas Z.
Faixas A ficam situadas no centro dos sarcômeros que contem os filamentos de miosina.
Filamentos espessos e finos podem se sobrepor na faixa A.
Faixa I são localizadas ao lado de cada faixa A. contem filamentos finos, proteínas dos filamentos e discos Z.
Os discos Z marcam a extremidade de cada sarcômeros.
Proteínas do citoesqueleto estabelecem a arquitetura das miofibrilas, assegurando os filamentos espessos e finos estejam alinhado e em distancias apropriadas em relação aos outros.
As proteínas transversais unem os filamentos espessos e finos.
Distofina: proteína ligada a distrofina que ancora a disposição miofibrilar a membrana celular.
Distrofia muscular: Ausência da distrofina ou distrofina defeituosa.
Proteínas longitudinais:
Titina: associada a filamentos espessos que se estendem das linhas M aos discos Z. Quando o comprimentos do sarcômeros varia, elas variam junto, e auxiliam a centralizar os filamentos espessos.
Nebulina: associada a filamentos finos que se estende a toda extensão dos filamentos finos (actina).
Túbulos transversos: imaginações do sarcômeros. São responsáveis pela condução da despolarização para o interior da fibra.
Reticulo sarcoplasmático: estrutura tubular interna que armazena e libera Ca++ para o acoplamento excitação-contração. Ele contem um canal de Ca++ chamado receptor de rianodina.
Acoplamento excitação-contração
Potenciais de ação propagados aos túbulos T e disseminados para correntes locais conduzindo os potenciais para o interior da fibra muscular.
Alteração conformacional nos receptores de diidropiridina que abre os canais de Ca++.
Liberação do Ca++ que estava no reticulo sarcoplasmatico e aumenta a concentração intracelular de Ca++.
Ca++ liga a troponina C fazendo uma alteração conformacional afastando a tropomiosina e liberando o sitio de ligação para miosina.
Ligação da cabeça da miosina na actina formando as pontes cruzadas que ira hidrolisar atp para gerar força (contração)
O relaxamento ocorre quando o Ca++ é reacomulado no reticulo pela Ca++ATPase e a concentração intracelular cai. Então a troponina C volta a localizar sobre o sitio de ligação impedindo a ligação da miosina a actina.
Músculo Liso
Não apresenta estriações porque os filamentos não são organizados em sarcômeros. É encontrado na parede de órgãos ocos, vísceras. Função de produzir motilidade e manter tensão.
Tipos de musculo liso:
Musculo liso unitário: no trato gastrintestinal, bexiga, útero e ureter. O musculo contrai de modo coordenado, pois as células são unidas por junções comunicantes.
Musculo liso multiunitario: presente na íris, músculos ciliares e canal deferente. Cada fibra comporta como uma unidade motora tendo pouco ou nenhum acoplamento entre células.
São inervados pelo parassimpático e simpático que regulam suas funções.
Etapas acoplamento excitação-contração:
Potenciais de ação despolarizam a célula e abreos canais de Ca++ fluindo para o meio intracelular e aumento da concentração de Ca++.
Ligação do Ca++ a calmodulina. Esse complexo Ca++ - calmodulina ativa a cinase que fosforila a miosina. Miosina fosforilada se liga a actina formando pontes cruzadas que hidroliza ATP e gera força para a contração.
Quando a concentração de Ca++ diminui a fosfatase tira o fosfato da miosina.
O relaxamento ocorre quando o reticulo sarcoplasmatico reacumula Ca++ e diminui as concentrações sendo impossível formar o complexo Ca++ - calmodulina.
	Ca++ do reticulo sarcoplasmatico
	Ca++ do reticulo sarcoplasmatico e meio extracelular
	Liga a troponina C
	Liga a calmodulina
	Troponina C liga ao Ca++ e libera o sitio para miosina
	Cinase fosforila miosina e liga a actina
	Hidrolise de atp
	contração
	contração
	
Relaxamento
	Ca++ bombeado para RS
	Ca++ bombeado para Rs e meio extrac.
	Ca++ citosolico diminui
	Ca++ diminui e desfosforila miosina (fosfatase)
	Relaxamento
	Relaxamento
Reflexos medulares
Unidade motora: motoneuronio que inervam varias fibras musculares. Para movimentos finos ele inerva poucas fibras, para movimentos amplos ele inerva varias fibras musculares.
Tônus muscular: estado parcial de contração que todo musculo possui mesmo estando em repouso.
Tipos de neurônios:
Motoneuronio alfa: inerva fibras musculares esqueléticas extrafusais. Os potenciais de ação nessas fibras levarão a contração.
