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Srta. Mariana Lopes FISIOLOGIA NEUROFISIOLOGIA Os neurônios são as unidades/células morfofuncionais do sistema nervoso: são as células que realizam as funções do sistema nervoso. → Eles realizam sinapses – junção de dois neurônios - para que haja a comunicação entre eles permitindo o processamento de informações. → Os neurônios se conectam uns aos outros formando cadeias neuronais. É por essas cadeias que caminham os impulsos nervosos. → Os eventos elétricos propagam o sinal dentro do neurônio. Os eventos químicos transmitem o sinal de um neurônio para outro ou para uma célula muscular. O impulso bioelétrico ou potencial de ação, também chamado de impulso nervoso é a linguagem utilizada pelos neurônios para o processamento e transmissão das informações. → O impulso nervoso ou o potencial de ação é a transmissão de uma alteração elétrica ao longo da membrana do neurônio a partir do ponto que ele foi estimulado. → Direção normal do impulso: do corpo celular para o axônio → O potencial de ação ocorre devido a modificações na permeabilidade da membrana do neurônio Potencial de repouso • Os neurônios, assim como todas as células vivas, possuem um potencial de repouso. • O potencial de repouso ou potencial de membrana é um desequilíbrio elétrico entre o meio externo e interno da célula. - O desequilíbrio ocorre devido a diferença que há na concentração de íons. - Ocorre principalmente pela diferença de concentração intra e extracelular dada pelo sódio (Na+), que é altamente concentrado no meio extracelular e do potássio (K+) que possui alta concentração no meio intracelular. (concentração fixa) - Esse desequilíbrio faz com que haja uma DDP – diferença de potencial elétrico. - Para que a concentração desses íons seja mantida fixa, é muito importante a ação da proteína de membrana que utiliza ATP – a sódio potássio ATPase, que é uma bomba que utiliza o gasto energético para funcionar, fazendo com que essa concentração se mantenha constante. • Os neurônios em repouso possuem um potencial de repouso caracterizado por uma negatividade na face interna e uma positividade na face externa. - A positividade na face externa é dada pelo sódio (Na+) que não se difunde para dentro da célula devido a pouca permeabilidade da membrana. - A negatividade na face interna é devido a alta concentração do potássio (K+) meio intracelular, resultado da difusão pelos canais que há nas membranas. - O valor da diferença de potencial (voltagem) da membrana neuronal é aprox. -75,-70 microvolts (mV) Bioeletrogênese Srta. Mariana Lopes FISIOLOGIA NEUROFISIOLOGIA - A diferença de potencial é a força que gera o movimento de íons na célula. • Potencial de repouso: potencial de membrana no intervalo entre potenciais de ação = -70mV ❖ Algumas células (neurônios e células musculares) possuem a capacidade de gerar e alterar a diferença de potencial elétrico através da membrana, através de algumas propriedades exclusivas dessas células: - Excitabilidade: quando há a chegada de estímulo, essas células são capazes de gerar um potencial de ação ou um impulso bioelétrico, ou seja, a bioeletrogênese. Fazendo com que o potencial de repouso seja alterado. - Condutibilidade: esse impulso bioelétrico que é gerado é conduzido adiante, ao longo do axônio. Potencial gerador • O potencial gerador é resultado da chegada de um estímulo que gera uma alteração na distribuição de cargas elétricas (DDP) - Isso pode ou não levar a um potencial de ação. - Essa alteração faz com que ocorra um desequilíbrio temporário entre as cargas elétricas da membrana e as concentrações de vários íons de um lado para o outro da mesma. • Entre o corpo celular e o axônio, existe a zona de gatilho . Essa zona possui uma grande quantidade de canais de Na+, chamados de canais de Na+ voltagem dependente que será fundamental para a geração do potencial de ação. ❖ O evento chave que caracteriza a bioeletrogênese é a alteração na permeabilidade na membrana que permite o movimento de íons/distribuição das cargas elétricas - No repouso, a face interna do neurônio possui carga negativa e a face externa carga positiva. No impulso bioelétrico ou o que chamamos de potencial de ação, ele faz com que haja uma inversão nessa condição. Potencial de ação • Sempre que a membrana, que estava em potencial de repouso, é despolarizada (cerca de - 50 mV), formam-se potenciais de ação - O potencial que se inicia o potencial de ação é denominado