Fisiologia Sensorial

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Cada um dos tipos de sensibilidade que podemos experimentar - dor, tato, 
visão, som, etc - é chamado MODALIDADE SENSORIAL. As diferentes 
fibras nervosas transmitem apenas impulsos, não modalidades. Para que 
as modalidades sensoriais sejam percebidas cada trato nervoso termina 
em uma área específica do SNC, sendo orientada para uma determinada 
região, assim, cada fibra é responsável por uma modalidade sensorial. 
Essa especificidade das fibras nervosas para transmitir apenas uma 
modalidade sensorial é chamada princípio das vias rotuladas.
Todos os receptores sensoriais têm característica comum. Qualquer que 
seja o tipo de estímulo que excite o receptor, seu efeito imediato é o de 
alterar o potencial elétrico da membrana do receptor > potencial receptor .
Deformação mecânica do receptor > distende a membrana do receptor 
e abre os canais iônicos
•
Aplicação de substância química na membrana > abre os canais 
iônicos
•
Alteração da temperatura da membrana > altera a permeabilidade da 
membrana
•
Radiação eletromagnética > luz no receptor visual da retina > direta 
ou indiretamente > alteram as características da membrana do 
receptor e permitem que os íons fluam pelos canais da membrana
•
Alteração no potencial de membrana = alteração da permeabilidade 
da membrana do receptor > permite que os íons se difundam mais ou 
menos prontamente através da membrana, alterando, desse modo, o 
potencial transmembrana
•
Os diferentes receptores podem ser excitados de várias maneiras para 
causar um potencial receptor:
Quando o potencial receptor se eleva acima do limiar, para desencadear
A amplitude máxima da maioria dos potenciais receptores sensoriais 
é cerca de 100 milivolts > estímulo sensorial de intensidade 
extremamente elevada = mesma voltagem máxima registrada nos 
potenciais de ação = alteração da voltagem verificada quando a 
membrana fica permeável, o máximo possível, aos íons sódio
•
potenciais de ação na fibra nervosa conectada ao receptor, ocorrem então 
os potenciais de ação > quanto mais o potencial receptor se eleva acima do 
limiar, maior fica a frequência dos potenciais de ação na fibra aferente.
Relação entre potencial de Estímulo e Potencial Receptor
Intensidades de estimulação muito altas > amplitude do potencial gerador 
aumenta rapidamente no início e, a seguir, mais lentamente.
Receptor é sensível à experiência sensorial muito fraca e ainda assim 
é capaz de não atingir a frequência máxima de disparo até que a 
experiência sensorial seja extrema
•
Receptores sensoriais > transmitem a frequência dos potenciais de ação 
repetitivos > eleva na proporção do aumento do potencial receptor > 
estimulação muito intensa do receptor provoca progressivamente menos 
e menos aumentos adicionais do número de potenciais de ação. 
Essa característica possibilita que o receptor tenha ampla variedade de 
respostas muito fracas até muito intensas.
Stella Fernandes - MEDUFMS/Turma LIII
Potencial de receptor no corpúsculo de pacini
Área da fibra terminal deformada pela compressão do corpúsculo > canais iônicos se 
abriram na membrana > íons sódio com carga positiva se difundem para o interior da fibra > 
aumento da positividade no interior da fibra (potencial receptor) > gera fluxo de corrente 
(circuito local) > ao atingir o primeiro nodo de Ranvier (interior da cápsula do corpúsculo de 
Pacini) > fluxo de corrente local despolariza a membrana da fibra desse nodo > desencadeia 
potenciais de ação típicos > transmitidos ao longo da fibra nervosa > sistema nervoso central
•
O corpúsculo de Pacini contém uma fibra nervosa que se estende por toda a sua região central. 
Circundando essa fibra nervosa central existem múltiplas camadas capsulares concêntricas, de 
modo que qualquer pressão exercida, em qualquer região externa do corpúsculo vai alongar, 
comprimir ou deformar de alguma maneira a fibra central. A terminação da fibra central na 
cápsula é amielínica, porém a fibra fica mielinizada (bainha azul da figura abaixo) um pouco 
antes de deixar o corpúsculo e entrar em nervo sensorial periférico.
