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Aline Barbosa – T32 Transmissão Sináptica e Neurotransmissores 1. Neurônio: Corpo celular ou pericárdio: núcleo+citoplasma+organelas Dendritos: conduz os impulsos nervosos em direção ao corpo celular Corpo celular ou pericárdio: núcleo+citoplasma+organelas Axônio: conduz os impulsos nervosos a partir do corpo celular Terminal pré-sináptico: telodendro ➔ contém vesículas com os neurotransmissores O neurônio do sistema nervoso central é a unidade funcional básica. Sinais aferentes chegam a esse neurônio por meio de sinapses localizadas principalmente nos dendritos neuronais, além das que chegam pelo corpo celular. O sinal eferente desse mesmo neurônio trafega por axônio único. Esse axônio pode ter muitas ramificações distintas que se dirigem para outras regiões do sistema nervoso ou para periferia do corpo. O sinal se propaga apenas na direção anterógrada, do axônio de um neurônio precedente para os dendritos localizados nos neurônios seguintes. Esse fenômeno possibilita que o sinal trafegue na direção necessária para executar as funções nervosas requeridas. Obs: O impulso nervoso é unidirecional, isso ocorre porque os canais têm três estados: fechado, aberto e inativo. Um canal estimulado passa de fechado a aberto. Logo após isso ele se fecha tornando, por um tempo, inativo (estado refratário), não sendo aberto por estímulos. Isso impede o retorno do impulso nervoso. Posteriormente ele volta a seu estado de fechado, no qual pode ser aberto por estímulos. Obs: o impulso nervoso não segue do axônio em direção ao corpo celular do mesmo neurônio, pois o axônio é estreito em relação ao corpo celular. Caso o PA retornasse, ele não seria capaz de ativar canais de sódio voltagem dependente suficientes para despolarizar a membrana 2. Organização do Sistema Nervoso: Sistema Nervoso Central (SNC): é responsável por receber e transmitir informações para todo o organismo. Encéfalo (cérebro, cerebelo e tronco encefálico) Medula espinhal Sistema Nervoso Periférico (SNP): constituído por nervos (espinhais e cranianos) e gânglios nervosos que conectam o SNC aos órgãos do corpo. Neurônios Sensitivos (aferentes): são responsáveis por receberem estímulos sensoriais e conduzem o impulso nervoso ao sistema nervoso central Neurônios Motores (eferentes): são responsáveis por conduzir impulsos nervosos para órgãos efetores, como músculos e glândulas. o Somático (voluntário): fornece impulsos motores aos músculos esqueléticos; principal neurotransmissor é a acetilcolina. o Autônomo (involuntário): controla a maioria das funções viscerais do Aline Barbosa – T32 organismo, ou seja, controla funções como a respiração, circulação do sangue, controle de temperatura e digestão ➔ músculo cardíaco, músculo liso e glândulas. Simpático: principais neurotransmissores são a adrenalina e a noradrenalina; prepara o corpo para situações de emergência; Parassimpático: principal neurotransmissor é a acetilcolina; responsável pelo repouso e pela digestão. 3. Funções Básicas do Sistema Nervoso: Função Sensorial: detecta estímulos periféricos ➔ neurônios sensoriais ou aferentes. Função Integrativa: análise, armazenamento e direcionamento da informação sensorial ➔ internerônios. Função Motora: resposta aos estímulos (contrações musculares ou secreções glandulares) ➔ neurônios motores ou eferentes. Aline Barbosa – T32 4. Arco reflexo: O arco reflexo é a resposta imediata à excitação de um nervo, sem a vontade ou consciência do organismo, ou seja, é um estímulo que não chega até o encéfalo, ele recebe resposta na medula. 5. Papel das sinapses no processamento de informações: A sinapse é o ponto de contato entre um neurônio e o neurônio seguinte. As sinapses executam ação seletiva, algumas vezes bloqueando sinais fracos, enquanto permitem que sinais fortes passem e, e, outros momentos, selecionando e amplificando determinados sinais fracos, e, com frequência, transmitindo tais sinais em muitas direções em vez de restringi-los à direção única. 6. Armazenamento da informação: A maior parte das informações sensoriais é armazenada para o controle futuro das atividades motoras e para uso nos processos cognitivos. A maior parte desse armazenamento ocorre no córtex cerebral e mesmo as regiões subcorticais do encéfalo e a medula espinhal podem armazenar pequenas quantidade de informação. O armazenamento da informação é o processo chamado de memória e é também função exercida pelas sinapses. Cada vez que determinados tipos de sinais sensoriais passam por sequência de sinapses, essas sinapses ficam mais capazes de transmitir o mesmo tipo de sinal em outras oportunidades. Esse processo é chamado de facilitação. Depois de os sinais sensoriais passarem inúmeras vezes por sinapses, estas ficam tão facilitadas que os sinais, gerados pelo próprio sistema nervoso central, podem também promover a transmissão de impulsos pela mesma sequência de sinapses até na ausência da aferência sensorial. Esse processo dá à pessoa a percepção de estar experienciando as sensações originais, embora essas percepções sejam apenas memórias das sensações. 