Neurônio e Sinapse

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Neurônio
1. Introdução:
As membranas dos neurônios possui um potencial elétrico de membrana em repouso. Com três causas principais:
· Pode ser alterado por sinalizações sinápticas de uma cél.pré sináptica;
· Os potenciais de ação começam no segmento inicial do axônio e propagam-se por toda extensão do mesmo.
· Terminação pré sináptica ou botões sinápticos
Quando o potencial chega, as terminações transmitem uma sinalização química p/ a célula adjacente; local de contato (Sinapse)
 Formada pela terminação pré sináptica de uma célula, pela superfície receptora da célula adjacente (célula pós sináptica) e pelo espaço entre as duas (fenda sináptica).
OBS: A terminação pré sináptica contêm vesículas sinápticas, cheia de neurotransmissores (acetilcolina) químicos que liberam o conteúdo na fenda.
· As membranas dos neurônios contêm um potencial elétrico de repouso da membrana
Potencial elétrico ou voltagem, que pode ser mensurado através de sua mem.celular (potencial de repouso da membrana);
Os neurônios e células musculares é excepcional, pois sua magnitude e sinal podem ser alterados como resultado da sinalização sináptica de outras células ou podem ser modificados no interior de um órgão sensorial receptor como uma resposta de transdução de alguma energia do ambiente.
· Quando a alteração no potencial da membrana de um neurônio ou célula muscular atinge o valor limiar, ocorre nesse potencial uma alteração adicional e drástica (potencial de ação), que se move ao longo de todo comprimento do axônio neural; 
O potencial de repouso da membrana é o resultado da separação diferencial de íons carregados, especialmente íons sódio (Na+) e potássio (K+) , através da membrana e da permeabilidade diferencial da mem. em repouso a esses íons, conforme eles tentam difundir-se de acordo com suas concentrações e seus gradientes elétricos;
Um excesso de cargas (+) acumula-se junto a face externa da membrana celular e um excesso de (-) junto a interna.
Tornando-se o interior carregado neg. em relação ao exterior.
A magnitude da diferença ou voltagem elétrica varia de célula em célula 40 a 90mv, como o líquido extracelular 0mv e 70mv em neurônios de mamíferos.
· O potencial de repouso da membrana é -70mv, mais neg. do lado de dentro do que por fora da célula.
· O potencial de repouso da membrana é resultante de três determinantes principais
· A bomba Na+, K+: as membranas possuem uma bomba dependente de energia, que bombeiam íons Na+ p/ fora da célula e trás íons K+ p/ dentro contra o gradiente de concentração ;
Mantêm o diferencial dos íons carregados;
Capacidade de produzir uma voltagem através da membrana;
Contribuição p/ o potencial;
3 moléculas de Na+ p/ fora da célula e 2 moléculas de K+ p/ dentro da célula, concentrando assim, cargas positivas p/ fora.
Comunicação Neural:
1. O potencial de ação atinge a terminação pré sináptica, levando a liberação do neurotransmissor;
2. O neurotransmissor liberado liga-se aos receptores pós sinápticos , levando a potenciais pós-sinápticos;
3. A integração desses potenciais no segmento inicial do axônio desencadeia o potencial de ação.
· Íons: irá deslocar em direção a um equilíbrio dinâmico (difundir) através da membrana;
Usando K+ , a diferença de concentração através da membrana mantida pela bomba Na+ , K+ produz um gradiente de concentração ou “força de direcionamento químico”;
Alta concentração do lado de dentro da célula p/ fora (baixa);
K+ pode difundir através de canais iônicos de membrana, o íon que sai deixará p/ trás uma carga negativa no interior da célula (macromoléculas carregadas negativamente);
Gradiente elétrico que empurra o K+ de volta p/ dentro (equilíbrio iônico) “g.oposto”, embora possar haver mais K+ no interior do que no exterior (desequilíbrio de carga de um lado;
Distribuição irregular de cargas em equilíbrio dinâmico produz uma voltagem (potencial de equilíbrio).
· Permeabilidade diferencial da membrana p/ difusão de íons: A membrana em repouso é muito mais permeável dos íons K+ do que aos Na+;
Existem mais canais de potássio do que de Na+ ;
Significa que eles podem estar mais próximos do seu estado de equilíbrio dinâmico e do potencial de equilíbrio em comparação com sódio;
 Dificuldade de atravessar a membrana.