Adaptação dos receptores
Estímulo sensorial contínuo é aplicado > receptor responde inicialmente com alta frequência 
de impulsos > frequência progressivamente menor > frequência de potenciais de ação muito 
baixa ou cessam os impulsos
•
Corpúsculo de Pacini se adapta muito rapidamente •
Folículos pilosos se adaptam em mais ou menos 1 segundo•
Receptores da cápsula articular e do fuso muscular se adaptam lentamente•
Alguns mecanorreceptores necessitam de horas ou dias para cessar completamente a 
frequência de potenciais de ação > cerca de 2 dias para muitos barorreceptores dos corpos 
carotídeos e aórticos
•
Quimiorreceptores e os receptores para dor provavelmente nunca se adaptam por completo•
Receptores sensoriais se adaptam, parcial ou completamente, a qualquer estímulo constante 
depois de certo período.
 Fisiologia Sensorial 
 Página 1 de Fisiologia sensorial 
Quimiorreceptores e os receptores para dor provavelmente nunca se adaptam por completo•
Mecanismos de Adaptação
Olho > bastonetes e cones se adaptam modificando as concentrações de substâncias 
químicas sensíveis à luz
•
Estrutura viscoelástica > força de compressão é transmitida pelo componente viscoso 
do corpúsculo (para o mesmo lado da fibra nervosa central) > potencial receptor > 
líquido no interior do corpúsculo se redistribui > potencial receptor não é mais 
provocado
I.
Mecanismo mais lento > acomodação da própria fibra nervosa > a terminação da fibra 
nervosa gradualmente passa a ser “acomodada” ao estímulo > “inativação” progressiva 
dos canais de sódio na membrana da fibra nervosa > fluxo da corrente de sódio pelos 
canais faz com que eles de forma gradual se fechem
II.
Corpúsculo de Pacini > adaptação ocorre nesse receptor por duas maneiras•
Esses mesmos dois mecanismos gerais de adaptação se aplicam a outros tipos de 
mecanorreceptores > parte da adaptação resulta de reajustes da estrutura do receptor, e 
parte é resultado do tipo elétrico de acomodação, na terminação nervosa
•
Os mecanismos de adaptação do receptor são diferentes para cada tipo de receptor, da mesma 
maneira que o desenvolvimento do potencial receptor é propriedade individual.
Receptores de Adaptação Lenta
Impulsos dos fusos musculares e dos aparelhos tendinosos de Golgi possibilitam que o 
sistema nervoso seja informado sobre o estado da contração muscular e da carga sobre o 
tendão a cada instante
•
Receptores da mácula no aparelho vestibular•
Receptores da dor•
Barorreceptores do leito arterial•
Quimiorreceptores dos corpos carotídeo e aórtico•
Os receptores de adaptação lenta continuam a transmitir impulsos para o sistema nervoso 
central durante todo o tempo em que o estímulo estiver presente (ou pelo menos por muitos 
minutos ou horas > receptores tônicos) > mantêm o sistema nervoso central informado 
constantemente sobre o estado do corpo e sua relação com o meio ambiente. 
Receptores de Adaptação Rápida
Os receptores que se adaptam rapidamente, não podem ser usados para transmitir sinal 
contínuo, porque esses receptores são estimulados apenas quando a força do estímulo se altera. 
Ainda, eles reagem fortemente enquanto está acontecendo alteração de fato. Por isso, esses 
receptores são chamados receptores de transição do estímulo, receptores de movimento ou
Corpúsculo de Pacini > pressão súbita aplicada aos tecidos excita esse receptor por alguns 
milissegundos e, em seguida, essa excitação termina mesmo que a pressão continue > 
transmite novamente um sinal quando a pressão é liberada > deformações teciduais 
rápidas > inútil para a transmissão de informações sobre as condições constantes do corpo
•
receptores fásicos.
Função Preditiva dos receptores de Taxa de Variação
Receptores dos canais semicirculares no aparelho vestibular do ouvido interno detectam a 
velocidade com que a cabeça começa a mudar de direção quando alguém está correndoem 
uma curva > pessoa pode predizer quanto ela terá de virar nos próximos 2 segundos e pode, 
assim, ajustar o movimento das pernas, antecipadamente, para evitar a perda do equilíbrio
•
A perda dessa função preditiva impossibilita a pessoa de correr○
Receptores localizados nas articulações ou próximos delas ajudam a detectar as velocidades 
dos movimentos de diferentes partes do corpo > alguém está correndo > informações dos 
receptores de adaptação rápida das articulações permitem ao sistema nervoso prever onde 
os pés estarão durante frações precisas do próximo segundo > sinais motores apropriados 
poderão ser transmitidos para os músculos das pernas para fazer as correções 
antecipatórias necessárias na sua posição para que a pessoa não caia
•
Se a velocidade com que ocorre alguma alteração nas condições do organismo for conhecida, 
pode-se predizer quais serão essas condições em alguns segundos, ou, até mesmo, alguns 
minutos mais tarde.
