1 Organização e Comunicação do Sistema Nervoso

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Organização e Comunicação do Sistema Nervoso: 
 Sistema nervoso: rede complexa que permite ao organismo se comunicar com seu ambiente. 
Possui componentes sensoriais (detectores das variações na estimulação), motores (geradores 
de movimento, contração dos músculos, secreções; sempre existirá uma resposta motora) e 
integrativos (recebem, armazenam e processam a informação sensorial; elaboram as respostas 
motoras apropriadas depois de integrar as informações). Sistema nervoso é dividido em central 
(encéfalo, medula espinhal; integram a informação) e periférico (receptores sensoriais, nervos, 
gânglios) e comunicam-se intensamente. Há também a divisão funcional em sistema 
autonômico/visceral (não dependem de um controle voluntário) e somático (motor e sensitivo). 
Os receptores (órgãos dos sentidos, gerais e especiais, viscerais) detectam alterações no meio 
ambiente ou interno ocorrendo entrada sensorial, integração sensorial e motora e saída motora 
(órgãos efetuadores musculares estriado, liso e cardíaco, e glandulares). No comportamento 
entre presa e predador há resposta de luta/fuga pelo sistema nervoso autonômico simpático 
(lutar ou correr). 
 
 Bioeletrogênese: os primeiros estudos sobre a eletrofisiologia surgiram utilizando-se os 
neurônios gigantes de lula (axônio gigante) por Hodgkin e Huxley na década de 1930 e possibilitou 
o entendimento de como um neurônio funciona. Colocaram o neurônio em uma solução idêntica 
ao plasma com um voltímetro (alterações na voltagem com eletrodo de referência e eletrodo de 
registro) com um amplificador, possibilitando a continuar vida (descobriram que as cargas se 
anulavam e o voltímetro continuava em torno de 0); colocaram o eletrodo de registro no interior 
do axônio e o de referência externamente, assim a voltagem passou a ser de -60 mV 
internamente (interior da célula possui eletronegatividade); estimularam o neurônio com uma 
corrente elétrica de 18 a 19 mV (estímulo), deixando o interior um pouco menos negativo (-40 
mV; despolarização de baixa amplitude com atividade celular, saindo do repouso com mudança 
do potencial); aumentaram a voltagem do estímulo ocorrendo potencial de ação (atividade 
gerada pela descarga elétrica; ocorre despolarização, repolarização e hiperpolarização; o 
potencial é a mudança súbita de uma voltagem negativa para uma positiva que é restabelecida 
para o potencial de repouso, e assim é a atividade celular). Em humanos o registro do potencial 
de repouso (potencial de membrana, em que a célula está em repouso) é em média -90 mV 
(neurônios; mais próximo do potencial de equilíbrio do potássio, assim a permeabilidade da 
membrana celular é maior a este íon; canais vazantes de potássio/duplo poro possibilitam o 
vazamento de K e assim chega-se ao equilíbrio; os outros íons geram diferença de potencial, 
podendo ser separados), o que pode mudar de acordo com as células estudadas (músculo 
esquelético e cardíaco: -80 mV; músculo liso: -55 mV). 
 Impulso nervoso: as células possuem uma bicamada lipídica que protegem-nas das alterações 
do meio extracelular; o transporte de algumas substancias (sódio, potássio, cálcio, cloreto, 
água, glicose) é possibilitado pela membrana (difusão simples, difusão facilitada, transporte 
ativo [gerador de energia potencial/gradiente]). A membrana possui proteínas que formam 
canais para íons seletivas (aniônica e catiônica). 
- Concentrações iônicas: intracelular (Cl- 5; K+ 150; Na+ 15; Ca++ 0,0001); extracelular (Na+ 145; 
Cl- 100; K+ 4,5; Ca++ 1,8); Na, Cl e Ca querem entrar, enquanto o K quer sair da célula. 
- Força difusional: é a força de difusão (transporte a favor do gradiente), com movimento 
Browniano. 
- Potencial de equilíbrio eletroquímico de um íon: diferença de energia potencial do íons entre 
dois compartimentos. 
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- Potencial de equilíbrio iônico (Equação de Nernst): membrana é capaz de selecionar 
(componente químico [substância] e elétrico [valência iônica]) a passagem de determinado 
íon, gerando diferença de potencial elétrico; a força elétrica gerada se contrapõe/repele à 
força difusional. Se a membrana é permeável a cátions e íons, ambos potenciais de equilíbrio 
se anulam (como ocorre geralmente no meio extracelular). Potenciais de Nernst (mV) para os 
principais íons: Na+: E=+60, Cl-: E=+80, K+: E=-94, Ca++: E=+130. 
 
