Resumo Neurofisiologia

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CAPÍTULO 3 - BEAR 
O neurônio conduz informações por longas distâncias utilizando sinais elétricos que percorrem o axônio. O termo 
potencial refere-se à separação da carga elétrica através da membrana. Os potenciais de ação não diminuem com a 
distância. Células capazes de gerar e produzir potenciais de ação apresentam membrana excitável. Quando uma célula 
de membrana excitável não está gerando impulsos, ela está em repouso. No neurônio em repouso, a parte interna da 
membrana é mais negativa que a externa e essa separação de cargas é denominada potencial de repouso. A inversão 
dessa condição caracteriza o potencial de ação. 
POTENCIAL DE MEMBRANA 
A água é o principal liquido presente tanto internamente à membrana, no citosol, quanto externamente, no líquido 
extracelular. Nela, estão dissolvidos os íons, os quais são responsáveis pelos potenciais de ação e repouso. Os íons são 
os principais portadores de cargas envolvidos na condução da eletricidade em sistemas biológicos. 
Os lipídeos da membrana neuronal formam uma barreira aos íons solúveis em agua e à própria água. A bicamada 
fosfolipídica isola o citosol do neurônio do líquido extracelular. 
Os potenciais de repouso e de ação são dependentes de proteínas especiais que atravessam a bicamada lipídica e definem 
passagem para os íons através da membrana neuronal. CANAIS IÔNICOS – proteínas que se estendem através da 
membrana formando poros – seletividade iônica – muitos apresentam portões. BOMBAS IÔNICAS – enzimas que usam 
a energia da quebra do ATP para transportar íons através da membrana. 
MOVIMENTO DE ÍONS 
A existência de um canal aberto da membrana não necessariamente significa que haverá movimento direcionado de íons 
através do mesmo. Esse movimento também requer que forças externas sejam utilizadas para forçá-los a atravessar. 
Difusão – movimento de íons de regiões de alta concentração para regiões de baixa concentração – canais permeáveis 
mais gradiente de concentração. 
Eletricidade – o movimento de íons para o polo negativo ou positivo (de acordo com sua carga) gerado a partir de um 
campo elétrico é denominado corrente elétrica. O POTENCIAL ELÉTRICO (voltagem) reflete a diferença de carga 
entre ânodo e cátodo, a qual, quanto maior for maior a corrente que flui. A CONDUTÂNCIA ELÉTRICA é a habilidade 
relativa de uma carga elétrica de migrar de um ponto para outro. A RESISTÊNCIA ELÉTRICA é a dificuldade relativa 
de uma carga elétrica de migrar. 
EM RESUMO, É NECESSÁRIO: íons eletricamente carregados nas soluções de ambos os lados da membrana neuronal. 
Canais permeáveis aos íons. Gradiente de concentração e/ou diferença no potencial elétrico através da membrana. 
AS BASES IÔNICAS DO POTENCIAL DE REPOUSO NA MEMBRANA 
O potencial de membrana é a voltagem através da membrana neuronal em qualquer momento, sendo representado pelo 
símbolo Vm. O potencial de repouso (diferença de carga elétrica entre interior, mais negativa, e exterior, mais positiva, 
devido a uma distribuição desigual de carga elétrica através da membrana) é mantido sempre que o neurônio não estiver 
gerando impulsos. O potencial de repouso de um neurônio típico é de cerca de - 65mV. 
POTENCIAIS DE EQUILÍBRIO 
A diferença de potencial elétrico que contrabalança exatamente um gradiente de concentração iônico é chamada de 
potencial de equilíbrio (Eíon). Grandes alterações no Vm são causadas por alterações minúsculas nas concentrações 
iônicas. A membrana armazena carga elétrica (capacitância). Cada íon possui seu próprio potencial de equilíbrio, que é 
o potencial estacionário que seria atingido se a membrana fosse permeável somente àquele íon e é calculado pela 
equação de Nernst. 
DISTRIBUIÇÃO DE ÍONS ATRAVÉS DA MEMBRANA 
O K+ deve estar mais concentrado no meio intracelular e o Na+ e Ca2+ mais concentrados no meio extracelular. Os 
gradientes de concentração iônica são estabelecidos pela ação de bombas iônicas na membrana neuronal. A bomba de 
sódio e potássio permite que mais potássio esteja concentrado dentro do neurônio e que o sódio esteja mais concentrado 
fora. 
