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POTENCIAL DE AÇÃO São rápidas alterações do potencial da membrana que se propagam com grande velocidade por toda a membrana fibrosa. Iniciam com uma alteração súbita do potencial de membrana normal negativo para um potencial positivo, terminando com o retorno quase tão rápido para o potencial negativo. 1. Estágio de repouso: É o potencial da membrana antes do início do potencial de ação. A membrana está “polarizada” = potencial de ação existente é igual a -90 milivolts negativo 2. Estágio de despolarização: A membrana fica subitamente muito permeável aos íons sódio, permitindo que um grande número de íons sódio (positivos) se difundam para o interior do axônio. O influxo de íons sódio neutraliza o estado de polarização, aumentando rapidamente para um valor positivo. 3. Estágio de repolarização: Os canais de sódio começam a se fechar, e os canais de potássio se abrem mais que o normal. A rápida difusão de íons potássio para o exterior restabelece o potencial de repouso negativo da membrana que é referido como repolarização da membrana. Gradiente de concentração iônica: Os íons que se movem para dentro ou para fora da célula durante os potenciais de ação são rapidamente transportados pela bomba Sódio-potássio, que utiliza a energia ATP para trocar o sódio que entra na célula pelo potássio que vazou para fora. Entretanto, essa troca não precisa ocorrer para o próximo potencial de ação, pois o gradiente de concentração iônica não é significativamente alterado por um potencial de ação. CANAIS DE SÓDIO NO AXÔNIO – 2 PORTÕES A presença desse mecanismo com dois portões de sódio dependentes de voltagem dos axônios permite que os sinais elétricos sejam transportados apenas para uma direção. Quando um neurônio está no potencial de repouso, o portão de ativação do canal de sódio fecha-se e nenhum íon sódio atravessa o canal. O portão de inativação é formado por uma sequência de aminoácidos que se comporta como uma bola ligada a uma corrente ancorada na porção citoplasmática do canal, está aberto. Quando a membrana está próxima a despolarizar, o portão de ativação abre-se e permite que o sódio seja transportado para dentro da célula (em favor ao gradiente de concentração). O aumento de mais cargas positivas dentro da célula inicia um ciclo de retroalimentação positiva – Mais canais de sódio se abrem e mais sódio entra na célula, despolarizando ainda mais. Enquanto a célula estiver despolarizada, os portões de ativação dos canais de sódio continuarão abertos. O ciclo de retroalimentação positiva necessita de uma intervenção externa. Nos axônios, os portões de inativação dos canais lentos de sódio são a intervenção externa que encerra a despolarização celular em ascensão. Tanto os portões de ativação quanto os de inativação se movem em resposta a despolarização, porem os portões de inativação são mais lentos. Quando os portões lentos de inativação se fecham, o influxo de sódio cessa e o potencial de ação atinge seu ápice. Enquanto o neurônio repolariza durante o efluxo de potássio, os canais de sódio retornam à conformação original. Impulso nervoso - fisiologia OS POTENCIAIS DE AÇÃO NÃO PODEM SE SOBREPOR E NÃO PODEM SE PROPAGAR PARA TRÁS. PERÍODOS REFRATÁRIOS Quando um potencial de ação iniciou, um segundo potencial não pode ser dissipado, independente da intensidade do estimulo. Limitam a velocidade com que os sinais podem ser transmitidos em um neurônio. Período refratário absoluto: representa o tempo necessário para os portões de sódio retornarem a sua posição de repouso. Os canais de potássio ainda estão aberto. Garante o trajeto unidirecional de um potencial de ação do corpo celular para o terminal axonal, impedindo o potencial de ação retornar. Período refratário relativo: segue o período refratário absoluto, e durante o período refratário relativo alguns canais de sódio já retornaram a sua posição original. Qualquer potencial de ação dissipado durante esse período possuirá uma amplitude menor do que o normal. CONDUÇÃO DO POTENCIAL DE