FISIOLOGIA atividade

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FISIOLOGIA – Profa. Luciane Lima 
 ESTUDO DIRIGIDO: POTENCIAIS DE MEMBRANA E SISTEMA NERVOSO 
1.Que mecanismos são importantes para o estabelecimento do potencial de repouso? 
O potencial de repouso (denominado também por estado fixo ou potencial transmembrana de regime estacionário) de uma célula ocorre quando o potencial de membrana não é alterado por potenciais de ação, ou seja, quando a membrana está polarizada e não há potenciais sinápticos ou qualquer outra alteração ativa do potencial de membrana. Na membrana das células, o potencial de repouso tem um valor negativo, o que, por convenção, significa que existe um excesso de carga negativa no interior da membrana comparado com o exterior. 
O potássio (K+) passa do interior para o exterior da membrana plasmática devido a uma maior permeabilidade de membrana a esse íon. Essa permeabilidade resulta de um maior número de proteínas canais que o transportam.
O movimento relativo do K+ é interrompido no momento em que o gradiente elétrico (causado pela permanência de ânions orgânicos no interior da membrana) se iguala ao gradiente químico (v. gradiente eletroquímico). O movimento "pára" quando a força electromotriz (que levaria o K+ para dentro) é igualada pela força de saída por difusão do K+.
A membrana é pouco permeável ao sódio (Na+); logo, esse íon pouco entra na célula. Porém, apesar de pequena, a sua entrada faz o potencial de repouso da membrana (-65 mV) não ser igual ao potencial do potássio (-80 mV). O pouco de Na+ que consegue entrar na célula neutraliza alguns ânions orgânicos, tornando o meio intracelular um pouco menos negativo (de -80 para -65 mV).
Para manter esse potencial de repouso, é preciso manter a gradiente de concentração. Esse gradiente é mantido por meio da bomba de sódio e potássio. A bomba é uma molécula que faz parte de uma classe de proteínas integrais da membrana, sendo capaz de translocar K+ para dentro da célula e Na+ para fora da célula, utilizando a energia desprendida na degradação de ATP em ADP e fosfato inorgânico. [2]
 2. O que é potencial de ação e como esse pode ser iniciado?
Potencial de ação é uma alteração rápida no potencial de membrana de repouso ( -70mv) para um v alor positivo (+40mv), seguido pelo retorno ao potencial de repouso. Esta alteração inverte as cargas da membrana temporariamente, ou seja, deixando-a positiva por dentro e negativa por fora. 
O potencial de ação é causado pela despolarização da membrana dos neurônios. Assim sendo, quando neurotransmissores são liberados na fenda sináptica, eles se ligam a receptores (1) Ionotrópicos; (2) Metabotrópicos. No primeiro caso, a ligação do neurotransmissor com seu receptor específico altera, de forma conformacional, proteínas de canal. Exemplo: Na+, causando influxo de sódio (Potencial Pós-Sináptico Excitatório - PPSE). Além disso, podemos ter PPSI pela ação de neurotransmissores inibitórios como o GABA, causando a abertura de proteínas de canal K+ (efluxo) ou Cl- (influxo), gerando uma hiperpolarização do neurônio. No segundo caso, a ligação do neurotransmissor ao receptor desencadeia processos que envolvem "mensageiros secundários". O principal processo é o que envolve a Proteina-G
 3. Explique os processos de despolarização, repolarização e hiperpolarização.
FASE DESPOLARIZAÇÃO: Um estimulo (sensorial, físico, químico ou mecânico) na célula aumenta a 
permeabilidade da membrana ao sódio (difusão simples), se o estimulo for forte o suficiente para elevar o 
potencial de membrana até -40mv (limiar de excitação), abrirá os canais voltagem-dependente de Na+, ou seja, 
entrará mais Na+ para o fluído intracelular. Desta forma a célula ficará despolarizada, alterando o seu potencial 
de m embrana de repouso de -70mv, por exemplo, para um potencial de membrana positivo (em torno de +40 
mv). 
FASE REPOLARIZAÇÃO: Nesta fase, acontece o fechamento os canais voltagem-dependente de Na+, após o 
pico, e a membrana inicia o processo para voltar ao repouso através da abertura dos canais de K +, o potássio 
sai da célula em direção ao liquido extracelular. 
FASE HIPERPOLARIZAÇÃO: A saída de íons K+ é tão grande, que o potencial de membrana fica mais negativo 
do que estava anteriormente, na fase de repouso ( -70mv) ficando em to rno de -80mv, mas logo após 
retornando ao seu estado norma
 4. Como se dá a propagação do potencial de ação? 
A propagação do impulso nervoso faz-se através do fluxo de iões, positivos e negativos, ao nível da membrana celular do axónio, o qual é facilitado por alterações da permeabilidade da membrana.
Num estado de repouso (ausência de estímulos) a superfície interna da membrana celular do neurónio encontra-se carregada negativamente em relação à superfície externa da membrana, que se encontra carregada positivamente - polarização. A diferença de potencial elétrico entre as duas faces da membrana (potencial de membrana) deve-se, principalmente, à distribuição desigual dos iões de sódio (Na+) e potássio (K+) dentro e fora do neurónio, por ação da bomba de sódio e potássio (bomba Na+/K+). Nestas condições o neurónio tem um potencial de repouso.
