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1 06.08.2018 AULA 1 Professor Paulo Pineda – Fisiologia Aplicada Atividade Motora HORÁRIOS: Segunda-feira 08h25 às 11h15 Provas P1 : 24.09.2018 P2 : 19.11.2018 Substitutiva : 26.11.2018 Exame : 10.12.2018 Revisão final : 17.12.2018 Congresso : 03 a 05.12.2018 Referências Bibliográficas BÁSICA 1. WILMORE, J.H. E COSTILL, D.L. Fisiologia do Esporte e do Exercício. Editora Manole, 2/4/ e 5 ed, São Paulo, 2001/2010 e 2013 2. FOSS, M.L. E KETEYIAN, S.J. Bases Fisiológicas do Exercício e do Esporte. Editora Guanabara Koogan, 6 ed, Rio de Janeiro, 2000. 3. MCARDLE, W., KATCH, F.I., KATCH, V.L. Fundamentos de Fisiologia do Exercício. Editora Guanabara Koogan, 2 ed, Rio de Janeiro, 2002. COMPLEMENTAR 1. ROBERGS, R. A. E ROBERTS, S.O. Princípios Fundamentais de Fisiologia do Exercício: Para Aptidão, Desempenho e Saúde. Editora Phorte, 1 ed, São Paulo, 2002. 2. ROSA NETO, F.Manual de avaliação motora.São Paulo :Artmed, 2002 ARENA, S S. Exercício físico e qualidade de vida.2ed. São Paulo: Phorte, 2009 3. PLOWMAN, S. A. Fisiologia do exercício para saúde, aptidão e desempenho/ Sharon A. Plowman, Denise L. Smith; traduzido por Giuseppe Taranto. 2ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2009. 4. CURI, R. ARAÚJO FILHO, J. P. Fisiologia Básica. – Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2011. Fisiologia do Exercício - Disciplina aplicada – exercício de força, treino e resistência. 2 - Recapitular as fisiologias gerais e do sistema regulador (nervoso) e aulas de bioquímica. Tópicos para ver para próxima aula: - Via nervosas sensitivas e motoras; - Nervos mistos; - Neurônios sensitivos e motores; - Classificação anatômica e funcional do sistema nervoso. Classificação Anatômica do Sistema Nervoso - Tipos: Sistema Nervoso Central e Sistema Nervoso Periférico; - Sistema Nervoso Central: encéfalo e medula espinal; - Encéfalo: cérebro, cerebelo e tronco encefálico; - Sistema Nervoso Periférico: nervos e gânglios. Neurônio sensitivo: conduz o impulso nervoso (pressão arterial: potencial de ação) do Sistema Nervoso Periférico para o Sistema Nervoso Central, onde é interpretado pelo neurônio de associação (interneurônio). Ele recebe o impulso nervoso do sensitivo, interpreta a informação e gera uma resposta para o neurônio motor. Neurônio motor (eferente): conduz o impulso nervoso do Sistema Nervoso Central para o Sistema Nervoso Periférico (músculo, glândula, órgão – exemplo: fígado, produz a bile). Classificação Funcional do Sistema Nervoso: 2 tipos. 1. Sistema Nervoso Autônomo: involuntário; 2. sistema Nervoso Somático: voluntário. Sistema Nervoso Autônomo: - Simpático: substância noradrenalina; - Parassimpático: substância acetilcolina (produzida pelos axônios dos neurônios). Arco Reflexo 3 13.08.2018 AULA 2 FISIOLOGIA APLICADA A ATIVIDADE MOTORA REVISÃO DOS ASPECTOS ANATÔMICOS E HISTOLÓGICOS DO SISTEMA NERVOSO Sistema Nervoso: classificação anatômica - Sistema Nervoso Central: encéfalo e medula - Sistema Nervoso Periférico: gânglios e nervos Vias Nervosas. Controle da Motricidade: 1. Sensitiva, aferente, sensorial: conjunto de gânglios e nervos que conectam o Sistema Nervoso Periférico ao Sistema Nervoso Central, que age por receptores ao captarem informações do meio- ambiente (pode ser meio interno, receptores na pele, órgãos internos). Captam mais estímulos como gases, dor, grau de contração de músculos. Tipos de receptores: térmico, luminoso. 2. Motora, eferente: fluxo inverso. Parte do Sistema Nervoso Central para o Sistema Nervoso Periférico, em vários locais do corpo (órgãos, glândulas, tecido muscular). Nervos: - Sensitivos - Motores - Mistos Classificação Funcional: 1. Sistema Nervoso Somático; 2. Sistema Nervoso Autônomo: - Simpático; - Parassimpático. Nervos mistos: tem dois tipos de neurônios: 4 O nervo corresponde a um conjunto de feixes nervosos, os quais correspondem ao conjunto de fibras nervosas, as quais correspondem ao axônio com o seu envoltório mielínico. Mielina (molécula de lipoproteína); bainha = várias camadas de mielina, que servem para proteger o neurônio e para isolar a membrana do axônio e por consequência aumentar a velocidade de condução dos impulsos nervosos. 5 A condução saltatoria é a mais rápida, ela não tem desperdício de minerais (Na+ e K+) e daí não é necessário gerar potenciais de ação, ela é gerada em forma de corrente elétrica. Nódulos de Ranvier: local em que ocorre o impuslo saltatorio devido a ausência de mielina. Nódulo de Ranvier Potencial de Ação Potencial de Ação: geração de um impulso nervoso (secreção de Na+ e absorção de K+. Gera uma descarga elétrica. A condução por corrente elétrica é muito mais rápida. Quanto maior a dinâmica da mielina a condução é mias rápida. >> TECIDO NERVOSO - NEURÔNIOS - CÉLULAS GLIAIS (GLIA OU NEURÓGLIA) NEURÔNIOS >> CÉLULAS ALTAMENTE EXCITÁVEIS >> NÃO SE DIVIDEM >> FUNÇÃO: GERAÇÃO DE IMPULSO NERVOSO = CONTROLE DE DIVERSAS FUNÇÕES DO ORGANISMO >> COMUNICAÇÃO COM CÉLULAS EFETUADORAS 6 >> Dendritos >> Corpo celular >> Axônio + mielina fibra nervosa Gânglios: região extrema dos nervos, conjunto de corpo de neurônios junto a medula que podem ser sensitivos ou motores (o anterior é motor e o posterior é sensitivo). Os nervos sensitivos vão para o gânglio sensitivo, os nervos motores para o gânglio motor. 7 SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO: - Simpático - Parassimpático >> Noradrenalina: neurotransmissor (conduz mensagem) que é diferente da adrenalina, um hormônio. Sistema Nervoso Somático é voluntário. Por exemplo: exercer funções motoras como caminhar, correr. Ativada pelo córtex cerebral. Sistema Nervoso Autônomo: os gânglios são as extremidades responsáveis pelo Sistema Nervoso Autônomo – uns fazem parte do Simpático outros do Parassimpático, dependem das substâncias (neurotransmissores) que produzem e secretam: - Noradrenalina (Simpático) - Acetilcolina (Parassimpático) - Norepinefrina ou noradrenalina são neurotransmissores produzidos pelos neurônios existentes nos gânglios. - Adrenalina ou epinefrina: hormônios produzidos pelas glândulas adrenais. *** questão de prova: explique o funcionamento do Sistema Nervoso Simpático. Exemplo: coração. SNA Simpático – ativação pela noradrenalina que estimula, paralelamente tem efeito da adrenalina. O Parassimpático inibe. Tecido muscular. Exemplo: esfíncter da pupila do olho, quando há um susto ele dilata. No SNA Simpático é ativada a noradrenalina, mas no Parassimpático relaxa e a pupila dilata. No Simpático contrai e diminui (efeito da acetilcolina). Daí que embora a substância seja a mesma, o que difere são os receptores encontrados nos órgãos. 8 9 TIPOS DE NEURÔNIOS CLASSIFICAÇÃO >> Classificação Anatômica >> Classificação Funcional CLASSIFICAÇÃO ANATÔMICA >> Neurônios Unipolares >> Neurônios Bipolares >> Neurônios Multipolares >> Neurônios Pseudo-Unipolares >> Células Piramidais *** As mais importantes são as bipolares, pseudo-unipolares e multipolares. A importância é a quantidade de impulsos nervosos que chegam do dendrito ao corpo celular. O sentido é unidirecional: o sentido de condução do impulso nervoso é de dendritos para corpo celular, daí para o axônio e terminações – depende do sentidodo impulso. 10 Axônio: espessura fina, quem contribui é a molécula de mielina – quanto maior o calibre mais veloz o impulso nervoso. Ela é gerada em espiral. CLASSIFICAÇÃO FUNCIONAL >> Neurônios Sensoriais - Sensitivo, sensorial ou aferente >> Interneurônios - Interneurônio ou neurônio de associação >> Neurônios Motores - Motor ou eferente Arco reflexo: situações com a participação com os 3 neurônios, outras com os 2 (sensitivo e motor). É autônomo, pois não chega no encéfalo, fica na medula espinal. Não pensa para fazer isso. >> Receptores: Percebem o ambiente (químicos, luz, som, toque) e codificam essas informações em mensagens eletroquímicas, que são transmitidas pelos neurônios sensoriais - Receptor ou neuroreceptor: enviam pela via sensitiva. São os termoceptores no arco reflexo que se comunicam com o neurônio de associação pela sinapse e o último com o motor que chega ao tecido muscular (fibras musculares). >> Neurônios sensoriais: Transportam sinais das extremidades do nosso corpo (periferias) para o sistema nervoso central >> Interneurônios (neurônios associativos): Conectam vários neurônios dentro do cérebro e da medula espinhal >> Neurônios motores (motoneurônios): transportam sinais do sistema nervoso central para as extremidades (músculos, pele, glândulas) do nosso corpo - Substância cinzenta: acúmulo de porções especificas dos corpos celulares – o núcleo das células. - Substância branca: na borda ficam os axônios. 