AÇÃO A despolarização de um segmento de um axônio faz a corrente elétrica positiva se espalhar pelo citoplasma em todas as direções, via fluxo de corrente local. Do lado externo da membrana do axônio, a corrente flui de volta, em direção ao segmento despolarizado. O axônio possui um grande número de canais de sódio dependentes da voltagem. Sempre que uma despolarização atinge esses canais, eles abrem-se, permitindo que mais sódio entre na célula e reforce a despolarização – RETROALIMENTAÇÃO POSITIVA. A despolarização abre os canais de sódio e entra na célula, ocasionando uma maior despolarização e entrando e abrindo mais canais de sódio na membrana adjacente. A entrada continua de sódio durante a abertura dos canais de sódio ao longo do axônio significa que a força do sinal não reduzirá enquanto o potencial de ação se propaga. Quando cada segmento do axônio atinge o pico do potencial d eação, os seus canais de sódios são inativados. Neurônios maiores conduzem potenciais de ação mais rapidamente. O diâmetro do axônio A resistência do axônio ao vazamento de íons para fora da célula. Quanto maior o diâmetro do axônio ou maior a resistência da membrana ao vazamento, mais rápido um potencial de ação se movera. FUNÇÃO DA MIELINA A condução dos potenciais de ação ao longo do axônio é mais rápida em fibras nervosas que possuem membranas altamente resistentes, assim minimizando o vazamento do fluxo da corrente para fora da célula Os axônios mielinizados limitam a quantidade de membrana em contato com o liquido extracelular. Nesses axônios, pequenas porções de membrana exposta (nódulos de ranvier) alternam- se com segmento mais longo envoltos por múltiplas camadas de membrana. A bainha de mielina cria uma barreira de alta resistência que impede o fluxo de íons para fora do citoplasma Quando um potencial de ação viaja ao longo do axônio da zona de gatilho até o terminal axonal, ele passa alternando entre os axônios mielinizados e os nódulos de ranvier. Cada nódulo possui uma grande concentração de canais de sódio dependentes de voltagem, que se abrem com a despolarização e permitem a entrada de sódio no axônio. Os íons sódio que entram em um nódulo reforçam a despolarização e restabelecem a amplitude do potencial de ação quando ele passa de nódulo em nódulo. O salto visível do potencial de ação que ocorre quando ele passa de um nódulo para outro denomina-se condução saltatória. SINAPSES Elétricas: transmitem um sinal elétrico ou corrente, diretamente do citoplasma de uma célula para outra, através de poros presentes nas proteínas das junções comunicantes. A informação pode fluir de ambas as direções. Estão presentes, principalmente, em neurônios do SNC, sendo também encontradas nas células glias, musculo liso, cardíaco, e em células não excitáveis que usam sinais elétricos. A condução é rápida e bidimensional dos sinais da célula a célula para sincronizar as atividades de uma rede celular. As junções comunicantes também permitem que as moléculas sinalizadoras químicas se difundam entre células vizinhas. Químicas: representam a maior parte das sinapses, as quais utilizam moléculas neuroendócrinas para transportar a informação de uma célula a outra. O sinal elétrico da célula pré-sinaptica é convertido em um sinal neurócrino que atravessa a fenda sináptica e se liga a um receptor da célula alvo. RECEPTORES NEURÓCRINOS Encontrados nas sinapses químicas Receptores de canal: canais iônicos dependentes de ligantes, medeiam respostas rápidas, alterando o fluxo de íons através da membrana = Receptores ionotrópicos.. Receptores acoplados a proteína G: medeiam uma resposta mais lenta, pois é necessária uma transdução do sinal mediadapor um sistema de segundos mensageiros. Os RPG para neuromoduladores são descritos como receptores metabotrópicos, o qual, alguns, podem regular a abertura ou fechamento de canais iônicos. Todos os neurotransmissores, exceto o oxido nítrico, ligam-se a tipos específicos de receptores. NEUROTRANSMISSORES Os neurônios do SNC liberam vários tipos diferentes de sinais