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Fisiologia Humana Aula 2: Neurotransmissão: potencial de ação neural; sinais elétricos; transmissão sináptica e junção neuromuscular. 1 Fisiologia Humana Disciplina AURA - Situação-problema: Situações clínicas serão propostas pelo professor, assim como trazidas por alunos, que já possuem vivência na área da saúde, seja em hospitais, clínicas, academia e um grande debate será realizado. Perguntar à turma: "Qual importância dos eventos da transmissão de sinal nas sinapses elétricas e químicas e sua relação com os potenciais de repouso e ação da membrana e como contribuem para a homeostasia do corpo? Qual situações esse potencial de repouso e ação podem ser alterados?" 2 Fisiologia Humana Disciplina AURA Assista aos vídeos e posteriormente faça um mapa mental: Aula 02: potencial de ação https://www.youtube.com/watch?v=sOSdF_xS-2Y Aula 02: Sinapses https://www.youtube.com/watch?v=4p4GBvtl7X0 3 Fisiologia Humana Potencial de ação O neurônio conduz a informação a longa distância usando sinais elétricos que percorrem o axônio em alta velocidade. O impulso nervoso é conhecido por potencial de ação. O potencial de ação é um fenômeno de natureza eletroquímica e ocorre devido a modificações na permeabilidade da membrana do neurônio. Essas modificações de permeabilidade permitem a passagem de íons de um lado para o outro da membrana. Como os íons são partículas carregadas eletricamente, ocorrem também modificações no campo elétrico gerado por essas cargas. 4 Fisiologia Humana Potencial de ação A membrana do neurônio apresenta a propriedade de excitabilidade – permite ao neurônio produzir, conduzir e transmitir potenciais de ação. Os sinais elétricos que a célula neuronal utiliza são os íons – partículas com cargas elétricas. Ao atravessar a membrana, um íon gera corrente elétrica. Os canais iônicos possuem um papel importante na geração do potencial de ação. 5 Fisiologia Humana Canais iônicos Os canais podem estar sempre abertos ou podem ser controlados. + - Canal controlado por voltagem 6 Fisiologia Humana Meio ambiente externo e interno As células possuem concentrações diferentes de íons e outros elementos no meio intracelular em relação ao meio extracelular. Com relação aos íons sódio e potássio e algumas proteínas podemos ilustrar da seguinte forma. Onde: A- representa a quantidade de proteínas com cargas negativas. 7 Fisiologia Humana Estados do neurônio Repouso: os canais responsáveis pelo potencial de ação estão fechados, mas podem ser abertos a qualquer momento. Ação: estado ativo onde os canais estão abertos. Refratário: os canais não podem ser ativados ou abertos. 8 Fisiologia Humana Potencial de repouso Diz que é o estado em que o neurônio está em “silêncio” – O neurônio se apresenta polarizado, isto é, há formação de polos ao longo da superfície de sua membrana. Isso ocorre por causa da distribuição irregular dos íons Na+ e K+ e das proteínas negativas e do trabalho da bomba de Na+/K+. 9 Fisiologia Humana Potencial de repouso O potencial de repouso é gerado e mantido: Atividade da bomba de Na+/K+ https://www.youtube.com/watch?v=p39raT982ts 10 Fisiologia Humana Potencial de ação O potencial de ação é uma rápida variação do valor do potencial de repouso. O valor do potencial de repouso varia de neurônio para neurônio – 70mV. Após um estímulo qualquer alcança valores positivos – a voltagem de negativa passa para positiva. Um estímulo para produzir um potencial de ação deve ser do tipo limiar, isto é, tem que ser suficiente para abrir os canais de Na+ que são controlados por voltagem. Quando isso ocorre, o sódio entra através dos canais e provoca um mudança de voltagem. Os estímulos sublimiares estão abaixo e por isso não consegue desencadear um potencial de ação. 11 Fisiologia Humana Potencial de ação O potencial de ação é desencadeado por canais diferentes dos canais de repouso. São canais controlados por voltagem. Quando a voltagem da membrana se altera, pode abrir ou fechar o canal que pode ser de Na+ ou de K+, conforme a fase. Os estímulos limiares abrem poucos canais de Na+ o que faz com que a voltagem da membrana se altere localmente e mais canais de Na+, naquela região irão se abrir. 