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Gabriela Vieira NEURÔNIO: UNIDADE FUNCIONAL DO SISTEMA NERVOSO • Os neurônios conduzem sinais elétricos, tem extensões longas e finas. Eles liberam na maioria das vias sinais químicos denominados neurotransmissores, no LEC para gerar uma comunicação com as células vizinhas. Em algumas vias, os neurônios estão interligados pelas junções comunicantes que permitem a passagem de sinais elétricos diretamente de uma célula a outra. • A especificidade da comunicação neural depende de vários fatores: - As moléculas sinalizadoras secretadas pelos neurônios. - Os receptores (muscarinicos e nicotínicos) nas células- alvos para estas substancias químicas. - As conexões anatômicas entre os neurônios e seus alvos, as quais ocorrem em regiões conhecidas como sinapses. SINAPSE • Terminal axonal da célula pré-sináptica e a membrana da célula pós-sináptica. • Sinapse: região especializada de contato que permite a comunicação, transmissão de mensagem entre neurônios com outros neurônios, células musculares e glândulas. Região onde o terminal axonal encontra a sua célula alvo. • O neurônio que transmite o sinal para a sinapse é denominado neurônio pré-sinaptico e o neurônio que recebe é chamado de neurônio pós-sinaptico. O espaço estreito entre as duas células é a fenda sináptica. • Transmissão sináptica: Processo pelo qual a informação (PA-potencial de ação) é transmitida por contato sináptico para a célula seguinte. • A grande maioria das sinapses no corpo são sinapses químicas, em que o neurônio pré-sináptico libera sinais químicos que se difundem através da fenda sináptica e se ligam a um receptor de membrana localizado no neurônio pós-sináptico. Presença de mediadores químicos, controle e modulação da transmissão e lento. Espaço na fenda sináptica: 40nm • O SNC humano também possui sinapses elétricas., em que a célula pré-sináptica e a pós-sináptica estão conectadas através de junções comunicantes, essas junções permitem que correntes elétricas fluam diretamente de uma célula para outra. Essa transmissão elétrica além de ser bidirecional, também é mais rápida do que a química. Espaço na fenda sináptica: 20nm. Sinapse e placa motora Gabriela Vieira ARRANJOS SINÁPTICOS Em toda sinapse, tem a fenda sináptica, maior ou menor, sempre tem também a membrana pré e pós-sináptica. SINAPSES ELÉTRICAS • Bidirecional • Conexinas (um tipo de junção comunicante): elas que se abrem para a passagem. • As junções comunicantes formam conexões citoplasmáticas diretas entre células adjacentes. • Também são encontradas nas células da glia (só recebe sinapse elétrica), em músculos cardíacos e liso e em células não excitáveis que usam sinais eletricos, como a célula Beta-pancreática. • Na sinapse elétrica, o trânsito de íons por junções especializadas entre células permite a passagem do potencial de ação de uma célula para outra. Gabriela Vieira • Rapidas e fáceis de acontecer. SINAPSES QUÍMICAS • A maior parte das sinapses do sistema nervoso são as sinapses químicas, as quais utilizam moléculas neurócrinas para transportar a informação de uma célula para outra. Nas sinapses químicas, o sinal elétrico da célula pré-sináptica é convertido em um sinal neurócrino que atravessa a fenda sináptica e se liga a um receptor na sua célula alvo. • Os neurotransmissores estão nos ribossosmos que são sintetizados no corpo celular. • A composição química neurocrina é variada, e essas moléculas podem funcionar como neurotransmissores, neuromoduladores ou neuro-hormonais (mediadores químicos). • Os neurotransmissores e os neuromoduladores atuam como sinais parácrinos, com as células alvo localizadas perto do neurônio que as secreta. • Os neuro-hormonais são secretados no sangue e distribuídos pelo organismo. 1- Neurotransmissores- influenciam canais iônicos- PEPS (potencial excitatório pós-sináptico) e PIPS (potencial inibidor pós-sináptico). Mais rápido. 2- Neuromoduladores- influenciam processos metabólicos – eventos mais lentos – aprendizagem, emoções, atividades motoras ou sensoriais. Gabriela Vieira Receptores pós-sinápticos (SINAPSE QUÍMICA) • Receptores ionotrópicos: Estes receptores são canais iônicos propriamente ditos, ou seja, com a ligação de neurotransmissor, dependentes de ligantes, há a abertura direta do canal de íons. Efeito rápido. • Receptores metabotrópicos: Estes receptores tao acoplados a proteína G, portanto geram respostas celulares mediadas por segundos-mensageiros, com abertura INDIRETA do canal de íons. Tem o efeito mais demorado e mais controlado. IDENTIFICAÇÃO CLASSICA DE NEUROTRANSMISSORES • Um neurotransmissor: 1- Deve estar presente no neurônio pré-sinaptico 2- Deve ser liberado por exocitose após a despolarização dependente de CA2+ 3- Deve se ligar á receptores nas membranas pós- sinápticas. 