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Circuitos neurais e funcionamento siNÁPTIco - Antes de mais nada, precisamos entender que o papel precípuo do SN é processar informações de maneira a permitir a integração de funções. Porque quando discutimos integração de funções no organismo pensamos “para um processamento rápido, que permitam respostas com latência curta, dependemos muito do SN”. E em um outro momentos veremos que para respostas que precisam de uma latência maior ( maior período de tempo entre o estímulo e o início da resposta, mas que permite respostas que são mais duradouras) está também relacionada com o sistema endócrino. Dessa forma são 2 grandes sistemas de informação que participam da homeostase(equilíbrio). -Para garantir essa integração de funções, o SN depende de células especializadas, os neurônios, que possuem a capacidade de deflagrar/gerar e propagar impulsos elétricos(potenciais de ação). - Essa propriedade de gerar e propagar impulsos nervosos possibilita a comunicação entre células, que no caso dos organismos vertebrados superiores (categoria humana) depende de sinapses químicas, ou seja, sinapses em que há mensageiros químicos que promovem a comunicação entre neurônios ou com neurônio-célula efetora. - Outro tipo de sinapse é a elétrica. -“A professora responde uma pergunta do chat”: latência é o tempo entre o estímulo e o início da resposta, quanto menor a latência significa uma reação mais rápida a um determinado estímulo. - Dentro dessa organização do SN, discute-se que o fato de depender de sinal elétrico, é como se o idioma que os neurônios entendem seja a eletricidade. Assim, essa “língua” permite o processamento digital dos sinais elétricos e que há variações no potencial de membrana que podem ser hiperpolarizantes (inibitórios) ou despolarizantes ( excitatórios). - Dessa forma, temos os potenciais de ação propriamente ditos, que são sempre despolarizantes, e os potenciais graduados,, que podem ser excitatórios ou inibitórios, uma vez que esses potenciais graduados são provenientes dos estímulos( químicos, elétricos etc). No entanto, o potencial de ação sempre se inicia por uma variação do potencial de membrana, pois essa vai garantir que ocorra uma variação crítica até atingir o potencial de ação. - A importância disso tudo é garantir uma comunicação entre neurônios e neurônios com células efetoras. -“Aluno pergunta”: O potencial de ação sempre tem que ser precedido pelo graduado? -Resposta: Na verdade, o potencial graduado é aquela variação inicial que ocorre após a aplicação do estímulo. Se essa variação ocorrer no sentido despolarizante até um nível crítico, ocorre a ativação do feedback positivo dos canais de sódio voltagens dependentes que inicia assim o potencial de ação. Mas nem todo potencial graduado vai fazer surgir potencial de ação. Inclusive existem estímulos sublimiares e supralimiares. - O potencial local é sempre sublimiar, mas pode ser um sublimiar que não permite chegar ao nível crítico não gerando um potencial de ação. -Aluno pergunta: A amplitude do potencial graduado pode variar, já o potencial de ação não, só em relação a frequência? Já que a amplitude do potencial graduado varia de acordo com a intensidade do estímulo, mesmo se esse potencial graduado for mais intenso, ainda assim ele não interfere na amplitude do potencial de ação? -Resposta: Quando afirmamos que o potencial de ação tem amplitude máxima( resposta tudo ou nada) significa que é uma amplitude máxima possível para as condições de excitabilidade do momento, mas não significa dizer que sempre a amplitude é igual, porque a excitabilidade sofre variação de um momento para o outro, então é possível haver uma amplitude que não é exatamente igual, mas sempre consideramos que é a maior para aquela determinada condição. Se o estímulo for limiar ou supralimiar (acima do necessário)ainda assim a amplitude é a máxima para aquele momento. Se eu aplico estímulos que provocam potenciais graduados de diferentes amplitudes, isso não interfere na amplitude do potencial de ação, porque na hora que o limiar for atingido(ou passar do limiar) ocorrerá a resposta máxima. Já a frequência vai depender do momento em que os estímulos são aplicados, pois o potencial de ação não soma devido ao período refratário, mas a resposta graduada sofre somação. Dessa maneira, intervalos curtos entre estímulos sublimiares pode ocorrer uma somação(temporal) até deflagrar um potencial de ação; e ainda se vários estímulos sublimiares simultâneos forem aplicados em locais próximos da membrana também pode sofrer somação ( espacial) e gerar um potencial de ação. Em princípio, isso não muda a frequência, o que muda a frequência é a presença de estímulos minimamente suficientes para produzir potenciais de ação em um intervalo de tempo que seja maior do que o período refratário absoluto. - Aluno pergunta : O potencial graduado é uma quantidade de voltagem que o estímulo provoca? - Professora pergunta: O que vocês entendem por estímulo? -Alunos respondem: O estímulo pode ser mecânico, químico. É como se fosse uma ação gerada induzida por outra. É uma alteração no meio externo ou interno ao corpo que gerará uma resposta. Uma força que gera desequilíbrio, por exemplo, desequilíbrio bioquímico. -Dúvida (aluno): O que é estímulo? -Resposta(professora): Estímulo é um variação brusca de energia, a qual pode ser energia mecânica, energia térmica, energia eletromagnética, energia elétrica, energia química. Essa variação gera uma perturbação no potencial de membrana de repouso, o que pode gerar o potencial de ação. Logo, o