11 Na figura: no Sistema Nervoso Periférico junto os receptores, mais prolongados são os dendritos (neurônios e nervo sensitivos), no gânglio, o corpo celular. Na figura abaixo no Sistema Nervoso Periférico: neurônios somáticos. Abaixo o parassimpático: - O 1º controla voluntariamente o músculo estriado esquelético - O 2º controla involuntariamente a musculatura lisa cardíaca. CÉLULAS DA GLIA São células conjuntivas (não nervosa) que conseguem realizar a mitose. São menores do que os neurônios e consequentemente estão presentes em maior número. Sua função é promover a manutenção dos neurônios. São células de sustentação. São 10 vezes menores e 10 vezes mais numerosos. Exemplo: os astrócitos fazem a nutrição dos neurônios. TIPOS DE CÉLULAS GLIAIS >> CARACTERÍSTICAS: 12 - 10X mais numerosas do que os neurônios - Realizam mitose - Função: Suporte, proteção e nutrição para os neurônios - Neuroglia MICRÓGLIA >> Consiste em macrófagos especializados que protegem os neurônios >> Capazes de fagocitar (defesa) >> São as menores de todas as células gliais e correspondem a 15% de todas células do tecido nervoso MACROGLIA - Células maiores. >> Os tipos de células da macroglia são: - Oligodendrócito - Célula ependimária - Célula radial glial - Célula de Schwann - Célula satélite - Astrócito OLIGODENDRÓCITOS - Transporte de nutrientes e O2 do sangue para o neurônio. - Poucas ramificações; célula pequena. *** resumo do tipo ou funções não cai na prova. 13 14 LOCALIZAÇÃO NOME DESCRIÇÃO SNC Astrócitos Forma estrelada; sinalização celular; a comunicação neurônio-astrócito se dá em ambas as direções; os pés dos astrócitos ligam neurônios e vasos sanguíneos (função nutritiva) SNC Oligodendrócitos Fabricação da mielina a partir de lipídios e proteínas; neurônios do SNC revestidos por oligodendrócitos SNC célula ependimária Revestem as cavidades do encéfalo e da medula, conectando-se com o LCR (liquido cefalorraquidiano). São cilíndricas com prolongamentos que penetram no tecido nervoso SNC célula radial glial Na retina esta é a principal célula glial e participa na comunicação dos neurônios SNP células de Schwann Neurônios do SNP revestidos por células de Schwann (consideradas as únicas células de sustentação do SNP); as células de Schwann também têm características fagocitárias quando existe uma infecção. As células de Schwann podem envolver um neurônio totalmente (mielinizado), ou parcialmente (não mielinizado) SNP Célula Satélite São pequenas células que delimitam a superfície exterior dos neurônios e ajudam a regular o ambiente químico externo 15 NERVOS X FEIXES NERVOSOS X FIBRAS NERVOSAS >> Fibra Nervosa: É o axônio com seu envoltório mielínico >> Feixe Nervoso: Grupo de fibras nervosas >> Nervo: Grupo de feixes nervosos Observação: Bainha de Mielina (lipoprotéica): Secreção por - Oligodendrócito (SNC) - Células de Schwann (SNP) 16 DISPOSIÇÃO DAS ESTRUTURAS >> Camada Externa : Epineuro (envolve o nervo) - É a membrana que reveste/ envolve todo o nervo. >> Camada Intermediária : Perineuro (envolve os feixes) - É a membrana que reveste/ envolve os feixes. >> Camada Interna : Endoneuro (envolve as fibras) - É a membrana que reveste/ envolve as fibras. - Nervos Sensitivos = fibras aferentes - Nervos Motores = fibras eferentes - Nervos Mistos = fibras aferentes + fibras eferentes Figura: nervo grupo de feixes nervosos. Tipo de fibras têm neurônios sensoriais e motores. Exemplo: arco reflexo sai do sensitivo pelo termoceptor que pelo neurônio sensitivo vai até o neurônio de associação que faz sinapse. Recebe a informação que faz uma segunda sinapse pelo interneurônio, informação de contração para o neurônio motor que faz sinapse e gera o estímulo de contração no músculo. Nas fibras nervosas estão os feixes de axônios com mielina (lipoproteína). 17 TIPOS DE FIBRAS Quanto maior o calibre da fibra nervosa, mais rápida a velocidade da condução do impulso. O que difere o calibre é a quantidade de mielina. O que muda é o envoltório/ revestimento. Ordem decrescente dos tipos de estímulo/ informação: >> Fibras A: são grossas, mielinizadas, com alta velocidade de condução e são subdivididas em α (alfa), β (beta), γ (gama) e δ (delta) (em ordem decrescente de espessura). É a mais espessa. >> Fibras B: são menos grossas, mielinizadas, são fibras eferentes pré-ganglionares do Sistema Nervoso Autônomo. >> Fibras C: são fibras amielínicas, de baixa velocidade de condução. É a menos espessa. Tipos de impulso que as fibras conduzem: >> Fibras A α: sensibilidade táctil e proprioceptiva >> Fibras A β e fibras A γ: sensibilidade tátil e térmica >> Fibras A δ e C: sensibilidade dolorosa - Há subtipos. 18 - Comparação com tipo de estímulos. Exemplo: Alfa: tátil e proprioceptivo (tem que ser comunicada de forma muito, muito rápida); Exemplo: Delta: dor é a menos veloz, portanto menos importante para o estímulo do impulso nervoso. >> CALIBRE - TIPO A: grosso calibre, mielinizadas - Condução rápida (6-30 m/s) - TIPO C: fino calibre, amielinizadas - Condução lenta (0.5-2 m/s) TEORIA DAS COMPORTAS (Tálamo) O canal das fibras nervosas sensitivas: segundo a teoria das comportas se chega informação só irá permanecer esse estímulo, se fecha para outro estímulo, ou seja, não consegue processar dois estímulos no Tálamo. De tal modo o tato ou pressão na forma de estímulos irão reprimir estímulos de dor (irá bloquear algumas fibras nervosas, não todas, daí diminui a sensibilidade). Tipos de Fibras (resumo) A e B tem mielina, mas A tem mais; C é amielinizada (é muito lenta). REGENERAÇÃO NEURONAL - O tecido nervoso é capaz de se regenerar. Depende, a princípio do local e do tipo de lesão que aconteceu.Se for distante do corpo celular, a chance de se regenerar é maior. Se mais próximo não. Exemplo: mais próximo da medula ´e mais difícil a reparação. 19 TABELA 7.1 TERMINOLOGIA PERTINENTE AO SISTEMA NERVOSO Termo Definição Sistema nervoso central (SNC) Encéfalo e medula espinal Sistema nervoso periférico (SNP) Nervos, gânglio e plexos nervosos (fora do SNC) Neurônio de associação (interneurônio) Neurônio multipolar localizado totalmente no SNC Neurônio sensitivo (neurônio aferente) Neurônio que transmite impulsos de um receptor sensitivo ao SNC Neurônio motor (neurônio eferente) Neurônio que transmite impulsos do SNC a um órgão efetor (p. ex., um músculo) Nervo Agrupamento tipo cabo de muitos axônios, podendo ser “misto” (contendo tanto fibras sensitivas como motoras) Nervo motor somático Nervo que estimula a contração dos músculos esqueléticos Nervo motor autônomo Nervo que estimula a contração da musculatura lisa e do miocárdio (músculo cardíaco) e que estimula a secreção glandular Gânglio Agrupamento de corpos celulares de neurônios localizado fora do SNC Núcleo Agrupamento de corpos celulares de neurônios localizado no SNC Trato Agrupamento de fibras nervosas que interconectam regiões do SNC MENINGES >> Envoltórios (membranas) de tecido conjuntivo que protegem o Sistema Nervoso Central - Dura-máter: Meninge externa (Tecido Conjuntivo Denso) - Membrana em contato com a dura-máter - Aracnóide: - Traves que a ligam com a Pia-máter Espaço Subaracnóideo Liquído Cefalorraquidiano O liquor absorve impactos e substâncias. - Pia-máter: Meninge interna = bastante vascularizada 20 CLASSIFICAÇÃO DO SISTEMA NERVOSO DIVISÃO ANATÔMICA >> SNC - Encéfalo (cérebro, cerebelo, ponte e bulbo) - Medula Espinhal >> SNP - Gânglios - Nervos DIVISÃO FISIOLÓGICA (FUNCIONAL) Sistema Nervoso Somático (Voluntário) Composto por neurônios que estão submetidos ao controle consciente para gerar ações motoras voluntárias, resultantes da contração de um músculo esquelético. 