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Luana Soares Ray Acioli NEUROFISIOLOGIA SISTEMA NERVOSO • Dividido em: ➢ SISTEMA NERVOSO CENTRAL − ENCÉFALO o CÉREBRO o CEREBELO o TRONCO ENCEFÁLICO − MEDULA ESPINHAL Luana Soares Ray Acioli ➢ SISTEMA NERVOSO PERIFÉRICO − TERMINAÇÕES NERVOSAS ▪ Aferente: leva a informação da periferia para o SNC ▪ Eferente: levam as informações do SNC para os tecidos periféricos − GÂNGLIOS − NERVOS ➢ SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO − É a porção do SNP que regula e controla as funções viscerais, incluindo batimento cardíaco, pressão sanguínea, digestão, regulação da temperatura e função reprodutiva. RECEPTORES SENSORIAIS “memória” • Tem-se uma resposta ao Sinal Aferente, que vai levar a informação da periferia para o SNC, e essa aferência é realizada através de receptores sensoriais, os quais vão “SENTIR” o que vai acontecer na periferia e MANDAR essa informação para algumas regiões, por ex: Nervos Periféricos: Pele, vão sentir Dor, Frio, Pressão, o Tato, Fuso muscular (tudo isso vai ser mandado pela Medula Espinal e vai atingir algumas regiões cerebrais). • Essa Aferência Sensorial é o que vai sair da periferia e vai chegar em regiões como o Cerebelo, Ponte, Formação do Bulborreticular, Hipotálamo, Tálamo e a região do Córtex Motor. Quando essa informação sensorial chega nessa região central, acontece a Eferência Motora, que é onde vai ter a resposta / os efetores. • Esses Receptores / Aferências Sensoriais vão ser armazenados na forma de Memória, que pode ser Memória à Curto Prazo (segundos, minutos e até horas, dias, meses a anos) para ser utilizado posteriormente. Luana Soares Ray Acioli FUNÇÕES MOTORAS: (FUNÇÕES INTEGRATIVAS DO SN) 2. Principalmente órgãos e vísceras 3. Glândulas tanto endócrinas, quanto exócrinas • Tem 3 alvos do SNC que são controlados centralmente de efetores, pq são eles que vão, por ex, contrair, gerar a contração das glândulas. Os órgãos alvos do SNC são chamados de Efetores. • A informação motora também volta pelo Cerebelo, pela formação do Bulborreticular e, principalmente, pela área motora que é o Córtex Motor. • Essa associação do estímulo sensorial aferente e de resposta motora eferente é chamada de Funções Integrativas do SNC (integrando um estímulo sensitivo e uma resposta motora) Luana Soares Ray Acioli • Células altamente excitáveis, que se comunicam entre si ou com células efetuadoras (cél. Musculares e secretoras) • Os neurônios são especializados em enviar e receber informações • A estrutura típica de um neurônio pode geralmente ser dividida em quatro regiões diferentes o DENDRITOS ▪ São processos finos e ramificados que recebem a informação proveniente de células vizinhas ▪ A mensagem química é traduzida pelos receptores de membrana em um sinal elétrico ou evento bioquímico que influencia o estado de excitabilidade do neurônio. ▪ Os dendritos aumentam a área de superfície de um neurônio, permitindo que este se comunique com muitos outros neurônios. ▪ O citoplasma contém uma densa rede de microtúbulos, assim como extensões do retículo endoplasmático. ▪ A área de superfície do dendrito pode se expandir ainda mais pela presença de espinhos dendríticos ▪ A função primária dos dendritos no sistema nervoso periférico é receber a informação de entrada e transferi-la para uma região integradora dentro do neurônio. Luana Soares Ray Acioli ▪ Dentro do SNC, a função dos dendritos é mais complexa, onde os espinhos dendríticos podem funcionar como compartimentos independentes, enviando sinais de ida e volta para outros neurônios no encéfalo. Muitos espinhos dendríticos contêm polirribossomos e podem produzir suas próprias proteínas. o CORPO CELULAR ▪ É a porção da célula que circunda o núcleo ▪ Contém grande parte do complemento celular de membranas