Quando o neurónio recebe um estímulo, a polaridade da membrana celular é trocada - despolarização -, devido à passagem do impulso nervoso, e o neurónio passa a ter um potencial de ação.
Após a passagem do impulso nervoso, a membrana celular volta ao seu estado inicial polarizado - repolarização - e o neurónio retoma ao seu estado de repouso - potencial de repouso.
A velocidade de propagação do impulso nervoso depende da estrutura do axónio. A condução do potencial de ação é progressivamente mais rápida em axónios de maior diâmetro e com bainha de mielina. Os axónios de maior calibre oferecem uma resistência menor ao fluxo do impulso nervoso. Nos axónios mielinizados, como a mielina isola eletricamente a membrana celular, o potencial de ação propaga-se apenas nos nódulos de Ranvier. Assim, o impulso nervoso propaga-se de nódulo em nódulo, numa condução saltatória, e não ao longo de toda a membrana do axónio, o que aumenta consideravelmente a velocidade de transmissão da informação.
O impulso nervoso propaga-se num só sentido, das dendrites para o corpo celular e deste para o axónio. 
A transmissão do impulso nervoso de um neurónio para outro ocorre através das sinapses. Esta transmissão pode ocorrer diretamente - por propagação do potencial de ação do neurónio pré-sináptico para o neurónio pós-sináptico -, no caso das sinapses elétricas, ou pela libertação de neurotransmissores - pelo neurónio pré-sináptico para a fenda sináptica -, no caso das sinapses químicas, que se ligam a recetores da membrana do neurónio pós-sináptico.
5. Em que consiste o princípio do “Tudo ou Nada”? 
A estimulação de um neurônio segue a lei do tudo ou nada. Isso significa que ou o estímulo é suficientemente intenso para excitar o neurônio, desencadeando o potencial de ação, ou nada acontece. Não existe potencial de ação mais forte ou mais fraco; ele é igual independente da intensidade do estímulo. 
6. O que é período refratário? 
O período refratário acompanha o potencial de ação na membrana. Tem como efeito limitar a freqüência de potenciais de ação, além de promover a unidirecionalidade da propagação do potencial de ação, o que pode ser entendido como conseqüência da limitação de salvas de potenciais de ação. 
O período refratário divide-se em absoluto e relativo. No absoluto, qualquer estímulo para gerar potencial de ação é inútil, pois os canais de sódio estão em estado inativo (comporta rápida aberta e comporta lenta fechada). No relativo, alguns destes canais já estarão de volta ao repouso ativável (comporta rápida fechada e comporta lenta aberta), mas nem todos. Estímulos supralimiares conseguem gerar potenciais de ação no período refratário relativo. 
A transição entre os dois períodos ocorre aproximadamente quando a repolarização do potencial de ação atinge o potencial limiar excitatório, que é quando as comportas lentas do canal de sódio tensão elétrica -dependente começam a abrir.Nas células miocárdicas, o período refratário é estendido por um platô, que é mantido pelo influxo de íons cálcio na célula. Esse alargamento do período refratário permite um maior descanso destas células, além de participar na sincronização dos batimentos. Quando há um estímulo destas células na hiperpolarização pós-potencial, também conhecida como período de supra-normalidade, pode ocorrer fibrilação. 
7. O que torna a transmissão do impulso nervoso rápida em algumas células nervosas mais do que em outras.
 8. Cite exemplos de substâncias que podem inibir a excitabilidade. 
9. Explique a divisão do sistema nervoso (central e periférico). 
Ele pode ser dividido em duas porções:
•Sistema nervoso central: formado pelo encéfalo e medula espinhal.
O sistema nervoso central (SNC) é responsável por receber e processar informações. Ele é constituído pelo encéfalo e medula espinal, que estão protegidos pelo crânio e coluna vertebral, respectivamente. Ambas as estruturas são reforçadas por três lâminas conjuntivas, denominadas de meninges.
•Sistema nervoso periférico: O SNP é constituído por nervos e gânglios. Eles são os responsáveis por interligar o SNC as partes do corpo.
É graças a este sistema que o cérebro e a medula espinhal recebem e enviam as informações permitindo-nos reagir às diferentes situações que têm origem no meio externo ou interno. 
O sistema nervoso periférico organiza-se em plexos e funções pode ser dividido em duas classes diferentes dependendo da origem ou terminação dos terminais nervosos que o constituem. Se os nervos começarem, ou acabarem, no encéfalo, temos aí os 'pares nervosos cranianos', mas se estes começarem na medula espinhal estamos perante 'pares nervosos raquidianos'. Quanto à funções pode-se distinguir o sistema nervoso autônomo e o somático / sensorial. 
10. Cite os principais tipos de células da glia, caracterizando cada uma. 
Há diversos tipos de células da glia, sendo que as principais são: 
 Astrócitos (astron – uma estrela): são as maiores células da neuróglia e estão associadas à sustentação e à nutrição dos neurônios. 