12 Fisiologia Humana Potencial de ação O potencial de ação é unidirecional. Lei do “tudo ou nada”. 13 Fisiologia Humana Fases do Potencial de ação O potencial de ação possui três fases: Repouso – potencial de repouso. A célula está polarizada – voltagem negativa em relação ao meio extracelular. Despolarização (fase ascendente) – alteração da voltagem para um valor positivo pelo influxo de Na+ através dos canais de Na+ controlados por voltagem. Repolarização (fase descendente) – os canais de Na+ se fecham e os canais de K+ controlados por voltagem se abrem. Há um efluxo de K+. Hiperpolarização – nem todos os neurônios apresentam essa fase, que é muito rápida. Ocorre para o fechamento dos canais de K+ que ainda estão abertos. A voltagem fica mais negativa que o valor de repouso. 14 Fisiologia Humana Fases do Potencial de ação Overshoot – quando a voltagem passa de negativa para positiva. 15 Fisiologia Humana Fases do Potencial de ação Lei do “tudo ou nada” – estímulos sublimiares não provocam potencial de ação. 16 Fisiologia Humana Potencial de ação – períodos refratários Absoluto – a célula não consegue produzir outro potencial de ação – não consegue despolarizar. Os canais de Na+ controlados por voltagem estão inativados. Potenciais de ação não se somam. Assegura que seja unidirecional. Relativo – a célula pode produzir outro potencial de ação ou despolarizar se o estímulo for maior que o limiar – estímulo supralimiar. 17 Fisiologia Humana Propagação do Potencial de ação – velocidade A velocidade da propagação do potencial de ação ao longo do axônio depende: Diâmetro da fibra – quanto maior o diâmetro, maior a velocidade. Presença de bainha de mielina – efeito isolante. 18 Fisiologia Humana Potencial de ação – tipos de propagação Ponto a ponto – fibras sem bainha de mielina. Velocidade “lenta”. Saltatória – fibras com bainha de mielina. Velocidade alta. 19 Fisiologia Humana Propagação ponto a ponto 20 Fisiologia Humana Propagação saltatória 21 Fisiologia Humana Anestésicos locais – Potencial de ação Os anestésicos locais interagem com os canais de sódio impedindo que se abram durante a despolarização. 22 Fisiologia Humana Sinapses São comunicações entre células excitáveis eletricamente – neurônios, músculos e glândulas. No sistema nervoso, é a principal forma de processamento de informações. Tipos: Elétricas e químicas. 23 Fisiologia Humana Sinapse elétrica Características: O sinal é bidirecional Comunicação através das junções GAP ou comunicantes – permite a passagem do sinal elétrico de uma célula para outra. Junções GAP – conexons – poros entre as membranas permitindo a comunicação direta entre os citoplasmas dessas células. 24 Fisiologia Humana Sinapses elétricas – importância Sincronização de uma população de células – miocárdio. Recrutamento de neuroblastos durante o desenvolvimento do sistema nervoso. Comunicação glial Comunicação celular entre organismos simples – invertebrados. 25 Fisiologia Humana Sinapses químicas Contato por contiguidade porém, não por continuidade. Espaço entre as membranas denominado de fenda sináptica. Produção de um mensageiro químico – neurotransmissor. Receptor de membrana para o neurotransmissor. Transmissão unidirecional. 26 Fisiologia Humana Componentes da sinapse química Elemento pré-sináptico – Possui o neurotransmissor armazenado em vesículas sinápticas. Fenda sináptica – local entre as células onde o neurotransmissor será liberado. Elemento pós-sináptico – possui o receptor específico para o neurotransmissor. 1 2 3 27 Fisiologia Humana Tipos morfológicos de sinapses Axodendrítica – axônio comdendrito. Axosomática – axônio com soma. Axoaxônica – axônio com axônio. Dendrodendrítica – entre dendritos. 28 Fisiologia Humana Sinapses assimétricas e simétricas 29 Fisiologia Humana Transmissão sináptica Etapas da transmissão sináptica: Síntese, transporte a armazenamento do neurotransmissor; Deflagração e controle da liberação do neurotransmissor; Difusão e reconhecimento do receptor do neurotransmissor; Deflagração do potencial de ação na célula pós-sináptica; Desativação do neurotransmissor. 