21 Principal função: Inervar a musculatura esquelética, responsável pelas ações voluntárias, como a movimentação de um braço ou perna. Sistema Nervoso Visceral (Autônomo) Fibras que saem do SNC através de nervos cranianos e espinhais e gânglios destas fibras Controla funções como a respiração, circulação do sangue, controle de temperatura e digestão. SNPA SIMPÁTICO Núcleos nervosos nas porções torácica e lombar da medula espinhal = Divisão Toracicolombar do SNPA Mediador Químico: NORADRENALINA SNPA PARASSIMPÁTICO Núcleos nervosos da porção Sacral e do Encéfalo = Divisão Craniossacral do SNPA Mediador Químico: ACETILCOLINA >> Observação: Exceção do Antagonismo entre SNPAS e SNPAP: Glândulas Salivares são estimuladas pelos 2 sistemas 22 23 24 O IMPULSO NERVOSO >> O impulso nervoso é um impulso elétrico >> Para que seja gerado, o neurônio precisa realizar um potencial de ação COMUNICAÇÃO NERVOSA >> Ocorre em 3 etapas: 1. Geração do impulso nervoso (Geração de PA) 2. Condução do impulso nervoso (Condução) 3. Transmissão da informação (Sinapse) GERAÇÃO DE PA >> Ocorre em 4 etapas: 1. Despolarização: absorção de sódio 2. Repolarização: secreção de potássio 3. Hiperpolarização: perda excessiva de potássio 4. Período refratário: repouso do neurônio e realização da bomba de sódio e potássio Observação: Limiar de excitação 25 - Ocorre mediante impulso/ descarga elétrica muito rápida, ocorre em milissegundos. - Neurônio: observar as células de neurônios com cargas elétricas, há diversas cargas negativas (íons, aminoácidos). - Fora da célula: há cargas negativas, porém, há número maior de cargas positivas. - Dentro da célula há quantidade maior de cargas negativas. - Resultado: negativo dentro, positiva fora. - Eles têm polos. - Quando a célula gera impulso nervoso, ele passa por canais (túneis) na célula, por exemplo: Na+ entra carga positiva, começa o processo do Potencial de Ação: Despolarização: - A célula deixa de ficar negativa e passa a positiva. - A célula fecha os canais de Na+. - A célula abre o canal de K+. Será secretado, irá sair da célula, até voltar ao estado inicial: Repolarização (voltou a ficar negativa): - Isso significa que gera impulso elétrico (milivolts) suficientes para que o neurônio consiga captar o estímulo. Limiar de excitação - Limiar de dor: é gerada por receptores de dor (quanto mais receptores, maior o limiar de dor). - Lei do “tudo ou nada”: neurônio é ativado ou não, ou seja, na prática existe um músculo para ser ativado – é o limiar de excitação representada em milivolts. É influenciado por fatores de hormônios, nutrição, hidratação. CONDUÇÃO >> Ocorre de duas formas: - Contínua (fibras amielínicas) - Saltatória (fibras mielínicas com nódulos de Ranvier) 26 CONDUÇÃO CONTÍNUA Figura: 1ª Parte: estado de repouso; 2ª Parte: começa a ganhar Na+ e ficar positiva (é a despolarização); 3ª Parte: deixa de entrar Na+ e começa a sair K+ a descida é repolarização. Os canais demoram uma fração para fechar e perde mais K+ do que deveria, o que gera hiperpolarização; 4ª Parte/ etapa: período refratário. É o momento que o neurônio está em repouso, mas não consegue aí gerar novo impulso nervoso. Ele está apto (descansar) a gerar impulso da bomba Na+ e K+ com gasto de ATP O Na+ vai sair e o K+ vai entrar o necessário para fazer o próximo impulso nervoso. 27 CONDUÇÃO SALTATÓRIA Observação: condução saltatória. mais rápida com fibras mielínicas, há várias regiões com locais de estrangulamento da mielina, como o nódulo de Ranvier. - Fibras sem nódulo de Ranvier são amielínicas - Há fibra mielínica sem nódulo de Ranvier (são poucas). - Primeiro, o íon de Na+ entra na célula (não está mostrando, mas há saída de K+). Entrada de Na+ não é que a célula inteira fica positiva, o restante fica negativo, principalmente o axônio. 28 CONCLUSÕES (Professor Paulo) 1. Condução Contínua: conforme torna o canal positivo, os canais ao lado de Na+ se abrem e ficam positivos e assim sucessivamente como uma onda de despolarização e repolarização. É uma sucessiva de potenciais de ação. 2. Condução Saltatória: no caso da via motora é feita por fibras mielínicas (é mais rápida). No local do nódulo de Ranvier consegue gerar Potencial de Ação, devido a presença da bomba Na+ e K+. Os nódulos dão reforço da manutenção da carga elétrica do Potencial de ação, cuja corrente passa por dentro do axônio. SINAPSE >> Corresponde a transmissão de informação de uma célula a outra >> Podem ser Elétricas ou Químicas de acordo com a natureza da sinapse >> Podem ser Excitatórias ou Inibitórias de acordo com o tipo de informação - Excitatória: excita a célula seguinte; - Inibitória: inibe a célula seguinte. >> Podem ser Interneuronal ou Neuromuscular de acordo com os tipos de células SINAPSE ELÉTRICA - Pode ser as próprias cargas elétricas – sinapse elétrica. Por exemplo: no coração – as células estão unidas umas as outras (junções comunicantes), o impulso segue de uma célula para outra. - As demais são químicas – devido a um pequeno espaço entre elas: a fenda sináptica - Se a sinapse ocorre entre dois neurônios – neuronal; - Se a sinapse ocorre entre 1 neurônio e 1 célula muscular –neuromuscular. >> Ocorre no coração >> Necessidade da existência de canais intercelulares especiais (junções comunicantes) >> Passagem de íons, pequenos peptídeos e segundos mensageiros moleculares >> Ocorre sempre a excitação da célula pós-sináptica >> Condução muito rápida 29 SINAPSE ELÉTRICA NO MIOCÁRDIO DISCOS Discos intercalares SINAPSE QUÍMICA >> Condução numa só direção >> O neurônio que secreta o neurotransmissor é denominado pré- sináptico >> O neurônio sobre o qual o neurotransmissor atua é chamado pós- sináptico >> Vantagens: os sinais são levados à alvos altamente específicos. Isso permite ao sistema nervoso direcionar suas ações (sensação, controle motor, memória, etc.) COMO OCORRE A ATIVAÇÃO DA CONTRAÇÃO MUSCULAR? A ativação da contração muscular (sinapse excitatória): com a chegada do Potencial de Ação na terminação axonal (ou terminação nervosa) de um neurônio motor, ocorre a ativação de vesículas sinápticas, as quais secretam os seus neurotransmissores para fenda sináptica. Os neurotransmissores irão se ligar a receptores específicos localizados na membrana na fibra muscular, gerando um novo Potencial de Ação na fibra, ativando-a. Isto promove a secreção de cálcio que é liberado do retículo sarcoplasmático (sarco: está na fibra muscular) e se liga às proteínas contráteis (actina, miosina, troponina e tropomiosina), gerando um deslizamento da actina sobre a miosina. 30 Sinapse elétrica pode ter ativação ou inibição. X Sinapse química só pode ter ativação. O cálcio está dentro do retículo sarcoplasmático quando liberado pelo impulso elétrico. Ele faz com que as proteínas contráteis (actina e miosina) deslizem e gerem a contração. (actina e miosina estão presentes em cada sarcômero). - O impulso elétrico ativa as vesículas e liberam os neurotransmissores (exemplo: acetilcolina) que se conectam aos receptores e ativam o impulso elétrico Na+ e K+. SINAPSE QUÍMICA (Sinapse Neuromuscular) 31 >> Neurotransmissores; >> Somação de Potencial de Ação; >> Propriocepção. NEUROTRANSMISSORES DE BAIXO PESO MOLECULAR E DE AÇÃO RÁPIDA >> Moléculas pequenas e de ação rápida: - São produzidas/ secretadas rapidamente, agem de forma rápida. O Sistema Nervoso utiliza para estímulos agudos – seja informações sensoriais, seja motora. - Substâncias sintetizadas na terminação pré-sináptica e absorvida por transporte ativo para dentro das vesículas sinápticas - Estão presentes nas vesículas, ficam armazenados. - Causam a maioria das respostas agudas no SN (transmissão de sinais sensoriais ao cérebro e sinais motores ao músculo) - Apenas um tipo é secretado por cada neurônio *** APENAS 1 TIPO DE NEUROTRANSMISSOR É SECRETADO POR NEURÔNIO. ELE NÃO CONSEGUE PRODUZIR OUTRO TIPO! TRÊS CLASSES >> CLASSE I: Colinas - Acetilcolina (contração da musculatura esquelética, atenção, aprendizagem e memória) A acetilcolina tem várias funções importantes, a mais fundamental é contração da musculatura esquelética. *** Na contração do músculo esquelético: só 1 neurotransmissor é acetilcolina, quem também está envolvido na musculatura lisa e cardíaca. - No coração o acetilcolina inibe, quem estimula é a adrenalina e noradrenalina. - E em outros músculos lisos? Depende, a acetilcolina ora estimula, ora inibe. >> Classe II: Aminas - Dopamina (controle motor) 32 A dopamina atua no