Sistema Nervoso - potencial de ação - resumo fisio 1

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Sistema Nervoso:
- Organização do SN: O sistema nervoso pode ser dividido em duas partes:
1) Sistema nervoso central (SNC): consiste no encéfalo e medula espinal.
2) Sistema nervoso periférico (SNP): Consiste nos neurônios aferentes (sensoriais) e nos neurônios eferentes.
O sistema nervoso é um centro integrador dos reflexos neurais. Os neurônios do SNC integram as informações que chegam a partir do ramo aferente do SNP e determinam se uma resposta é necessária. 
O SNC então envia sinais de saída desencadeando uma resposta apropriada que percorre os neurônios eferentes até seus alvos, que são principalmente músculos e glândulas. Os neurônios eferentes se subdividem em:
1) Divisão motora somática: Controla os músculos esqueléticos.
2) Divisão autônoma: Controla os músculos liso e cardíaco, as glândulas exócrinas, algumas glândulas endócrinas e alguns tipos de tecido adiposo.
Divisão autônoma do SNP: Pode ser chamada de sistema Nervoso Visceral, porque controla a contração e a secreção de vários órgãos internos. Os neurônios autonômicos são subdivididos em ramo simpático e parassimpático, os quais podem sem distinguidos por sua organização anatômica e pelas substâncias químicas de eles usam para se comunicar com as suas células alvo. 
*Sistema Nervoso Entérico: Terceira divisão do SN. É uma rede de neurônios presente na parede do trato digestório. Ele frequentemente é controlado pela divisão autônoma dos sistema nervoso, mas também é capaz de funcionar de maneira independente como seu próprio centro integrador. 
Células do Sistema Nervoso: O sistema nervoso é constituído primariamente de dois tipos de células: os neurônios, as unidades sinalizadoras básicas do SN; e as células de suporte, conhecidas como células de Glia.
1) Neurônio: É a unidade funcional do sistema nervoso. Os neurônios são células de formato único com processos longos que se estendem a partir do corpo celular. Esses processos geralmente são classificados como dendritos ou axônios e tais estruturas são uma característica essencial dos neurônios que permite que eles se comuniquem entre si e com outras células. Os neurônios podem ser classificados tanto estrutural quanto funcionalmente.
Funcionalmente, são classificados como neurônios sensoriais (aferentes), interneurônios e neurônios eferentes (motores somáticos e autonômicos).
1) Corpo celular: Lembra uma célula típica, com núcleo e todas as organelas necessárias para as atividades celulares. Apesar do seu pequeno tamanho, o corpo celular com o seu núcleo é essencial para o bem estar da célula. Se o neurônio é cortado, qualquer porção separada do corpo celular provavelmente irá se degenerar lentamente e morrer pois não possui o a maquinaria para produzir as proteínas essenciais.
2) Dendritos: São processos finos e ramificados que recebem informação das células vizinhas. Eles aumentam a área de superfície de um neurônio, permitindo que este se comunique com muitos outros neurônios. A função primaria de um dendrito no sistema nervoso periférico é receber a informação de entrada e transferi-la para uma região integradora dentro do neurônio .
3) Axônios: Sua função primária é transmitir sinais elétricos do centro integrador do neurônio para a extremidade do axônio. Na extremidade distal do axônio, o sinal elétrico usualmente é traduzido em uma mensagem química pela secreção de um neurotransmissor, neuromodulador ou neurohormônio. Os neurônios que secretam neurotransmissores e neuromoduladores terminam perto de suas células alvo, as quais normalmente são outros neurônios, músculos ou glândulas. A região onde o terminal axônico se encontra com a sua célula alvo é denominada Sinapse. O neurônio que libera o sinal na sinapse é conhecido como célula pré-sináptica, e a célula que recebe o sinal é denominada célula pós-sináptica. O estreito espaço entre as duas células é denominado Fenda Sináptica. 
Células da Glia: São células que não participam diretamente na transmissão dos sinais elétricos por longas distâncias, mas se comunicam com os neurônios e fornecem um importante suporte físico e bioquímico. O tecido neural secreta muito pouca matriz extracelular, e as células da glia fornecem estabilidade estrutural aos neurônios se enrolando em torno deles. 
*O SNP tem dois tipos de células de glia:
1) Células de Schwann: Sustentam e isolam os axônios, formando a Mielina, uma substância composta de muitas camadas concêntricas de membrana fosfolipídica, fornecendo suporte e agindo como isolante elétrico, acelerando a transmissão de sinais.
2) Células Satélite: Formam cápsulas de suporte ao redor dos corpos dos neurônios localizados nos gânglios. Um gânglio é um agrupamento de corpos de neurônios encontrados fora do SNC. Os gânglios aparecem como nós ou dilatações ao longo de um nervo.
