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● Introdução ao Sistema Nervoso (Aula 04) 1. Sistema Nervoso Central (SNC) O sistema nervoso é um dos principais sistemas de coordenação do corpo. O neurônio é a principal unidade funcional do sistema nervoso. O sistema nervoso dos mamíferos tem duas subdivisões principais: o sistema nervoso central e o sistema nervoso periférico. O sistema nervoso reúne e integra informações sensoriais, formula um plano de resposta e produz um resultado motor. 2. O Neurônio O neurônio é a principal unidade funcional do sistema nervoso, um tipo celular cuja forma varia consideravelmente de acordo com sua localização. As quatro unidades anatômicas distintas do neurônio são: 2.1. Dendritos: área de recepção de informações; 2.2. Corpo celular: contém as organelas para a maior parte das atividades metabólicas da célula; 2.3. Axônio: prolongamento da membrana celular que transmite informações, na extremidade do axônio há e uma terminação pré-sináptica, para transmitir informações para outras células. 2.4. Bainha de mielina: cobertura gordurosa que geralmente reveste o axônio, que aumenta a velocidade de transferência de informações ao longo de seu comprimento; Os neurônios não estão isolados; normalmente são interconectados dentro de circuitos ou tratos nervosos que servem uma função específica. 3. Células gliais As células da glia são células do sistema nervoso central que proporcionam suporte e nutrição aos neurônios. Tais células desempenham um papel importante na produção da bainha de mielina dos axônios, na modulação crescimento de neurônios lesados ou em desenvolvimento e no tamponamento das concentrações extracelulares de potássio e neurotransmissores, na formação de contatos entre os neurônios (sinapses), participando ainda de determinadas respostas imunes do sistema nervoso. 4. Principais subdivisões do Sistema Nervoso O Sistema Nervoso se divide em Sistema Nervoso Central(SNC) e Sistema Nervoso Periférico(SNP). 4.1. O sistema nervoso central (SNC) é dividido em cérebro e medula espinhal. Uma série de ossos protetores circunda completamente o SNC. O cérebro é cercado pelo crânio e a medula espinhal por uma série de vértebras e ligamentos cervicais, torácicos e lombares. COMPONENTES SENSORIAIS • DETECÇÃO DE ESTÍMULOS COMPONENTES INTEGRADORES • PROCESSAMENTO E ARMAZENAMENTO COMPONENTES MOTORES • MÚSCULOS, GLÂNDULAS SISTEMA NERVOSO SISTEMA NERVOSO CENTRAL SISTEMA NERVOSO PERIFÉRICO CÉREBRO MEDULA ESPINHAL EFERENTE (MOTOR) AFERENTE (SENSORIAL) SOMÁTICO VISCERAL SOMÁTICO VISCERAL 4.1.1. O SNC recebe informações sensoriais do tronco e dos membros e lhes fornece um resultado motor. 4.1.2. As informações que entram no tronco cerebral 4.2. O sistema nervoso periférico (SNP) é composto de nervos(feixes de axônios do SNP) espinhais e cranianos, que conduzem sinais elétricos, chamados potenciais de ação, para o SNC ou a partir deste. 4.2.1. Axônios Aferentes: são os que conduzem potenciais de ação em direção ao SNC; 4.2.2. Axônios Eferente: são os que conduzem potenciais de ação a partir do SNC. 4.3. Uma forma de agrupar funcionalmente os elementos do SNP é em subsistemas sensorial e motor: 4.3.1 Função Motora: Os elementos dos nervos espinhais e cranianos que desempenham uma função motora são os axônios dos neurônios eferentes somáticos, que levam comandos de potencial de ação do SNC para junções, chamadas sinapses, na musculatura esquelética; e os axônios de neurônios eferentes viscerais, que conduzem potenciais de ação em direção a sinapses com neurônios periféricos, que controlam a musculatura lisa e cardíaca e algumas glândulas. 4.3.2 Os componentes do SNP que desempenham função sensorial são os axônios dos neurônios aferentes, que trazem mensagens de potencial de ação para o SNC a partir de receptores sensoriais periféricos. Estes são direta ou indiretamente responsáveis pela transdução da energia do ambiente interno ou externo do corpo em potenciais de ação que se deslocam para o SNC. A intensidade dessa estimulação de energia do receptor é codificada pela alteração da frequência dos potenciais de ação à medida que se modifica a intensidade do estímulo. 