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Neurofisiologia ● Homeostase: é a manutenção de condições quase constantes, mantendo o equilíbrio do sistema. É um estado dinâmico e não estático; - Condições do meio interno: temperatura, pressão, concentração de oxigênio, etc. - Quase constantes: se encontram dentro de um intervalo de valores favoráveis para a manutenção (ex: temperatura corporal varia entre 36 e 37); ● O organismo em homeostasia pode sofrer estresses que perturbem essa manutenção; - Alterações externas e internas podem levar a perda da homeostasia; - O organismo irá tentar compensar a alteração; - Caso haja falha na compensação resultará em doenças ou enfermidades; - Caso haja sucesso na compensação resultará em retorno ao estado de homeostasia, sendo um organismo saudável; - Exemplo: Glicose no sangue, sua concentração pode ter alterações ao longo do dia em virtude das refeições: os carboidratos irão elevar a concentração de glicose no sangue, porém ela cai rapidamente por conta de mecanismos compensatórios, nesse caso sendo a secreção de insulina, mantendo os níveis de glicose dentro de um limite adequado para a sobrevivência; - - Diabetes: falha no mecanismo compensatório, levando a falha da secreção de insulina; ● Alostase: estresse que pode gerar adaptação, não há sobrecarga dos recursos essenciais, enquanto cargas alostáticas geram estresse que sobrecarrega o sistema e leva ao colapso; ● Sistemas fechados são aqueles em que há troca de energia e trabalho com o ambiente; ● Sistemas abertos são aqueles que trocam energia, trabalho e matéria com o ambiente; ● Sistemas isolados são aqueles em que são insulados de seu meio circundante e é completo, não precisando trocar energia, trabalho e matéria com o ambiente; ● Lei do balanço de massa: a quantidade de substância em um corpo deve ser mantida constante, portanto se há elevação dela deve haver uma compensação desse ganho; - BM = massa existente no corpo + entrada/produção metabólica - excreção/remoção metabólica; ● Sistema de controle de homeostasia - Sinal de entrada -> centro integrador -> sinal de saída; - Controle local: ocorre em um tecido ou célula específico, em que uma célula percebe algo errado em suas imediações e faz o controle para retornar a homeostase; ___________________________________________________ Estudo dirigido P1 CHECAR CAPÍTULO 13 1) Explique sobre as comunicações locais entre as células. A comunicação local se dá através de três componentes: as junções comunicantes, sinais dependentes de contato e substâncias químicas que se difundem pelo LEC. ● As junções comunicantes são a forma mais simples de comunicação célula-célula, através da transferência de sinais químicos e elétricos. Quando elas estão abertas, moléculas pequenas e íons podem se difundir diretamente para o citoplasma de uma célula, também é possível que sinais elétricos passem diretamente de uma célula a outra pelas junções comunicantes. Elas formam conexões citoplasmáticas diretas entre células adjacentes. ● Os sinais dependentes de contato são importantes para que moléculas de superfície de uma membrana se liguem a proteína de membrana de outra célula. Esse tipo de comunicação é comum no sistema imunológico, também é importante para crescimento e desenvolvimento de células, como, por exemplo, momentos em que neurônios emitem longas projeções. As moléculas de adesão celular (CAMs) atuam como receptores na sinalização célula-célula, transferindo sinais em ambas as direções das membranas. ● Sinais autócrinos e parácrinos: são substâncias químicas, sendo o sinal parácrino responsável por atuar sobre as células vizinhas que secretaram sinal, enquanto o sinal autócrino atua sobre a própria célula que o secretou. Elas chegam até as células-alvo através de difusão, pelo líquido intersticial. A histamina é um exemplo de molécula parácrina, que sinaliza células danificadas, logo os sinais parácrinos são aqueles que difundem sinais para as células vizinhas. 