químicos, incluindo alguns polipeptídios, como os hormônios do hipotálamo ocitocina e vasopressina. O SNC secreta apenas substâncias endócrinas importantes: os neurotransmissores acetilcolina e noradrenalina e o neuro- hormonio adrenalina. ACETILCOLINA – Ach: sintetizada a partir da colina e da acetil- coenzima A. A colina é uma molécula pequena também encontrada nos fosfolipídios da membrana. A acetil- CoA é o intermediário metabólico que liga a glicólise ao ciclo do ácido cítrico. A síntese de ACh ocorre no terminal axonal. Os neurônios que secretam ACh e os receptores que se ligam a ACh são classificados como colinérgicos Os receptores colinérgicos: - Nicotina: composto agonista, encontrados no músculo esquelético, na divisão autônoma do SNP e no SNC. São canais de cátions monovalentes, pelos quais tanto sódio quanto potássio atravessam. Faz com que a probabilidade de ocorrer um potencial de ação é maior. - Muscarínicos: Todos os receptores são acoplados a proteína G ligados a sistema de segundos mensageiros. Esses receptores estão presentes no SNC e em células alvo da divisão autônoma do SNP. AMINAS: São todos ativos no SNC, e esses neurotransmissores são derivados de um único aminoácido. Serotonina: é derivada do aminoácido triptofano e atua na regulação do humor, sono, apetite, ritmo cardíaco, temperatura corporal, sensibilidade e funções cognitivas. Histamina: sintetizada a partir da histidina, possui papel nas respostas alérgicas e como um neurotransmissor. Aminoácido tirosina: Dopamina, noradrenalina e adrenalina. - Noradrenalina: é o principal neurotransmissor da divisão simpática autônoma do SNP. Os neurônios que secretam são denominados neurônios adrenérgicos Receptores adrenérgicos: acoplados a proteína G - Alfa: - Beta: AMINOACIDOS: Atuam como neurotransmissores no SNC. Glutamato é o principal neurotransmissor excitatório do SNC, podendo também agir como neuromodulador Aspartato é um neurotransmissor excitatório em apenas algumas regiões do cérebro Os neurotransmissores excitatórios despolarizam suas células alvo, geralmente abrindo canais iônicos que permitem a entrada de íons positivos da célula. O principal neurotransmissor inibidor no encéfalo é o ácido gama-aminobutíruco (GAMA). Receptores AMPA: são canais de cátions monovalente dependentes. Com a ligação do glutamato abre o canal e a célula despolariza devido ao influxo de sódio. Receptores NMDA: São receptores catiônicos não seletivos que permitem a passagem de sódio, cálcio e potássio pelo canal. A abertura do canal requer uma ligação ao glutamato e uma mudança no potencial da membrana. PEPTÍDEOS: O sistema nervoso secreta uma grande variedade de peptídeos que atuam como neurotransmissores e neuromoduladores, além de funcionar como neuro-hormonio. Substancia P: envolvida em vias de dor Peptídeos opioides: encefálina e endorfinas, substancias que aliviam a dor- analgesia. CCK AVP ANP Neurotransmissor: a molécula atua principalmente em uma sinapse e gera uma resposta rápida, mesmo ela atuando como neuromodulador. Neuromodulador: Agem tanto em áreas sinápticas quanto em áreas não sinápticas e produzem ação mais lenta. PURINAS: A adenosina, adenosina monofosfato (AMP) e a adenosina trifosfato (ATP) podem atuar como neurotransmissores. Ligam –se aos receptores purinérgicos no SNC e a outros tecidos excitáveis como o coração. Todas as purinas ligam a receptores acoplados à proteína G GASES: oxido nítrico (NO), um gás instável sintetizado a partir do oxigênio e do aminoácido L- arginina. Atua como neurotransmissor se difunde livremente para a célula alvo] LÍPIDIOS: incluem vários eicosanoides, que são ligantes endógenos para receptores canabionoídes. O receptor canabionoíde CB1 é encontrado no cérebro, e o CB2 é localizado nas células imunes. Todos os sinais lipídicos neurócrinos se ligam a receptores acoplados à proteína G. SILVERTHORN, D. U. Fisiologia Humana. 7o edição ed. [s.l: s.n.]. (SILVERTHORN, 2017) SILVERTHORN, D. U. Fisiologia Humana. 7o edição ed. [s.l: s.n.].
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