Biofísica do sistema nervoso

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Animais multicelulares apresentam células
especializadas chamadas neurônios, que possuem as
seguintes funções: recebimento, codificação e
transmissão para outras células de informação.
Essas informações são captadas por células sensoriais,
também chamadas de células receptoras, que a
transformam em sinais elétricos que podem ser
transmitidos e processados pelos neurônios. Os sinais
dos neurônios podem ser transmitidos para células
especializadas, que darão a resposta fisiológica ou
comportamental, essas células são chamadas de
efetores, como os músculos e glândulas. O diagrama
esquemático abaixo mostra uma rede simples de
comunicação da célula sensorial com o efetor.
A complexidade dos pensamentos e do tráfego de sinais
no organismo humano são resultados da interação entre
neurônios conectados. O impressionante número de
conexões entre os neurônios cria um sistema altamente
complexo envolvendo 1014 sinapses. Os resultados da
ação deste sistema vemos a cada segundo de nossas
vidas, pensando, criando e aprendendo... As interações,
que geram padrões complexos, são resultados das
sinapses entre as células. Iremos ver as principais
características dos neurônios e das sinapses.
O neurônio é uma célula nucleada, apresenta diversos
dendritos que possibilita sua conexão com outros
neurônios, apresenta um terminal único e longo,
chamado axônio, responsável pela transmissão do
impulso nervoso para células pós- sináptica. O
neurônio apresenta uma estrutura característica no
corpo celular, chamada cone de
implantação, que é responsável pela soma dos
impulsos nervosos e pelo disparo de uma resposta,
chamada potencial de ação. O potencial de ação
propaga-se ao longo do axônio até os terminais
axonais.
Biofísica do Sistema Nervoso
Cérebro humano 
O cérebro humano é o centro de um sistema complexo,
formado até 1011 neurônios, cada um desses neurônios
podem formar mais de 10.000 conexões ou sinapses,
assim o cérebro humano pode apresentar até 1014
sinapses. O cérebro é dividido em redes de trabalho, ou
redes neuronais, que funcionam em paralelo. Essas
redes são responsáveis por funções específicas e podem
envolver até milhares de neurônios.
Neurônio, Sinapse e Comunicação
Neurônios 
Aspectos Estruturais dos
Neurônios
Os neurônios podem apresentar uma diversidade de
formas e tamanhos, conforme sua localização e
função, contudo, todos os neurônios apresentam
corpo celular, também chamado de soma, localizado
normalmente no centro da célula. Todos os neurônios
apresentam, também, diversas ramificações, que
chegam ao corpo celular, chamadas dendritos e um
único terminal de saída, chamado axônio.
variabilidade dos neurônios 
A maioria dos neurônios apresenta 4 estruturas
básicas: corpo celular, dendritos, um axônio e
terminais axonais, como já descrito anteriormente.
Contudo, os neurônios apresentam amplo espectro
de formas. Os axônios funcionam como linhas
telefônicas do sistema nervoso. O sinal recebido
pelos dendritos pode levar o corpo celular a gerar
um impulso nervoso, chamado potencial de
ação, que é conduzido ao longo do axônio para a
célula alvo, ou célula pós-sináptica. Essa célula alvo
pode ser outro neurônio, uma célula muscular ou
uma célula glandular.
Células gliais
Células de Schwann: São células que se enrolam ao
redor dos axônios neuronais, cobrindo-os com
camadas de uma membrana plasmática isolante.
Localizam-se no SNP.
Oligodentrócitos: Possuem função similar às células de
Schwann mas localizam-se no SNC. A camada
envoltória produzida pelos oligodentrócitos e pelas
células de Schwann é chamada mielina. Essa camada
possui uma aparência branca brilhante.
Astrócitos (Barreira hematoenfecálica): Essas células,
em formato de estrela, contribuem para a barreira
hematoenfefálica, que fornece proteção ao cérebro
contra toxinas encontradas na corrente sangüínea.
Células de schwann
sinapse e comunicação
Sinapses: São junções estruturalmente especializadas,
em que uma célula pode influenciar uma outra célula,
diretamente por meio do envio de sinal químico ou
elétrico. A forma mais comum de sinapse é a sinapse
química. Na sinapse temos a participação das células
pré-sináptica e pós-sináptica.
Célula pré-sináptica: É a célula que envia o sinal
nervoso.
Célula pós-sináptica: É a célula que recebe o sinal da
célula pré-sináptica.
junção neuromuscular
Uma junção neuromuscular (ou junção mioneural) é a
junção entre a parte terminal de um axónio motor com
uma placa motora (ou sinapse neuromuscular), que é a
região da membrana plasmática de uma fibra muscular
(o sarcolema) onde se dá o encontro entre o nervo e o
músculo permitindo desencadear a contração
muscular.
Neurotransmissores
Os neurotransmissores são compostos químicos
secretados pelas células do sistema nervoso, os
neurônios, responsáveis por transmitir as
informações necessárias para diversas partes do
corpo. São exemplos de neurotransmissores a
adrenalina, o glutamato e o gama-aminobutírico
“GABA”. ...
Sinapses
Sinapses Excitatórias e Inibitórias
Sinapses excitatórias: São sinapses onde a membrana
pós-sináptica é despolarizada, como por exemplo as
sinapses entre neurônios motores e o músculo
esquelético.
Sinapses inibitórias: São sinapses onde há
hiperpolarização da membrana pós-sináptica. Os
neurotransmissores mais comuns em sinapses
inibitórias de vertebrados são o ácido -aminobutírico
(GABA) e glicina. As células pós-sinápticas das sinapses
inibitórias apresentam canais de cloro dependentes
ligantes. Quando esses canais são ativados por um
neurotransmissor, eles podem hiperpolarizar a
membrana pós-sináptica. Assim há uma probabilidade
menor de lançamento de um potencial de ação.
PPSE e PPSI
Os neurotransmissores que despolarizam a membrana
pós-sináptica são excitatórios. Eles executam um
potencial pós-sináptico excitatório (PPSE). Os
neurotransmissores que hiperpolarizam a membrana
pós-sináptica são inibitórios, eles executam um
potencial pós-sináptico inibitório (PPSI).
O neurônio realiza a soma dos potenciais pos-
sinápticos inibitórios (PPSIs) e dos extatórios (PPSEs),
caso a soma ultrapasse o potencial limiar, há
lançamento de um potencial de ação. Esse somatório é
realizado no cone de implantação. A membrana
plasmática na região do cone de implantação não é
coberta por células gliais e apresenta alta densidade de
canais dependentes de voltagem.
Soma dos estimulos