reticulares endoplasmáticas o AXÔNIO ▪ Tem como função primária transmitir sinais elétricos de saída do centro integrador do neurônio para as células-alvo, localizadas no final do axônio. ▪ Os axônios são especializados em conduzir sinais químicos e elétricos. ▪ Seu ponto de origem é o cone axônico, sendo um prolongamento único, cilíndrico, de comprimento e diâmetro variáveis, conforme o tipo de neurônio ▪ O citoplasma “axoplasma”, é composto por vários tipos de fibras e filamentos, mas não possui ribossomos e retículo endoplasmático ▪ A bainha de mielina funciona como um isolante térmico, favorecendo uma maior velocidade de transmissão do impulso nervoso, já que ele é de natureza elétrica (transmissão saltatória) o TERMINAIS PRÉ-SINÁPTICOS ▪ Designadas para uma rápida conversão do sinal elétrico do neurônio em um sinal químico. ▪ Quando o potencial de ação alcança o terminal pré-sináptico, provoca a liberação de moléculas químicas sinalizadoras através da transmissão sináptica. ▪ As moléculas liberadas pelos terminais pré-sinápticos se difundem através da fenda sináptica e se ligam aos receptores na membrana pós-sináptica, os receptores, então, convertem o sinal químico das moléculas transmissoras direta ou indiretamente novamente em um sinal elétrico. Luana Soares Ray Acioli • Classificação Luana Soares Ray Acioli • É o local entre dois neurônios ou entre um neurônio e uma celular efetora • Essa transmissão é unidirecional e contigua • Neurônio pré-sináptico (celular nervosa que conduz impulsos na direção de uma sinapse) e neurônio pós- sináptico (celular que recebe um sinal) • Nas extremidades de algumas terminados axônicas existem botões terminais sinápticos e varicosidades que contém muitos sacos minúsculos envolvidos por membranas (vesículas sinápticas), que armazenam o neurotransmissor. → Junção neuromuscular: sinapse entre um neurônio motor e uma fibra muscular (acetilcolina) → Fenda sináptica: espaço entre as células (o impulso nervoso não consegue saltar a fenda para expiar a célula seguinte, assim, precisa de neurotransmissores) • As sinapses entre neurônios podem ser: o Axodendriticas = entre o axônio e o dendrito o Axossomáticas = entre o axônio e o corpo celular o Axoaxônicas = entre dois axônios • Os receptores pós-sinápticos podem ser: o EXCITATÓRIOS − Abertura de canais de Na+ − Condutância reduzida dos canais de Cl- ou K+ − Alterações no metabolismo do neurônio pós-sináptico o INIBITÓRIOS − Abertura de canais de Cl- − Condutância aumentada dos canais de K+ − Ativação de enzimas receptoras que inibem as funções metabólicas celulares • Tipos o ELÉTRICAS − Rápidas, coordenadas e ultilizam pouca energia metabólica − Utilizadas em arcos reflexos − Fluxo bidirecional, ou seja, não polarizada − Não tem modulação − Não tem neurotransmissor, portanto não pode não excitar ou inibir − O sinal elétrico que chega na membrana pré-sináptica é passado para fenda e chega na membrana pós-sináptica também por condução elétrica − o QUÍMICAS − Unidirecional, polarizada − Mais lenta, no entanto mais prolongada − Ocorre a liberação de neurotransmissor, só ocorrendo em uma única direção. − O sinal elétrico pré-sináptico é convertido em sinal químico, devido a liberação de neurotransmissores, e após essa liberação ocorre a abertura dos canais de sódio, esse por sua Luana Soares Ray Acioli vez entra na célula e despolariza, ou seja, gera um potencial de ação. Esse sinal químico é novamente convertido em sinal elétrico. − Propriedades ▪ Amplificação de sinal = durabilidade da resposta, ou seja, quando o neurotransmissor se liga no receptor ele gera uma resposta intracelular, ativando a cascata de proteína G. ▪ Inibição (canais seletivos para íons com potencial de equilíbrio negativo) ▪ Domínio temporal extenso (miliseg, min e horas) ▪ Plasticidade “modulação” (aprendizado e memória) − O único neurotransmissor liberado na sinapse químicana junção neuromuscular é a acetilcolina (se liga especificamente ao receptor nicotínico). Se for em outra célula alvo sem ser neuromuscular é muscarínico. A chegada do potencial de ação no botão sináptico induz a abertura dos canais de Ca2+ na membrana pré- sináptica, ocasionando uma entrada de Ca2+ no botão sináptico (difusão facilitada) essa entrada de Ca2+ faz com que ocorra uma exocitose de algumas vesículas sinápticas liberando neurotransmissores na fenda sináptica. que irá entrar em contato com a membrana pós-sináptica. Os neurotransmissores difundem-se através da fenda sináptica e se ligam aos receptores de neurotransmissores situados na membrana plasmática dos neurônios pós- sinápticos. A ligação de moléculas de neurotransmissores abre os canais iônicos, permitindo que determinados íons fluam através da membrana. Conforme os íons fluem pelos canais abertos, a voltagem na membrana se altera. Dependendo dos íons que fluem, a alteração na voltagem pode resultar na geração um impulso nervoso (canais de Na+ abrirem / excitatório) ou na inibição (canais de Cl- ou K+ abrirem / inibitório). Quando as moléculas dos neurotransmissores chegam à membrana das células pós-sinápticas, se ligam a proteínas receptoras. Essa ligação (ligante-neurotransmissor + receptor-proteínas receptoras) promove a abertura dos canais iônicos na membrana pós-sináptica. → Na junção neuromuscular primeiro ele tem que ser excitado (pelo potencial de ação) para depois contrair (com o cálcio) • Há duas categorias amplas do controle de canais iônicos: 1) Canais iônicos controlados pela voltagem: são encontrados basicamente nos axônios e abrem-se em resposta à despolarização. Luana Soares Ray Acioli 2) Canais iônicos controlados quimicamente: são encontrados na membrana pós-sinápticas e abrem-se em resposta à ligação de proteínas receptoras pós-sinápticas aos seus ligantes neurotransmissores. • A remoção do neurotransmissor e essencial para a função sináptica normal. Ele e removido de três formas: 1) Algumas moléculas dos neurotransmissores liberados difundem-se para longe da fenda 2) Sináptica 3) Alguns neurotransmissores são destruídos por enzimas 4) Muitos neurotransmissores são transportados ativamente de volta par o neurônio que os liberou (recaptação) e outros são transportados para a neuroglia adjacente (captação) • Canais de cálcio o Controlados por voltagem o Canais de Ca2+ em uma célula em repouso se encontram fechados • É uma molécula liberada de uma vesícula sináptica que excita ou inibe os neurônios pós-sinápticos, fibras musculares ou células glandulares. • A substância deve estar presente no interior do neurônio pré-sináptico • A substância deve ser liberada em reposta a estimulação pré-sináptica • A substância deve possuir receptores específicos na membrana pós-sináptica e um mecanismo de remoção da fenda • Capacidade de ser armazenados em vesículas • Neurotransmissores do tipo aminoácidos e aminas são caracterizados como: o MOLÉCULAS PEQUENAS COM AÇÃO RÁPIDA ▪ Respostas agudas = integração entre a aferencia sensitiva e aferencia motara ▪ Síntese no citosol pré-sináptico ▪ Armazenadas em vesículas sinápticas (recicladas) ▪ Altera condutância dos canais iônicos pós-sinápticos Luana Soares Ray Acioli o MOLÉCULAS GRANDES COM AÇÃO LENTA (NEUROPEPTÍDEOS) ▪ Síntese pelos ribossomos do corpo celular dos neurônios ▪ Constituem partes integrais de grandes proteínas ▪ Armazenadas em vesículas de Golgi e liberadas para o citoplasma (autólise) ➢ ACETILCOLINA (ACh) o É utilizada como um neurotransmissor excitatório por alguns neurônios do SNC e por neurônios motores somáticos, na junção neuromuscular. o Nas terminações nervosas autônomas, a ACh pode tanto ser