limiar • Um estímulo que tende a diminuir a polaridade natural da membrana é chamado de despolarizante • Um estímulo que tende aumentar a polaridade natural é chamado de hiperpolarizante - Com a geração do potencial de ação, a face interna passa a ser positiva e a face externa é negativa – Inversão da polaridade - No repouso a membrana está polarizada. Quando a membrana sofre excitabilidade com a chegada de estímulos ocorre a despolarização/inversão da polaridade. - A inversão da polaridade é uma condição rápida e volta a situação do potencial do repouso em 1 ms. Srta. Mariana Lopes FISIOLOGIA NEUROFISIOLOGIA ❖ Quando um estímulo atinge a membrana do neurônio ocorre uma pequena despolarização local. Esse estímulo pode ser fótico, químico, físico ou farmacológico, dependendo da sensibilidade da célula. - A despolarização faz com que haja a abertura de 2 canais: • Canais de Na+ voltagem dependente • Canais de K+ voltagem dependente - Esses canais permitem o fluxo de correntes iônicas de um lado para o outro da célula. - Ocorre simultaneamente um fluxo de fora para dentro de Na+ que tende a despolarizar a membrana e um fluxo de dentro para fora de K+ que tende a repolarizá-la Obs. Existe uma diferença importante entre os canais de Na+ e K+: os canais de Na+ se abrem mais rapidamente do que os canais de K+. ❖ Quando o potencial de membrana atinge um valor chamado de limiar (-55 mv) ocorre a abertura de um conjunto de canais chamado de canais de Na+ voltagem dependente. - Esses canais são essenciais para a geração do potencial de ação. - Eles estão em grande concentração na zona de gatilho. - Eles permitem uma rápida e grande entrada de Na+ no meio intracelular. → Fase ascendente – resultando na despolarização. → Nesse momento a face interna da membrana neuronal passa a ser positiva, devido a abertura dos canais de Na+ dependente. Os canais de Na+ voltagem dependente são essenciais para a despolarização. ❖ Com isso há um aumento no valor do potencial de membrana. No pico é registrado o valor de +30 mv, sendo o valor máximo de despolarização da membrana. ❖ Após, há o fechamento dos canais de Na+. Os canais de K+ voltagem dependente, que começaram a se abrir – de maneira mais lenta - quando o limiar foi alcançado, passam a funcionar normalmente. - Nesse momento temos a fase descendente. - Com a abertura desses canais de K+ voltagem dependente, o potássio passa a sair da célula. Com isso, o deslocamento de cargas positiva para fora, irá restaurar o potencial de repouso dos neurônios. – Meio externo positivo e meio interno negativo. Os canais de K+ são essenciais para a fase de repolarização Após ter atingido o pico máximo de despolarização, o potencial de ação começa a voltar ao normal, ou seja, em direção ao valor de repouso. ❖ Nesse momento temos a fase de repolarização - Com o fechamento dos canais há a restauração do repouso neuronal ❖ Enquanto durar essa recuperação o neurôniofica insensível a novos estímulos (período refratório) Srta. Mariana Lopes FISIOLOGIA NEUROFISIOLOGIA ❖ Há uma outra diferença importante entre os canais de Na+ e K+: - O canal de Na+ sofre inativação e não são capazes de responder a um novo estímulo, ou seja, ficam fechados a um novo influxo de sódio. - Enquanto isso, os canais de K+, que ainda estão se abrindo devido a sua lentidão característica, permanecem ativos e permitem uma grande saída de íons K+. - Isso leva a repolarização da membrana ❖ Lei do tudo ou nada: - O potencial de ação necessita de um estímulo alto – supra limiares - para que alcance o valor do limiar. Caso isso não ocorra, não há a geração do potencial de ação. Codificação da intensidade do estímulo • A codificação ocorre através da frequência dos potenciais de ação • O aumento da frequência de potenciais de ação aumenta a quantidade de neurotransmissores liberados Condução do potencial de ação • O potencial de ação é auto gerado, com isso sua energia não se perde ao longo do axônio. • Nas fibras mielinizadas a condução ocorre de forma saltatória - A mielinização é um aspecto evolutivo que garante o aumento da velocidade de condução do potencial de ação • Nas fibras não mielinizadas a condução ocorre de ponto a ponto FATORES QUE INTERFEREM NA VELOCIDADE DE CONDUÇÃO DO POTENCIAL DE AÇÃO • Diâmetro axonal: quanto maior o diâmetro do axônio, maior será a velocidade da condutibilidade • Presença da bainha de mielina: devido a condução saltatória
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