4.3.3 Os componentes sensoriais dos nervos cranianos e espinhais são os axônios de neurônios aferentes somáticos e viscerais. Axônios aferentes somáticos conduzem potenciais de ação resultantes do estímulo de receptores. Os axônios viscerais eferentes e aferentes fazem parte do sistema nervoso autônomo; as porções do SNP e SNC responsáveis pelo controle involuntário da musculatura lisa, do músculo cardíaco, de algumas glândulas endócrinas^£e de muitas funções fisiológicas de suporte à vida. Axônios de nervos periféricos convergem para formar um único nervo espinhal em cada um dos forames intervertebrais. Dentro do canal espinhal, axônios sensoriais aferentes e motores eferentes se separam; os primeiros penetram na medula espinhal através das raízes dorsais, enquanto os segundos deixam a medula espinhal através das raízes ventrais. O SNP e o SNC diferem na capacidade regenerativa de seus axônios neurais após uma lesão física. Axônios de nervos periféricos podem voltar a crescer lentamente, conectando-se novamente com seus alvos periféricos. Já os do SNC, quando lesados, não se regeneram de maneira eficiente, em grande parte devido a características inibitórias de seu ambiente local. Manipulações experimentais deste mostraram haver melhora no novo crescimento de axônios do SNC. 5. A seis regiões anatômicos do SNC: Tronco Cerebral: Medula, ponte e mesencéfalo; Cérebro Anterior: o diencéfalo e o telencéfalo. Cada uma das seis regiões do SNC tem características anatômicas e funcionais distintas. Algumas delas incluem as seguintes: 5.1. Medula espinhal: Os axônios sensoriais da raiz dorsal conduzem potenciais de ação para o cordão gerado pela estimulação de receptores sensoriais na pele, músculos, tendões, articulações e órgãos viscerais. Nesta estão os corpos celulares e dendritos de neurônios motores cujos axônios saem através das raízes ventrais para alcançarem a musculatura esquelética ou seguirem em direção à lisa. Também contém tratos de axônios, que conduzem informações sensoriais para o cérebro, e comandos motores do cérebro para os neurônios motores. A medula espinhal isoladamente pode controlar reflexos simples, como os de estiramento muscular e de retirada de membro em resposta a estímulos dolorosos. 5.2. Medula oblonga: Através dos nervos cranianos, essa também recebe informações a partir dos receptores sensoriais internos e externos do organismo e envia comandos motores para a musculatura lisa e esquelética. Grandes populações desses receptores e músculos situam-se na região da cabeça e do pescoço. Os corpos celulares de neurônios medulares que recebem a informação sensorial de nervos cranianos ou que enviam o resultado motor estão reunidos em agregados, denominados, respectivamente, núcleos de nervos cranianos sensoriais ou motores. Os núcleos de nervos cranianos desempenham um papel importante nas funções de suporte à vida dos sistemas respiratório e cardiovascular e em aspectos da alimentação e vocalização. 5.3. Ponte: contém os corpos celulares de uma grande quantidade de neurônios em uma cadeia de dois neurônios que retransmite informações do córtex cerebral ao cerebelo. Ele é importante para o movimento coordenado, preciso e uniforme, e para o aprendizado motor. Os núcleos de nervos cranianos da ponte desempenham papéis importantes no recebimento de informações sensoriais de toque facial e no controle motor da mastigação. 5.4. Mesencéfalo: contém os colículos superior e inferior, que são importantes no processamento e na retransmissão de informações visuais e auditivas que entraram no cérebro em outros níveis. O mesencéfalo também contém núcleos de nervos cranianos que controlam diretamente o movimentoocular, induzem a constrição da pupila e, algumas regiões, coordenam movimentos reflexos oculares específicos. Cada região do tronco cerebral contém tratos de axônios que conduzem potenciais de ação para o cérebro anterior ou a partir deste, bem como outros que transportam potenciais de ação para a medula espinhal ou a partir desta. Cada uma das regiões também possui uma porção da formação reticular, um complexo de vários agrupamentos pequenos de corpos celulares (núcleos) e projeções axonais frouxamente organizadas, como uma rede, localizado junto à linha média. A formação reticular desempenha um papel importante na modulação da consciência, do despertar, da percepção da dor, dos reflexos espinhais, assim como no movimento. 5.5. Diencéfalo: contém o tálamo e o hipotálamo, que são estruturas grandes compostas de vários subnúcleos. O tálamo é uma estação de retransmissão para o córtex cerebral e um modulador das informações que estão sendo passadas para o córtex a partir de sistemas sensoriais e de outras regiões do cérebro. O hipotálamo regula o sistema nervoso autônomo, controla a secreção hormonal da glândula hipófise e desempenha um papel importante em aspectos fisiológicos e comportamentais da homeostasia. 5.6. Telencéfalo: é composto pelo córtex cerebral e uma pequena quantidade de estruturas subcorticais salientes, como os gânglios basais e o hipocampo. O córtex cerebral medeia as formas mais complexas de integração sensorial e a percepção sensorial consciente, como também formula e executa sequências de movimento voluntário. Os gânglios basais são uma coleção de núcleos que modulam as funções motoras do córtex cerebral e o hipocampo desempenha um papel importante na memória e no aprendizado espacial. Considerando a função deste, é fascinante que seja uma das poucas regiões do cérebro mamífero adulto onde nascem novos neurônios. 