*O SNC tem quatro tipos de células de glia:
1) Oligodendrócitos: Igualmente às células de Schwann no SNP, essas células sustentam e isolam os axônios, formando a mielina. 
2) Astrócitos: São células gliais bastante ramificadas. Formam uma rede funcional, comunicando-se uns com os outros por meio de junções comunicantes. Os terminais de alguns processos dos astrócitos estão intimamente associados com as sinapses, onde captam e liberam substâncias químicas.
3) Microglias: São células imunitárias especializadas que residem permanentemente do SNC. Quando ativadas, elas removem células danificadas e invasores.
4) Ependimárias: Células especializadas que criam uma camada epitelial seletivamente permeável.
Sinais elétricos no neurônios: A propriedade que caracteriza as células musculares e os neurônios como tecidos excitáveis é sua capacidade de propagar sinais elétricos rapidamente em resposta a um estimulo. A habilidade das células musculares e neurônios de enviar um sinal elétrico constantemente por uma longa distância é característico da sinalização elétrica nesses tecidos. 
Comunicação célula-célula no sistema nervoso: A especificidade da comunicação neural depende dos seguintes fatores:
- das moléculas sinalizadoras secretadas pelos neurônios
- os receptores nas células alvo para estas substancias químicas 
- conexões anatômicas entre os neurônios e seus alvos
Sinapse elétrica: Transferem um sinal elétrico diretamente do citoplasma de uma célula para outra através das junções comunicantes. Existem principalmente em neurônios do SNC, e nas células da glia, em músculos cardíaco e liso e em células não excitáveis que usam sinais elétricos, como a célula β pancreática. Sua principal vantagem é a rápida condução dos sinais de célula para célula que sincroniza a atividade em uma rede de células. As junções comunicantes também permitem que as moléculas sinalizadoras químicas se difundam entre células adjacentes. 
Sinapse química: Usam neurotransmissores (liberados por exocitose) para levar informação de uma célula para outra. 
O sinal elétrico da célula pré sináptica é convertido em um sinal químico que cruza a fenda sináptica entre o neurônio pré sináptico e seu alvo. A ligação do neurotransmissor com seu receptor na célula pós sináptica inicia uma resposta elétrica (muito rápida) ou ativa uma via de segundo mensageiro (mais lenta).
Processo passo a passo: Um potencial de ação despolariza o terminal axônico. Com a despolarização, os canais de Ca²⁺ controlados por voltagem são abertos e o Ca²⁺ entra na célula, fazendo com que inicie-se a exocitose do conteúdo das vesículas sinápticas. O neurotransmissor então se funde através da fenda sináptica e se liga aos receptores na célula pós sináptica. Essa ligação inicia uma resposta na célula pós sináptica 
Via divergente: Em uma via divergente, um neurônio pré-sináptico se ramifica para afetar um numero maior de neurônios pós-sinápticos. 
Via convergente: Em uma via convergente, muitos neurônios pré-sinápticos fornecem sinais de entrada para influenciar um numero menor de neurônios pós-sinapticos.
Plasticidade sináptica: É a modulação da atividade nas sinapses. Pode aumentar a atividade na sinapse (facilitação ou potencialização) ou diminuir a atividade (inibição ou depressão).Somação Temporal: Ocorre quando as correntes de potenciais graduados quase simultâneos se combinam. A soma de vários sinais sublimiares resulta em um potencial de ação. Separados, não atingiriam o limiar;quando alcançam a zona de disparo e se somam para criar um sinal supralimiar um potencial de ação é gerado.
Inibição pré-sináptica: Um neurônio modulatório faz sinapse colateral do neurônio pré-sináptico e seletivamente inibe um alvo.
Inibição pós-sináptica: Todos os alvos do neurônio pós-sináptico serão igualmente inibidos. 
O movimento dos íons gera sinais elétricos: O potencial de membrana em repouso de células vivas é determinado primariamente pelo gradiente de concentração do K⁺ e pela permeabilidade da célula em repouso ao Na⁺, ao K⁺ e ao Cl. Uma mudança tanto no gradiente de concentração do K⁺ quanto nas permeabilidades iônicas altera o potencial de membrana. Por exemplo, em repouso, a membrana celular de um neurônio é bem pouco permeável ao Na⁺. Entretanto, se a membrana subitamente aumenta sua permeabilidade ao Na⁺, este irá entrar na célula a favor do seu gradiente eletroquímico. A adição de Na⁺ positivo ao líquido intracelular despolariza a membrana celular e gera um sinal elétrico. O movimento de íons através da membrana também pode hiperpolarizar uma célula. Se a membrana celular subitamente se torna mais permeável ao K⁺, sua carga positiva é perdida dentro da célula e esta se torna mais negativa (hiperpolarização)
Como uma célula muda a sua permeabilidade iônica? A maneira mais simples é abrir ou fechar canais existentes na membrana. Os neurônios contêm uma grande variedade de canais iônicos com portão que alteram entre os estados aberto e fechado, dependendo das condições intracelulares e extracelulares. Um método mais lento de mudar a permeabilidade da membrana é inserir novos canais na membrana ou remover alguns canais existentes.