controle motor. Ela age em neurônios não em músculos esqueléticos. A deficiência da produção de dopamina é uma disfunção, pois gera a doença de Parkinson (doença do controle motor). - Serotonina (aprendizagem, memória e bom humor) A serotonina atua no Sistema Nervoso Central, no cérebro, gera sentimento de satisfação e bom humor. - Histamina (vasodilatação) A histamina pode ser produzida também por mastócito (células presente na medula óssea que produzem o sangue) e neurônios. Eles geram vasodilatação. - Norepinefrina (excitação física, mental e bom humor) - Epinefrina* A norepinefrina é neurotransmissor, a epinefrina é hormônio (agem de forma semelhante). >> Classe III: Aminoácidos (obtidos na dieta) Há 23 tipos de aminoácidos na natureza, no organismo 22, porém metabolizados só 20. Há um grupo que além de aminoácidos são neurotransmissores. - Aspartato e Glutamato (excitatórios) - GABA (SNC) e Glicina (SNP) (inibitórios) FUNÇÕES ASSOCIADAS A CADA UM DOS RECEPTORES COLINÉRGICOS Receptores colinérgicos significa receptores para acetilcolina. Há dois grupos: nicotínicos e muscarínicos. >> Nicotínicos - Presente em musculatura esquelética Presentes em alguns tecidos e respondem em alguma forma a acetilcolina. Eles respondem a ação da nicotina. Na verdade pela acetilcolina. >> Muscarínicos - Presente nos demais tecidos (ex: musculatura cardíaca) 33 Respondem a toxina muscarina, mas também a acetilcolina. Exemplo: na musculatura cardíaca. A ação da acetilcolina é inibida devido ao receptor muscarínico; no musculoesquelético ela é ativada devido ao receptor nicotínico. FUNÇÕES ASSOCIADAS A CADA UM DOS RECEPTORES ADRENÉRGICOS Adrenérgico: só recebe um tipo de substância, a noradrenalina. RECEPTOR ALFA RECEPTOR BETA Vasoconstrição (cutânea, renal, etc.) Vasodilatação (músculo esquelético) Contração do miométrio Cardioaceleração Contração do dilatador da íris Aumento da força de contração do miocárdio Relaxamento intestinal Relaxamento do miométrio Contração pilomotora Relaxamento bronquial e intestinal Lipólise Glicogenólise Nos vasos sanguíneos da pele, rim e outros causam vasoconstrição. Em volta do vaso sanguíneo há musculatura lisa que é ativada e contrai, devido a presença de um tipo de receptor “alfa” de noradrenalina. O receptor “beta” também se liga à noradrenalina, só que a interpretação é diferente – irá relaxar a musculatura lisa, e o vaso adjacente irá dilatar e gerar maior fluxo de sangue. Exemplo: na atividade física é necessário mais fluxo sanguíneo no tecido muscular, daí ocorre a vasoconstrição na região da pele e vasodilatação no músculo adjacente – fisiologicamente gera eleitos opostos. As subunidades: alfa 1, beta 1 – a ação depende do local em que os receptores estão *** Exemplo: relaxamento do endométrio; do intestino; Em cada local tem um efeito (não precisa decorar a tabela) *** NEUROTRANSMISSORES DE ALTO PESO MOLECULAR E DE AÇÃO LENTA >> Moléculas grandes e de ação lenta: - Grandes moléculas proteicas sintetizadas no corpo celular neuronal - Liberadas em quantidade menor pois possuem potência superior - Ação prolongada (duradoura) - Elas demandam tempo maior de produção. 34 - Proteínas produzidas em local diferente nos neurônios – no corpo celular (fica o núcleo) são produzidas em quantidade menor, embora sejam mais potentes. SÃO DIVIDIDAS POR CLASSES (A, B, C e D): >> CLASSE A: Hormônios liberadores hipotalâmicos - Liberados pelo hipotálamo, os neurotransmissores também agem como hormônio (exemplo: norepinefrina – parte dela é produzida pela glândula adrenal). - H.L. de tireotropina (estimula a liberação de TSH) - H.L. do hormônio luteinizante (estimula a liberação de LH) - Somatostatina (controla glicemia, inibe GH) >> CLASSE B - Peptídeos pituitários - Liberados pela glândula pituitária ou hipófise. Exemplo: o hormônio liberador de tireotropina é o TSH que irá estimular a tireoide. As classes A e B tem relação de estimulação e produção. - ACTH (estimula as glândulas adrenais) - Prolactina (estimulaa produção de leite) - Vasopressina (produzida pelo hipotálamo mas secretada pela hipófise) (ADH) (vasoconstrição e estimula a reabsorção renal de água) A vasopressina é armazenada na hipófise, embora seja produzida no hipotálamo. O ADH retém a diurese, gera vasodilatação e aumenta a pressão arterial. A homeostase é mantida no corpo para ser secretada no suor e resfriar o corpo. - Ocitocina (produzida pelo hipotálamo, mas secretada pela hipófise) (contração uterina e mamária, prazer no orgasmo, empatia social) >> CLASSE C - Peptídeos que agem sobre o intestino e sobre o cérebro - Encefalina (analgesia) - Substância P (diminui o limiar da dor e favorece inflamação) A substância P estimula a inflamação e diminui o limiar da dor (sente dor mais facilmente), fica mais suscetível. - Gastrina (secreção de ácido clorídrico) A gastrina age no estômago e produz o ácido clorídrico (parte do suco gástrico) e estimula a motilidade do estômago. 35 >> CLASSE D - De outros tecidos - Angiotensina II (vasoconstritora e estimula reabsorção renal de sódio) - Bradicinina (vasodilatador e ativa as vias de dor) - Calcitonina (inibe PTH) O PTH – paratohormônio – faz reabsorção do cálcio. Exemplo: a disfunção torna os ossos mais frágeis. REMOÇÃO DO NEUROTRANSMISSOR Enquanto estiver conectado ao receptor, o neurotransmissor continuará agindo. 1) Por difusão do neurotransmissor da fenda para os líquidos em volta (de forma passiva) 2) Por destruição enzimática dentro da fenda sináptica Exemplo: controle da motricidade, como acetilcolina que faz contração musculoesquelético. Ela é destruída por uma enzima. 3) Por transporte ativo de volta ao terminal pré-sináptico que o liberou para ser reutilizado O neurotransmissor desliga sozinho do receptor e é reabsorvido pelo terminal pré-sináptico e fica armazenado na vesícula e pode ser reutilizado por transporte ativo. SINAPSE EXCITATÓRIA Antes da sinapse há pré-sinapse, a sinapse, e no músculo pós-sináptica. – O mediador químico (neurotransmissor) liberado na fenda sináptica excita o neurônio seguinte, produzindo o PEPS ou PPSE (potencial pós-sináptico excitatório) – Exemplo: Norepinefrina, Epinefrina, Acetilcolina (depende no musculoesquelético) – CONSEQUÊNCIA: Abertura de canais de sódio e formação de potencial de ação SINAPSE INIBITÓRIA – O mediador químico (neurotransmissor) liberado na fenda sináptica inibe a despolarização do neurônio seguinte, produzindo o PIPS ou PPSI (potencial pós-sináptico inibitório) 36 – Exemplo: GABA, Glicina e a Acetilcolina no coração – CONSEQUÊNCIA: Abertura de canais de cloreto. NÃO ocorre a formação de um potencial de ação - Fará o inverso: inibe o potencial de ação no neurônio. - Ocorre a abertura de canais de cloreto, que é o íon com carga negativa: Cl-. Ela não irá despolarizar, ela ganha carga negativa e ficará hiperpolarizada e não formará potencial de ação. Isso ocorre pela abertura de canais de cloreto, e a célula absorve mais carga negativa; ou 2) pela abertura de canais de K+, ocorre a secreção de K+. O resultado é o mesmo, fica mais negativa; irá hiperpolarizar. É o que ocorre no coração. TRÊS ESTADOS DE UM NEURÔNIO 1) Neurônio em repouso 2) Neurônio excitado (ativado), com aumento do potencial intraneuronal devido ao influxo de íons SÓDIO (Na+) 3) Neurônio inibido, com redução do potencial intraneuronal devido ao influxo de íons CLORO (Cl-) e efluxo de íons POTÁSSIO (K+) FACILITAÇÃO - Processo de regulação: ativação em repetidas vezes em curto espaço de tempo. >> Quando um axônio pré-sináptico é estimulado repetidamente, a resposta pós-sináptica pode aumentar a cada estímulo - Sinapse química excitatória: Quando o axônio é estimulado repetidamente, a resposta pode aumentar repentinamente e com maior força. >> O grau de facilitação depende da frequência dos impulsos pré- sinápticos. >> A facilitação desaparece rapidamente, em décimos a centésimos de milissegundos POTENCIAÇÃO >> Quando um neurônio pré-sináptico é estimulado tetanicamente (muitos estímulos com frequência elevada), ocorre aumento mais prolongado da resposta pós-sináptica >> Potenciação pós-sináptica chega a durar por décimos de segundo até vários minutos após a cessação da estimulação tetânica 37 POTENCIAL PÓS-SINÁPTICO >> Excitatório - PEPS - Há geração de