6. Meninges e pelo Líquido Cefalorraquidiano (LCR) 6.1. Todo o SNC é envolvido por três camadas protetoras denominadas meninges: a pia-máter, a aracnoide e a dura-máter. 6.1.1. Pia-máter: a mais interna, situada junto ao SNC, uma camada única de células fibroblásticas unida à superfície externa do cérebro e da medula espinhal. 6.1.2. Aracnóide: a camada média tem aspecto de teia de aranha, é uma fina camada de células fibroblásticas que aprisiona líquido cefalorraquidiano (LCR) entre ela e a pia-máter (no espaço subaracnóideo). 6.1.3. Dura-máter: a camada mais externa das meninges, é uma camada mais espessa de células fibroblásticas, que protege o SNC. Na cavidade cerebral do crânio, a dura-máter geralmente é fundida com a superfície interna do osso. 6.2. O líquido cefalorraquidiano (LCR): é transparente, incolor, encontrado no espaço subaracnóideo, no canal central da medula espinhal e no sistema ventricular do cérebro. O LCR é produzido principalmente nos ventrículos do cérebro; por gradiente de pressão, ele flui destes para o espaço subaracnóideo, onde embebe a superfície do SNC, e finalmente passa para o sistema venoso. É um líquido dinâmico, sendo substituído várias vezes ao dia. Como ele pode realizar trocas livremente com o líquido extracelular do SNC, é um importante controlador do microambiente neuronal, que remove resíduos metabólicos e fornece determinados nutrientes. Também pode servir como uma importante ferramenta diagnóstica para indicar infecção, inflamação ou atividade tumoral no SNC. O LCR também funciona como um absorvedor de choques para o SNC durante movimentos corporais abruptos. SIMPLICANDO: O sistema nervoso reúne informações sensoriais a partir de seu ambiente externo e interno; integram consciente ou inconscientemente essas diferentes informações para formular um plano de resposta; e produz um resultado final motor, que pode modificar o ambiente (externo ou interno) ou mantê-lo constante. As principais responsabilidades do SNP são reunir informações sensoriais e executar o resultado final motor, enquanto a atividade de integração é desempenhada principalmente pelo SNC. Essas mesmas funções ocorrem ao nível de cada neurônio, o principal elemento de construção do sistema nervoso. ● Neurônio (Aula 05) Existem duas classes principais de células no sistema nervoso: o neurônio e a célula glial. O primeiro é a unidade básica funcional do sistema nervoso. Sua grande quantidade e interconexões explicam a complexidade do sistema nervoso. O suporte estrutural e funcional fornecido aos neurônios pelas células gliais e seu potencial para modular a comunicação neural constituem uma importante contribuição para a integridade operacional do sistema nervoso. 1. Quatro Regiões Anatômicas Distintas dos Neurônios Um neurônio típico possui quatro regiões definidas morfologicamente: os dendritos, o corpo celular, o axônio e as terminações pré-sinápticas deste. Essas quatro regiões anatômicas são importantes para as principais atribuições elétricas e químicas dos neurônios: receber sinalizações de terminações pré-sinápticas de outros neurônios (nos dendritos); integrar essas sinalizações, geralmente contrárias (no segmento inicial do axônio); transmitir impulsos de potencial de ação ao longo do axônio e sinalizar uma célula adjacente a partir da terminação pré-sináptica. Essas funções são coletivamente análogas ao papel geral do sistema nervoso: reunir informações do ambiente, integrar tais informações e produzir um resultado que possa alterar o ambiente. 1.1. Corpo celular: desempenha um papel importante na produção de proteínas essenciais para a função das células nervosas. O corpo celular normalmente dá origem a vários prolongamentos semelhantes a ramos, denominados dendritos, cuja área de superfície e extensão excede em muito a sua própria. 1.2. Dendritos: funcionam como o principal aparelho receptor do neurônio, recebendo sinalizações de outros. Essas, normalmente de natureza química, interagem com proteínas especializadas (receptores) que se encontram nos dendritos. 1.3. Axônio,: também de origem do corpo celular, é um processo tubular geralmente longo. Este é a unidade condutora do neurônio, transmitindo rapidamente um impulso elétrico (o potencial de ação) de seu segmento inicial, no corpo celular, até sua extremidade muitas vezes distante, na terminação pré-sináptica. 1.3.1. Grandes axônios são envolvidos por um envoltório isolante, lipídico, chamado mielina. No sistema nervoso periférico, a mielina é formada pelas células de Schwann: células gliais especializadas, que envolvem o axônio de forma muito semelhante a papel higiênico em volta de um cabo de vassoura. Uma função similar é desempenhada no sistema nervoso central (SNC) por células gliais, denominadas oligodendrócitos. A bainha de mielina é interrompida, a intervalos regulares, por espaços chamados de nodos de Ranvier. Ela aumenta significativamente a velocidade de condução do potencial de ação ao longo do axônio. 