OBS: potencial de equilíbrio
- íons potássio -90mv em muitos neurônios;
- E sódio +70mv.
 Potencial de repouso da membrana é (-70mv), sendo próximo do potencial de equilíbrio p/ íons K+.
Essas três causas são a principal fonte de potencial de repouso da membrana!
Importante: A bomba de sódio e potássio requer energia na forma de ATP trifosfato de adenosina, derivado do metabolismo intracelular de glicose e O2.
50% a 70% de energia cerebral é derivada de ATP sejam gastos na bomba. 
Como o neurônio não pode armazenar glicose e nem O2 , qualquer coisa que prive o SN de um dos dois substratos pode resultar danos a bomba e déficits neurológicos.
· O potencial de repouso da membrana pode ser alterado por sinalizações de uma célula pré sináptica
Neurônios e células musculares, seus potenciais podem ser alterados por uma sinalização S. a partir de outra célula;
Um neurotransmissor liberado de uma terminação pré de um axônio liga aos receptores de mem. pós, resultando na abertura ou fechamento dos canais iônicos seletivos e na alteração do potencial da mem. da célula pós;
 Um sinal pré pode alterar o potencial da mem. pós, apenas de duas maneiras:
· Tornando mais negativo ou positivo ou mais positivo e menos negativo;
· Depende da natureza do receptor ativado pelo transmissor químico liberado pelas vesículas S da terminação do axônio pós, alterando assim, o potencial de mem pós.
Potencial excitatória pós sináptico 
Quando uma transmissão química ao nível de sinapse leva a um potencial pós sináptico (+), em comparação ao nível de repouso -75 p/ -65mv, (PEPS);
É excitatório porque aumenta as chances de o limiar p/ o desencadeamento de um potencial de ação seja atingido no segmento inicial da célula pós sináptica;
Quando um (PEPS) modifica o potencial de membrana pós sináptica p/ um valor + positivo.
 Despolarizada!
A interação com o transmissor e receptor pós s provocará a abertura de canais de Na+ (dependente ligante) despolarização da mesma. Para se difundir com o neurônio p/ a direção do equilíbrio do sódio (+ positivo);
Canais iônicos que alteram sua condutividade em consequência da ligação com o neurotransmissor + receptor 
Dependentes de ligantes ou quimicamente dependente.
A interação do neurotransmissor e o receptor pós resultará na abertura dos canais de K+ quimicamente dependente, os íons potássio se difunde, levando o potencial de membrana p/ mais perto do potencial de equilíbrio (-90mv);
Essa alteração do potencial de repouso de membrana mais negativo é 
 Hiperpolarização!
Da membrana pós s tem o nome de potencial inibitório pós sináptico, pois cada uma dessas transmissões torna menos provável que um potencial de ação resulte no segmento inicial do axônio, a hiperpolarização diminui com a distância a partir da sinapse em que se originou.
· Os potenciais de ação iniciam-se no segmento inicial do axônio e propagam-se por toda extensão do axônio
A integração desses potenciais pós é importante p/ determinar se o neurotransmissor será finalmente liberado na terminação;
Entretanto, magnitude desses diminui conforme propagam ao longo da membrana da célula pós;
Célula muscular ou nervosa precisam de um mecanismo p/ enviar o impulso elétrico de sua terminação receptora de informações, na membrana da soma e dentritos pós p/ a zona transmissora de informações na terminação do axônio;
Se chegarem apenas alguns (PEPS), seu potencial de membrana não ficará suficientemente (+) p/ atingir seu potencial limiar, geralmente de 10 a 20mv mais positivo que o de repouso p/ desencadear o potencial;
Se chegar mais (PEPS) do que (PIPS), o potencial de membrana do segmento inicial do axônio ficará suficientemente positivo p/ atingir o potencial limiar e um potencialde ação será criado no axônio;
Resultando na abertura dos canais de íons dependentes de voltagem na membrana, o sódio e logo depois o potássio.