potencial graduado é uma consequência do estímulo que pode ou não deflagrar um potencial de ação. -Dúvida (aluno): No livro do Tortora diz que em pequenas distâncias só se utiliza o potencial graduado. Então o potencial graduado é usado porque ele não tem somação suficiente para desencadear um potencial de ação? -Resposta (professora): Não, o potencial graduado só provoca alterações na membrana em distâncias curtas, em regiões próximas, porque ele se propaga com decréscimo, diferente do potencial de ação (sem decréscimo), que é uma resposta autorregenerativa, pois a cada ponto acontece um novo potencial de ação. Na resposta graduada a propagação do pontencial acontece de acordo com as propriedades de cabo, como em um fio elétrico. Dependendo da resistência da membrana, das condições de condutância, o potencial graduado sofre um decaimento, ao longo de uma certa distância, até desaparecer, então, ele só permite comunicação em distâncias muito curtas ao longo da membrana, mas a função dele não é garantir comunicação em curta distância, ele é só a consequência de um estímulo que pode ou não (na maioria das vezes) chegar ao limiar para deflagrar potencial de ação. -O neurônio, assim, como outras céculas, possui organelas que são comuns, mas também é divido em estruturas típicas: os dendritos, o corpo celular - pericário ou soma -, o axônio, e, ainda os terminais axônicos. -A parte do neurônio que tem o limiar mais baixo, e especialmente preparada para captar estímulos é o dendrito. -O corpo celular está mais relacionado ao processamento e à integração. -O papel do axônio é, sobretudo, garantir a propagação da informação. -Logo, a maioria das sinapses será, axo-dendrítica, axo-somática ou axo- axônica, existe a possibilidade de sispase dendro-dendrítica, mas é muito raro, pois a principal via de saída dos sinais elétricos é o axônio, e a região onde mais acontece a deflagração do potencial de ação é no cone de implantação do axônio, ou zona de gatilho. -Há possibilidades diferentes de sinapses, envolvendo os dendritos, o corpo celular, e a parte axônica. -Resposta de uma pergunta no chat: "Seria uma condução ponto-a-ponto, que é baseada na condutância e na resistência oferecida pelamembrana, e que para os potenciais graduados, como a distância é muito curta, ele não se dissiparia completamente antes de chegar ao cone de implantação, dependendo, no caso do organismo humano, como as sinapses são predominantemente químicas, depende da quantidade de neurotransmissor liberado, do número de moléculas neurotransmissoras que se ligaram nos receptores da membrana pós-sináptica, para ganrantir um potencial pós- sináptico excitatório, que é um potencial graduado com uma amplitude que é abaixo do limiar, mas que não vai se dissipar antes de chegar na região de gatilho. -Aqui há uma classificação anatômica, na qual na parte superior do quadro há uma classificação dos neurônios baseada no aspecto funcinal, onde se teria os neurônios sensitivos, interneurônios e neurônios motores -Mas o quadro é controverso, porque houve confusão nas terminologias anatômicas e funcionais, uma vez que, ao se usar os termos aferentes e eferentes a terminologia é anatômica, aferente é o que chega e eferente o que sai - Quando a gente usa a classificação funcional, a gente usa muitas vezes se é sensitivo, se é motor, se é neurônio de associação, que ai entra os interneurônios. Então a gente não deve confundir sensorial com aferente, e motor com eferente, porque dependendo do ponto de referência que eu estou tomando, uma via, por exemplo, uma via sensorial quando eu tomo o tálamo como referência, eu tenho um neurônio sensitivo que é aferente ao tálamo e eu tenho um neurônio sensitivo que é eferente ao tálamo, dentro da organização da via, seja essa via de sensibilidade geral ou de sensibilidade especial. A mesma coisa se aplica aos neurônios motores, se eu tiver tomando como referência, por exemplo, uma estrutura seria no bulbo, neurônio do núcleo reticular bulbar ou do núcleo reticular pontino, um neurônio que tá vindo do córtex e tá se projetando no núcleo reticular pontinho, para a ponte, ele é aferente, ele continua sendo motor certo, e o neurônio que tá se projetando desse núcleo reticular pontinho para a medula espinhal, ele é eferente para a ponte, ele continua sendo motor, e ele está sendo aferente para aquela área da medula espinhal onde ele se projeta. - Então, aferente e eferente a gente tá usando um critério que é anatômico, que quando eu uso o sensitivo, o motor, o de associação, eu tô discutindo um critério que é funcional, certo. - Mas, nesse caso aqui, a gente vê dois exemplos de neurônios que, do ponto de vista quanto ao número de polos em relação ao corpo celular, eles são diferentes. - Esse neurônio aqui (aponta para o primeiro neurônio da esquerda para a direita na imagem acima), se eu olhar o corpo celular dele, aparentemente teria dois polos, mas é um só né isso, por isso ele é chamado de pseudounipolar. Parece um polo, mas na verdade eu tenho um polo com os dendritos e outro polo com os axônios. Esse tipo de neurônio ele é muito encontrado, por exemplo, nos gânglios das raízes dorsais, são neurônios sensitivos das vias de sensibilidades geral do corpo, tipo temperatura, dor, tato, pressão, propriocepção. Então é bem característico de via sensorial, neurônio sensitivo. - Então eu posso ter uma classificação funcional em que ele é sensitivo, eu tenho uma classificação anatômica em que pode ser sensitivo para a medula espinhal, para um determinado segmento medular. - E aqui (indicando o segundo neurônio da