Transmissão de sinais de diferentes intensidades pelos Tratos Nervosos
Somação Espacial > aumento da intensidade do sinal é transmitido usando, 
progressivamente, número maior de fibras. Cada uma das fibras (de dor por exemplo) se 
arboriza em centenas de pequenas terminações nervosas livres que atuam como receptores 
da dor > abrange geralmente a área da pele bastante grande > campo receptor ou receptivo da 
fibra > número de terminações é grande, no centro do campo, porém diminui em direção à 
•
Uma das características de cada sinal que sempre tem de ser transmitida é a intensidade. As 
diferentes graduações e intensidade podem ser transmitidas aumentando-se a quantidade de 
fibras paralelas envolvidas ou pela elevação da frequência dos potenciais de ação em uma só 
fibra. 
Classificação Fisiológica e Função das Fibras Nervosas
 Página 2 de Fisiologia sensorial 
Quando a picada é no centro do campo receptor de uma fibra para dor em 
particular, o grau de estimulação dessa fibra é muito maior do que quando 
ocorre na periferia do campo, pois o número de terminações nervosas livres no 
centro do campo é muito maior do que na periferia
□
Picada na pele > estimula terminações de várias fibras para dor▪
Quanto mais intenso o estímulo, maior o número de fibras envolvidas▪
Terminações arborizadas de uma só fibra se sobrepõem às terminações de outras fibras 
dolorosas
○
Somação Espacial > aumento da intensidade do sinal é transmitido usando, 
progressivamente, número maior de fibras. Cada uma das fibras (de dor por exemplo) se 
arboriza em centenas de pequenas terminações nervosas livres que atuam como receptores 
da dor > abrange geralmente a área da pele bastante grande > campo receptor ou receptivo da 
fibra > número de terminações é grande, no centro do campo, porém diminui em direção à 
periferia
•
Somação temporal > aumenta-se a frequência dos impulsos nervosos em cada fibra•
Transmissão e processamento dos sinais em 
grupamentos neuronais
Todo o córtex cerebral poderia ser considerado como um só grande 
grupamento neuronal
•
Outros grupamentos neuronais incluem os diferentes núcleos da base 
e os núcleos específicos no tálamo, cerebelo, mesencéfalo, ponte e 
bulbo
•
Substância cinzenta dorsal da medula espinal poderia ser considerada 
como um grande grupamento de neurônios
•
O sistema nervoso central é composto por milhares a milhões de 
grupamentos neuronais, alguns desses grupos contêm poucos neurônios, 
enquanto outros têm grande quantidade de neurônios. 
Organização dos neurônios para transmissão de sinais
A imagem abaixo é composta por vários neurônios em grupamento 
neuronal, mostrando as fibras “aferentes” à esquerda e as fibras 
“eferentes” à direita. A área neuronal, estimulada por cada fibra nervosa 
aferente, é chamada campo estimulatório > grande quantidade de terminais 
se situa no neurônio mais próximo de seu “campo”, e que 
progressivamente menos terminais se situam nos neurônios mais 
distantes.
Estimulações Limiares e Sublimiares - Excitação ou facilitação
Fibra aferente com quantidade suficiente de terminações para induzir 
uma descarga do neurônio > estímulo excitatório ou supralimiar > 
acima do limite requerido para a excitação
•
Estímulo sublimiares > fibras aferentes não estimulam 
suficientemente os neurônios, mas os tornas passíveis de 
estimulação > ESTADO FACILITADO 
•
Cada fibra nervosa aferente contribui usualmente com número 
bastante grande de ramificações terminais para centenas ou milhares 
de neurônios em seu “campo” de distribuição
•
Zona de descarga da fibra aferente > neurônios são estimulados pela 
fibra aferente > zona excitada ou zona limiar
•
A descarga de um só terminal pré-sináptico excitatório quase nunca 
provoca um potencial de ação no neurônio pós-sináptico. Para induzir a 
excitação do neurônio é necessário que grande número de terminais 
aferentes o estimule simultaneamente ou provoque descargas repetidas. 