· Mudanças no potencial de mem. de ação:
1. Despolarização rápida e drástica axonal, interior da célula (+) do que exterior;
2. Repolarização (potencial da membrana volta a cair em direção ao de repouso).
A primeira fase, abertura dos canais de sódio dependentes de voltagem e pelo influxo de íons, à medida que tenta propagar-se em direção ao equilíbrio;
Conforme prossegue a despolarização, os canais de sódio são inativos, e os de potássio dependentes de voltagem se abrem com retardo maior que sódio, a medida que movem o estado de equilíbrio;
Levando a uma interrupção de despolarização e permite que ocorra a repolarização, e a medida que continua, o potencial de membrana move-se p/ o nível de repouso (hiperpolarizado);
- K+ p/ exterior, equilíbrio (-90mv) repouso! A medida que os canais íons dependentes de potássio se fecham.
Repouso
Potencial de ação
Obs: PEPS sem o potencial de ação, ex: descarga pela 2° vez, é desencadeado quando atinge um limiar (despolarização);
Quando restabelece o repouso da mem, antes que outro potencial de ação possa ser iniciado.
· Certas toxinas em animais (tetrodotoxina) do peixe baiacu, podem bloquear canais de sódio dep.volt., interferindo na geração do potencial de ação nos axônios.
- Infusão passiva de cargas Na+ ; anestésicos locais (lidocaína), sendo o mecanismo similar.
· Corrente eletrotônica passiva, responsável pelo desencadeamento do potencial de ação na placa adjacente seguinte da mem do axônio, desloca mais depressa e mais distante ao longo do axônio mais largos ou placas do axônio mielíticos;
A troca de íons (geração do potencial) na mem só podem ocorrer em Nodos de Ranvier (maior densidade dos canais de sódio d.volt. 
Rápida propagação da corrente eletrotônica ao longo da placa mielizada (internodo).
De nodo p/ nodo, (condução saltatória);
· Doenças como (polirradiculoneurite idiopática aguda) paralisia de Coonhound, atraso na sinalização elétrica evocada ao longo nos nervos sensoriais e motores, reflexos espinhais deprimidos.
· Doença de hipoglicemia, nível sérico de glicose e insulina elevado. Quando privado de glicose e ATP, o cérebro não funciona normalmente (convulsão, fraqueza e confusão mental). Insulina liberada a medida que o cão pressentia a alimentação (digestão)... Insulina liberada, hipoglicemia!
· Toxicidade do sal no porco, deprimido e não responde normalmente, descoordenação. Alto nível de sódio e cloreto, bem como doença renal (ureia e creatinina elevada).
Causa: ração elevada de sódio, níveis aumentados no sangue, se fudindo no cérebro e LCR. Diminuindo os mecanismos de transporte depende de energia e a glicose anaeróbica que trabalham p/ removê-lo. Sódio alto, movimento passivo do líquido p/ equilibrar os níveis de eletrólitos, causando inchaço (edema) e inflamação.
Sinapse
· Neurônios se comunicam uns dos outros e com outras células do corpo musculares e secretoras;
· Eles notificam rapidamente suas terminações pré sinápticas p/ iniciar a transferência de informações p/ outras células;
· Tal comunicação ocorre velozmente entre elas, frequência de modo focal e junções especializadas Sinapses “junções” ou “ligas fortemente”.
· As transmissões podem ser elétricas ou químicas:
· Elétricas: a corrente iônica flui diretamente entre as células pré e pós sinápticas como mediador p/ emissão de sinalização;
OBS: é mais frequente a transmissão for mediada por um mensageiro químico;
Este liberado pelas terminações pré na chegada do potencial de ação, difunde-se p/ membrana celular pós, ligando aos receptores, alterando a função pós e gerando um potencial pós.
· Química: ocorre entre o neurônio motor e uma célula musculoesquelética (fibra): sinapse neuromuscular Junção neuromuscular.
· A anatomia da junção neuromuscular é especializada p/ comunicação sináptica em um só sentido
Neurônios motores estabelecem sinapse em músculos esqueléticos, têm seus corpos celulares dentro do SNC, medula espinhal e tronco cerebral;
Os axônios seguem dentro dos nervos periféricos p/ fora do músculo, onde estabelece sinapses em várias fibras musculares (células);
OBS: cada fibra musc.esq recebe entrada sináptica de um neurônio motor;
 contração é controlada por um único neurônio.
A junção neuromuscular, como a maioria das sinapses químicas, tem (1) um lado pré, (2) um espaço estreito entre o neurônio e a fibra muscular (fenda sináptica), e (3) lado pós sináptico.