1.4. Terminações pré-sinápticas: são terminações especializadas ramificadas dos axônios próximos as suas extremidades. Quando o potencial chega rapidamente, essas terminações pré-sinápticas transmitem uma sinalização química para uma célula adjacente. O local de contato entre elas é denominado sinapse. Terminações pré-sinápticas contêm vesículas sinápticas cheias de transmissor químico, que podem liberar seu conteúdo na fenda sináptica. Asuperfície receptora das células pós-sinápticas contém receptores especializados para o transmissor químico liberado da terminação pré-sináptica. 2. Potencial elétrico de repouso da membrana dos neurônios Os neurônios, assim como outras células do corpo, possuem um potencial elétrico, ou voltagem, que pode ser mensurado através de sua membrana celular (potencial de repouso da membrana). Entretanto, o potencial elétrico da membrana dos neurônios e das células musculares é excepcional, pois sua magnitude e sinal podem ser alterados comoresultado da sinalização sináptica de outras células ou podem ser modificados no interior de um órgão sensorial receptor, como uma resposta à transdução de alguma energia do ambiente. Quando a alteração no potencial da membrana de um neurônio ou uma célula muscular atinge o valor limiar, ocorre nesse potencial uma alteração adicional e drástica, denominada potencial de ação, que se move ao longo de todo o comprimento do axônio neuronal (ver discussão adiante). O potencial de repouso da membrana é o resultado da separação diferencial de íons carregados, especialmente sódio (Na+) e potássio (K+), através da membrana e da permeabilidade diferencial da membrana em repouso a esses íons, conforme eles tentam difundir-se de acordo com suas concentrações e seus gradientes elétricos. Embora a concentração líquida de cargas positivas e negativas seja semelhante nos líquidos intra e extracelular, um excesso de positivas acumula-se junto à face externa da membrana celular e um excesso de negativas junto à interna. Isso torna o interior da célula carregado negativamente em relação ao exterior. 2.1. O potencial de repouso da membrana é resultado de três determinantes principais: 2.1.1. A bomba Na+ e K+: As membranas celulares possuem uma bomba dependente de energia, que bombeia íons Na+ para fora da célula e traz íons K+ para dentro dela contra os seus gradientes de concentração. Isso mantém a distribuição diferencial de cada uma dessas espécies de íons carregados de um lado a outro da membrana, o que fundamenta sua capacidade de produzir uma voltagem através da membrana. A própria bomba faz uma pequena e direta contribuição para o potencial de membrana porque lança para fora da célula três moléculas de Na + a cada duas moléculas de K+ trazidas para dentro, concentrando assim cargas positivas do lado de fora. 2.1.2. Uma espécie de íon irá deslocar-se em direção a um equilíbrio dinâmico se puder difundir-se através da membrana: Usando K+ como exemplo, a diferença de concentração através da membrana ativamente mantida pela bomba de Na+, K+ produz um gradiente de concentração, ou “força de direcionamento químico”, que tenta impelir passivamente o íon através da membrana, da alta concentração do lado de dentro da célula para a baixa, do lado de fora. Se o K+ pode difundir-se através de canais iônicos da membrana, o íon que sai deixará para trás uma carga negativa sem oposição (geralmente de macromoléculas de proteína carregadas negativamente, aprisionadas no interior da célula), estabelecendo assim um gradiente elétrico, ou “força de direcionamento elétrico”, que empurra o K+ de volta para dentro. Esses gradientes opostos finalmente produzem um equilíbrio dinâmico, embora ainda possa haver mais K+ no interior do que no exterior, bem como um desequilíbrio de carga de um lado a outro da membrana. Essa distribuição irregular de cargas em equilíbrio dinâmico produz uma voltagem, chamada de potencial de equilíbrio para aquele íon. Quando uma espécie de íon pode atravessar um canal na membrana, ele segue em direção a seu estado de equilíbrio e leva a voltagem através da membrana na direção de seu potencial de equilíbrio. 