esquerda para a direita na imagem acima), esse neurônio é tipicamente bipolar, eu tenho corpo celular, ai eu tenho num polo os dendritos, no outro polo axônios. Esse tipo de neurônio aqui a gente encontra, por exemplo, na via visual, nas camadas de células da retina, pra conectar o fotorreceptor com a célula ganglionar, a gente tem um neurônio bipolar. Na via olfativa, a gente também encontra neurônios bipolares que funcionam como receptores do olfato. - Já aqui nessa parte do meio (ilustra a parte do meio da imagem), a gente vê neurônios em que a gente num percebe o axônio né, seria o anaxônio, parece uma estrela né, uma célula estrelada aqui. A gente vê neurônios que tem múltiplos polos que se ramificam aqui, tem vários polos de dendritos e axônios, e ai que a gente vê que o formato varia, aqui ele tem o corpo celular, ai tem o axônio e tem toda uma arvore dendrítica aqui. Então, esses neurônios multipolares eles são muito encontrados no sistema nervoso central, no cerebelo, no córtex cerebral. - E aqui (mostra última parte da imagem, o último neurônio) a gente vê um exemplo de neurônio motor, que seria um neurônio motor inferior, neurônio típico da medula espinhal, que faz sinapse com as células musculares esqueléticas. Então você vê o corpo celular aqui, o conjunto de dendritos, ele pode ter um axônio único, mas ele pode ter colaterais axônicos, ramificações do axônio, e a gente vê que ele tem um axônio mielinizado, e essa mielinização aqui no sistema nervoso periférico, ela é feita por células gliais, chamadas de células de Schwann. Então, cada área dessa da bainha de mielina é uma célula de Schwann, que forma essa bainha, que se enrola ai formando uma estrutura que envolve o axônio, isola, aumenta a resistência e vai permitir que o impulso se propague de forma saltatória entre os nodos, os nodos de Ranvier. DÚVIDAS: ALUNO: Professora, eu tinha estudado que morfologicamente o neurônio pode ser também multipolar, né? E esses neurônios eferentes também são né? PROFESSORA: Isso, esse aqui é multipolar (aponta para a parte do meio da imagem). Esse eferente, se a gente for olhar, também é multipolar óh (mostra a última parte da imagem), porque tem vários polos de dendritos e ainda eu posso ter um axônio único mas eu posso ter com colaterais, com ramificações. ALUNO: Lá no axônico é sem o axônio é? E o núcleo né. PROFESSORA: É esse aqui óh (indica para a célula que parece ser uma estrela, como a professora já fez menção, na parte do meio da imagem), a gente só tá vendo dendritos né? ALUNO: Esse anaxônio é o chamado unipolar, morfologicamente? PROFESSORA: Ele pode ser unipolar, mas esse aqui (aponta para a célula estrelada da imagem do meio), na verdade, se a gente for olhar ele tem vários polos, só que cada polo dele é dendrito né. ALUNO: O unipolar, no caso, é esse primeiro aí né, o sensorial somático? PROFESSORA: O unipolar ele é muito discutido em espécies de invertebrados, a gente vê mais unipolar. Nos vertebrados, a gente contra mais esses aqui, os pseudounipolares, os bipolares, os multipolares, e ai alguns autores falam no sistema nervoso central também esses que seriam ditos anaxônicos (mostra a parte do meio da imagem), que a gente não consegue visualizar um axônio aparente né. ALUNO: Professora, é nesses anaxônicos que tem a sinapse dendrito- dendrito, que você falou que é menos comum? PROFESSORA: Isso, pode ser, dendro-dendrítica. ALUNO: 1ª Em relação aos receptores sensitivos, por exemplo, eu vi que o receptor sensitivo tanto pode ser uma alteração do próprio dendrito né, por exemplo, no caso do corpúsculos lamelado, que é do neurônio pseudounipolar, que é o receptor sensitivo mas é uma alteração dendrítica, né isso? 2ª É isso que eu queria perguntar, por exemplo, nesse caso que eu dei o exemplo, desse corpúsculos lamelado, ele é uma terminação nervosa, ou seja, ele é como se fosse o dendrito envolto por uma cápsula? 3ª E no caso do bipolar, que a senhora falou que é muito localizado na retina, em relação, por exemplo, aos cones e bastonetes, são os primeiros receptores sensitivos, que são células e o neurônio vem logo em seguida, né? PROFESSORA: 1ª Você pode ter os receptores, eles podem ser terminações nervosas livres, eles podem ser termiançoes nervosas encapsuladas, ou eles podem ser células especializadas. 2ª Por uma cápsula, isso. 3ª Isso, ai essas células tem sinapses com o neurônio bipolar né, mas navia olfativa o próprio neurônio bipolar é o receptor, os dendritos dele estão ali na área da mucosa olfatória. E a gente tem células especializadas além dos fotorreceptores, por exemplo, as células gustativas, são células especializadas, que vão detectar os estímulos químicos, que são sensíveis a estímulos químicos. No caso da dor, a gente tem terminações nervosas livres, que não são encapsuladas. Bom, e quando a gente discute os neurônios, na verdade, a gente entende que o tecido nervoso ele é não é só pensar nos neurônios, que a gente tem um conjunto de diferentes tipos de células. Essas células são chamadas de gliócitos ou células gliais. O tecido nervoso não se refere somente aos neurônios, há um conjunto de diferentes células. Para cada neurônio há 10 a 50 gliócitos. As células gliais existem tanto no SNC quanto no SNP, no SNC as células gliais mais discutidas são os oligodendrócitos, as microglias, os astrócitos e as células. Embora os neurônios sejam os mais comentados para receber, processar e transmitir informações, as células gliais também possuem funções muito importantes, funções de produção da bainha de mielina pelos oligondendrócitos, papel de resposta imune, fagocitário