1. porção terminal (transmissora) do neurônio motor botão sináptico, contêm grande quantidade de vesículas de armazenamento ( v. sinápticas) que contêm uma substância química transmissora acetilcolina;
A região da mem pré associada a cada fileira dupla de vesículas zona ativa, local onde as vesículas liberarão acetilcolina p/ fenda sináptica.
A terminação pré contêm mitocôndrias , indício de metabolismo ativo no citoplasma produtos.m (ex: acetil-coa, ATP) participam da síntese do local de acetil e do seu deslocamento p/ estas vesículas.
2. Mem. celulares pré (neurais) e pós (musc) são separadas por uma fenda sináptica, esta contêm líq. Extracelular e uma lâmina basal de uma matriz de molécula região especializada da mem basal do músculo;
Algumas dessas moléculas medeiam adesão sináptica entre neurônio e músculo.
Mem. da pós possui região especializada p/ facilitar a transmissão sendo oposta na pré;
3. Na região focal, a mem tem uma série de invaginações dobras juncionais que aumenta a superfície de contato onde os receptores de acetil podem estabelecer e aberturas alinhadas com zonas ativas de terminação pré, onde o transmissor acetilcolina é liberada.
OBS: neurônio p/ o músculo e não na direção invers. 
A junção favorece o nervo p/ direção do musc;
Acetilcolina liberada p/ receptores nicotínicos nas dobras juncionais.
Sinapse elétrica, sem neurotransmissores.
· Potencial de ação no neurônio pré desencadeia um potencial de ação na célula muscular através da liberação de acetil
As trocas de íons de sódio e potássio, através dos canais dependentes de tensão do axônio, é responsável pela geração de um potencial de ação e por sua condução até a terminação;
A medida em que chega a mem pré, a onda de despolarização abre os canais de (cálcio) Ca2+ dependentes de voltagem localizados nessa região. 
Conforme os íons de cálcio se difundem na pré em direção ao equilíbrio, penetram na terminação pré sináptica;
O aumento de Ca2+ intracelular é importante na liberação do neurotransmissor na terminação pré;
Vesículas com acetil estão enfileiradas nas zonas ativas da terminação, elas permanecem ancoradas pelo entrelaçamento de proteínas ligantes que estabelecem a membrana da vesícula (sinaptrobevina) e superfície interna (sinataxina e snap-25);
Mantêm perto do local da entrada de cálcio, pois são localizados perto da zona ativa , quando cálcio fluir p/ dentro da terminação, o ferro se liga com outra proteína na mem da vesícula.
· Certas toxinas bacterianas (ex: tetânica, botulínica) podem destruir as proteínas ligantes envolvidas na ancoragem da vesícula p/ liberar seu contato na fenda s.
Ao se ligar aos receptores nicotínicos específico, sendo de acetil, esta na junção pode se ligar a droga alcaloide nicotina;
Há subtipos desse receptor e nem todas são encontrados no músculo esquelético alguns residem nos neurônios específicos do SNC e SNP (canal iônico) dependente ligante, permeável à cátions pequenos, com dois sítios de ligação p/ a molécula de acetilcolina;
À medida que estes se ligam, abre-se o canal, e entre outros movimentos iônicos, os íons de sódio se difundem p/ as células musculares p/ fluir em direção do equilíbrio;
Contribui p/ despolarização pós na mem da célula muscular, análoga a um potencial excitatório pós unitário é suficiente p/ abrir os canais de Na+ dependentes voltagem, localizados nas dobras juncionais Geração do poten.
Acetil liga-se ao seu receptor apenas brevemente, é 
 é destruída pela enzima acetilcolinesterase.Inativa na fenda , decepando em ácido acético e moléculas de colina (precursor da síntese de acetilcolina);
Podendo ser carreada de volta p/ terminação pré por uma proteína transportadora de alta afinidade na mem terminal e reciclada na síntese de acetilcolina.
Substâncias químicas que inibe a enzima, como alguns inseticidas organofosforados (ex: malatinon, clorpirifos) e gases que atacam o SN (ex: sarin), prolonga anormal a presença de acetil na sinapse consequências fisiológicas desastrosas.
· Há uma variação maior nas características da transmissão s de neurônio a neurônio do que na transmissão na junção neuromuscular