2.1.3. Permeabilidade diferencial da membrana para difusão de íons: A membrana em repouso é muito mais permeável aos íons K+ do que aos Na+, porque nela existem mais canais de escape de K+ do que de Na+. Essa maior permeabilidade aos íons K+ significa que eles podem estar mais próximos do seu estado de equilíbrio dinâmico e do potencial de equilíbrio, em comparação com os Na+, que têm dificuldade para atravessar a membrana. Portanto, o potencial de equilíbrio para os íons K+, mais permeáveis, terá influência predominante sobre o valor do potencial de repouso da membrana, em comparação com o potencial de equilíbrio dos íons Na+, muito menos permeáveis. Portanto, o potencial de repouso da membrana de muitos neurônios de mamíferos é próximo do potencial de equilíbrio para os íons K+. EM RESUMO: Potencial de repouso da membrana é força que exerce nas membranas do corpo contrária ao movimento dos íons a favor do seu gradiente de concentração. Composição iônica do corpo é diferente: Íons de Potássio(alta concentração dentro da célula); íons de Sódio e os íons cloro (alta concentração fora da célula). Sobre esses íons é exercido duas forças: difusão(do local mais para menos concentrado) e potencial elétrico(força contrária ao gradiente de concentração). Os íons se concentram de forma diferente, com o passar do tempo essas forças vão gerar uma diferença de potencial elétrico e isso é o que determina o potencial de membrana em repouso. O potássio é 100 vezes mais permeável que o Cloro e o Sódio. Os íons não se equilibram com o passar do tempo por conta principalmente da bomba de sódio e potássio, na qual a bomba joga esses íons de forma contrária ao gradiente de concentração (para cada três sódios que sai, dois potássios entra). 2.2. Sinalizações sinápticas de uma célula pré-sináptica que alteram o potencial de repouso da membrana Embora a maior parte das células do corpo tenha um potencial de repouso da membrana, os neurônios e as células musculares são excepcionais, pois seus potenciais podem ser alterados por uma sinalização sináptica a partir de outra célula. Um neurotransmissor liberado de uma terminação pré-sináptica de um axônio liga-se aos receptores na membrana pós-sináptica, resultando na abertura ou fechamento de canais iônicos seletivos e na alteração do potencial de membrana da célula pós-sináptica. Embora haja trilhões de sinapses no sistema nervoso, um sinal pré-sináptico pode alterar o potencial da membrana pós-sináptica de, basicamente, apenas duas maneiras: tornando-o mais negativo ou mais positivo (menos negativo). O tipo de alteração depende da natureza do receptor ativado pelo transmissor químico liberado pelas vesículas sinápticas da terminação do axônio pós-sináptico. A alteração no potencial de membrana pós-sináptico é chamada de potencial pós-sináptico. Quando uma transmissão química ao nível da sinapse leva a um potencial pós-sináptico mais positivo, em comparação com o nível em repouso (p. ex., de –75 para –65mV), diz-se que se trata de um potencial excitatório pós-sináptico (PEPS) (Figura 4-5, A). É chamado de “excitatório” porque aumenta as chances de que o limiar para o desencadeamento de um potencial de ação seja atingido no segmento inicial do axônio da célula pós-sináptica. Quando um PEPS modifica o potencial de membrana pós-sináptica para um valor mais positivo, diz-se que esta está despolarizada. Se a interação do transmissor químico com seu receptor apropriado na membrana pós-sináptica provocar a abertura de canais de Na+ (dependente de ligante), o resultado poderá ser a despolarização da mesma. A abertura permite que os íons Na+ se difundam pelo neurônio, à medida que começam a passar através da membrana em direção ao equilíbrio, movendo o potencial de membrana na direção do potencial de equilíbrio do sódio, mais positivo. Os canais iônicos que normalmente alteram sua condutividade em consequência da ligação de um neurotransmissor com um receptor são os dependentes de ligante ou quimicamente dependentes (Capítulo 1). Como o transmissor químico é rapidamente removido da sinapse, a alteração pós-sináptica é transitória, durando apenas alguns milésimos de segundo. Além disso, como a modificação no fluxo iônico resultante da ativação do receptor é limitada, a magnitude do potencial pós-sináptico geralmente é bem pequena (p. ex., 2 a 3 mV). Entretanto, é maior na sinapse. Embora a despolarização se difunda pela membrana pós-sináptica, ela diminui com a distância a partir da sinapse onde se originou, assim como as ondas criadas por uma pedra atirada em um lago diminuem de tamanho a partir de onde a pedra caiu. Se, em vez disso, a interação entre o neurotransmissor pré- sináptico e o receptorpós-sináptico resultar na abertura dos canais de K+ quimicamente dependentes, os íons K+ se difundem, levando o potencial de membrana ainda mais para perto do potencial de equilíbrio destes (–90 mV). Essa alteração do potencial de repouso para um potencial de membrana mais negativo é chamada de hiperpolarização. A hiperpolarização da membrana pós-sináptica tem o nome de potencial inibitório pós-sináptico (PIPS) (Figura 4-5, B) porque cada uma dessas transmissões torna menos provável que um potencial de ação resulte no segmento inicial do axônio. A exemplo dos PEPSs, os PIPSs se difundem pela membrana do neurônio e a hiperpolarização diminui com a distância a partir da sinapse em que se originou. Deve-se notar que apenas dois dos efeitos mediados pelo receptor mediante canais de íon quimicamente