Funções Realizam o contato entre os neurônios e os vasos sanguíneos (transferência de nutrientes); Ajudam a regular a passagem de moléculas do sangue para o encéfalo; Captam o K (potássio) e neurotransmissores a partir do fluido extracelular para o intracelular.
Micróglia: células do sistema imunológico especializadas, que quando ativadas fagocitam os invasores, materiais estranhos, e degenerados dentro do S.N.C.
Células ependimárias(ependyma – vestimenta de cima) – reveste o interior dos ventrículos e são produtoras do líquido céfalo-raquidiano (LCR) ou líquor.
Células de Schwann: são responsáveis pela formação da bainha de mielina no S. N.P.
Oligodendrócitos: são responsáveis pela formação da bainha de mielina no S. N.C.
 11. Cite as principais partes de um neurônio, com suas respectivas funções.
Um neurônio tem quatro regiões morfológicas bem definidas: dendritos, corpo celular, axônio e terminais pré-sinápticos.
O corpo celular contém núcleo, retículo endoplasmático, aparelho de golgi e mitocôndrias. Sintetiza moléculas essenciais para manutenção do neurônio.
Os dendritos são uma extensão do citoplasma ou ramificações do corpo celular. É o principal mecanismo receptivo do neurônio e de emissão de impulsos a neurônio vizinhos.
O axônio é um processo tubular longo, com mais de um metro em grandes mamíferos, e transmite um impulso elétrico (potencial de ação) do corpo celular até as terminações do axônio (terminais pré-sinápticos).
Os Terminais axônicos ou telodendro são o ponto de contato com a célula adjacente, que pode ser outro neurônio ou uma célula muscular. Este local é denominado sinapse e o espaço entre os terminais pré-sinápticos e a célula subjacente (pós-sináptica), denominado fenda sináptica.
Os axônios da maioria dos neurônios, tanto no sistema nervoso central quanto no periférico, são envoltos por uma camada lipídica isolante chamada bainha de mielina, formada por células de Schwann, que são células da glia especializadas que se enrolam no axônio. Essa bainha é interrompida em intervalos regulares pelos nodos de Ranvier. Estas estruturas conferem uma maior velocidade de condução de impulsos nervosos, pode-se dizer que os impulsos saltam de um nodo de Ranvier a outro.
12. Classifique os neurônios, estruturalmente e funcionalmente. 
13. Diferencie sinapse química de elétrica. 
Sinapse química: O potencial de ação é transmitido através de proteínas especiais chamadas de neurotransmissores. Os neurotransmissores saem de uma célula (célula pré-sináptica), caem em um espaço (fenda sináptica) e interagem com a próxima célula (célula pós-sináptica), dessa forma a informação é repassada. Esse tipo de sinapse é encontrada em todo o sistema nervoso, é a forma com que os neurônios se comunicam, através de substâncias químicas.
Sinapse elétrica: Nesse tipo, as células estão praticamente coladas e existe uma abertura, como um canal, que une as membranas; esses canais são chamados de junções comunicantes. O potencial de ação corre diretamente de uma membrana para outra, sem precisar do auxílio de mediadores químicos. Essa é a sinapse utilizada pelos músculos, inclusive o próprio coração utiliza-se da incrível velocidade proporcionada pelas juncões, para fazer com que todas as fibras contraiam ao mesmo tempo de modo ritmado.
14. Cite os principais elementos de uma sinapse química. 
Constituem a maioria das sinapses no sistema nervoso. A sinapse química possui três componentes principais: O terminal pré-sináptico(no neurônio que irá transmitir a informação), os neurotransmissores (na fenda sináptica) e o terminal pós-sináptico (no neurônio que irá receber a informação). Os neurotransmissores são liberados na fenda sináptica pelas vesículas sinápticas, que foram excitadas pela entrada de cálcio na célula.Alguns desses neurotransmissores excitam, outros inibem a célula. Os neurotransmissores, agora na fenda sináptica, se ligam ao neurônio pós-sináptico, o qual possui várias proteínas receptoras. Esses neurotransmissores abrem canais de sódio, liberando a passagem do íon Na+
para dentro da célula,tornando o interior dessa positivo e a excitando.
15. Diferencie sistema nervoso autônomo simpático de parassimpático segundo: sinapse, neurônio pós-ganglionar, neurotransmissor, receptores, mecanismo de ação
O SNP autônomo simpático, de modo geral, estimula ações que mobilizam energia, permitindo ao organismo responder a situações de estresse. Por exemplo, o sistema simpático é responsável pela aceleração dos batimentos cardíacos, pelo aumento da pressão arterial, da concentração de açúcar no sangue e pela ativação do metabolismo geral do corpo.
Já o SNP autônomo parassimpático estimula principalmente atividades relaxantes, como as reduções do ritmo cardíaco e da pressão arterial, entre outras.
Uma das principais diferenças entre os nervos simpáticos e parassimpáticos é que as fibras pós-ganglionares dos dois sistemas normalmente secretam diferentes hormônios. O hormônio secretado pelos neurônios pós-ganglionares do sistema nervoso parassimpático é a acetilcolina, razão pela qual esses neurônios são chamados colinérgicos.