4- Deve sofrer inativação sináptica por mecanismos específicos. NEUROTRANSMISSORES • Neurotransmissores do SNC: o Acetilcolina o Aminas o Aminoácidos o Pepídeos o Purinas o Gases o Lipideos • Neurotransmissores do SNP: o Acetilcolina o Noradrenalina o Neuro-hormonio- adrenalina ACETILCOLINA: Possui uma classificação química especifica e é sintetizada a partir da colina e da acetil- coenzima A (acetil-coA). A síntese da acetilcolina a partir desses dois precursores é realizada em uma reação enzimática simples. Que ocorre no terminal axonal, Os neurônios que secretam ACh e os receptores que se ligam a ACh são descritos como colinérgicos, esses receptores colinérgicos possuem dois subtipos principais (nicotínicos e muscarinicos), esses receptores estão presentes no SNC e células-alvo da divisão autônoma do SNP. Gabriela Vieira • Neurotransmissores são liberados de vesículas Algumas dessas vesículas estão ancoradas as zonas ativas ao longo da membrana mais próxima da fenda sináptica, esperando por um sinal para liberar o seu conteúdo. SINTESE DE NEUROTRANSMISSORES • Ocorre tanto no corpo celular quanto no terminal axonal. • Os polipeptídios devem ser sintetizados no corpo celular, pois os terminais axonais não possuem as organelas necessárias para a síntese proteica. LIBERAÇÃO DOS NEUROTRANSMISSORES • A comunicação célula a célula utiliza sinalização química e elétrica para coordenar a função e manter a homeostasia. • Os neurotransmissores no terminal axonal são armazenados em vesículas, então sua liberação para a fenda ocorre via exocitose. • Como mostra na figura acima, quando a despolarização de um potencial de ação alcança o terminal axonal, a mudança no potencial da membrana da inicio a sequencia de eventos descrita na imagem acima. • No modelo clássico de exocitose, a membrana da vesícula torna-se parte da membrana do terminal axonal. Para prevenir um grande aumento da área de superfície da membrana, ela é reciclada via endocitose das vesículas em regiões distantes das zonas ativas. As vesículas recicladas, então são carregadas com neurotransmissores recém- sintetizados. TERMINO DA ATIVIDADE DOS NEUROTRANSMISSORES • A ação neurotransmissora encerra quando os compostos químicos são clivados, recaptados para dentro da célula ou se difundem para longe da sinapse. • A ligação do ligante com uma proteína é reversível e atinge um estado de equilíbrio, com uma razão constante entre neurotransmissor ligado e não ligado. Se o neurotransmissor não ligado é removido da sinapse, os receptores liberam o neurotransmissor ligado, finalizando a sua atividade e mantendo constante a razão neurotransmissor não ligado/neurotransmissor ligado. RECICLAGEM DE NEUROTRANSMISSORES • A remoção de neurotransmissores não ligados da fenda sináptica pode ser realizada de varias maneiras. Algumas moléculas simplesmente se difundempara longe da sinapse, separando-se dos seus receptores, outros neurotransmissores são inativados por enzimas na fenda sináptica. Gabriela Vieira Ex: Acetilcolina na matriz extracelular e na membrana da célula pós-sináptica. A colina proveniente da degradação da ACh é transportada de volta para o terminal axonal da membrana pós-sináptica através de um cotransportador dependente de NA+. Uma vez de volta ao terminal axonal, ela pode ser reutilizada na formação de uma nova molécula de acetilcolina. • Muitos neurotransmissores são removidos do LEC por transporte de volta para a célula pré-sináptica, ou para neurônios adjacentes ou para a glia. Ex: A ação da noradrenalina é encerrada quando o neurotransmissor intacto é transportado de volta para o terminal axonal pré-sináptico. A recaptação de noradrenalina utiliza um cotransportador dependente de NA+. Uma vez de volta ao terminal axonal, ou a noradrenalina é transportada para um vesícula sináptica, ou é clivada por enzimas intracelulares. UM ESTIMULO MAIS INTENSO LIBERA MAIS NEUROTRANSMISSOR • Um único potencial de ação que chega ao terminal axonal libera uma quantidade constante de neurotransmissores, portanto os neurônios podem utilizar a frequência dos potenciais de ação para transmitir