excitatória como inibitória, dependendo do órgão envolvido. o O fato das células pós-sinápticas possuírem diferentes subtipos de receptores da ACh, permite que haja variadas repostas à mesma substância química. o Nos músculos esqueléticos, a ACh é captada pelos receptores nicotínicos (só excita) da ACh; já́ em outras células ocorre na ligação com os receptores muscarínicos (inibe ou excita) da ACh. o A ligação de um neurotransmissor à sua proteína receptora pode causar a abertura de canais iônicos por dois mecanismos diferentes 1. Canais operados por ligante: Mecanismo mais direto de abertura das comportas de canais controladas quimicamente. Nesse caso, os canais iônicos (que são abertos pela ligação do receptor ao ligante neurotransmissor) atravessam o receptor em si. É o caso da ACh quando se liga ao seu receptor nicotínico. Esse receptor constitui-se de 5 subunidades polipeptídicas que encerram o canal iônico. Duas dessas subunidades contém sítios de ligação da ACh, e o canal se abre quando ambos os sítios se ligam à ACh. 2. Canais operados pela proteína G: Ao contrário dos receptores nicotínicos, os muscarínicos não contém canais iônicos. Os canais iônicos são proteínas separadas localizadas a alguma distância dos Efeitos inibitórios e Excitatórios Inibitório - Sintetizados no ribossomo - Ação mais lenta e duradoura Sintetizados no citoplasma - Não fica armazenado em vesículas. - Só é sintetizado na hora que preciso - No sist. Cardiovascular atua como vasodilatador - No SNC está relacionado com a memória Excitatório Luana Soares Ray Acioli receptores muscarínicos. A ligação da ACh (o ligante) ao receptor muscarínico faz com que ela ative um complexo de proteínas na membrana celular conhecido como proteínas G. Existem 3 subunidades da proteína G (alfa, beta e gama); em resposta à ligação da ACh ao seu receptor, a subunidade alfa dissocia-se das outras subunidades (as quais formam um complexo beta-gama). Dependendo do caso, a subunidade alfa ou o complexo beta-gama difunde-se através da membrana até ligar-se a um canal iônico, provocando sua abertura. Quando a subunidade alfa se dissocia do canal e volta à sua posição anterior, o canal iônico se fecha. o A inativação da ACh é proporcionada pela enzima acetilcolinesterase (AChE), que está́ localizada sobre a membrana pós-sináptica, com seu sítio ativo cobrindo a fenda sináptica. o Neurônios colinérgicos: aqueles que utilizam ACh como neurotransmissor ➢ SEROTONINA: papel na regulação do humor e do comportamento, do apetite e da circulação encefálica. A fluoxetina ele inibe a recapitação de serotonina, fazendo com o a serotonina fique mais tempo na fenda. ➢ DOPAMINA: Seus axônios projetam-se para diferentes partes do encéfalo e podem ser divididos em dois sistemas: o sistema nigrostriatal da dopamina (envolvido no controle motor) e o sistema mesolímbico da dopamina (envolvido na via de recompensa emocional). No Parkinson ocorre a degradação de células que tenham dopamina. ➢ NORADRENALINA: são utilizadas tanto no SNP como no SNC. Quando utilizadas como neurotransmissor, podem estar envolvidas na estimulação comportamental geral. EM REPOUSO A NORADRENALINA NÃO ALTERA A ATIVIDADE ELÉTRICA DA CÉLULA, MAS ELA AUMENTA A RESPOSTA A UMA AFERENCIA EXCITATÓRIA NA PRESENÇA DE UM NEUROTRANSMISSOR. É um neuromodulador, responsáveis pelas funções gerais do SNC (controla parte motora, memoria, aprendizagem, ciclo do sono e vigília, estado metabólico. ➢ AMINOÁCIDOS: podem ser excitatórios ou inibitórios. Os aminoácidos excitatórios são espaço ácido glutâmico e o ácido aspártico e atuam despolarizando a membrana pós-sináptica, acarretando na abertura de canais iônicos. O aminoácido inibitório é a glicina. Pois, ao invés de despolarizar a membrana pós- sináptica e produzir PEPS, ele a hiperpolariza e produz