das microglias e junto aos astrócitos eles fornecem condições que asseguram a homeostase, contribuem na formação da barreira hematoencefálica, discute-se que servem como fonte de células-tronco, entre outras funções. As células ependimárias também são importantes como fonte de célulastronco neurais e se discute que elas participam da formação das barreiras entre compartimentos, papel na produção do licor. No SNP, as células de schwann atuam na produção da bainha de mielina e secretam fatores neurotróficos e as células satélites sustentam os corpos celulares, e podem ser importantes para a reparação. O potencial graduado é o resultado da ação do estímulo, é um sinal de entrada que pode ou não levar a essa resposta regenerativa, que é o potencial de ação. O potencial de ação é um sinal de condução e está relacionado a propriedade que os neurônios tem, que é a propriedade de condutibilidade, de transmitir essa informação para o sistema nervoso. O potencial graduado ocorre na região de aplicação do estímulo, que mais frequentemente é dito que os neurônios recebem o sinal sináptico nos dendritos e no corpo celular, mas não exclusivamente. Já o potencial de ação é especialmente deflagrado na zona de gatilho/ disparo que fica na região do ponto de implantação do axônio, mas também não significa que só será deflagrado nesta área. Em relação aos canais iônicos envolvidos, o potencial de ação começa após a ativação dos canais ionicos ativados por voltagem, e a variação do potencial de membrana ativa os canais de sódio, de cinética mais rápida, e os canais de potássio que são mais lentos. E o limiar coincide com o momento em que a corrente de sódio se iguala e supera a corrente de potássio. Já o potencial graduado, geralmente, pode envolver tanto canais iônicos de sódio, potássio e cloreto e daí pode haver canais que são ativados por ligantes, pode ter corrente de influxo ou corrente de efluxo. Se for uma corrente de influxo, de entrada de sódio ou de cálcio, permite a despolarização, mas se for uma corrente que leva a entrada de cloreto ou a saída de potássio, há hiperpolarização. Daí se diz que o potencial pode ser despolarizante ou hiperpolarizante, ou seja, pode ser excitatório ou inibitório, respectivamente. O potencial de ação sempre é despolarizante. Quanto à amplitude, a força do sinal: a amplitude do potencial graduado depende da intensidade do estímulo inicial e se estiver abaixo do limiar ela pode ser somada de forma temporal, quando há vários estímulos com um pequeno atraso entre um e outro mas antes que a variação produzida pelo primeiro estímulo tenha desaparecido, o segundo chega e provoca uma variação adicional, então vai aumentando a amplitude do potencial local; e na somação espacial existem vários estímulos aplicados ao mesmo tempo em áreas próximas porém diferentes, onde é somado essa variação. No potencial de ação, a amplitude é máxima nas condições de excitabilidade do momento, é um sinal do tipo tudo ou nada e não pode ser somado. O que leva ao aparecimento do potencial graduado? são estímulos de diferentes tipos pode ser elétrico, químico, mecânico que irá mudar a entrada de íon por canais, que podem ser passivos de vazamento, podem ser ativados por substância química. Enquanto que o potencial de ação é deflagrado pela variação do potencial de membrana, ele surge porque ocorreu o potencial graduado, que vai fazer o potencial de membrana chegar até a zona de disparo, o limiar. Quanto a outras características, o potencial graduado acontece em qualquer que seja o estímulo, só que ele vai ter uma resposta de amplitude variada e o potencial de ação precisa de um limiar para ser iniciado. O potencial graduado pode ter 2 sinais chegando ao mesmo tempo que irão se somar e no potencial de ação não há soma pois existe o período refratário, que é um momento na qual a célula não pode reagir a mais de um estímulo e pode ser dividido em absoluto e relativo. No período refratário, a célula perde sua capacidade de excitabilidade, ela fica incapaz de reagir a um novo estímulo. -Período refratário é quando a célula perde sua estabilidade, não tem como responder a um novo estímulo. -Quando ela está totalmente inexcitável se chama período refratário absoluto e o período que ela está parcialmente inexcitável chama se de período refratário relativo. -Então, a medida em que atinge o limiar a excitabilidade da célula cai bruscamente .Primeiro a célula não consegue reagir a nenhum estímulo qualquer que seja a intensidade, ela fica com o período refratário absoluto e depois fica relativamente inexcitável, período refratário relativo *Se o estimulo tiver intensidade maior do que o limiar até pode deflagrar um novo potencial de ação* -E o potencial graduado, a intensidade do estímulo, ela pode ser indicada pela frequência de uma série de potenciais de ação mas se diz é que cada estimulo vai produzir uma variação que é sublimiar do potencial de membrana. Exemplo de período de potencial graduado né (a) SEM SOMAÇÃO Se eu aplicar um estimulo sublimiar(X₁) eu consigo fazer um potencial de membrana de um neurônio em torno de -70 milivolts, se eu aplicar um estimulo sublimiar eu tenho uma variação aqui (A₁) que é um estímulo elétrico, uma variação despolarizante do potencial de membrana. E se eu dou um tempo suficiente(parte constante entre A₁ e A₂) para aplicar um segundo estimulo para que essa variação desapareça, surge um segundo potencial graduado que tem uma amplitude semelhante mas não tem como somar. (b) SOMAÇÃO CAUSANDO POTENCIAL DE AÇÃO Só iria somar se eu aplicasse um novo estimulo antes que essa