dependentes, responsáveis por gerar PEPSs ou PIPSs, foram discutidos anteriormente. EM RESUMO: Para que um potencial de ação transmita sinais neurais é necessário que haja uma alteração abrupta na diferença de potencial(DDP). No momento em que chega um potencial de ação podemos ter duas situações distintas: Potencial Excitatório pós-sináptico (PEPS): Neste caso ocorre a diminuição do potencial de membrana, fazendo com que esta fique extremamente permeável ao íon sódio. Com a entrada desse íon, o interior da célula passa a ter uma grande quantidade de cargas positivas fazendo com que a DDP desapareça e caminhe em direção á positividade. Quando se atinge o valor de -55mv diz-se que a membrana está despolarizada ou hipopolarizada. Essa despolarização resulta na interação do neurotransmissor químico liberado pelas vesículas pré-sinápticas com seus receptores no neurônio pós-sináptico. Os neurotransmissores liberados são inativados em milissegundos, Esta interação faz com que comportas de sódio fechadas se abram provocando um rápido influxo de sódio na célula subjacente deixando seu interior mais positivo desencadeando o potencial de ação. Potencial inibitório pós-sináptico (PIPS): Se ao invés da abertura de canais de Sódio como no PEPS houver a abertura de canais de potássio, esse íon vai se difundir do interior da célula para o exterior. Dessa forma, vai provocar um aumento da DDP fazendo com que as possibilidades de desencadear um potencial de ação diminuam. 3. Potenciais Graduados e Potenciais de Ação: 3.1. Potenciais Graduados: são alterações de curta duração que acontecem em um determinado ponto da membrana do neurônio, não tendo na maioria das vezes intensidade (força) suficiente para despolarizar toda a membrana do neurônio e consequentemente para transferir este impulso para um neurônio adjacente. Quando isto ocorre, ou seja, este impulso percorre toda a extensão da membrana, há a geração de um potencial de ação. 3.1.1. Excitatório: Pode ocorrer ou não Potencial de Ação. 3.1.2. Inibitório: Não ocorre Potencial de Ação. 3.2. Potencial de ação: é a maneira que determina células do corpo desenvolveram para mandar um estímulo. Tais células são chamadas de células excitáveis, que tem capacidade de sair de um potencial de repouso para um potencial de ação. Ex: células do tecido nervoso(nervos), células dos músculos, glândulas. O potencial é dividido em 3 fases depois do repouso: 3.2.1. Despolarização: que é a fase ascendente dos gráficos no qual ocorre a abertura dos canais de sódio, o sódio é positivo e acaba deixando a célula mais positiva. Ou seja, inverteu o potencial de membrana em repouso. 3.2.2. Repolarização: fase descendente dos gráficos na qual ocorre o fechamento dos canais de Sódio e abertura dos canais de potássio(a célula joga o potássio que tem carga positiva pra fora da célula, assim tendo um acúmulo de íons negativos dentro da célula), então ocorre a ativação das bombas de sódio e potássio para tirar o sódio que tá dentro da célula e colocar para dentro os potássios. 3.2.3. Hiperpolarização: como o potássio é mais permeável, ele acaba saindo um pouco mais do que devia da célula, durante esse pequeno tempo acaba levando as cargas positivas para fora, deixando os seus pares negativos dentro da célula tornando o potencial mais eletronegativo. OBS: Limiar: estimulo mínimo que a célula precisa receber para que ela seja estimulada ao potencial de ação. ● Sinapse (Aula 06) Os neurônios comunicam-se uns com os outros e com outras células do corpo, como as musculares ou secretoras. Usando os processos de geração do potencial de ação e de sua rápida condução pelo axônio até a terminação pré-sináptica, o neurônio pode notificar rapidamente suas terminações pré-sinápticas, geralmente localizadas distante do seu corpo celular, para iniciar a transferência de informações para outras células. Tal comunicação ocorre velozmente entre as células, com frequência de modo focal, em junções especializadas chamadas sinapses.A transmissão sináptica pode ser elétrica ou química. Nas sinapses elétricas, a corrente iônica flui diretamente entre as células pré e pós-sinápticas como o mediador para a emissão da sinalização. Embora essas, no sistema nervoso mamífero, pareçam mais amplamente distribuídas do que originalmente se acreditava, é mais frequente a transmissão sináptica ser mediada por um mensageiro químico. Este, liberado pelas terminações pré-sinápticas na chegada do potencial de ação, difunde-se rapidamente para a membrana celular pós-sináptica, onde se liga a receptores. Esta ligação inicia uma alteração na função pós-sináptica, normalmente gerando um potencial pós-sináptico. A sinapse química melhor entendida é a que ocorre entre o neurônio motor e uma célula musculoesquelética (fibra): a sinapse neuromuscular, também conhecida como junção neuromuscular. A comunicação