Circuito Neural com Sinais Eferentes Tanto Excitatórios 
Quanto Inibitórios
Às vezes, o sinal aferente para grupamento neuronal gera sinal excitatório
Inibição de Grupamento Neuronal > Algumas das fibras aferentes inibem os 
neurônios em vez de excitá-los. Esse mecanismo é o oposto da facilitação, e todo o 
campo das terminações inibitórias é chamado zona inibitória. O grau de inibição, no 
centro dessa zona, é grande por causa do extenso número de terminações no centro; 
ele se torna, progressivamente, menor em direção às suas bordas
Divergência e convergência de Sinais
Amplificadora (divergência do mesmo trato) > o sinal aferente se espalha para número 
progressivamente maior de neurônios, à medida que passa por ordens sucessivas de 
neurônios no seu trajeto > via corticoespinal > controle da musculatura esquelética -
célula piramidal grande no córtex motor > condições muito facilitadas > excitam 
número suficiente de neurônios motores que resultem na excitação de até 10.000 fibras 
musculares
•
Divergência em tratos múltiplos > transmitido em duas direções, partindo do 
grupamento neuronal > informações ascendentes, transmitidas pela medula espinal até 
as colunas dorsais, assumem dois trajetos no tronco cerebral: (1) para o cerebelo e (2) 
para o tálamo e para o córtex cerebral, pelas regiões ventrais do encéfalo
•
Divergência é o nome dado ao fenômeno que ocorre quando sinais fracos entram em um 
grupamento neuronal e excitam grande número de fibras que saem do grupamento. Dois 
tipos principais de divergências ocorrem e apresentam propósitos inteiramente diferentes.
 Página 3 de Fisiologia sensorial 
Circuito Neural com Sinais Eferentes Tanto Excitatórios 
Quanto Inibitórios
Às vezes, o sinal aferente para grupamento neuronal gera sinal excitatório
Ao mesmo tempo em que sinal excitatório é transmitido por grupo de 
neurônios na medula espinal, gerando o movimento da perna para a 
frente, sinal inibitório é transmitido por grupo diferente de neurônios 
inibindo os músculos da parte de trás da perna, de modo que não se 
oponham ao movimento para a frente
•
Esse tipo de circuito é característico do controle de todos os pares de 
músculos antagonistas e é chamado circuito de inibição recíproca
•
eferente em uma direção e ao mesmo tempo sinal inibitório na outra.
A fibra aferente excita diretamente a via eferente excitatória, mas estimula 
interneurônio inibitório (neurônio 2), que secreta substância transmissora 
diferente, inibindo a segunda via eferente desse grupamento. Esse tipo de 
circuito é também importante para evitar a atividade excessiva em muitas 
partes do encéfalo.
Prolongamento de um sinal por um grupamento 
neuronal
Uma vez que o neurônio descarregue, os estímulos por feedback 
poderiam manter o neurônio descarregando por tempo mais 
prolongado
○
O sinal reverberatório total pode ser forte ou fraco, 
dependendo da quantidade de fibras nervosas paralelas que 
estão momentaneamente envolvidas na reverberação
▪
Composto por muitas fibras paralelas○
Alguns neurônios adicionais no circuito de feedback > causaretardo mais longo entre a descarga inicial e o sinal de feedback
○
Sistema mais complexo > fibras facilitatórias e inibitórias atuam 
no circuito reverberante > sinal facilitatório aumenta a 
intensidade e a frequência da reverberação, enquanto o sinal 
inibitório reduz ou encerra a reverberação
○
Circuito reverberante ou oscilatório > feedback positivo > estímulo 
retorna excitando novamente uma aferência desse circuito > circuito 
pode descarregar-se repetidamente por longo período
•
O estímulo aferente pode durar apenas aproximadamente 1 
milissegundo e, ainda assim, os impulsos eferentes podem durar por 
muitos milissegundos ou até mesmo por minutos > intensidade do 
sinal eferente aumenta para valor alto, no início da reverberação e, em 
seguida, diminui até valor crítico, no qual ele cessa rápida e 
completamente < fadiga das junções sinápticas do circuito > reduz a 
estimulação do próximo neurônio no circuito até abaixo do nível 
limiar, de modo que o circuito de feedback é subitamente interrompido
•
A duração do sinal total antes de seu término pode ser controlada por 
sinais de outras regiões do encéfalo que inibem ou facilitam o circuito 
•
Quando as sinapses excitatórias atuam sobre as superfícies dos dendritos 
ou do corpo celular do neurônio, desenvolve-se o potencial elétrico pós-
sináptico no neurônio > sinal prolongado > substâncias transmissoras de 
ação prolongada > pode continuar a excitar o neurônio > transmissão de 
sequência contínua de impulsos eferentes > um só sinal aferente 
instantâneo gere sinal eferente sustentado (série de descargas repetitivas) 
que dure muito tempo.