variação(A₁) desaparecesse. Se eu aplicasse no meio de A₁ aí ia aumentar e poderia chegar até o limiar assim deflagraria o potencial de ação Então se eu aplicar um terceiro estímulo no limiar(-55 mV), eu não tenho como fazer surgir uma nova resposta porque no limiar(-55 mV) começou um período refratário absoluto durante a fase despolarização do potencial de ação E se eu aplicar já no final da repolarização, eu consigo deflagrar um novo potencial de ação por que uma parte dos canais de sódio já voltou ao estado de repouso. Então aqui tem-se um gráfico que mostra como varia o potencial de membrana desde o repouso em resposta a um estímulo eficaz, é um estímulo que possui intensidade mínima suficiente para fazer o potencial de membrana variar, pra ter uma resposta graduada e que leve o potencial até um nível crítico e que deflagra o potencial de ação. Observa-se então a fase de despolarização, a fase polarização e a fase de pós hiperpolarização. O número 5 é oque alguns autores dizem que é o pico do potencial de ação em que caracteristicamente a gente teve um "overshoot", uma ultrapassagem ou seja tudo que passou aqui do zero de voltagem de diferença em relação a superfície externa,então voltando ao repouso na parte inferior da figura . O gráfico mostra potencial de membrana em função do tempo o que a gente percebe é que o potencial de ação ele dura em torno de 4 milésimos de segundo, o potencial de ação da célula nervosa Nesse gráfico inferior, a gente tem a representação do comportamento da permeabilidade da membrana ao íon sódio e ao íon potássio, percebe-se que a fase de despolarização tá muito relacionada com o aumento da permeabilidade da membrana ao sódio pela ativação dos canais de sódio voltaicodependentes Então quando eu aplico um estímulo que tem intensidade que seria limiar ou supralimiar eu vou produzir uma resposta local que faz o potencial de membrana variar de 10 a 15 mV e isso vai ativar o feedback positivo dos canais de sódio voltagem dependentes, que vão se abrindo e quanto mais sódio entra, mais o potencial de membrana vai ficando mais próximo do zero até ultrapassar o zero então vai se aproximar do potencial de equilíbrio do íon sódio, ele chega até mais de 30mV no pico do potencial. Só que esses canais tem uma cinética muito rápido eles passam em média um milésimo de segundo aberto e aí ele já são inativados e essa inativação ela já vai chegar nesse limite de variação do potencial e ao mesmo tempo os canais de sódio estão se abrindo vai começando também a se abrir mais lentamente os canais de potássio de maneira que quando os canais de sodio estão inativados todos os canais de potássio estão ativados então isso vai levando a uma repolarização do potencial de ação. A membrana de uma célula nervosa por exemplo a gente vai pensar em repouso a membrana é 50 a 100 vezes mais permeável ao potássio do ao sódio então a chance do sódio entrar é muito pequena e tem uma chance do potássio sair o que que vai limitar porque a gente tem aí uma força elétrica negativa que limita a saída de potássio Eu vou ativar uma fração de canais voltaico dependentes, se eu ativar um estímulo elétrico, essa fração de canais pode gerando aí como um efeito dominó e isso é um feedback positivo Já se fosse um neurotransmissor a gente ia ver o seguinte, o neurotransmissor ativa canais iônicos no caso da acetilcolina, canais ativados pelo ligação do neurotransmissor com receptor, depois é que vai ativar os canais voltaico- dependentes. ALUNO PERGUNTA: Então o potencial de ação da célula nervosa ela vai ter essas fases : o repouso, despolarização, repolarização e pós hiperpolarização? Não vai ser hiperpolarização certo e sim pós hiperpolarização? PROF: Sim. A célula muscular esquelética já não tem, só tem duas fases: despolarização e repolarização. O potencial de membrana dela já é próximo do potencial de equilíbrio do potássio (- 90). Essa pós hiperpolarizção se deve ao fato de que os canais de potássio voltagem dependentes eles demoram para fechar, ai a permeabilidade da membrana permanece alterada para o íon potássio por conta da ativação dos canais de potássio voltagem dependentes. À medida que esses canais vão se fechando é que vai voltando ao potencial de membrana de repouso. O período refratário absoluto começa na hora que começa a despolarização e alguns autores colocam que ele só acaba quando a gente já teve uma repolarização de mais ou menos dois terços. É preciso ter uma fração suficiente de canais de sódio voltagem dependente no estado de repouso para serem ativados. Antes que isso aconteça não tem como se deflagrar um novo potencial de ação. Aqui veremos um resumo de como ocorre a transferência de informação na sinapse. Quando estamos discutindo a sinapse, seja ela interneuronal ou neuroefetuadora, a gente discute que geralmente ocorre a despolarização da membrana no terminal axônio. Então o potencial de ação ele vai acontecer na membrana terminal do axônio e essa despolarização da membrana no terminal axônico ela vai produzir a ativação dos canais de cálcio voltagem dependente, que estão presentes aqui na membrana do terminal. Essa entrada de cálcio aumenta a concentração de cálcio no axoplasma e vai ativar um processo de exocitose. Existe um conjunto de proteínas que estão envolvidas ai nesse processo, que vai levando a fusão das vesículas contendo neurotransmissor na membrana do terminal do axônio, até ocorrer a liberação do neurotransmissor na fenda sináptica. Esse neurotransmissor pensando na transmissão sináptica clássica ele vai interagir com um sítio específico no receptor que está na membrana da