potencial de ação >> Inibitório - PIPS - Não há geração de potencial de ação 38 - Exemplo: situação A recebe estímulo na frequência X - Exemplo: situação B aumenta a frequência dos estímulos (intervalo menor) – potência 2X - Na figura (a), 3 neurônios, há 2 regiões de contato, porém 1 sinapse (PEPS ou PPSE) a 2º está inativa. Depende dos neurotransmissores (as sinapses) nesse caso, o primeiro não faz inibitório, assim também no axônio – só tem 1 tipo de receptor. É alta especificidade. O 2º neurônio da sinapse está inativa. Na tabela abaixo ilustra que a intensidade ao percorrer o axônio diminui (curva menor) - Na figura (b), o 2º neurônio está fazendo sinapse inibitória ou absorve Cl- ou secreta K+ nesse caso o neurônio fica totalmente inibido. A diferença entre as duas: é que no 1º não há controle adequado no 2º há controle inibitório que gera equilíbrio. Exemplo: no treino há afinação motora do equilíbrio para cumprir funções específicas. Está relacionado a força de contração (agonista e antagonista). - Se estimula a facilitação diminui rapidamente. - Se aumentar a intensidade e cessar, o neurônio continuará produzindo, o efeito é mais prolongado da resposta sináptica. Exemplo: ocorre contração sustentada – é o caso da musculatura dos membros inferiores para se manter de pé. Pode ocorrer na cãibra (a musculatura de tanto estímulo e contrair e relaxar, em um momento ela não relaxa mais). POTENCIAL PÓS-SINÁPTICO - Controle adequado de uma fibra muscular. >> SOMAÇÃO ESPACIAL Quando mais de um neurônio pré-sináptico realiza sinapses com um único neurônio pós-sináptico e este soma seus PEPS - Uma fibra muscular pode somar vários estímulos excitatórios. É chamado de somação. Exemplo: a célula vai somar 2 estímulos geradas por 2 neurônio – somação espacial. Se for 2 estímulos sucessivos – somação temporal. >> SOMAÇÃO TEMPORAL Quando um único neurônio pré-sináptico realiza sucessivas sinapses com um único neurônio pós-sináptico e este soma seus PEPS 39 - 1 ou mais pré-sinápticos estimula 1 pós-sináptico – somação espacial. - 1 neurônio pré-sináptico realiza 1 pós-sináptico com estímulos sucessivos – somação temporal. - Figura (a) é o mais simples. Célula pré-sináptica na horizontal. O gráfico representa o Potencial de Ação. - Figura (b) é o mais forte. 3 neurônios pré-sinápticos e 1 neurônio pós-sináptico irá ocorrer 3 estímulos sucessivos e será muito ativado, deverá absorver mais Na+. - Figura (c) mais sustentada/ duradoura. Exemplo: somação temporal. O pré-sináptico faz 3 estímulos (tetania) em momentos diferentes. No 1º estímulo abre os canais de Na+ e faz despolarização. Nesse último irá gerar cãibra, nele o músculo irá contrair de maneira sustentada. 40 TIPOS DE FIBRAS 03.09.2018 AULA 5 RECEPTORES SENSORIAIS RECEPTORES >> Classificação funcional - EXTEROCEPTORES Receptores localizados na superfície corpórea - PROPRIOCEPTORES Receptores localizados em ventres musculares, tendões, fáscias, ligamentos e cápsulas articulares - VISCEROCEPTORES Receptores localizadosem vísceras 41 >> Classificação Anatômica (Morfológica) - ESPECIAIS Receptores relacionados com os órgãos dos sentidos - GERAIS - LIVRES : tato / pressão MECANOCEPTOR : temperatura TERMOCEPTOR : dor NOCICEPTOR - ENCAPSULADOS RECEPTORES ENCAPSULADOS - Nas mãos há maior quantidade que nas costas, em razão do tato. - Teste do compasso: de acordo com o raio na mão, quanto maior a distância, a chance de atingir 2 ou mais células aumenta, quanto menor a distância do raio começa a perceber só em 1 ponto de contato. >> MECANOCEPTORES: - Corpúsculo de Merckel: tato e pressão - Corpúsculo de Meissner: tato e pressão - Corpúsculo de Ruffini: tato e pressão - Corpúsculo de Vater-Paccini: tato e pressão >> PROPRIOCEPTORES: - Fusos neuromusculares: responsáveis pelos reflexos miotáticos - Órgãos neurotendinosos: estimulados quando ocorre o estiramento de um tendão muscular - Dentro do grupo há os proprioceptores. Receptores encapsulados: fuso neuromuscular, OTG, pode ser neuromuscular ou muscular; neurotendíneo ou tendíneo. ÓRGÃOS PROPRIOCEPTIVOS >> Fuso Muscular >> Órgão Tendinoso de Golgi 42 - São responsáveis por estímulos sensoriais (músculo e tendão) que se complementam. - 1º previne contra estiramentos (é responsável por detectar graus de estiramento do tendão). - 2º tônus muscular – grau de contração do músculo. Observação: um encurtamento muito forte também pode gerar uma contratura. PROPRIOCEPÇÃO É a capacidade em reconhecer a localização espacial do corpo, sua posição e orientação, a força exercida pelos músculos e a posição de cada parte do corpo em relação às demais, sem utilizar a visão. Este tipo específico de percepção permite a manutenção do equilíbrio postural e a realização de diversas atividades práticas. Resulta da interação das fibras musculares que trabalham para manter o corpo na sua base de sustentação, de informações táteis e do sistema vestibular (labirinto), localizado no ouvido interno - Percepção dos seguimentos em relação ao corpo e no espaço, sem utilizar a visão. E mais o tônus muscular que é a força exercida pelos músculos. - O quanto irá gerar impulso nervoso para gerar força de contração. RECEPTORES MUSCULARES - No músculo não tem apenas os proprioceptores – há outros receptores nervosos como quimioceptores. Eles detectam a produção de ácido lático, minerais, Na+, Ca+, I-. >> Quimiorreceptores - Alterações no valor do pH - Alterações na concentração de oxigênio e gás carbônico - Alterações na concentração de potássio >> Fuso Muscular - FUNÇÃO: Detecção do comprimento do músculo - CONSTITUIÇÃO: Fibras musculares finas (fibras intrafusais) associadas a fibras nervosas sensitivas 43 - É constituído por fibras musculares e fibras nervosas sensitivas que estão se interconectando, protegidos por uma bainha de tecido conjuntivo. - DISPOSIÇÃO: Posicionam-se paralelamente às fibras musculares normais (fibras extrafusais) - Como estão presentes em paralelo no músculo, as fibras do fuso com as fibras musculares do músculo em si, tem a função de detectar o comprimento do músculo pela sucessão de PEPS. - Fibras interfusais: são responsáveis por detectar o comprimento. Não responde pela força de contração. Essas fibras interfusais são mais finas e fracas. - AÇÃO: Geram informação de um suposto forte estiramento muscular, resultando em PEPS na musculatura agonista e PIPS na musculatura antagonista - Como ativa ou detecta estiramento, no estiramento diminui o diâmetro e comprime as terminações nervosas e assim são ativadas e geram impulso nervoso. Ao contrário, no encurtamento não ativa. 44 Curiosidade (detalhe): - Primária: resposta rápida – quando está em movimento. - Secundária: menos rápida – alteração estática. REFLEXO DE ESTIRAMENTO >> É MEDIADO POR UM ARCO REFLEXO SIMPLES >> PERCURSO: - Neurônio Sensitivo conduz informação até a região posterior da medula - Sinapse direta com os motoneurônios alfa e gama presentes na região anterior da medula, que conduzem informação de contração dos músculos agonistas e relaxamento dos antagonistas REFLEXO MONOSSINÁPTICO 45 - É diferente do arco reflexo simples: Falta receptor e interneurônio. Exemplo: teste do ligamento patelar (teste motor). É um estímulo mecânico – é capaz de dissipar pelos tecidos em volta e chega no músculo quadríceps ponde há fuso muscular – que recebe um estímulo e interpreta como hiper-estiramento. Ele envia um estímulo para o Sistema Nervoso Central desse hiper- estiramento, que retorna para contração. Daí a contração do quadríceps para evitar lesão por estiramento embora não esteja estirando (o estímulo induz o fuso). - Quantas sinapses existem nesse percurso no Sistema Nervoso Central – Reflexo Monossináptico: 1 sinapse. Observação: a diferença é que não tem a sinapse do interneurônio, o estímulo do teste vai para via sensitiva à medula e desta a sinapse sai direta na via motora. PEPS – o estímulo gera contração muscular. REFLEXO PATELAR (REFLEXO MONOSSINÁPTICO) Observação: mostra também o reflexo dissináptico na altura da terminação nervosa, pois gera duas sinapses no interneurônio que gera impulso nervoso para bíceps femoral relaxar. - Porque precisa do interneurônio? Pois ele irá gerar estímulo inibitório. Apenas 1 tipo de neurotransmissor é secretado por cada neurônio. 