Sinal eferente contínuo de alguns circuitos 
Neuronais
Alguns circuitos neuronais emitem continuamente sinais eferentes mesmo 
na ausência de sinais aferentes excitatórios. Isso ocorre por:
A importância desse tipo de convergência é que os neurônios quase nunca são 
excitados pelo potencial de ação de uma só terminação aferente > potenciais de ação 
provenientes de múltiplos terminais convergindo no neurônio fornecem a somação 
espacial suficiente para trazer o neurônio ao limiar necessário para a descarga
○
Convergência de sinais aferentes de fonte única•
Interneurônios da medula espinal recebem sinais convergentes das (1) fibras 
nervosas periféricas que entram na medula; (2) fibras proprioespinais que passam 
de um segmento da medula para outro; (3) fibras corticoespinais do córtex cerebral; 
e (4) várias outras longas vias descendentes do encéfalo para a medula espinal > 
sinais dos interneurônios convergem nos neurônios motores anteriores para 
controlar a função muscular
○
Essa convergência possibilita a somação de informações de diferentes fontes, e a 
resposta resultante é o efeito somado de todos os diferentes tipos de informação
○
Convergência pode também resultar de sinais aferentes (excitatórios ou inibitórios) de 
fontes múltiplas
•
Convergência significa que sinais de aferências múltiplas excitam um só neurônio. A 
convergência é um dos modos importantes pelos quais o sistema nervoso central 
correlaciona, soma e separa diferentes tipos de informações.
Sinais Eferentes Rítmicos
Muitos circuitos neuronais emitem sinais eferentes rítmicos — por exemplo, sinal 
respiratório rítmico se origina nos centros respiratórios do bulbo e da ponte > exigem 
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Neuronais
Os neurônios descarregam repetidamente se o seu potencial de 
membrana aumenta acima de certo nível limiar
○
Os potenciais de membrana de muitos neurônios normalmente 
são o suficientemente altos para fazer com que produzam 
impulsos de forma contínua > neurônios do cerebelo e 
interneurônios da medula espinal > frequências podem ser 
aumentadas pelos sinais excitatórios ou diminuídas pelos sinais 
inibitórios (podem reduzir a frequência do disparo até zero)
○
Descarga neuronal contínua intrínseca•
Um circuito reverberante, em que a fadiga não é suficiente para 
impedir a reverberação, é fonte de impulsos contínuos 
○
Sinal aferente excitatório aumenta muito o sinal eferente, 
enquanto o sinal aferente inibitório diminui muito os sinais 
eferentes > transmissão de informações do tipo onda carreadora > 
controle excitatório e inibitório > não causam o sinal eferente, 
porém controlam seu nível de intensidade
○
Esse tipo de transmissão de informação é usado pelo sistema 
nervoso autônomo para controlar funções, tais como tônus 
vascular, tônus intestinal, grau de constrição da íris do olho e 
frequência cardíaca, isto é, o sinal excitatório para cada uma 
dessas áreas pode ser aumentado ou diminuído por sinais 
aferentes acessórios para a via neuronal reverberatória
○
Sinais reverberatórios contínuos•
Alguns circuitos neuronais emitem continuamente sinais eferentes mesmo 
na ausência de sinais aferentes excitatórios. Isso ocorre por:
Sinais Eferentes Rítmicos
Sinal eferente rítmico gerado no centro respiratório pela somação de 
impulsos nervosos, mostrando que o aumento progressivo da estimulação 
do corpo carotídeo aumenta tanto a intensidade quanto a frequência do 
sinal do nervo frênico para o diafragma, elevando, assim, a respiração
▪
Na imagem abaixo, vê-se alterações no sinal eferente respiratório no nervo 
frênico > quando o corpo carotídeo é estimulado pela redução do oxigênio 
arterial, tanto a frequência quanto a amplitude do sinal rítmico respiratório 
eferente aumentam progressivamente
○
Os sinais excitatórios ou inibitórios podem também aumentar ou diminuir a 
amplitude dos sinais eferentes rítmicos
•
Muitos circuitos neuronais emitem sinais eferentes rítmicos — por exemplo, sinal 
respiratório rítmico se origina nos centros respiratórios do bulbo e da ponte > exigem 
estímulos aferentes para os respectivos circuitos para que iniciem os sinais rítmicos > 
resultantes de circuitos reverberatórios ou de sucessão de circuitos reverberatórios 
sequenciais > fornecem sinais excitatórios ou inibitórios de grupamento neuronal para 
o seguinte, em via circular.