célula pós-sináptica, o que possibilita uma transferência de informação que tem como característica ser unidirecional, do elemento pré para o elemento pós-sináptico. Na sinapse química a gente discute algumas propriedades e uma delas é a unidirecionalidae de transmissão. O neurotransmissor fica armazenado no terminal axônio pré-sináptico, é liberado na fenda sináptica, vai interagir com o receptor que está na membrana da célula pós-sináptica, então essa informação vai passar do elemento pré para o elemento pós. Existe uma latência porque que é necessário que o neurotransmissor se difunda pela fenda se ligue no receptor, ative uma sinalização especifica na célula para que aconteça uma resposta. RECAPTULANDO: Para o neurotransmissor ser liberado tem que ter a despolarização do terminal, ativar o canal de cálcio voltagem dependente, para iniciar o processo de exocitose que permite liberar o neurotransmissor armazenado nas vesículas sinápticas. ALUNO PERGUNTA: Para ocorrer essa despolarização e essa transferência de informação de sinapse é só através dos canais de cálcio? PROFESSOR RESPONDE: Eu tenho que ter o potencial de ação. Esse potencial de ação que permite que o canal de cálcio seja ativado, quando despolarizar o terminal. Se não tiver propagação eu não despolarizo e eu não ativo o canal de cálcio. A concentração de cálcio no citoplasma da célula é mantida muito baixa, então na hora que o cálcio entra ele ativa uma sequência de proteínas que levam a exocitose do neurotransmissor. ALUNA PERGUNTA: É esses canais de cálcio que vai fazer com que haja a liberação dos neurotransmissores pela vesícula sináptica? PROFESSOR RESPONDE: É como s ele fosse um gatilho. Entrou o cálcio, ativa proteína, que vai ativando outra, que vai levando a essa migração da vesícula, a fusão, liberação do conteúdo e então o neurotransmissor que está na fenda se difunde e se liga no receptor e então começa a etapa que seria da célula pós-sináptica. • Entrou o cálcio, ativa a proteína, que vai ativando outra, que vai levando a essa migração da vesícula, a fusão, liberação do conteúdo e aí o neurotransmissor que tá na fenda se difunde e se liga com o receptor e aí começa a etapa que seria da célula pós-sináptica. • Professora relata pergunta de aluna: a Ana Luíza estava perguntando em caso de acidente vascular, quando ocorre paralisia facial. • As repercussões de um acidente vascular dependem muito de qual ou de quais vasos estão comprometidos e de quais regiões são supridas por esses vasos, porque a repercussão funcional vai depender daquela área que deixou de receber o suprimento sanguíneo, aí eu posso ter uma perda de neurônios ou um comprometimento em uma via de transmissão em que determinada função deixa de acontecer ou passa a acontecer de uma maneira inadequada para atender à necessidade. • Então o resumo das etapas da neurotransmissão: a gente vê que para que ocorra a neurotransmissão eu preciso ter o neurotransmissor . • Dependendo do tipo de neurotransmissor existe uma via específica para sua síntese e aí ele fica armazenado nas vesículas. • Quando ocorre a despolarização doterminal, a gente diz que vai ter entrada de cálcio pelos canais voltagem dependentes, vai ocorrer a exocitose liberando o neurotransmissor na fenda sináptica, ele se difunde, ele vai se ligar nos receptores da membrana da célula pós- sináptica e essa interação com o receptor ativa a transdução do sinal, ou seja, o processo de sinalização que possibilita a resposta na célula pós- sináptica. • Essas vias podem ser de transmissão rápida, quando envolve os receptores ionotrópicos (receptores ligados a canais iônicos ativados por ligante), que seria o neurotransmissor. • E tem a neurotransmissão mais lenta que pode envolver os receptores metabotrópicos, que são receptores ligados à proteína G. • Uma vez que essa transmissão está acontecendo, é necessário existir alguma forma de interromper a sinalização, senão eu ativava a sinapse e ela ficava funcionando até a célula morrer • Então existem várias vias de interrupção. Uma possível via é a metabolização do neurotransmissor diretamente por ação de enzimas ligadas a membrana da célula pós sináptica. • Existem outras vias que envolvem a recaptura do neurotransmissor para o terminal pré-sináptico e dentro do terminal ele sofre a ação de enzimas de inativação. • Aqui é só para a gente ver que se eu tiver uma via em que o sinal seria como um estímulo fraco, eu posso liberar pouco neurotransmissor e essa pequena liberação pode ser insuficiente para deflagrar potencial de ação ou eu posso ter vias em que essa variação do potencial de membrana vai ocorrendo lentamente e quando atinge o nível crítico, eu tenho uma descarga de potenciais. • E no caso de estímulos mais fortes, dependendo da célula, a gente pode ter a deflagração de um potencial de ação isolado ou pode ter a deflagração de vários potenciais de ação e de acordo com a frequência de potenciais de ação, o SN vai codificar a intensidade do estímulo. • Então o SN não decodifica intensidade do estímulo pela amplitude do potencial, ele decodifica pela frequência. Daí a gente dizer que ele trabalha com uma decodificação em frequência modulada por potenciais de ação. Quanto maior o número de potenciais de ação deflagrados em consequência da ação de um determinado estímulo, mais intenso será percebido o estímulo. • E aqui a gente vê que existem tipos diferentes de receptores da membrana da célula pós sináptica. Eu posso ter o receptor ionotrópico, que é o receptor iônico controlado pelo neurotransmissor (pelo ligante), e que a interação do neurotransmissor