46 Na figura: - A via azul secreta neurotransmissor excitatório; - A via verde secreta neurotransmissor inibitório – não vai gerar Potencial de Ação e não contrai o músculo – esse interneurônio é sempre inibitório, porém há outro tipo de interneurônio no nervo que gera estímulos excitatórios. - O Potencial de Ação gerado chega nas terminações nervosas nas duas vias (azul e verde). Na azul gera impulso excitatório para o músculo contrair; na via verde libera neurotransmissor para inibir e daí relaxar o antagonista. FIBRAS MOTORAS >> O neurônio motor alfa é mais calibroso (contração das fibras extrafusais) >> O neurônio motor gama é menos calibroso (contração das fibras intrafusais) FIBRAS NERVOSAS MOTORAS: - Alfa: é a mais calibrosa, conduz as informações com mais velocidade. Traz informações para fibras musculares extrafusais. As fibras extrafusais respondem pela contração do músculo, por isso elas precisam responder mais rapidamente, pois são responsáveis pela contração do músculo. As fibras musculares intrafusais contraem para parar de contrair o fuso e dar uma afrouxada, cessar a tensão e cessar a via sensitiva e assim a resposta de contração. REFLEXO DE RETIRADA (REFLEXO DISSINÁPTICO) 47 - É o arco reflexo simples. Exemplo: mão na panela quente – a resposta é dada via medula espinal. ÓRGÃO TENDINOSO DE GOLGI (OTG) >> FUNÇÃO: Monitora a tensão muscular >> CONSTITUIÇÃO: Fibras colágenas do tendão >> DISPOSIÇÃO: Localizam-se em série com o músculo, no tendão >> AÇÃO: Geram informação de uma suposta forte contração muscular, resultando em PIPS na musculatura - O papel do OTG é de identificar o grau de contração. O colágeno faz parte da estrutura. Características: - Tendão (tecido conjuntivo denso + fibras de colágeno) - Está disposto em série (na frente) – OTG: está no tendão que está na frente do músculo - Gera estímulo inibitório. OTG (REFLEXO DISSINÁPTICO) - Na figura há 2 sinapses: PEPS (no interneurônio) e PIPS (no neurônio motor). 48 - O OTG é estimulado com a contração do músculo, pois o tendão é estiradoe gera Potencial de Ação até o interneurônio que irá gerar estímulo de inibição do músculo. Observação: ele previne lesão no tendão, previne forte contratura por contração excessiva (pois estica o tendão e contrai as fibras musculares intrafusais). VIAS SENSORIAIS TÁLAMO E CÓRTEX SENSORIAL O tálamo é a estação central de recebimento das informações sensoriais (com a exceção da via olfatória) e de retransmissão ao córtex cerebral ÓRGÃOS DOS SENTIDOS TATO >> Receptores de Meissner = Tato >> Receptores de Vater-Pacini = Pressão >> Discos de Merkel = Tato e pressão >> Receptores de Krause = Frio >> Receptores de Ruffini = Calor >> Terminações nervosas livres = Dor 49 50 51 NEUROFISIOLOGIA MOTORA Controle Nervoso da Motricidade - Estruturas que recebem os estímulos e geram as respostas. - Algumas tem efeito complementar (ajuste fino). - As estruturas que geram controle da motricidade. >> Funções gerais de: - Córtex motor - Tronco cerebral - Medula espinal - Núcleos da base - Cerebelo >> Regulação da temperatura corporal >> Sistema Nervoso Autônomo Simpático e Parassimpático HEMISFÉRIOS CEREBRAIS >> O hemisfério dominante em 98% dos humanos é o hemisfério esquerdo >> Hemisfério esquerdo: Responsável pelo pensamento lógico e competência comunicativa >> Hemisfério direito: Responsável pelo pensamento simbólico e criatividade >> Nos canhotos as funções estão invertidas CÓRTEX MOTOR >> Responsável pelo controle e coordenação da motricidade voluntária >> Traumas nesta área causam fraqueza muscular ou mesmo paralisia >> O córtex motor do hemisfério esquerdo controla o lado direito do corpo, e o córtex motor do hemisfério direito controla o lado esquerdo do corpo - Os hemisférios cerebrais controlam os lados opostos; - Controlam os impulsos nervosos que geram controle voluntário – faz a coordenação da motricidade (inclui cerebelo). - Traumas – geram fraqueza ou paralisia 52 TRONCO CEREBRAL É constituído por três partes: Mesencéfalo, Ponte de Varólio e Bulbo - Bulbo: responsável pelo controle de motricidade – não só de movimento do músculo esquelético, mas de forma indireta controla órgãos do sistema cardiovascular, respiratório que contribui para o sistema muscular, como sangue, O2 e nutrientes. FUNÇÕES >> Controla funções autônomas e retransmite sinais entre o cérebro e a medula espinhal >> Exemplos de controles: - Tronco Cerebral: funções autônomas, é involuntário: - Respiração - Pressão sanguínea - Frequência cardíaca - Arco reflexo - Vômito 53 - Movimentos peristálticos (motilidade) - Secreção lacrimal - Mastigação - Fala - Piscar de olhos NERVOS CRANIANOS - 31 pares conectam o Sistema Nervoso Central a órgãos e membros. - Também participam do controle da motricidade. Exemplo: nervo VIII – vestíbulo-coclear – percepção da postura. >> Do encéfalo partem doze pares de nervos cranianos: - 3 sensoriais - 5 motores - 4 mistos Nervo craniano Tipo Função I – OLFATÓRIO Sensitiva Percepção do olfato. II – ÓPTICO Sensitiva Percepção visual. III – OCULOMOTOR Motora Controle da movimentação do globo ocular, da pupila e do cristalino IV – TROCLEAR Motora Controle da movimentação do globo ocular. V – TRIGÊMEO Mista Controle dos movimentos da mastigação (ramo motor); Percepções sensoriais da face, seios da face e dentes (ramo sensorial); VI – ABDUCENTE Motora Controle da movimentação do globo ocular. VII – FACIAL Mista Controle dos músculos faciais – mímica facial (ramo motor); Percepção gustativa no terço anterior da língua (ramo sensorial). VIII – VESTÍBULO-COCLEAR Sensitiva Percepção postural originária do labirinto (ramo vestibular); Percepção auditiva (ramo coclear). IX – GLOSSOFARÍNGEO Mista Percepção gustativa no terço posterior da língua, percepções sensoriais da faringe, laringe e palato. X – VAGO Mista Percepções sensoriais da orelha, faringe, laringe, tórax e vísceras. Inervação das vísceras torácicas e abdmonais. XI – ACESSÓRIO Motora Controle motor da faringe, laringe, palato dos músculos esternoclidomastóideo e trapézio. XII - HIPOGLOSSO Motora Controle dos músculos da faringe, da laringe e da língua. 54 Figura: - Nervos em azul: sensitivos - Nervos em vermelho: motores 55 FUNÇÕES >> SÃO DUAS AS PRINCIPAIS FUNÇÕES MEDULARES: - Enviar impulsos sensoriais oriundos de receptores periféricos ao encéfalo - Enviar impulsos motores oriundos do encéfalo aos órgãos efetuadores - A participação está nos nervos – na condução dos impulsos nervosos sensitivos e motor. >> PARTE ANTERIOR: - Contém os nervos motores, os quais transmitem informações aos músculos e estimulam o movimento - Conduz informações motoras – impulsos nervosos do córtex descem pela medula e enviam aos órgãos que realizam o movimento. >> PARTE POSTERIOR E AS PARTES LATERAIS: - Contêm os nervos sensitivos, os quais transmitem informações ao cérebro sobre o tato, a posição, o calor, o frio, etc... - Conduz informações senstivas. LATERAL 56 NÚCLEOS DA BASE - Trato nervoso – estrutura no Sistema Nervoso Central. Não é nervo, este é periférico! - Base: estão na base do encéfalo. - Núcleo: grupos de células nervosas. Estruturas: - Núcleo/ trato – Sistema Nervoso Central - Gânglio/ nervo – sistema Nervoso Periférico ALGUMAS DAS FUNÇÕES MAIS ESPECÍFICAS DOS GÂNGLIOS BASAIS RELACIONADAS AOS MOVIMENTOS >> Núcleo caudado e putâmen (são chamados de núcleo estriado) Controla movimentos intencionais grosseiros do corpo - Geram impulsos nervosos que controlam voluntariamente os movimentos grosseiros (junto com o córtex motor). >> Globo pálido Provavelmente controla a posição das principais partes do corpo - Não são conhecidas todas as funções da estrutura – controla a posição das principais partes do corpo como o grau de contração. É possível treinar para melhoria da propriocepção. >> Núcleo subtalâmico e áreas associadas (substância nigra) Controlam possivelmente os movimentos da marcha - Substância nigra: produz a dopamina que quando é produzida escurece o tecido e daí a coloração. 