Canais Iônicos: Usualmente são denominados de acordo com os principais íons que passam através deles. Existem quatro tipos principais de canais iônicos seletivos do neurônio: 
1) Canais de Na⁺
2) Canais de K⁺
3) Canais de Ca²⁺
4) Canais de Cl
* Outros canais são menos seletivos, como o canal de cátion monovalente que permite que o Na⁺ e o K⁺ passem.
A facilidade com que os íons fluem através de um canal é chamada de condutância do canal. A condutância de um canal varia com o estado de abertura deste e com a isoforma da proteína do canal. Existem canais com portões que abrem e fecham em resposta a um estímulo em partículas.
1) Canais iônicos controlados mecanicamente: São encontrados em neurônios sensoriais e se abrem em resposta a forças físicas, como pressão ou estiramento.
2) Canais iônicos controlados por ligante: Respondem a uma grande variedade de ligantes como neurotransmissores, neuromodulares extracelulares ou moléculas sinalizadoras intracelulares.
3) Canais iônicos controlados por voltagem: Respondem a mudanças no potencial de membrana da célula. Estes canais tem um papel importante na iniciação e na condução de sinais elétricos.
* Nem todos os canais se comportam da mesma maneira; o limiar de voltagem, ou estímulo mínimo, para a abertura de canal varia de um tipo de canal para outro.
* A velocidade com que o portão de um canal abre ou fecha também difere entre os diferentes tipos de canais. A abertura de um canal para permitir o fluxo de íon é chamada de ativação. Por exemplo, os axônios contêm canais de Na⁺ e canais de K⁺ que são ativados pela despolarização celular. Os canais de Na⁺ se abrem muito rapidamente, mas os canais de K⁺ demoram mais para se abrirem. O resultado disso é um fluxo inicial de Na⁺ através da membrana, seguido de um fluxo de K⁺
*Alguns canais que abrem com um estímulo, se fecham, embora o estímulo de ativação continue; um processo conhecido como inativação. Um canal inativado retorna ao seu estado normal fechado rapidamente após a membrana repolarizar.
As Mudanças na Permeabilidade dos Canais Geram Sinais Elétricos: Quando os canais iônicos se abrem, os íons podem mover-se para dentro ou para fora da célula. O fluxo de carga elétrica carregada por um íon é chamada de corrente de um íon. A direção do movimento do íon depende do gradiente eletroquímico do íon. Íons K⁺ usualmente fluem para FORA da célula. O Na⁺, o Cl e o Ca²⁺ usualmente fluem para DENTRO da célula. O fluxo de íons através da membrana despolariza ou hiperpolariza a célula, gerando um sinal elétrico. Os sinais elétricos podem ser classificados em dois tipos básicos:
1) Potenciais Graduados: São sinais de força variável que percorrem distâncias curtas e perdem força à medida que percorrem a célula. Eles são utilizados para a comunicação por distancias curtas. Se um potencial graduado despolarizante é forte o suficiente quando atinge a região integradora de um neurônio, esse potencial graduado inicia um potencial de ação.
2) Potenciais de Ação: São grandes despolarizações, muito breves, que percorrem longas distâncias por um neurônio sem perder a força. Sua função é a sinalização rápida por longas distâncias.
 Potenciais Graduados: Os potencias graduados nos neurônios são despolarizações ou hiperpolarizações que ocorrem nos dendritos e no corpo celular ou, menos frequentemente perto dos terminais axônicos. Estas mudanças no potencial de membrana são denominadas “graduadas”, porque seu tamanho, ou amplitude, é diretamente proporcional à força do evento que as inicia. Um grande estímulo causa um grande potencial graduado, e um estimulo pequeno vai resultar em um potencial graduado fraco.
A força da despolarização incial em um potencial graduado é determinada pela quantidade de carga que entra na célula. Se mais canais de Na⁺ se abrem, mais Na⁺ entra, e o potencial graduado tem uma maior amplitude inicial. Quanto maior a amplitude inicial, mais longe o potencial graduado pode se espalhar através do neurônio antes de se extinguir. 
* Por que os potenciais graduados perdem força à medida que se movem através do citoplasma?