7. Níveis Funcionais do Sistema Nervoso: Nível Medular: responsável pelos reflexos; Nível Subcortical: responsável pelas atividades subconscientes (controle da pressão arterial e da respiração ➔ bulbo e ponte; controle do equilíbrio ➔ cerebelo, formação reticular bulbar, pontina e mesencefálica; salivação ➔ bulbo, ponte, mesencéfalo, amígdala e hipotálamo; raiva; excitação; resposta sexual; reação à dor e reação ao prazer); Nível Cortical: responsável pelo armazenamento de memória, padrão organizado de ideias e respostas calculadas. 8. Sinapses: Químicas: Maioria das sinapses do SNC; Presença de neurotransmissores (acetilcolina, norepinefrina, epinefrina, histamina, GABA, glicina, serotonina e glutamato); Promovem inibição ou excitação neuronal (depende do receptor que o neurotransmissor vai atuar); Condução unidirecional (permite que os sinais sejam direcionados para alvos específicos) Aline Barbosa – T32 Elétricas: Canais que conduzem eletricidade de uma célula para outra; Citoplasma das células adjacentes estão conectados por junções comunicantes (GAP), que permitem o movimento livre dos íons entre as células; Ocorrem no músculo liso visceral e nas células musculares cardíacas; Condução bidirecional 9. Anatomia fisiológica das sinapses: Neurônio pré-sináptico: envia o sinal; Fenda sináptica: espaço entre os neurônios preenchido por líquido intersticial; Neurônio pós-sináptico: recebe o sinal. 10. Sinapses: Terminais pré-sinápticos possuem dois tipos de estruturas internas importantes para a função excitatória ou inibitória da sinapse ➔ as vesículas transmissoras (contém o neurotransmissor que, quando liberado na fenda sináptica, excita ou inibe o neurônio pós-sináptico ➔ excita se a membrana do neurônio pós-sináptico contiver receptores excitatórios, e inibe se a membrana tiver receptores inibitórios) e as mitocôndrias (fornecem o ATP para sintetizar os neurotransmissores). Quando o potencial de ação despolariza a membrana pré-sináptica, os canais de cálcio dependentes de voltagem se abrem e permitem a entrada de íons cálcio para o terminal pré-sináptico. O cálcio provoca a liberação das vesículas contendo os neurotransmissores na fenda sináptica. Aline Barbosa – T32 A membrana do neurônio pós-sináptico contém grande número de proteínas receptoras. As moléculas desses receptores têm dois componentes importantes ➔ o componente de ligação(se exterioriza da membrana na fenda sináptica – local onde se liga o neurotransmissor) e o componente intracelular (atravessa toda a membrana pós-sináptica até alcançar o interior do neurônio pós-sináptico) A ativação dos receptores controla a abertura dos canais iônicos na célula pós- sináptica através de dois mecanismos distintos ➔ controle direto dos canais iônicos ou mediante a ativação de um segundo mensageiro 11. Tipos de proteínas receptoras: Os receptores de neurotransmissores que ativam diretamente os canais iônicos são chamados de receptores ionotrópicos (efeito rápido). Os receptores que atuam através de sistemas de segundos mensageiros (os principais são as proteínas G) são conhecidos como receptores metabotrópicos (efeito lento). 12. Ação dos receptores pós- sinápticos: Excitação: Abertura de canais de sódio (permite o fluxo de cargas positivas para a célula pós-sináptica ➔ aumenta o potencial intracelular no sentido de atingir o limiar) Condução reduzida pelos canais de cloreto ou de potássio (diminui a entrada de íon cloreto e diminui a saída de íon potássio ➔ torna o potencial interno da membrana mais positivo que o normal) Alterações no metabolismo do neurônio pós-sináptico que aumentam o número de receptores de membrana excitatórios ou que diminuem o número de receptores inibitórios Inibição: Abertura dos canais de cloreto (permite a entrada de íons cloreto ➔ aumenta a negatividade interna e dificulta a despolarização) Aumento da condutância do potássio (saída de íons potássio ➔ promove o aumento da negatividade interna) Ativação de enzimas receptoras que inibem as funções metabólicas celulares, promovendo aumento dos receptores inibitórios ou diminuição dos receptorea excitatórios) 13. Neurotransmissores: Ésteres de colina: Acetilcolina ➔ é sintetizada no terminal pré-sináptico, a partir do acetil-CoA e da colina na presença da enzima colina acetiltransferase; é transportada para as vesículas, que são liberadas a partir da abertura dos canais de cálcio voltagem dependentes; quando essas vesículas liberam a acetilcolina na fenda sináptica, a acetilcolina é rapidamente hidrolisada a acetato e colina pela enzima acetilcolinesterase; a colina é transportada de volta ao terminal para ser utilizada novamente. Aline Barbosa – T32 Aminas biogênicas: Dopamina Epinefrina Norepinefrina Histamina Serotonina Aminoácidos: GABA Glutamato Glicina Neuropeptídeos: ACTH Endorfinas Encefalinas Glucagon Ocitocina Vasopressina VIP 14. Receptores da acetilcolina: Nicotínicos (ionotrópicos): encontrados na placa motora (junção neuromuscular), nos glânglios autonômicos e na medula adrenal; Muscarínicos (metabotrópicos): encontrados nas terminações neurais periféricas, nos órgãos efetores (coração, músculo liso, cérebro, glândulas e endotélio) e no SNC 15. Eventos elétricos durante a excitação neuronal: Potencial de repouso: O potencial de repouso da membrana do corpo celular do neurônio motor espinhal é de -65mV (menos negativo do que os -90mV das fibras musculares esqueléticas; permite o controle do grau de excitabilidade neuronal) Potencial excitatório pós-sináptico (PEPS): O neurônio pré-sináptico secreta NT excitatório que promove aumento da permeabilidade ao sódio ➔ aumento da voltagem positiva ➔ gera um potencial excitatório pós-sináptico (PEPS) ➔-45mV Potencial inibitório pós-sináptico (PIPS): Induzido principalmente pela abertura de canais de cloreto ou dos canais de potássio ➔ eleva a negatividade intracelular hiperpolarização ➔ aumento da negatividade para além do nível do potencial de membrana Aline Barbosa – T32 normal no estado de repouso ➔ -70mV 16. Inibição pré-sináptica: Ocorre nos terminais pré-sinápticos antes mesmo que o sinal neural chegue à sinapse. GABA ➔ atua nos canais de cloreto ➔ íons cloreto ➔ entram na célula ➔ hiperpolarização ➔ inibição (bloqueio do PA) Um neurotransmissor controlando a liberação de outro neurotransmissor (dopamina controlando a acetilcolina) Obs: Parkinson ➔ morte dos neurônios da via nigroestriatal (responsável pelo controle dos movimentos na região subcortical do cérebro, que envia informação para o córtex motor) ➔ morte dos neurônios dopaminérgicos (controlam os neurônios colinérgicos) ➔ exacerbação da função colinérgica ➔ tremor (excesso da atividade neuronal colinérgica na região de controle dos movimentos ➔ nigroestriatal) 17. Somação – Limiar de disparo: Necessidade de vários estímulos simultâneos ou com intervalos curtos entre os estímulos neurônio soma os potenciais receptores e transforma em potenciais de ação Somação Temporal: integração de potenciais pós-sinápticos que ocorrem no mesmo lugar — mas em momentos ligeiramente diferentes Somação Espacial: integração de potenciais pós-sinápticos que ocorrem em locais diferentes — mas ao mesmo tempo Aline Barbosa – T32 18. Função dos dendritos na excitação neuronal: Não transmitem potenciais de ação pois não apresentam canais de sódio voltagem dependentes Transmitem correntes eletrotônicas em direção ao corpo celular Ocorre decremento da condução eletrotônica ao longo do dendrito (são longos e possuem membrana delgada ➔ parcialmente permeáveis ao potássio e ao cloreto) 19. Excitabilidade x Frequência de disparos: O estado excitatório do neurônio é definido como o impulso resultante da somação dos potenciais excitatórios e inibitórios nesse neurônio. Se existe grau maior de excitação do que de inibição, então se diz que esse é um estado excitatório. Por sua vez, se existe mais inibição que excitação, então se diz que é um estado inibitório. Quando o estado excitatório do neurônio aumenta acima do limiar de excitação, o neurônio disparara repetitivamente durante o tempo que o estado excitatório permanecer nesse nível. 20. Fadiga da transmissão sináptica: Exaustão total ou parcial dos estoques de neurotransmissor nos terminais pré- sinápticos; Inativação progressiva de muitos receptores de membrana pós-sinápticos (refratários a resposta); Lento desenvolvimento de concentrações anormais de íons na célula neuronal pós-sináptica; Mecanismo protetor contra a atividade neuronal excessiva. 21. Mudanças de PH e atividade neuronal: Alcalose: aumenta acentuadamente a excitabilidade neuronal ➔ convulsões. Em uma pessoa predisposta a convulsões epiléticas, até mesmo um breve período de hiperventilação, que diminui os níveis de dióxido de carbono e eleva o pH do sangue pode precipitar ataque epilético. Aline Barbosa – T32 Acidose: deprime a atividade neuronal de modo drástico ➔ provoca estado comatoso. Por exemplo, nos casos de diabetes muito grave ou acidose urêmica, o estado de coma quase sempre se desenvolve. 22. Efeito da hipóxia na transmissão sináptica: A excitabilidade neuronal é altamente dependente de um suprimento adequado de oxigênio. A interrupção do fluxo sanguíneo cerebral por 3 a 7 segundos pode gerar estado de inconsciência. 23. Efeito das drogas sobre a transmissão sináptica: Drogas excitatórias: reduzem o limiar de excitação (cafeína, teofilina, teobromina); inibem a ação de substâncias inibitórias (estrictina); estimulam a ação de NT excitatórios (cafeína, ecstase). Drogas inibitórias: aumentam o limiar para excitação neuronal (anestésicos gerais); estimulam NT inibitórios (benzodiazepínicos). Aline Barbosa – T32
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