57 - Controle dos movimentos da marcha: lesão na área está associada a doença de Parkinson. CEREBELO >> Manutenção do equilíbrio e da coordenação da atividade motora - Dar o tônus muscular - Gera contração na musculatura que não é a função principal, mas para o movimento gera o tônus muscular dos músculos acessórios. HIPOTÁLAMO >> Desempenha um papel fundamental na regulação da: - Temperatura do corpo - Da fome - Da sede - Do comportamento sexual - Da circulação sanguínea - Do funcionamento do sistema endócrino (regulação hormonal) SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO >> PARASSIMPÁTICO >> SIMPÁTICO 58 FISIOLOGIA APLICADA A ATIVIDADE MOTORA Exercício físico e equilíbrio térmico >> O exercício físico produz calor - Na atividade física aumenta a temperatura, seja em qual meio for, por mais leve ele seja, pois envolve contração da musculatura. Parte da energia é liberada na forma de calor (varia em função da intensidade do exercício e as condições ambientais). O aumento da temperatura é discreto, pois há um controle da temperatura do corpo (se não houvesse esse controle o corpo aumentaria 5ºC a cada 1 minuto). Há aumento da perda de calor para o meio ambiente. Exemplo: físico e equilíbrio térmico, há 4 formasque dependem da situação: intensidade, condições climáticas, água, atividade com roupa. Com a sudorese ocorre a evaporação. >> O organismo equilibra a produção de calor com a eliminação do calor através de 4 mecanismos: - Condução - Convecção - Evaporação - Radiação CONDUÇÃO >> O calor do organismo é transmitido para as moléculas de algum material que estiver em contato com o corpo, tal como, uma roupa >> Ocorre uma pequena perda de calor - Perda do excesso do calor através do contato com alguma matéria física em contato direto com o corpo (basicamente roupa). - Nesse caso, por condução precisa ser de roupa – quanto mais contato do tecido maior a perda de calor por condução. CONVECÇÃO (contrário do anterior) >> O calor do organismo é transmitido para as moléculas do ar ou água que estão em contato com o corpo >> Ocorre uma pequena perda de calor - A perda ocorre por contato direto com a molécula de ar e água. 59 SUDORESE >> Para cada grama de suor evaporado, o organismo perde em média cerca de 0,580 Kcal de calor >> Ocorre uma perda de calor intermediária em repouso (cerca de 25% do calor perdido) e alta no exercício >> O mecanismo mais importante durante o exercício >> A sudorese depende: - Temperatura e umidade relativa - Superfície corporal exposta - Correntes convectivas ao redor do corpo Com início do exercício físico aumenta a produção de sudorese. - Suor: composição é uma solução química com moléculas de sais minerais Na+, K+, e água. É inevitável no processo de transporte para resfriar a temperatura corpórea. A água é evaporada para tirar o calor da pele. - Quem sua menos há um controle melhor da temperatura do corpo. - Diferença do suor : sedentário : praticante de atividade física - Substância do suor é semelhante a urina, só que diluída (ureia com amônia). No sedentário tem mais sais minerais, é uma sudorese menos eficiente. No praticante de atividade física, houve adaptação das glândulas para secretar mais água e perder menos sais minerais. - A secreção de sais minerais precisa ser reposta com soluções isotônicas para prevenir câimbras pela perda. - A sudorese depende da temperatura e do ambiente – transira mais no calor, pois o ambiente está mais quente. No ambiente de 10ºC a perda de temperatura é facilitada. - A perda da temperatura tem relação direta com a temperatura do ambiente. - Umidade relativa. Nos dias secos se perde mais facilmente água, é inversamente proporcional, nos dias úmidos é reduzida. - Quanto mais expõe a superfície do corpo para evaporação, maior a sudorese (é direta). - Vento: quanto mais venta, mais resfria o corpo e diminui a sudorese. 60 RADIAÇÃO >> O calor do organismo é transmitido ao meio ambiente através de raios infravermelhos >> Ocorre uma grande perda de calor em repouso (cerca de 60% do calor perdido) e pequena no exercício Exemplo: os repteis cegos detectam pela irradiação infravermelha. CONTROLE DA TEMPERATURA AO CALOR >> Termoceptores centrais e periféricos >> Hipotálamo anterior >> Vasodilatação cutânea e sudorese >> Aumento da produção de aldosterona e ADH Receptor nervoso de temperatura: - Central; - Periférico (pele e vísceras). - Os estímulos são enviados ao hipotálamo lobo anterior. Ele envia a resposta de vasodilatação para os vasos sanguíneos da pele, que fica vermelha por aumento do fluxo de sangue – traz o calor para superfície do corpo e a água presente na pele evapora. - Aumento da secreção aldosterona (ADH) fazem os rins reabsorvam mais água, diminui a diurese (...) para não perde pela urina e para ser secretada na pele. CONTROLE DA TEMPERATURA AO FRIO - O conceito é parecido. >> Termoceptores centrais e periféricos >> Hipotálamo posterior >> Vasoconstrição cutânea, tremor, liberação de catecolaminas (adrenalina, noradrenalina e dopamina) e de tiroxina - Receptor detectam baixa é enviado o estímulo de vasoconstrição, diminui o fluxo de sangue na pele e envia aos órgãos internos – ocorre contração involuntária (tremor) para manter a temperatura constante. - Aumento da frequência cardiorrespiratória. - Hormônios tiroidianos (tirosina), ocorre o aumento do metabolismo, consumo de glicogênio, gordura para gerar o calor. 61 - Atividade física no frio – diminui os processos, pois o exercício físico gera calor. GRÁFICO 1: - A produção de energia não é maior ou menor com a temperatura, a não ser que o exercício se torne mais intenso, pois gera mais energia e mais calor. - Perda por evaporação elevada pelo calor do ambiente. 62 GRÁFICO 2: - Quanto mais esforço mais produção de calor mais a perda pela sudorese. 10.09.2018 AULA 6 METABOLISMO ENERGÉTICO >> Respiração celular - Glicólise - Ciclo de Krebs 63 - Cadeia Respiratória acoplada a Fosforilação Oxidativa (cadeia transportadora de elétrons) RESPIRAÇÃO CELULAR - Todas as células do corpo realizam, sem exceção (mais de 3 milhões de células). - Algumas realizam mais do que outras, dado que precisam de mais energia, pois gastam mais, a taxa de funcionamento é maior. Exemplo: musculoesquelético, neurônios, pelo processo de contração há gasto energético grande. - Algumas não realizam todas etapas – glóbulos vermelhos, os eritrócitos só realizam glicólise, não realizam Ciclo de Krebs e Cadeia Respiratória só no interior das mitocôndrias. Com as mitocôndrias as células produzem mais energia. GLICÓLISE - Ocorre no citoplasma. É a primeira etapa da respiração celular. É um processo anaeróbico. - Na ausência de O2. A desvantagem é a pouca produção de energia (ATP). - Todas as células têm citoplasma e todos realizam glicólise. 64 Figura Glicólise: são 10 reações químicas - A molécula de glicose entra com facilidade nos tecidos. Algumas precisam de estímulo – o tecido adiposo –, o hormônio insulina (tecido insulino-dependente). 65 - Há célula que entra e sai com facilidade. Para garantir a permanência, coloca uma âncora na molécula de glicose, que é o P (fosfato). Ele é colocado no átomo de C (carbono) nº 6. Daí começa a via glicolítica. - A última é o Piruvato ou ácido pirúvico. 1. Gasto inicial de 2 ATPs; 2. No final há produção de outros 2 ATPs; 3. No caminho gera 2 moléculas: A e B Transforma 1 molécula de A em 2 de B (gliceroaldeído 3P). Daí gera 4 ATPs. O saldo fica de 2 ATPs – para o músculo é pouco. - O piruvato sai e vai para mitocôndria que tem O2 que é transformado em Acetil-CoA e dá início ao Ciclo de Krebs (só funciona se tem oxigênio na mitocôndria e dai a maior produção de energia). - Quando sai da molécula de piruvato para formar Acetil CoA perde 1C e 1º que forma CO2 que é expirado. Quanto mais glicose, maior a produção de CO2. 1. Oxidação do Piruvato a Acetil-CoA e CO2 Sob condições aeróbicas, o piruvato presente na matriz mitocondrial é convertido em CO2 e um fragmento de dois carbonos a acetil-CoA em reação de descarboxilação oxidativa. CICLO DE KREBS - Início do Ciclo de Krebs - Energia sendo produzida: GTP que equivale a 1 ATP (Guanosina Trifosfato) – energeticamente é a mesma coisa. 