com o receptor faz mudar a conformação da proteína que é o receptor. Esse receptor pode abrir como um poro, um canal iônico e dependendo do íon que passar eu posso ter despolarização ou hiperpolarização. Por exemplo: quando a acetilcolina interage com os receptores colinérgicos do tipo nicotínicos, que são receptores ionotrópicos, o sódio vai entrar, e quando entra sódio eu tenho um potencial graduado despolarizante, que é um potencial pós sináptico excitatório. • Se por outro lado o gaba se liga em receptores do SNC, no caso um receptor do tipo gaba A, ele tá ligado a um canal de cloreto, então quando ocorre ligação do gaba, abre um canal e entra cloreto. Entrando cloreto, eu estou ganhando carga negativa, então eu tenho uma hiperpolarização tendo um potencial pós sináptico inibitório. • Mas se fosse um canal de potássio como a acetilcolina quando se liga com o receptor muscarínico lá no coração, ele vai mexer em uma via que é mais lenta, então é um receptor metabotrópico. • A acetilcolina liga no receptor ligado a proteína G e isso vai ativar uma proteína do tipo GI e um parte da resposta é ativar a abertura de um canal de potássio. O canal de potássio fica mais tempo aberto, potássio vai sair e isso pode gerar um potencial pós sináptico inibitório. • É uma resposta mais lenta do que a ativada por receptores ionotrópicos, porque esse canal é ativado por uma alteração que aconteceu antes por uma alteração no sistema enzimático, então é uma resposta que vai demorar no mínimo segundos para começar.Esta aqui começa em milésimos de segundos. • Quanto à inativação a gente diz que ela pode ser por ação de enzimas ligadas a membrana da célula pós-sináptica ou ela pode envolver a recaptura e inativação no interior do terminal pré-sináptico. Um exemplo de neurotransmissor que é metabolizado dessa forma é a acetilcolina. - um exemplo de neurotransmissor que é metabolizado dessa forma é a acetilcolina, pela ação de uma enzima chamada acetilcolinesterase, que está ligada aqui na membrana da célula pós-sináptico, e um exemplo de neurotransmissor que é inativado dessa maneira é a noradrenalina. Ela é recapturada e ela sofre a ação de enzimas que estão dentro do terminal axônico, como é o caso da enzima monoaminoxidase. Existem diferentes organizações de redes neurais. No SN se fala especialmente em redes neurais que se organizam de forma divergente ou convergente, mas alguns autores também vão discutir vias especificas envolvidas no processamento de algumas informações que envolvem redes reverberantes e redes de pós-descarga em paralelo. - Então no caso de uma via ou circuito neuronal divergente temos aqui, partindo de um determinado neurônio, ele vai emitindo colaterais que vão ativando duas ou mais células pós-sinápticas, e assim o número de células ativadas na via de saída é bem maior do que naquilo que foi ativado na entrada. Foi ativado uma na entrada e no final posso ativar 4, 8, 10, 12... células pós-sinápticas para gerar resposta. Então isso permite generalização de resposta, uma resposta mais disseminada no organismo. - Por outro lado, existem outras redes neuronais que tem uma organização convergente, ou seja, uma mesma célula ela recebe sinalização de 2, 3 ou mais células pré-simpáticas. Então tem-se a influência dos neurotransmissores ou neuromoduladores liberados, que vão modular a estabilidade, determinando a saída, o que vai concentrar/direcionar a resposta pra uma única via de saída. - Essa outra organização a gente chama de reverberante, porque ela permite o retorno. Eu estou ativando uma via que gera resposta e ao mesmo tempo eu estou mandando um sinal de volta que permite manter a ativação dessa via neuronal. Então isso faz com que a resposta persista por mais tempo. - (Circuito de pós-descarga em paralelo) E essa outra aqui a gente vê que o sinal pode seguir em 2, 3 ou mais vias paralelas, mas ele pode chegar em tempos diferentes. Então um sinal chega primeiro, o outro chega um pouquinho depois, o outro chega um pouquinho depois e isso vai permitindo manter uma ativação da via de saída porque ela tá continuando a receber sinais que tão chegando por vias que são adjacentes e paralelas. - Na divergente: tem-se um neurônio pré-sináptico que pode emitir colaterais afônicos para ativar várias células que podem emitir ainda mais colaterais ativando progressivamente um número maior de células. Então é possível que uma resposta venha de uma ativação inicial de poucos neurônios no cérebro, ativando um número grande de neurônios medulares, por exemplo. Isso vai gerar uma resposta que, por exemplo, envolve a ativação de conjuntos de fibras musculares para gerar uma ação motora com intensidade suficiente para um determinado padrão motor. Eu posso ativar poucos neurônios sensoriais e estimular muitas áreas do cérebro, a área relacionada a memória, a emoção; e ai eu vou gerando diferentes componentes de resposta a partir de uma única entrada, uma entrada sensorial. - Se eu toquei na chama de uma vela acesa quando eu era criança, no momento em que eu toquei eu posso ter a ativação de uma via medular que leva a uma resposta motora (eu tirar o meu dedo da chama da vela), uma via colateral, que leva a informaçãopra área relacionada com as sensações (pra eu sentir dor naquela região que estava em contato com a chama), pode gerar informação que vão para as áreas de consolidação de memória (e eu vou lembrar até hoje daquele dia que eu toquei na chama da vela acesa), pode gerar pra uma outra área relacionada a aprendizagem (eu vou ver a chama da vela, vou achar bonito, mas a partir daquele dia eu não vou mais