informações sobre a duração e força do estimulo que os ativou. • A duração é codificada pela duração de uma serie de potenciais de ação repetidos. Um estimulo maior faz mais potenciais de ação por segundo chegarem ao terminal axonal, o que, em retorno, pode resultar em uma maior liberação de neurotransmissores. INTEGRAÇÃO DA TRANSFERÊNCIA DE INFORMAÇÃO NEURAL • O axônio de um neurônio pré-sináptico ramifica-se, e os seus ramos colaterais fazem sinapse com múltiplos neurônios alvos, é chamado de divergente. • Por outro lado, quando um numero maior de neurônios pré-sinápticos fornece informação para um numero menor de neurônios pós-sinápticos, o padrão é chamado de convergente. Gabriela Vieira • A combinação de convergência e divergência no SNC pode resultar em um único neurônio pós- sináptico fazendo sinapses com mais de 10mil neurônios pré-sinápticos. Ex: neurônio de purkinje no SNC. o Integração da transferência de informação neural: Sinapses em que as células de ambos os lados da fenda sináptica liberam neurotransmissores que agem na célula oposta. As vias integram informações de múltiplos neurônios: o Quando dois ou mais neurônios pré-sinápticos convergem nos dendritos ou no corpo celular de uma única célula pós-sináptica, a resposta da célula é determinada pela soma dos sinais de entrada dos neurônios pré-sinápticos. o Os sinais de entrada dessas sinapses somadas determinam a atividade do neurônio pós-sináptico. o A combinação de vários potenciais graduados quase simultâneos é chamada de somação espacial. Se refere ao fato de que os potenciais graduados se originam em locais diferentes do neurônio. o A somação espacial nem sempre é excitatória, se a somação evitar um potencial de ação na célula pós- sináptica, essa somação é denominada inibição pós- sináptica o Isso ocorre quando neurônios pré-sinápticos liberam neurotransmissores inibidores. Gabriela Vieira A RESPOSTA PÓS-SINAPTICA PODE SER RAPIDA OU LENTA • Os neurotransmissores que se ligam a receptores acoplados a proteína G associados a sistemas de segundos mensageiros iniciam respostas pós- sinápticas lentas. Essas respostas são lentas pois a resposta via segundo mensageiro leva mais tempo para direcionar a abertura ou fechamento do canal. Além disso, a resposta dura mais, geralmente segundos a minutos. • Essas respostas pós-sinápticas lentas não estão limitadas a alterar o estado de abertura dos canais iônicos, também podem modificar proteínas celulares existentes ou regular a produção de novas proteínas celulares. Esses tipos de resposta lenta foram relacionadas com o crescimento e desenvolvimento dos neurônios e com os mecanismos básicos de memoria de longo prazo. • As respostas sinápticas rápidas sempre são associadas a abertura de um canal iônico. Na resposta mais simples, o neurotransmissor se liga e abre um receptor-cana na célula pós-sináptica, permitindo que os íons se movam entre a célula pós- sinaptica e o LEC. A mudança resultante no potencial de membrana é chamado de potencial sináptico rápido, uma vez que inicia rapidamente e dura penas alguns milissegundos. • Se o potencial sináptico é despolarizante, ele é chamado de potencial excitatório pós-sináptico (PEPS), já que aumenta a chance de a célula disparar um potencial de ação. • Se o potencial sináptico é hiperpolarizante, ele é chamado de potencial inibidor pós-sináptico (PIPS), uma vez que a hiperpolarizaçao move o potencial de membrana para longe do limiar e torna menos provável que a célula dispare um potencial de ação. Gabriela Vieira JUNÇÃO NEUROMUSCULAR • Três componentes: 1- Terminal axonal pré-sináptico (vesículas de neurotransmissores e mitocôndrias); 2- Fenda sináptica 3- Membrana pós-sináptica da fibra muscular (placa motora terminal) • UNIDADE MOTORA: SISTEMA NERVOSO SOMÁTICO • Neurônio com origem no SNC -> Musculo estriado esquelético. • Origem: corno ventral da medula espinal ou encéfalo. • Vias sempre excitatórias. • Ramificação axonal pré-sináptica -> atuação em varias fibras musculares. • Junção neuromuscular (JNM) PLACA MOTORA TERMINAL Gabriela Vieira RECEPTORES COLINÉRGICOS NICOTÍNICOS (N1) CONTROLE DA CONTAÇÃO E RELAXAMENTO • A transmissão colinérgica é sempre excitatória, causando contração. • Não há antagonismo de outros sistemas de neurotransmissao.. • Para o relaxamento, há a inibição dos centros motores no SNC, e consequente, ausência de estimulação nervosa sobre a fibra muscular.
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