66 - Outras moléculas importantes: NADH e FADH2: serão utilizadas na sequência para gerar ATP, mas não são consideradas moléculas energéticas, mas transportadores de íons H+ - No Ciclo de Krebs gera 3NADH e 1FADH2, mas na glicólise gera 2 piruvato e, portanto, 2 Acetil-CoA. O saldo final é duplicado –6NADH e 2FADH2. - 1 NADH gera produção de 3 moléculas de ATPs. - 1 FADH2 gera produção de 2 moléculas de ATPs. - Outra resultante importante é o CO2 que é gerada, com saldo de 4 moléculas no final. - O Acetil-CoA se junta ao Oxaloacetato e forma 6C e forma o ácido cítrico e dispara o Ciclo de Krebs. CICLO DE KREBS 67 CADEIA RESPIRATÓRIA ACOPLADA A FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA (CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS) - Última etapa – maior produção de energia. É a Fosforilação Oxidativa ou Cadeira Respiratória. - Há utilização do NADH e do FADH2. - Fosforilação – adição de P e produção de ATP. - Na mitocôndria: há as cristas mitocondriais. O Ciclo de Krebs ocorre na matriz mitocondrial, mas a 3ª etapa ocorre nas cristas. 68 - As proteínas nas cristas são chamadas de citocromos. O NADH se aproxima do citocromo e é quebrado: NAD H E- *E- (partícula de energia com carga negativa que foi tirada de H, o qual se torna íon H+). E- : tem muita energia, portanto, é preciso estabilizar retirando um pouco de energia. Assim, o citocromo 1 transporta para o citocromo 2. A energia retirada faz a passagem do íon H+ para crista mitocondrial. O citocromo 2 passa para o citocromo 3 e repete-se o processo com o transporte de outro íon H+ O citocromo 3 repassa ara outra molécula e outro íon H+ é levado. O E- não está estável. É necessária outra molécula para estabilizar, que é o O2. De tal modo que nós respiramos para que o O2 possa fazer esse processo, que, portanto, se converte em água, pois o O2 se une ao E- e se conecta ao H+. - Então. E a energia? Ela é produzida quando o H+ retorna para matriz mitocondrial por uma enzima: ATPsintetase. A enzima recebe energia e conecta o P ao ADP e forma ATP. Portanto, a cada H que saiu forma 1 ATP, e se 3 saíram, formam 3 ATPs para cada NADH, e para cada FADH2 são 2H que formam 2 ATPs. Quem forma a produção de ATP é o íon H+ - Após o término da glicose livre, o metabolismo busca a reserva de glicogênio no fígado e nos músculos pelo processo de glicogenólise. - Há diferente entre o que ocorre no fígado e o que ocorre no músculo: 1. Fígado: sai do fígado e vai para o sangue na forma livre. 2. Músculo: O músculo não consegue formar glicose livre. Ele consegue no máximo produzir glicose 6P e dispara a glicólise e, portanto, utiliza para ele mesmo consumir. Todos os tecidos fazem esse processo, pois somente o fígado possui a enzima fosfatase e daí secreta para o sangue controlar a glicemia (concentração de glicose). Além do fígado, o pâncreas estimula com secreção de glucagon que estimula a glicogenólise (pode ser por atividade física duradoura ou jejum). Outro hormônio que estimula a glicogenólise é a adrenalina, que é secretada na atividade física. 69 GLICOGENÓLISE GLICOGÊNESE GLICOGÊNESE - Ocorre no período de alta glicemia: os tecidos absorvem a glicose e armazenam na forma de glicogênese (síntese). O hormônio que estimula é a insulina. - Na glicogenólise a insulina inibe o processo. Assim como a adrenalina e glucagon inibem a glicogênese. >> Síntese intracelular de Glicogênio >> Processo que ocorre em todos os tecidos >> Maior acúmulo no fígado e músculo esquelético >> GLICOGÊNIO HEPÁTICO - Atua como reserva energética para o sangue - Importante fonte energética em períodos de jejum 70 >> GLICOGÊNIO MUSCULAR - NÃO atua como fonte energética para o sangue - Fonte energética somente para o próprio músculo 71 GLICONEOGÊNESE - Se não tem O2 suficiente, tem que produzir glicose – gliconeogênese ou neoglicogênese. É o inverso da glicólise. - É uma forma de sintetizar glicose que não inicia com carboidratos, como no caso do piruvato (uma delas). Quem faz é o 72 fígado – daí a interação entre a atividade física intensa e o fígado. - Na glicemia baixa: jejum ou atividade física intensa, há acumulo de ácido pirúvico, por acúmulo de piruvato no citoplasma que a célula converte em ácido láctico, que dispara o Ciclo de Cori. CICLO DE CORI Ácido Láctico (Falta de oxigênio) - Relação entre músculo, sangue e fígado. 1. Pelo processo da glicólise, transforma em piruvato e este em lactato. 2. Lactato presente no sangue vai para o fígado. 3. O fígado converte o lactato em glicose livre para o sangue e glicogênio. - Se há muito ácido láctico, começa a romper as proteínas de actina e miosina, gerando dor, câimbras, pois é ácido no tecido muscular. 17.09.2018 AULA 6 - Glicogênio é armazenado para ser utilizado e fazer uma glicogenólise. 73 - Triglicerídeo é o estado de armazenamento, quando está livre no sangue é o ácido graxo. - Os mesmos hormônios são utilizados nos metabolismos de glicose e de lipídeos (insulina e glucagon). - Lipídios: a quebra se dá pela lipólise LIPÓLISE - Queima de gordura: é um processo que envolve duas etapas. A primeira ocorre no citoplasma só dos adipócitos e corresponde a conversão de triglicerídeos em ácidos graxos. Essa etapa é chamada de lipólise. - A segunda etapa corresponde a transformação dos ácidos graxos em AcetilCoA e é realizada nas mitocôndrias das células de diversos tecidos, principalmente nos hepatócitos. Esta etapa é chamada Beta-oxidação. O processo todo é estimulado pelos hormônios adrenalina e glucagon. 74 Observação: não é necessário esgotar as reservas de carboidrato para iniciar a queima de gordura. - Armazenamento no fígado, nas células dos hepatócitos (tri-acil- glicerol). - L-carnitina dá origem a 1 proteína na mitocôndria que permite o ácido graxo entrar na mitocôndria. Daí começa a 2ª etapa beta- oxidação transformação do ácido graxo em AcetilCoA (a suplementação acelera a queima de gordura, porém o metabolismo se adapta em 2 meses). 75 Figura 10.3 Transporte dos ácidos graxo para a matriz mitocondrial. (1) O grupo acila da acil-CoA citosólica é transferido a carnitina, liberando CoA. (2) A acil-carnitina é transportada para a matriz com a subsequente transferência do grupo acil para a molécula de CoA intramitocondrial. (3) O grupo acil é transferido para a molécula de CoA do conjunto mitocondrial. (4) A carnitina retorna ao citosol. 76 LIPOGÊNESE >> Produção de Triacilglicerol - Processo inverso: lipogênese. É a síntese de lipídios e consiste na conversão de ácidos graxos em triglicerídeos sendo realizado no tecido adiposo com o estímulo do hormônio insulina. Observação: um hormônio que estimula uma via inibe a outra. Portanto, a insulina inibe a queima de gordura. - A adrenalina e glucagon estimulam a queima de gordura, e inibem a síntese, a insulina estimula a síntese de gordura e inibem a queima. CETOGÊNESE Metabolismos de Corpos Cetônicos - Primeiro processo que envolve metabolismo de corpos cetônicos: cetogênese – É a síntese da produção de corpos cetônicos, através da conversão de AcetilCoA em acetona (por exemplo). Esse processo é realizado no fígado em condições de jejum prolongado, inanição (não há consumo de substâncias) ou ainda em casos de diabetes, quando realizamos um intenso processo de queima de gordura. - Excesso de AcetilCoA: enzimas das mitocôndrias não iniciam o Ciclo de Krebs, no fígado são convertidas em acetona acetona livre no sangue em excesso gera a diminuição do PH que fica ácido cetose/ cetonemia. >> Em condições normais: - O Acetil-CoA da Beta-Oxidação é utilizado na Respiração Celular >> Em jejumprolongado, inanição, diabete melito: - Aumento na velocidade da Beta-Oxidação - Excesso de Acetil-CoA - No FÍGADO, o grupo Acetil é transformado em CORPOS CETÔNICOS (Acetoacetato, Beta-Hidroxibutirato, Acetona) 77 CETOGÊNESE NAS MITOCÔNDRIAS HEPÁTICAS CORPOS CETÔNICOS >> Em condições normais a formação de cetona é irrelevante >> Em condições patológicas, está em altas concentrações no sangue e urina. Pode também ser percebida no ar expirado CETOSE (Cetonemia e Cetonúria) CETOACIDOSE (Diminuição do pH) OBS: Tecidos que utilizam corpos cetônicos como fonte de energia: Coração, Músculo Esquelético e Cérebro 78 CETÓLISE >> Os tecidos que utilizam os corpos cetônicos são capazes de transformá-lo novamente em Acetil-CoA - Consumo de corpos cetônicos realizado no cérebro, coração e músculo esquelético e consiste na conversão de corpos cetônicos em AcetilCoA. Aí os órgãos podem realizar o Ciclo de Krebs. - Adrenalina e glucagon estimulam os processos. CATABOLISMO DE CORPOS CETÔNICOS
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