Instabilidade e Estabilidade dos circuitos neuronais
Quase todas as regiões do encéfalo se conectam, direta ou indiretamente, com todas as 
outras regiões > PROBLEMA SÉRIO. Se a primeira região excita a segunda, a segunda 
excita a terceira, a terceira excita a quarta, e assim por diante, até que, por fim, o sinal 
excita novamente a primeira região > ciclo contínuo de reexcitação de todas as regiões > 
sistema nervoso inundado por massa de sinais reverberantes sem controle — sinais que 
não transmitiriam informação alguma, porém, ainda assim, consumiriam os circuitos 
encefálicos de modo que nenhum dos sinais contendo informação poderia ser 
transmitido > convulsões epilépticas.
Alguns grupamentos neuronais exercem controle inibitório difuso sobre 
amplas áreas do encéfalo > núcleos da base exercem influências inibitórias 
sobre os sistemas de controle dos músculos
○
Circuitos inibitórios de feedback > presentes em todas as vias sensoriais > 
terminações sensoriais excessivamente excitadas > sinais inibitórios retornam das 
terminações das vias de volta para os neurônios excitatórios iniciais das mesmas 
vias > inibem tanto os neurônios aferentes quanto os interneurônios da via 
sensorial,
•
As proteínas receptoras estão sendo constantemente formadas pelo 
sistema que compreende o complexo de Golgi e o retículo 
endoplasmático e estão sendo constantemente inseridas na 
membrana sináptica do neurônio receptor > quando as sinapses são 
superutilizadas, de modo que excesso de substância transmissora se 
combine com as proteínas receptoras, muitos desses receptores são 
inativados e removidos da membrana sináptica
□
Sinapses > redução do número de receptores quando há hiperatividade▪
Vias normalmente muito utilizadas ficam fatigadas, assim ocorre a redução da 
sua sensibilidade
○
Sinapses > aumento do número das proteínas receptoras nos sítios 
sinápticos, quando há hipoatividade
▪
Vias subutilizadas ficam descansadas e suas sensibilidades aumentam○
Fadiga e recuperação da fadiga> moderam as sensibilidades de diferentes 
circuitos do sistema nervoso
○
Fadiga sináptica > transmissão sináptica fica progressivamente mais fraca quanto 
mais prolongado e mais intenso for o período de excitação
•
Regulação positiva, regulação negativa e mecanismos de controle da sensibilidade 
Sináptica se ajustam continuamente a sensibilidade de cada circuito para um nível 
quase preciso > necessário para a função adequada
•
Em condições não epilépticas, o SNC impede isso através de mecanismos básicos que 
funcionam integralmente.