- Observação: os íons são segregados por transportadores presentes na membrana que 
realizam transporte ativo. A Bomba de sódio e potássio ocorre contra o gradiente 
eletroquímico (é eletrogênica pois gera diferença de potencial elétrico mandando 3 íons 
positivos para fora e 2 íons positivos para dentro gerando déficit de carga positiva, porém sua 
contribuição direta para o PM é pequena; mantém o potencial de membrana negativo) de 
concentração com entrada de potássio (2 sítios de ligação) e saída de sódio (3 sítios de 
ligação), o que utiliza energia/ATP (1 sítio de ligação para ATPase; provoca alteração 
conformacional e clivagem do ATP em ADP+P para que as moléculas saiam e entrem); 
colabora com o potencial de repouso/membrana eletronegativo, com 2 a 16 mV (musculatura 
cardíaca) ou de 1 a 4 mV (neurônios) para chegar nos -90 mV (a inibição da Na/K ATPase pela 
oubaína despolariza a célula por poucos milivolts). A bomba de sódio e potássio é muito 
importante para a manutenção do equilíbrio osmótico e controle do volume celular. 
- Células excitáveis: são capazes de alterar ativamente o potencial de ação da membrana; a 
membrana delas responde ativamente a estímulos e a resposta mais típica é o potencial de 
ação. Fases do potencial de ação: em repouso está polarizada; ocorre súbita e rápida 
(milissegundos) despolarização (ocorre a partir de um estímulo; passa a tornar-se positiva; 
entrada dos íons sódio por abertura de canais de sódio voltagem-dependentes e influxo do 
sódio até o pico de acordo com a voltagem celular [quanto mais positiva a célula, mais canais 
se abrem e mais sódio passa para o interior atuando como um feedback positivo, até atingir 
a voltagem limiar com ativação da comporta de inibição/inativação fechando os canais de 
sódio em determinado potencial elétrico]; a mesma voltagem que ativa a comporta de 
ativação, ativa a comporta de inativação; 1ª fase), repolarização (sai do positivo e volta para 
o negativo; abertura dos canais de potássio lentos voltagem-dependentes com a saída 
dele/efluxo, assim o fluxo de sódio é maior que o potássio mas como os canais de sódio estão 
fechados ocorre a repolarização; no final da repolarização a comporta de inativação volta à 
conformação inicial abrindo-se e a comporta de ativação volta ao estado inicial e passa a 
fechar o canal; 2ª fase) e hiperpolarização (passa a ser mais negativa que o inicial, passando 
do limiar de repouso/estabilidade; os canais de potássio são lentos e demoram para fechar, 
assim continua perdendo carga positiva; volta para o repouso quando os canais se fecharem; 
3ª fase). O potencial de ação é composto de duas condutâncias sódio e potássio (maior na 
célula em repouso que sódio; mais lenta que o sódio no potencial de ação; pico da 
condutância na repolarização). 
- Observação: se o estímulo for muito pequeno (insuficiente; estímulo sub-limiar), não ocorre 
potencial de ação; todas as células possuem um limiar de estabilidade (varia de 15 a 30 mV 
dependendo do tamanho e potencial de membrana da célula), que influencia se há ou não 
potencial; toda vez que atingir/alcançar o limiar de estabilidade ocorre potencial de ação, mas 
se não atingir, o potencial não ocorrerá mesmo podendo ocorrer potencial de membrana 
(pequenas mudanças). 
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- Após o disparo de um potencial de ação, a célula necessita de um tempo antes de disparar 
um próximo potencial de ação, chamado período refratário (impede que a célula entre em 
curto circuito após o potencial de ação) que é dividido em absoluto (por maior que seja o 
novo estímulo, a célula não gera novo potencial de ação assim independe da intensidade do 
novo estímulo; quando estánesse período até a metade da repolarização a comporta de 
inativação está fechando o canal e está só volta quando a voltagem chegar próxima ao limiar 
de repouso inicial) e relativo (começa na metade da repolarização e termina no fim da 
hiperpolarização; depende da intensidade do novo estímulo, podendo ocorrer um novo 
potencial de ação se o novo estímulo for de voltagem maior que o estímulo inicial; a comporta 
de ativação está fechada e para um novo potencial precisa de um estímulo maior pois está 
ocorrendo máximo efluxo de potássio assim precisa abrir tantos canais de sódio com estímulo 
até que a condutância/influxo de sódio seja maior que o efluxo de potássio). 
- Canais de Sódio e Potássio: o potencial de ação (é a atividade celular) se origina com a 
abertura dos canais de sódio dependentes de voltagem. Canal de Sódio: ocorre em “dois 
tempos” e possui comporta de ativação (quando aberta, o sódio flui livremente para dentro 
da célula ocorrendo influxo) voltada para o meio externo e a comporta de inativação voltado 
ao meio intracelular. Canal de Potássio: só possui uma comporta e esta é lenta e encontra-se 
no meio intracelular. 
 
 Condução do impulso nervoso: 90% das informações chegam aos neurônios através dos 
dendritos (muitos botões sinápticos e canais de sódio voltagem-dependentes) e a condução do 
impulso ocorre no sentido dendritos-axônio (unidirecional de uma célula para outra). A 
membrana do axônio é repleta de canais iônicos e o potencial de ação percorre todo o axônio até 
chegar no botão pré-sináptico (conforme o sódio vai entrando, mais canais vão se abrindo ao 
longo do axônio seguindo o fluxo axoplasmático e despolarizando mais canais; os canais que já 
foram abertos ficam no período refratário absoluto impossibilitando o retorno do impulso). A 
bainha de mielina (80 a 10 m/s enquanto células amielínicas 5 m/s pois precisam despolarizar 
todo o axônio) aumenta a velocidade de propagação do potencial de ação; a parte do axônio que 
não possui bainha de mielina chama-se nodos de Ranvier (grandes concentrações de canais de 
sódio ocorrendo condução saltatória do impulso de um nodo para outro aumentando a 
velocidade e economizando energia/ATP uma vez que só ativará/despolarizará os nodos), 
enquanto a parte mielinizada chama-se Células de Schwann.