colocar meu dedo porque eu sei que aquilo queima, aquilo machuca). - Via convergente: os sinais de múltiplas áreas do cérebro que vão ser dirigidos a um efetor especifico para o controle motor somático. Eu recebi uma sinalização que chegou a uma determinada área, que pode ser até uma área de comando motor, vindo de uma entrada auditiva, visual, de sensação geral do corpo, de um pensamento que eu tive. Mas todas aquelas vias vão convergindo para um determinado padrão motor, que pode ser pegar um lápis para fazer uma anotação\marcação; uma pergunta que está projetada em uma tela mas o professor leu e eu estou elaborando o pensamento mas tudo está se dirigindo pra um comando motor que vai fazer a opção de marcar sim ou não em uma resposta. - Via reverberante: aqui o neurônio que é ativado na entrada vai ativando outro neurônio, que seria para levar a um sinal de saída qualquer, mas acontece que ele pode encontrar um interneurônio e ai isso leva a resposta de novo pra ativar a via, como se fosse uma reentrada. A informação retorna, ativa de novo, possibilitando a saída. E isso é importante pra manter a nossa atividade respiratória, o ciclo do sono, a memória de curto prazo. Então há a necessidade de organização dessas redes neuronais reverberantes - Pós-descarga: é como se a gente tivesse uma via em que eu estou multiplicando a geração de respostas a um único estímulo. O estímulo gerou um potencial de ação inicialmente, ou uma sequência de potenciais de ação e o estímulo não é enviado, na verdade o estímulo para ali mesmo onde ele foi aplicado. O que vai ser propagado é potencial de ação. Mas esses potenciais de ação estão sendo gerados com um atraso nas 3 vias que são paralelas. Eu ativei uma via principal que ativou duas vias colaterais que vão conduzir em paralelo. E aqui eu tenho aquele que leva a resposta, que pode ser um neurônio motor, que faz sinapses com um conjunto de fibras esqueléticas. Essa via aqui levou a excitação desse neurônio, que gerou a contração das fibras musculares, mas para garantir que aquela reposta motora não desapareça, logo depois chega um sinal aqui, ativa de novo, e logo chega outro, então isso vai permitindo manter uma resposta motora. Um exemplo, vamos pensar que alguém vai caminhado descalço na praia e pisa com o pé direito em uma pedra ou numa conchinha, na hora em que você pisa, a via vai ativar uma reposta em forma de reflexo, um reflexo de retirada, que consiste em uma resposta flexora. Dependendo da intensidade desse estimulo de dor você levanta o pé ou faz uma flexão retirando a perna ou pode retirar a perna e a coxa, mas quando você faz isso tem que ter uma extensão no membro contra lateral, então se eu tive uma flexão na perna direita, eu vou ter uma extensão na esquerda, e se eu não ativar uma via dessa de pós-descarga eu não vou conseguir manter essa ação motora tônica que mantem a extensão na perna pra eu não cair. Então é importante dentro desse arranjo de ação motora tônica. - Um mesmo neurônio pode ser alvo de uma via convergente, e está envolvido também em uma via divergente. Mas no geral, existem redes que são tipicamente convergentes e outras divergentes, cada um com seu bloco de ação. A via divergente contribui na ativação de respostas múltiplas. Já as vias convergentes permitem que múltiplas informações necessárias para uma dada resposta, sejam integradas, permitindo assim, uma resposta mais exata. Por exemplo, ao pegar um objeto em uma mesa, você tem que ter noção do peso do objeto, da distância do braço até a mesa, onde está o braço e onde está a mesa. ( receita do movimento) Um mesmo neurônio recebe sinais de 3, que seria uma sinalização convergente, cada sinal vai despertar um potencial graduado. A soma desses potenciais graduados pode possibilitar a deflagração do potencial de ação, que direciona uma resposta ao nível do encéfalo, onde tem muitas áreas para modular a resposta. Nem sempre tem que ser assim, podia ser que esses neurônios tivessem sinalizações excitatorias e tivessem também inibitória, aí dependendo da modulação, pode predominar a influência excitatória ou a inibitória. A gente vê 2 excitatórios e 1 inibitório, essa modulação ela interferiu de tal maneira que agora eu não tenho potencial de ação, provavelmente se tivesse só as 2 excitatorias, eu poderia ter a somação, que poderia até ser suficiente para deflagrar um potencial de ação, mas com essa modulação inibitória eu bloqueei a chance de deflagrar um potencial de ação. Aqui é um exemplo de inibição pré sináptica, onde tem dois neurônios que tão sendo ativados, deflagram um potencial de ação, libera um neurotransmissor pra ativar a resposta na célula pós sináptica, mas nesse colateral, vejam que ele tá recebendo uma modulação inibitória, então essa inibição foi pré simpática, só nesse terminal axônico, aí na outra célula não houve sinalização . Tem-se um efeito de inibição pós sináptico, um neurônio que tá recebendo influência de uma sinapse excitatoria e uma sinapse inibitória. É como se eu dissesse que o potencial pós sináptico inibitório atrapalhou esse potencial pós sináptico excitatorio, e assim, não foi possível deflagrar potencial de ação nesse neurônio, se ele não deflagrou, não vai ter sinalização por nenhum dos colaterais. Aluna – Esse estímulo excitatorio/inibitório que senhora está se referindo aí, é quando por exemplo acontece aquele potencial graduado que um anula o outro, Professora- É, porque aqui, nesse terminal axônio foi liberado neurotransmissor inibitório, se ele é em inibitório, provoca uma hiperpolarização da membrana, não deflagra potencial de ação.