1º razão: Vazamento de corrente: Alguns dos íons positivos vazam de volta através da membrana à medida que a onda de despolarização se move pela célula. A membrana do corpo celular do neurônio não é um bom isolante e tem canais de vazamento abertos que permitem que as cargas positivas saiam para o liquido extracelular. 
2º razão: Resistencia citoplasmática: O próprio citoplasma gera resistência ao fluxo da eletricidade. A combinação do vazamento de corrente e da resistência citoplasmática indica que a força do sinal dentro da célula diminui com a distância. 
*Potenciais graduados que são fortes o suficiente, atingem a região do neurônio conhecida como zona de disparo. Se os potenciais graduados que alcançam a zona de disparo despolarizam a membrana até a voltagem limiar, os canais de Na⁺ controlados por voltagem se abrem e se inicia um potencial de ação. Se a despolarização não atinge o limiar, o potencial graduado simplesmente desaparece à medida que se move pelo axônio.
(Em neurônios eferentes e interneurônios, a zona de disparo é o cone axônico e a primeira parte do axônio, conhecida como segmento inicial. Em neurônios sensoriais a zona de disparo é imediatamente adjacente ao receptor, onde os dendritos se unem ao axônio)
*Potenciais graduados despolarizantes são considerados excitatórios.
*Potenciais graduados hiperpolarizantes são considerados inibitórios
Potencial de Ação: Os potenciais de ação também são chamados de potencias em ponta e diferem do potencial graduado uma vez que eles não perdem força enquanto percorrem o neurônio. A capacidade de um neurônio de responder a um estimulo rapidamente e disparar um potencial de ação é denominada excitabilidade. 
Resumindo: Potencial de ação é uma mudança no potencial de membrana que ocorre quando os canais iônicos controlados por voltagem na membrana se abrem, aumentando a permeabilidade da célula primeiro para o Na⁺ e depois para o K⁺. O influxo (movimento para dentro da célula) de Na⁺ despolariza a célula. Essa despolarização é seguida pelo efluxo do K⁺(movimento para fora dacélula) que restabelece o potencial de membrana em repouso da célula. 
Processo passo a passo: 
- O potencial de membrana primeiramente em repouso recebe um estimulo despolarizante. A membrana então despolariza até o limiar. Os canais de Na⁺ controlados por voltagem se abrem rapidamente, fazendo com que entre Na⁺ na célula. Os canais de K⁺ controlados por voltagem começam a se abrir lentamente. A entrada rápida de Na⁺ despolariza a célula. Os canais de Na⁺ se fecham e os canais de K⁺, mais lentos, se abrem. O K⁺ se move da célula para o líquido extracelular. Os canais de K⁺continuam abertos e mais K⁺ deixa a célula, hiperpolarizando-a. Os canais de K⁺ se fecham e menos K⁺ sai da célula. A célula então retorna à sua permeabilidade iônica de repouso e ao potencial de membrana em repouso.
*Fase ascendente: Devido ao aumento da permeabilidade ao Na⁺
*Fase descendente: Devido ao aumento da permeabilidade ao K⁺
Período Refratário Absoluto: 
- Uma vez que um potencial de ação tenha iniciado, um segundo potencial de ação não pode ser disparado durante cerca de 2ms, não importando a intensidade do estímulo, pois os canais de Na⁺ estão fechados. Esse tempo representa o tempo necessário para que os dois portões dos canais de Na⁺ voltem a sua posição de repouso. (portão de ativação e inativação)
- Devido ao período refratário absoluto um segundo potencial de ação não vai ocorrer antes do primeiro ter terminado, e, consequentemente, os potencias de ação não podem se sobrepor e não podem se propagar para trás.
Período Refratário Relativo: 
- Durante o período refratário relativo, um potencial graduado maior do que o normal é necessário para iniciar um potencial de ação. 
* Estímulos mais intensos liberam mais neurotransmissores na sinapse. 
* A bainha de mielina em torno de um axônio acelera a condução, aumentando a resistência da membrana e diminuindo o vazamento da correte. Axônios de diâmetro maior conduzem mais rapidamente os potenciais de ação do que os axônios de diâmetro menor.
Condução Saltatória: É um aparente salto dos potencias de ação de um nó de Ranvier para outro nó.
Hipercalemia: É o aumento da concentração de potássio no sangue, que deixa o potencial de membrana mais próximo do limiar. A membrana despolariza e a célula se torna mais excitável.
Hipocalemia: É a diminuição da concentração de potássio no sangue, o que hiperpolariza a membrana e torna a célula menos excitável. 
Normocalemia: Quando o potássio está em níveis normais dentro do sangue.