sináptica na junção neuromuscular é basicamente similar à que ocorre entre neurônios, embora exista uma variedade maior nas características da transmissão sináptica de neurônio a neurônio. EM RESUMO: Sinapse é o tipo de comunicação pela qual as células do nosso corpo conseguem enviar sinais umas as outras. Essa comunicação acontece entre duas células nervosas e entre células nervosas e células efetoras( são células de resposta). São células não nervosas que respondem a estímulos. Sinapse elétrica: É menos comum, mas de grande importância para o nosso funcionamento. Na sinapse elétrica a passagem do sinal acontece devido à abertura de canais de ligação entre as duas células, chamados de junções comunicantes ou simplesmente de junções do tipo GAP. Através desses canais que são proteínas transmembranares a informação se propaga na forma de um sinal elétrico, quer seja ele estimulatório ou inibitório, determinado pela abertura das proteínas e passagem do sinal (estimulatório) ou seu fechamento e não passagem do sinal (inibitório). A sinapse elétrica apresenta algumas características, tais como: propagação bidirecional, ou seja, o sinal vai nos dois sentidos, não presença de retardo sináptico o que torna a sua velocidade maior. Encontramos sinapses elétricas em várias regiões do sistema nervoso central e periférico. Tecidos como os músculos cardíacos e a musculatura lisa visceral usam essa sinapse para controle de suas ações. Sinapse química: Na sinapse química temos a participação de uma substância chave nesse processo, chamada de neurotransmissor. Um neurotransmissor é uma substância química que ao se ligar ao seu receptor, numa ligação chamada “chave fechadura” específica, semelhante àquela encontrada nas enzimas promove a comunicação celular através de efeitos estimulatórios ou inibitórios. A liberação de um neurotransmissor acontece nas seguintes etapas: o O sinal ao se propagar pela membrana pré-sináptica induz a abertura de canais de cálcio (Ca2+) que tem alta concentração no meio extracelular. o O cálcio é um importante mensageiro químico intracelular e sua elevação no citoplasma das células promove a fusão da vesícula sináptica (quearmazena os neurotransmissores) com a membrana pré-sináptica. o A fusão vesícula e membrana provocam a exocitose da vesícula. Lembrem que exocitose é liberação de substância para fora da célula. Essa substância é o neurotransmissor. Uma vez o neurotransmissor na fenda sináptica, este se liga a seu receptor específico que por sua vez encontra-se na membrana pós-sináptica. Essa ligação irá alterar a permeabilidade dessa membrana a determinados íons e isso determinará se a sinapse será excitatória ou inibitória. Na sinapse química a entrada ou saída de determinados íons pode determinar sua excitação ou não. Após a liberação dos neurotransmissores na fenda e sua consequente ação, essas substâncias precisam voltar para a vesícula pré-sináptica através de um mecanismo chamado recaptação que nada mais é que o retorno do neurotransmissor a vesícula contida na membrana pré-sináptica ou algumas vezes serem destruídos através de ação enzimática. Uma dessas enzimas que destroem determinados neurotransmissores é a acetilcolinesterase que atua sobre a acetilcolina liberada em tecidos como o músculo esquelético. Outras enzimas importantes de destruição de neurotransmissores são feitas pelas enzimas COMT – catecol–o-metil transferase e MAO – monoamina oxidase que atuam sobre neurotransmissores adrenérgicos. Determinados íons podem induzir estímulo ou inibição em uma célula. A entrada de íons na célula carregados positivamente (cátions) induz despolarização na membrana plasmática e isso é um evento inibitório. Geralmente a entrada de sódio (Na+) na célula induz seu estímulo. Outro íon que pode estimular as células é o cálcio (Ca2+) que também tem alta concentração extracelularmente. Os eventos inibitórios acontecem devido a hiperpolarização da membrana pós-sináptica que pode ser induzida pela entrada do cloro (Cl-) na célula ou pela saída do potássio (K+) do meio intracelular. Podemos pensar em excitação ou inibição através do fechamento de canais iônicos específicos também. Como a entrada de sódio e cálcio induz despolarização e consequente estimulação, o bloqueio ou fechamento desses canais podem levar uma célula a um estágio de inibição. Por outro lado, os bloqueios dos canais que induzem hiperpolarização como o cloro e o potássio podem tornar uma célula mais propícia à estimulação. As sinapses entre neurônios podem ser de 4 tipos: o Axo Dendrítica: entre o axônio do primeiro neurônio com o dendrito do segundo neurônio. o Axo Axônica: entre os axônios do primeiro e segundo neurônio. o Axo Somática: entre o axônio do primeiro neurônio e o corpo celular do segundo neurônio. o Dendro Dendrítica: ntre os dendritos do primeiro e segundo neurônio. Sinapse neuromuscular: o impulso nervoso (potencial de ação) sai do sistema nervoso central (Medula espinal) para disparar a contração nos músculos esqueléticos. A partir daí os potenciais de ação, percorrem o neurônio motor pós-sináptico até a fibra do músculo esquelético. O local onde o neurônio motor estimula a fibra muscular é chamado de junção neuromuscular, esse estímulo ocorre por uma sinapse química entre os terminais axonais do neurônio motor e a placa motora da fibra muscular. Os eventos da junção neuromuscular ocorre da seguinte forma: o potencial de ação percorre o neurônio motor até o seu terminal axonal, canais de cálcio voltagem dependente se abrem e o cálcio se difunde para dentro do terminal axonal, a entrada de cálcio estimula as vesículas sinápticas a liberarem a acetil colina através de exocitose, a acetilcolina se difunde para a fenda sináptica e se liga a receptores de acetilcolina que contém canais de cátions ativados por ligante, esses canais se abrem, íons de sódio entram na fibra muscular enquanto íons de potássio saem da fibra muscular (o maior maior fluxo de entrada de íons de sódio e o menor fluxo de saída de íons de potássio faz com que o potencial de membrana se torne menos negativo), quando o potencial de membrana atinge um limiar o potencial de ação é propagado pelo sarcolema, a neurotransmissão para a fibra muscular para quando a acetilcolina é removido da fenda sináptica, essa remoção ocorre da seguinte forma: a acetilcolina se afasta da placa motora, depois ele é quebrada pela enzima acetilcolinesterase em ácido acético e colina, a colina é então transportada para dentro do terminal axonal para novamente fazer a síntese de acetilcolina. 3. Contração Muscular A contração muscular é o deslizamento da actina sobre a miosina nas células musculares, permitindo os movimentos do corpo. As fibras musculares contêm os filamentos de proteínas contráteis de actina e miosina, dispostas lado a lado. Esses filamentos se repetem ao longo da fibra muscular, formando o sarcômero (unidade funcional da contração muscular). A contração muscular ocorre da seguinte forma: O cérebro envia sinais, através do sistema nervoso, para o neurônio motor que está em contato com as fibras musculares; Quando próximo da superfície da fibra muscular, o axônio perde bainha de mielina e dilata-se, formando a placa motora. Os nervos motores se conectam aos músculos através das placas motoras; Com a chegada do impulso nervoso, as terminações axônicas do nervo motor lançam sobre suas fibras musculares a acetilcolina(neurotransmissor); A acetilcolina liga-se aos receptores da membrana da fibra muscular, desencadeando um potencial de ação; Nesse momento, os filamentos de actina e miosina se contraem, levando à diminuição do sarcômero e consequentemente provocando a contração muscular. OBS: A contração muscular segue a "lei do tudo ou nada". Ou seja: a fibra muscular se contrai totalmente ou não se contrai. Se o estímulo não for suficiente, nada acontece. Sistema Nervoso Autônomo (Aula 07) O sistema nervoso autônomo divide-se em sistema nervoso simpático e sistema nervoso parassimpático. De modo geral, esses dois sistemas têm funções contrárias (antagônicas). Um corrige os excessos do outro. Por exemplo, se o sistema simpático acelera demasiadamente as batidas do coração, o sistema parassimpático entra em ação, diminuindo o ritmo cardíaco. Se o sistema simpático acelera o trabalho do estômago e dos intestinos, o parassimpático entra em ação para diminuir as contrações desses órgãos. SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO SIMPÁTICO SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO PARASSIMPÁTICO LUTA OU FUGA: ESTRESSE RESTAURAÇÃO OU MANUTENÇÃO: ESTADO DE REPOUSO. ORIGEM ANATÔMICA DAS FIBRAS: TRONCOLOMBAR ORIGEM ANATÔMICA DAS FIBRAS: CRANIOSSACRAL FIBRAS PRÉ- GANGLIONARES: CURTA FIBRAS PRÉ- GANGLIONARES: LONGA FIBRAS PÓS- GANGLIONARES: LONGA FIBRAS PÓS- GANGLIONARES: CURTA GÂNGLIOS (LOCAL): PRÓXIMO A MEDULA ESPIINHAL GÂNGLIOS (LOCAL): PRÓXIMO AO ÓRGÃO EFETOR 1. Características/alterações Funcionais do SNAS: Aumento da frequência cardíaca; Aumento da pressão arterial; Relaxamento da bexiga; Desvio do fluxo sanguíneo para os músculos esqueléticos; Broncodilatação; Midríase (aumento da pupila); Aumento da glicemia; Ejaculação. 2. Características funcionais do SNAP: Diminuição da frequência cardíaca; Diminuição da pressão arterial; Contração da bexiga; Relaxamento dos esfíncteres; Miose(diminuição da pupila); Broncoconstrição; Ereção (vasodilatação); Aumento das secreções. OBS: Sinapse Intermediária(SEMPRE): Neurotransmissor: Acetilcolina | Receptor: Nicotínico. Sinapse Final(SNAS): Neurotransmissor: noradrenalina | Receptor: alfa 1;alfa 2; beta 1; beta 2. Sinapse Final(SNAP): Neurotransmissor: Acetilcolina | Receptor: Muscarínico
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