PERMEABILIDADES IÔNICAS RELATIVAS DA MEMBRANA EM REPOUSO 
O potencial de repouso da membrana neuronal é de – 65mV, pois, apesar da membrana em repouso ser altamente 
permeável ao K+, existe um vazamento constante de Na+ para dentro da célula. O potencial de repouso da membrana 
pode ser calculado aplicando-se a equação de Goldman, a qual leva em consideração a permeabilidade relativa da 
membrana aos diferentes íons. Uma alteração no potencial de membrana do valor de repouso normal para um valor 
menos negativo é chamada de despolarização. Ex: aumento na concentração de potássio externa despolariza a 
membrana. BARREIRA HEMOTOENCEFÁLICA: especialização das paredes dos capilares no encéfalo que limita o 
movimento de K+ para dentro do líquido extracelular do encéfalo. Além disso, os astrócitos realizam o tamponamento 
espacial do potássio a partir da captação extracelular de K+ sempre que a concentração sobe. 
CAPÍTULO 4 - BEAR 
POTENCIAL DE AÇÃO 
O potencial de ação também é chamado de potenciais em ponta (Spike), impulso nervoso ou descarga. Os potenciais de 
ação gerados por uma porção da membrana são similares em tamanho e duração e não diminuem à medida que são 
propagados pelo axônio. A frequência e o padrão de potenciais de ação constituem o código utilizado pelos neurônios 
para transferir informação de um local para outro. 
PROPRIEDADES DO POTENCIAL DE AÇÃO 
O potencial de ação é uma sequência de movimentos iônicos através da membrana neuronal, é uma redistribuição de 
carga elétrica através da membrana. Os potenciais de ação são causados pela despolarização da membrana além do 
limiar. Essa despolarização que causa potenciais de ação é alcançada de formas diferentes em diferentes neurônios. 
Principio do “tudo ou nada” – ou ocorre, quando ultrapassa o limiar de excitação, ou não ocorre, quando não atinge o 
limiar. 
A taxa de geração de potenciais de ação depende da magnitude da corrente continua despolarizante. A despolarização 
da célula durante o potencial de ação é causada pelo influxo de íons sódio através da membrana, e a repolarização é 
causada pelo efluxo de íons potássio. 
Uma vez que um potencial de ação é iniciado, é impossível iniciar outro durante cerca de 1ms – período refratário 
absoluto – até que Vm seja menor que zero para ativar os canais novamente. Além disso, pode ser relativamente difícil 
iniciar outro potencial de ação durante diversos milissegundos após o fim do período refratário absoluto – período 
refratário relativo – a quantidade de corrente necessária para despolarizar o neurônio ate o limiar do potencial de ação é 
maior que o normal. 
O potencial de ação é explicado pelo movimento de íons através de canais que são acionados por mudanças no potencial 
de membrana. Medido sob um osciloscópio, ele apresenta: fase ascendente, pico de ultrapassagem, fase descendente, 
undershoot (hiperpolarização pós-potencial) e restauração gradual do potencial de repouso. 
CANAIS DE SÓDIO DEPENDENTES DE VOLTAGEM 
O poro fica fechado quando a membrana está em seu potencial de repouso negativo. Quando a membrana é despolarizada 
até o limiar, a molécula sofre uma alteração conformacional para permitir a passagem de sódio através do poro. O canal 
de sódio é, portanto, ativado por uma alteração na voltagem através da membrana. É uma ativação rápida, os canais 
permanecem abertos por cerca de 1ms e depois são inativados, não podendo ser abertos novamente mediante 
despolarização até que o potencial de membrana retorne para um valor negativo próximo ao limiar – período refratário 
absoluto. Um único canal não determina um potencial de ação. 
CANAIS DE POTÁSSIO DEPENDENTES DE VOLTAGEM 
Não se abrem imediatamente após a despolarização: é necessário cerca de 1ms para que ele se abra, - essa condutância 
é chamada de retificadora com retardo. 