um potencial inibitório pós-sináptico (PIPS) ➢ POLIPEPTÍDIOS: são encontrados nas sinapses do encéfalo e são denominados neuropeptídios. Alguns polipeptídios que atuam como hormônios secretados pelo intestino delgado e outras glândulasendócrinas também são produzidos no encéfalo e podem atuar nele como neurotransmissores; por exemplo, a colecistocinina (CCK) ➢ OXIDO NÍTRICO: primeiro gás identificado como neurotransmissor. Ele se difunde para o exterior do axônio pré-sináptico e para as células adjacentes, passando simplesmente através da porção lipídica das membranas celulares. Além do oxido nítrico, o monóxido de carbono (CO) é um gás que pode atuar como neurotransmissor. → NEUROMODULADOR: tem uma sinapse difusa, o axônio dele pode atuar em vários neurônios ou células. • Comunicam-se com os neurônios e fornecem um importante suporte físico e bioquímico. • Menores que os neurônios e mais numerosas • Não geram potencial de ação • Possuem capacidade de divisão e multiplicação no sistema nervoso maduro • O SNP possui dois tipos: Luana Soares Ray Acioli o CÉLULAS DE SCHWANN: Cada célula de Schwann envolve um segmento deixando espaços muito pequenos “nódulos de Ranvier”, entre as áreas isoladas com mielina, esses nódulos atuam na transmissão de sinais elétricos ao longo do axônio. O nódulo de Ranvier é uma porção não mielinizada da membrana do axônio entre duas células de Schwann o CÉLULAS SATÉLITE: formam cápsulas de suporte ao redor dos corpos dos neurônios localizados nos gânglios. • SNC possui quatro tipos: o OLIGODENDRÓCITOS: semelhantes aos astrocitos, no entanto são menores e apresentam pouco prolongamentos. o MICROGLIA ▪ Não são tecidos neurais ▪ São células que realizam fagocitose, conferem proteção atuando como macrófagos. ▪ Se originam na MOV e migram para o SNC à medida que se desenvolve. ▪ São células especializadas do sistema imune que residem permanentemente o SNC ▪ Quando ativadas, elas removem células danificadas e invasores. o ASTRÓCITOS ▪ Caracterizados pelo seu formato de estrela ▪ Apresenta-se em dois tipos − Astrócitos protoplasmáticos (tem muitos prolongamentos ramificados curtos e são encontrados na substância cinzenta) − Astrócitos fibrosos (muitos prolongamentos não ramificados encontrados na substância branca). ▪ Por possuírem uma extensa rede de microfilamentos resistentes, os astrócitos conferem aos neurônios uma boa sustentação/suporte. ▪ No embrião eles secretam substancias químicas que regulam o crecimento, a migração e interconexão entre os neurônios no encéfalo. ▪ Altamente ramificadas ▪ Estima-se que eles constituam cerca de metade das células do encéfalo ▪ Formam uma rede funcional, comunicando-se uns com os outros através de junções comunicantes. ▪ Funções − Capturam e liberam substâncias químicas, devido estarem fortemente associados as sinapses − Abastecem os neurônios de combustível na forma de ácido lático (lactato) − Ajudam a manter a homeostasia do líquido extracelular do SNC captando K+ e água. − Difusão de pequenos solutos − Sintetizam compostos neuroativos o GABA: hiperpolarização por aumentar a permeabilidade ao Cl- o Glutamato: despolarização por aumentar a permeabilidade ao Na+ (ionotrópicos) − Possuem receptores de neurotransmissores − Secretam fatores tróficos (trombospondinas) − Fazem parte da barreira hematencefálica, que regula o transporte de materiais entre o sangue e o líquido extracelular. − Sinaliza o nível de glicose extracelular Luana Soares Ray Acioli − Preenchem os espaços vazios deixados por neurônios, quando estes são destruídos, sendo uma importante célula no processo de cicatrização do tecido nervoso o CÉLULAS EPENDIMÁRIAS: É um tipo celular especializado que cria uma camada epitelial com permeabilidade seletiva, o epêndima, o qual separa os compartimentos líquidos do SNC