30 Fisiologia Humana Neurotransmissores Substância que exerce sua ação na membrana pós-sináptica produzindo nela um potencial pós-sináptico excitatório ou inibitório. Os neurotransmissores são de três tipos: aminoácidos, aminas e purinas. 31 Fisiologia Humana Potencial de ação comanda a liberação do neurotransmissor O potencial de ação, após se propagar pelo axônio, alcança o terminal pré-sináptico. A despolarização da membrana do terminal pré-sináptico abre o canal de cálcio (Ca2+) controlado por voltagem. Há influxo de Ca2+ que ativa as proteínas responsáveis pela exocitose do neurotransmissor. O neurotransmissor é liberado na fenda sináptica. 32 Fisiologia Humana Potencial pós-sináptico É o resultado da ação do neurotransmissor sobre os receptores na membrana pós-sináptica. Ao ser liberado na fenda o neurotransmissor se difunde e se liga aos receptores pós-sinápticos desencadeando uma resposta elétrica que pode ser de 2 tipos: Excitatória. Inibitória. 33 Fisiologia Humana Potencial excitatório pós-sináptico (PEPS) O receptor do neurotransmissor está acoplado a um canal de Na+ ou Ca2+, receptor ionotrópico. A ligação do neurotransmissor abre o canal de Na+ e inicia o influxo de Na+ despolarizando a membrana pós-sináptica. Para saber mais: http://neuromed89.blogspot.com.br/2009/06/sinapses-excitatorias.html 34 Fisiologia Humana Junção neuromuscular Tipo de sinapse excitatória. A fibra nervosa motora (pré-sináptica) conduz potenciais de ação e libera um neurotransmissor que despolariza o músculo. O local onde o neurônio motor faz contato com a membrana do músculo é chamado de placa motora. 35 Fisiologia Humana Junção neuromuscular O neurotransmissor é a acetilcolina (ACh). O receptor da ACh é o receptor nicotínico – ligado a um canal de Na+. O potencial excitatório é chamado de potencial de placa motora. 36 Fisiologia Humana Junção neuromuscular Ao se ligar ao seu receptor nicotínico na membrana do músculo, a acetilcolilna abre o canal de sódio. Ocorre influxo de sódio despolarizando a membrana do músculo. A despolarização se propaga pela membrana até os túbulos T alcançando o retículo sarcoplasmático. O Ca2+ é liberado do retículo sarcoplasmático no citoplasma do músculo. O cálcio se liga a troponina liberando o sítio de interação da actina com a miosina – Contração. 37 Fisiologia Humana Junção neuromuscular 38 Fisiologia Humana Unidade motora Formada por um neurônio motor mais as fibras musculares que ele inerva. O recrutamento de várias unidades motoras aumenta a força de contração. 39 VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS? - Divisão autônoma do sistema nervoso 40 Tabela 4.1 Alguns neurotransmissores e neuromoduladores mais comuns Neurotransmissores Neuromoduladores Aminoácidos Aminas Purinas Peptídeos Gases Ácido -amino- butírico (GABA) Acetilcolina (ACh) Adenosina Gastrinas: gastrina, coleci stocinina (CCK) Óxido nítrico (NO) Glutamato (Glu) Adrenalina ou Epinefrina Trifosfato de adenosina (ATP) Hormônios da neuro -hipófise: vasopressina, ocitocina Monóxido de carbono (CO) Glicina (Gly) Dopamina (DA) Insulinas Aspartato (Asp) Histamina Opióides: encefalinas (Enk), - endorfina Noradrenalina ou Norepinefrina (NA ou NE) Secretinas: secretina, glucagon, peptídeo intestinal vasoativo (VIP) Serotonina (5 - HT) Somatostatinas Taquicininas: substância P (SP), substância K (SK) Tabela 4.1 Alguns neurotransmissores e neuromoduladores mais comuns PRIVATE Neurotransmissores Neuromoduladores Aminoácidos Aminas Purinas Peptídeos Gases Ácido -amino-butírico (GABA) Acetilcolina (ACh) Adenosina Gastrinas: gastrina, colecistocinina (CCK) Óxido nítrico (NO) Glutamato (Glu) Adrenalina ou Epinefrina Trifosfato de adenosina (ATP) Hormônios da neuro-hipófise: vasopressina, ocitocina Monóxido de carbono (CO) Glicina (Gly) Dopamina (DA) Insulinas Aspartato (Asp) Histamina Opióides: encefalinas (Enk), -endorfina Noradrenalina ou Norepinefrina (NA ou NE) Secretinas: secretina, glucagon, peptídeo intestinal vasoativo (VIP) Serotonina (5-HT) Somatostatinas Taquicininas: substância P (SP), substância K (SK)
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