Monoteuronio gama: inerva fibras musculares intrafusias especializadas.
Motoneuronios alfa e gama são co-ativados e assim os fusos se mantem sensíveis a mudança do comprimento do musculo mesmo quando o musculo contrai e relaxa.
Tipos de fibras musculares:
Fibras extrafusais: maioria das fibras dos músculos esqueléticos. Inervados pelos alfa e usados para gerar força.
Fibras intrafusais: são fibras especializadas cobertas por tecido conjuntivo, invervada pelos gama e são muito pequenas para gerar força.
Fusos musculares: estão entre as fibras musculares extrafusais e são abundantes em músculos que realizam movimentos finos. São estruturas alongadas, compostas por fibras musculares e inervadas por fibras nervosas sensoriais e motoras.
Fibras intrafusais dos fusos musculares:
Fibras saco nuclear (menos abundante): são maiores e seus núcleos estão na região central.
Fibras cadeia nuclear (mais abundantes): são menores e seus núcleos estão dispostos em coluna.
Inervação dos fusos musculares
São inervadas por sensoriais aferentes e motores eferentes.
Nervo aferente do grupo 1ª que inerva fibras saco nuclear e cadeia nuclear. Fibras do grupo 2 que inerva apenas fibras de cadeia nuclear.
Fibras 1ª são amiores e possui maior velocidade de contração.
Inervação motora dos fusos consiste em dois tipos de neurônios gama: dinâmico que faz sinapse com as fibras de saco nuclear e os estáticos que fazem sinapse com fibras de cadeia nuclear.
Obs.: motoneuronio gama são menores e mais lentos que os motoneuronio alfa que inervam fibras extrafusais.
Função dos fusos musculares: são receptores de estiramento cuja função é regular o comprimento das fibras musculares extrafusais quando estiverem encurtadas ou alongadas.
Quando o musculo é estirado as fibras intra e extrafusais são alongadas.
Fibras aferentes 1a detecta velocidade da variação de comprimento e as fibras aferentes 2 detecta o comprimento da fibra.
A ativação das fibras aferentes 1ª estimula os motoneuronio alfa da medula espinhal e produzem a contração desse musculo.
Reflexos da medula espinhal 
Arco reflexo inclui os receptores sensoriais, neurônios aferentes sensoriais que confuzem informação para a medula espinhal, os interneuronios e motoneuronio da medulam direcionam o musculo a relaxar e contrais.
Reflexo de estiramento: detecta o comprimento das fibras. Quando o musculo é estirado as fibras estiram juntamente sentindo a mudança de comprimento. O neurônio que inerva as fibras emite 3 ramos. Um vai para o corno posterios da medula fazendo sinapse com o neurônio motor que vai fazer com que o musculo volte ao seu estado normal. O segundo ramo do neurônio sensitivo vai avisar o encéfalo sobre o que esta acontecendo. E o terceiro vai inibir as unidades motoras que inerva o musculo antagonista (relaxar o musculo antagonista). É monissinaptico (neurônio sensitivo primário + neurônio motor inferior alfa).
Reflexo de relaxamento (Órgão tendinoso de golgi): sensível a tensão e detecta força. O neurônio sensitivo primário emite dois ramos. Um para o encéfalo e o outro para o corno posterior da medula inibindo a contração do musculo. Ocorrera excitação do musculo antagonista. É dissinaptico ( neurônio sensitivo primário + interneuronio + neurônio motor).
Reflexo de retirada (flexor de retirada): Tem origem na pele e são os receptores da dor (nociceptores). O neurônio sensitivo primário vai para o corno posterior e emite dois ramos. Um vai para o encéfalo e o outro para o corno anterior e faz varias sinapses com neurônios (depende da intensidade). Reflexo extensor cruzado, os ramos faz a inervação cruzada com interneuronios de unidades motoras do outro lado.
Sistema nervoso autônomo (SNA)
Parassimpatico (crânio-sacral):
Fibras pré-ganglionares com origem no tronco encefalio ou região sacral. E fibras pós-ganglionates dentro das vísceras, sinapse ocorre dentro das vísceras.
Faz diminuição de contração, batimentos cardíacos...
Neurônios pré e pós ganglionar usam Ach como NT.
Simpatico (toraco-lombar):
Fibras pré-ganglionares cm origem na região torácica ou lombar e as fibras pós-ganglionares estão longe das vísceras, sinapse ocorrera longe das vísceras. Por esse motivo são ditas fibras paravertebrais.
Faz aceleração de batimentos (taquicardia)
Fibras pré usam Ach e fibras pós usam Noradrenalina