 
• O Glutamato causa excitação sináptica, sendo considerado o principal 
neurotransmissor excitatório > excesso de glutamato é neurotóxico > 
apoptose por excesso de influxo de cálcio
▪ Glutamato captado pelos astrócitos é convertido em glutamina e 
reciclado por transportadores, seguindo de volta para os neurônios, 
aonde são convertidos novamente em glutamato > fonte de 
transmissor inativo 
○ Despolarização por hipercalemia > processo reverso > fonte de liberação 
de glutamato (ocorre na isquemia cerebral)
• O glutamato é armazenado em vesículas sinápticas e liberado por exocitose 
dependente de Ca2+ > proteínas transportadoras específicas e dependentes de 
Na+/H+/K+ respondem por sua captação pelos neurônios e por outras 
células > transportado para as vesículas sinápticas por transportadores 
diferentes movidos pelo gradiente de prótons, através da membrana da 
vesícula
• Alterações do SNC > níveis extracelulares de glutamato anormais 
(neurodegeneração, esquizofrenia e depressão)
•
Forte despolarização da célula pós-sináptica > desloca completamente os 
íons de magnésio > bloqueiam canais iônicos NMDA > permite que os 
íons de cálcio entrem em uma célula > LTP
○
Fraca despolarização > desloca apenas parcialmente os íons Mg2+ > 
menos Ca2+ dentro do neurônio pós-sináptico > redução da concentração 
intracelular de Ca2+ > ativação de proteínas fosfatases > indução 
da depressão de longa duração
○
Dois mecanismos moleculares para a plasticidade envolvem os receptores de 
glutamato NMDA e AMPA > abertura dos canais NMDA (nível de 
despolarização celular) > aumento na concentração de Ca2+ pós-sináptico > 
potenciação a longo prazo, a LTP e ativação da proteína quinase
Capacidade de sinapses de fortalecer ou enfraquecer ao longo do tempo, em 
resposta a aumentos ou diminuições em sua atividade > importantes 
bases neuroquímicas para o aprendizado e a memória. Mudanças plásticas 
muitas vezes resultam da alteração do número 
de receptores de neurotransmissores localizados em uma sinapse > mudanças na 
quantidade de neurotransmissores liberados em uma sinapse e mudanças em 
quão efetivamente as células vão responder aos neurotransmissores. A 
plasticidade sináptica, em ambas as sinapses excitatórias e inibidoras, foi 
verificada como sendo dependente da liberação pós-sináptica de cálcio. 
• Escalonamento sináptico é um mecanismo primário pelo qual um neurônio 
é capaz de estabilizar as taxas de disparo para cima ou para baixo > 
Se a força de uma sinapse fosse somente reforçada por estimulação ou 
enfraquecida pela ausência, um circuito de retroalimentação positiva iria se 
desenvolver, fazendo com que algumas células nunca disparem e algumas 
disparem demais. Mas duas formas reguladoras de plasticidade, chamadas 
escalonamento e metaplasticidade, também existem para fornecer uma 
retroalimentação negativa.
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Fraca despolarização > desloca apenas parcialmente os íons Mg2+ > 
menos Ca2+ dentro do neurônio pós-sináptico > redução da concentração 
intracelular de Ca2+ > ativação de proteínas fosfatases > indução 
da depressão de longa duração
○
Sinais "recrutam" receptores adicionais para a membrana pós-
sináptica > estimula a produção de um tipo de receptor modificado > 
influxo de cálcio facilitado > aumento da excitação pós-sináptica por 
um dado estímulo pré-sináptico
▪
Proteínas fosfatases de proteínas > agem para desfosforilar canais 
de cátions > reversão do processo acima
▪
Proteínas quinases ativadas > fosforilação de receptores pós-sinápticos 
excitatórios (receptores de AMPA) > melhora a condução de cátion > 
potencialização da sinapse
○
Isso é possível devido à presença de um certo estímulo, que cria 
efeitos locais na espinha dendrítica > influxo de cálcio a partir de 
receptores de NMDA > ativação de CaMKII nas espinhas com 
estimulação focal (desativada antes de se espalhar para espinhas 
adjacentes ou a base do dendrito)
▪
▪ A duração da LTP pode ser regulada pela desagregação destes 
segundos mensageiros. A fosfodiesterase, por exemplo, divide o 
mensageiro secundário cAMP > aumento da síntese do receptor de 
AMPA no neurônio pós-sináptico
Segundo mecanismo > depende de uma cascata de segundo 
mensageiro (fosforilação de proteína) que regula a transcrição de genes e 
alterações nos níveis de proteínas-chave (quinases) nas sinapses > 
aumento dos níveis de CaMKII e PKAII dentro da espinha dendrítica > 