EXPLICANDO O POTENCIALDE AÇÃO 
- LIMIAR: potencial de membrana no qual um número suficiente de canais de sódio dependentes de voltagem se abre, 
com gNa > gk. 
- FASE ASCENDENTE: quando o meio interno da membrana tem um potencial elétrico negativo, existe uma grande 
força motriz para o Na+, fazendo com que ele se difunda rapidamente para dentro por meio dos canais dependentes de 
voltagem, despolarizando a membrana. 
- ULTRAPASSAGEM: quando o potencial de membrana é próximo do potencial de equilíbrio do sódio e, portanto, 
positivo. 
- FASE DESCENDENTE: os canais de sódio estão fechados enquanto que os de potássio terminam de se abrir, existindo 
uma grande força motriz para o K+ quando a membrana é fortemente despolarizada, de modo que o potássio flui para 
fora da célula, deixando o potencial de membrana negativo. 
- HIPERPOLARIZAÇÃO PÓS-POTENCIAL: quando a condutância do potássio é muito maior do que em condições 
normais, de forma que o potencial de membrana muda em direção ao potencial de equilíbrio do potássio, causando 
hiperpolarização até o fechamento dos canais de K+. 
A bomba de sódio e potássio mantém os gradientes de concentração iônica que impulsionam o sódio e o potássio através 
de seus respectivos canais durante o potencial de ação. 
CONDUÇÃO DO POTENCIAL DE AÇÃO 
Potencial de ação conduzido ao longo do axônio até alcançar o terminal axonal, assim iniciando a transmissão sináptica 
– se propaga em apenas um sentido. 
A corrente entrada de Na+ despolariza a porção de membrana adjacente, a qual, atingindo o limiar, faz com que os canais 
de sódio se abram, gerando o potencial de ação ao longo da membrana. A velocidade na qual o potencial de ação se 
propaga ao longo do axônio depende de quão longe a despolarização se projeta à frente do potencial de ação, o que, por 
sua vez, depende de certas características físicas do neurônio – quando maior o diâmetro axonal, maior a velocidade de 
condução do potencial de ação. 
Mielina e condução saltatória – aumenta velocidade de condução do impulso nos nódulos de Ranvier. 
Zona de gatilho – região da membrana onde os potenciais de ação são geralmente gerados. 
CAPÍTULO 5 – BEAR 
TRANSMISSÃO SINÁPTICA 
O processo de transferência de informação na sinapse é denominado transferência sináptica. A sinapse é uma junção 
especializada onde uma parte do neurônio faz contato e se comunica com outro neurônio ou tipo celular. O primeiro 
neurônio é denominado pré-sináptico e a célula alvo denominada pós-sináptica. 
TIPOS DE SINAPSES 
- SINAPSES ELÉTRICAS: permitem a transferência direta da corrente iônica de uma célula para outra, ocorrendo nas 
junções comunicantes. São bidirecionais, células eletricamente acopladas, transmissão rápida. O potencial de ação no 
neurônio pré-sináptico induz fluxo de corrente iônica pela junção comunicante que causa um potencial pós-sináptico 
(PPS) no segundo neurônio. Vários PPS simultaneamente compõem a integração sináptica e as funções variam de região 
para região. 
- SINAPSES QUÍMICAS: a maioria da transmissão sináptica no sistema nervoso humano maduro é química. As 
membranas pré e pós-sinápticas são separadas pela fenda sináptica, a qual é preenchida por uma matriz extracelular de 
proteínas fibrosas que têm a função de manter a adesão entre as membranas. 
Elemento pré-sináptico é um terminal axonal, o qual apresenta vesículas sinápticas que armazenam os 
neurotransmissores. Alguns também apresentam grânulos secretores (vesículas grande e eletronicamente densas). 
Acumulações densas de proteínas adjacentes à membrana plasmática são chamadas de diferenciações da membrana. 
Zonas ativas: sítios de liberação de neurotransmissores 
O acúmulo denso de proteínas dentro e logo abaixo da membrana pós-sináptica é denominado densidade pós-sináptica 
(DPS), a qual contém os receptores pós-sinápticos, que convertem os sinais químicos intercelulares em sinais 
intracelulares na célula pós-sináptica. 