crescimento do volume espinha dendrítica e processos LTP < adição de 
receptores de AMPA para a membrana plasmática e fosforilação de 
canais de íons para uma maior permeabilidade
○
•
○ Genes, como a activina ß-A, que codifica uma subunidade de activina A, 
são regulados positivamente durante a fase inicial da LTP > molécula de 
activina modula a dinâmica de actina em espinhas dendríticas através 
da via de MAP quinase > altera-se o citoesqueleto de actina F das 
espinhas dendríticas > espinhas alongadas > chance de que façam 
contatos sinápticos com os terminais axonais da célula pré-sináptica 
aumenta > manutenção a longo prazo da LTP
○
▪ Influxo de cálcio por receptores NMDA > receptores de NMDA de 
alta frequência expressam uma proteína PSD-92 > aumenta a 
capacidade sináptica dos receptores AMPA > receptores de AMPA 
são passados para a sinapse através da fusão da membrana 
vesicular com a membrana pós-sináptica pela proteína quinase 
CaMKII > melhora a condutância iônica de AMPA por meio de 
fosforilação 
O número de canais iônicos na membrana pós-sináptica afeta a força da 
sinapse > densidade de receptores em membranas pós-sinápticas muda, 
afetando a excitabilidade do neurônio em resposta a estímulos > receptor 
de NMDA e AMPA são adicionados à membrana por exocitose e 
removido por endocitose > processos podem ser modificados pela 
atividade sináptica
Mudanças de longa duração na eficácia das conexões sinápticas entre dois 
neurônios podem envolver a criação e ruptura de contatos sinápticos
• Escalonamento sináptico é um mecanismo primário pelo qual um neurônio 
é capaz de estabilizar as taxas de disparo para cima ou para baixo > 
diminuindo as amplitudes de pequenos potenciais pós-sinápticos 
excitatórios em resposta a uma excitação contínua e elevá-las após uma 
inibição ou bloqueio prolongado > ocorre gradualmente ao longo de horas ou 
dias, mudando o número de receptores de NMDA na sinapse
A teoria Hebbiana explica alguns tipos de aprendizagem 
associativos no qual a ativação simultânea de células leva a um 
crescimento pronunciado na força sináptica
□
O circuito neuronal afetado por LTP/LTD e modificado por 
escalonamento e metaplasticidade leva a reverberação do 
desenvolvimento do circuito neural (aprendizagem) e regulação de 
forma Hebbiana (memória)
▪
LTP e LTD (depressão de longa duração e potencialização de longa 
duração) contam com o influxo de Ca2+ através de canais de NMDA
○
Metaplasticidade pode ser devida a mudanças nos receptores de NMDA, 
tamponamento de cálcio alterado, estados alterados de quinases ou 
fosfatases e a iniciação de um mecanismo de síntese de proteínas
○
A metaplasticidade varia o nível do limite em que a plasticidade ocorre > 
respostas integradas à atividade sináptica espaçadas ao longo do tempo e 
prevenção de estados saturados de LTP e LTD
•
disparem demais.Mas duas formas reguladoras de plasticidade, chamadas 
escalonamento e metaplasticidade, também existem para fornecer uma 
retroalimentação negativa.
• O fortalecimento de sinapses de curto prazo resulta de uma probabilidade 
aumentada de terminais sinápticos liberarem transmissores em resposta ao 
potencial de ação pré-sináptica > sinapses são reforçadas por um curto 
tempo por conta ou de um aumento na disponibilidade de transmissores 
embalados prontos para liberar ou um aumento na quantidade de 
transmissores embalados liberados em resposta a cada potencial de ação > 
facilitação neuronal ou potenciação pós-tetânica
•
○ Depressão heterosináptica é entendida como ligada à liberação 
de trifosfato de adenosina (ATP) a partir de astrócitos
Depresão ou fadiga sináptica é geralmente atribuída ao esgotamento das 
vesículas prontas para liberar ou de processos pós-sinápticos e da ativação 
em feedback dos receptores pré-sinápticos
A plasticidade sináptica de curto prazo atua em uma escala de tempo de dezenas 
de milissegundos até alguns minutos ao contrário da plasticidade de longo 
prazo, que dura de minutos a horas. A plasticidade de curto prazo pode 
fortalecer ou enfraquecer uma sinapse.
Depressão de longa duração (LTD) e potenciação de longa duração (LTP) são 
duas formas de plasticidade de longo prazo, durando minutos ou mais, que 
ocorrem nas sinapses excitatórias. LTD e LTP dependente de NMDA exigem a 
ligação do glutamato e glicina ou D-serina para a ativação dos receptores de 
NMDA. 
 Página 6 de Fisiologia sensorial