SINAPSES QUÍMICAS DO SNC 
- Sinapses assimétricas (tipo II de Gray): a diferenciação de membrana no lado pós-sináptico é mais espessa que no pré 
– geralmente excitatórias 
- Sinapses simétricas (tipo II de Gray): diferenciações de membrana são similares em espessura – geralmente inibitórias 
JUNÇÃO NEUROMUSCULAR 
Sinapse química entre axônios de neurônios motores da medula espinhal e o músculo esquelético. Acetilcolina. É rápida 
de confiável – um potencial de ação no axônio motor sempre causa um potencial de ação na fibra muscular que ele 
inerva – é uma das maiores sinapses do corpo, muitas zonas ativas. Membrana pós-sináptica (placa motora terminal) – 
muitas dobras na superfície – maior densidade de receptores. 
NEUROTRANSMISSORES 
Os principais estão dentro de uma das três categorias químicas: 
- aminoácidos 
- aminas 
- peptídeos 
Os aminoácidos e aminas são liberados de vesículas sinápticas, enquanto que os peptídeos de grânulos secretores. 
SÍNTESE E ARMAZENAMENTO 
Diferentes neurotransmissores são sintetizados de diferentes maneiras. Uma vez sintetizados no citosol do terminal 
axonal, os neurotransmissores aminoácidos e aminas são captados pelas vesículas sinápticas pelos transportadores. Os 
peptídicos são produzidos no RER e clivados no Golgi, e os grânulos secretores os contendo se desprendem e vão para 
o terminal axonal por transporte axoplasmático. 
LIBERAÇÃO DE NEUROTRANSMISSORES 
A despolarização da membrana do terminal axonal causa a abertura de canais de cálcio dependentes de voltagem nas 
zonas ativas – a elevação resultante na concentração de cálcio é o sinal que causa a liberação dos neurotransmissores da 
vesícula sináptica por exocitose, fundindo a membrana vesicular à membrana pré-sináptica, sendo que a vesicular é 
recuperada por endocitose e recarregada com neurotransmissores. 
Os grânulos secretores também liberam neurotransmissores peptídicos por exocitose, de uma maneira dependente de 
cálcio, mas comumente fora das zonas ativas. Como os sitos de exocitose encontram-se distantes dos sítios de influxo 
de cálcio, os neurotransmissores peptídicos não são liberados a cada potencial de ação, mas, sim, depende de uma 
frequência de potenciais de ação para atingirem um nível que estimule sua liberação, a qual é mais lenta. 
RECEPTORES E SEUS SISTEMAS EFETORES 
- Canais iônicos ativados por neurotransmissores 
Proteínas transmembranas que abrem seus poros quando o neurotransmissor se liga a sítios específicos na região 
extracelular do canal, mudando sua configuração. A consequência funcional depende de quais íons podem atravessar os 
poros. 
Se os canais abertos forem permeáveis ao sódio, o efeito resultante será a despolarização da membrana pós- sináptica e, 
uma vez que isso tende a trazer o potencial de membrana para o limiar de geração do potencial de ação, o efeito é 
denominado excitatório. A despolarização transitória do potencial da membrana pós-sináptica é denominada potencial 
excitatório pós-sináptico (PEPS). Acetilcolina e glutamato causam PEPS. 
Se os canais abertos forem permeáveis ao Cl-, haverá hiperpolarização da célula pós-sináptica, o que tende a levar o 
potencial de membrana para longe do limiar – efeito inibitório – potencial inibitório pós-sináptico (PIPS). Glicina e 
GABA causam PIPS. 
- Receptores acoplados a proteínas G 
Todos os três tipos de neurotransmissores, agindo em receptores acoplados a proteínas G, podem gerar ações pós-
sinápticas mais lentas, mais duradouras e muito mais diversificadas. Os neurotransmissores se ligam aos receptores, 
estes ativam proteínas G, as quais ativam proteínas efetoras, que podem ser: canais iônicos na membrana, enzimas que 
sintetizam moléculas (segundos mensageiros). São receptores metabotrópicos, uma vez que podem desencadear uma 
variedade de efeitos metabólicos. 
- Autorreceptores 
Quando os receptores pré-sinápticos são sensíveis aos neurotransmissores liberados no mesmo terminal pré-sináptico, 
sendo um efeito comum ainibição da liberação ou síntese de neurotransmissores, indicando autorregulação do terminal 
pré-sináptico. 
RECICLAGEM E DEGRADAÇÃO DE NEUROTRANSMISSORES 
Uma vez que os neurotransmissores liberados tenham interagido com os receptores pós-sinápticos, eles devem ser 
retirados da fenda sináptica para permitir um novo ciclo de transmissão sináptica. Para a maioria dos neurotransmissores 
dos tipos aminoácidos e aminas, a difusão é facilitada por sua receptação para dentro do terminal pré-sináptico por 
transportadores proteicos. Pode também ocorrer degradação enzimática na fenda sináptica. 
NEUROFARMACOLOGIA 
- Antagonistas de receptores: inibitórios dos receptores para neurotransmissores 
- Agonistas de receptores: mimetizam a ação dos neurotransmissores 
INTEGRAÇÃO SINÁPTICA 
A maioria dos neurônios do SNC recebe milhares de sinais sinápticos de entrada que ativam combinações diferentes de 
canais iônicos regulados por neurotransmissores e receptores acoplados a proteínas G. o neurônio pós-sináptico integra 
todo esse complexo de sinais iônicos e químicos para produzir potenciais de ação. A integração sináptica é o processo 
pelo qual múltiplos potenciais sinápticos se combinam em um neurônio pós-sináptico. A quantidade de canais ativados 
durante a transmissão sináptica depende principalmente da quantidade de neurotransmissores que é liberado, sendo estes 
conteúdo das vesículas e, portanto, o PEPS pós-sináptico múltiplo da resposta ao conteúdo de uma vesícula. Ocorre 
somação dos PEPS e a efetividade de uma sinapse excitatória em desencadear um potencial de ação depende do quão 
longe a sinapse está da zona de gatilho e das propriedades de condução da membrana dendrítica, de forma que a PEPS 
pode ou não contribuir para o potencial de ação propagado por um neurônio. 
Já os PIPS atuam reduzindo o tamanho das PEPS, reduzindo assim a probabilidade de disparo de potenciais de ação 
pelo neurônio pós-sináptico. Ocorre uma inibição por derivação – movimento de entrada de íons cloreto negativamente 
carregados, os quais formalmente equivalem a uma corrente positiva de saída. 
Já a modulação das respostas ocorre a partir dos receptores acoplados a proteínas G, de forma que estes não evocam 
diretamente PEPS e PIPS, mas modificam a eficiência dos PEPS gerados por outras sinapses com canais iônicos ativados 
por neurotransmissores. 
CAPÍTULO 6 – BEAR 
SISTEMAS DE NEUROTRANSMISSORES 
Cada neurotransmissor exerce seus efeitos pós-sinápticos por meio da ligação a receptores específicos – dois 
neurotransmissores diferentes não se ligam ao mesmo receptor, mas um neurotransmissor pode ligar-se a diferentes 
tipos de receptores – subtipo de receptor. 
Quando dois ou mais transmissores são liberados de um mesmo terminal nervos, eles são denominados cotransmissores. 
- Neurônios colinérgicos: acetilcolina na junção neuromuscular 
- Neurônios catecolaminérgicos: dopamina, noradrenalina e adrenalina 
- Neurônios serotoninérgicos: serotonina 
- Neurônios aminoacidérgicos: glutamato, glicina e GABA 
- ATP 
As proteínas G são o elo de ligação comum á maioria das vias de sinalização que iniciam com um receptor ativado por 
neurotransmissor e terminam com proteínas efetoras. A ativação de um receptor acoplado à proteína G pode conduzir à 
ativação não de apenas u, mas de muitos canais iônicos – amplificação do sinal. 
A capacidade de um transmissor para ativar mais de um subtipo de receptor e causar mais de um tipo de resposta pós-
sináptica é chamada de divergência. Também pode ocorrer convergência de efeitos. 
 
REFERÊNCIA: 
BEAR, M.F.; CONNORS, B.W.; PARADISO, M.A. Neurociências: desvendando o sistema nervoso. 3. ed. Porto 
Alegre: Artmed, 2008.