2) Explique sobre as comunicações de longa distância entre as células. A comunicação de longa distância irá combinar sinais químicos e elétricos conduzidos pelas células nervosas e sinais químicos transportados pelo sangue. A maior parte desse tipo de comunicação é feita pelo sistema endócrino e circulatório. ● O sistema endócrino irá fazer a comunicação através de hormônios, que são secretados no sangue por glândulas ou células endócrinas e distribuídos pelo corpo circulação, o contato é exclusivo com aquelas que possuem receptores para o hormônio. ● Já o sistema nervoso irá usar os sinais químicos e elétricos, onde um sinal elétrico irá percorrer uma célula nervosa até alcançar a sua extremidade, sendo então traduzido em um sinal químico (moléculas neurócrinas) e secretado pelo neurônio. Caso a molécula neurócrina se difunda no neurônio até uma célula-alvo, tendo um efeito de início rápido, se torna um neurotransmissor. Se a molécula neurócrina tem um efeito inicial mais lento, se torna um neuromodulador. E caso ela passe para a corrente sanguínea, se torna um neuro-hormônio. 3) Explique o papel dos canais iônicos dependentes de voltagem na geração do potencial de ação. Os canais iônicos dependentes de voltagem irão responder a mudanças no potencial de membrana, abrindo ou fechando em função da polarização e despolarização. Ocorre primeiro a abertura dos canais de Na +, que entram rapidamente, o que gera uma despolarização da célula. Logo em seguida há a abertura dos canais de K +, que irão repolarizar a membrana, esse processo gera o potencial de ação. 4) Compare potenciais graduados e potenciais de ação quanto à origem, condução e intensidade. Os potenciais graduados são sinais de força variável, que irão percorrer distâncias curtas e perdem a sua força ao longo do caminho, sendo importantes para comunicações de distâncias curtas. Caso seja forte o suficiente para atingir a região integradora do neurônio, ele irá iniciar um potencial de ação, sendo estas grandes despolarizações muito breves que percorrem longas distâncias pelo neurônio, sem perder sua força. Os potenciais graduados se iniciam nos dendritos e corpo celular. Nos neurônios do SNC e da divisão eferente, esses potenciais ocorrem quando sinais químicos de outros neurônios abrem canais iônicos dependentes de ligantes, o que permite que entrem e saiam íons dos neurônios. O gatilho para os potenciais graduados são neurotransmissores, estímulos mecânicos ou elétricos. 5) Qual é a importância da mielinização para a condução do impulso nervoso? A condução dos potenciais de ação é mais rápida em neurônios mielinizados, uma vez que ela age como um isolante do impulso elétrico permitindo que ele salte no axônio. Quando o impulso nervoso passa por um axônio, ele irá saltar entre os axônios mielinizados e os nódulos de Ranvier, cada nó possui canais de Na+ que irão se abrir com a despolarização, permitindo a entrada de sódio no axônio, uma vez dentro do axônio irão reforçar a despolarização e restabelecer a amplitude do potencial de ação, esse processo é conhecido como condução saltatória. 6) Diferencie sinapses elétricas e químicas. As sinapses elétricas são aquelas que transmitem um sinal elétrico ou corrente, diretamente do citoplasma de uma célula para outra, através de junções comunicantes. Sua condução é mais rápida e bidirecional. As sinapses químicas utilizam moléculas neurócrinas para transportar informações de uma célula a outra, nelas os sinais elétricos pré-sinápticos são convertidos em sinais endócrinos que atravessam a fenda sináptica e se liga a um receptor. 7) Cite pelo menos três tipos de Células da Glia e suas respectivas funções. No sistema nervoso central há: células ependimárias, que criam barreiras entre os compartimentos e são fontes de células-tronco neurais; astrócitos, que também são fontes de células-tronco neurais, captam K+,água e neurotransmissores, secretam fatores neurotróficos, ajudam a formar a barreira hematoencefálica e fornecem substratos a formação de ATP; microglias (células do sistema imune) que irão atuar como células fagocitórias, além de ter outras caractéristicas similares ao astrócito; Oligodendrócitos, junto com as Células de Schwann (SNP), forma a bainha de mielina. Do sistema nervoso periférico: Células de Schwann, que formam a bainha de mielina e secretam fatores neurotróficos; células satélites que são corpos celulares de apoio, formam cápsulas de suporte ao redor dos corpos de neurônios localizados nos gânglios. 8) Como o encéfalo é protegido estruturalmente e quimicamente contra lesões e substâncias tóxicas? O cérebro é protegido pelas meninges, sendo elas a durá-máter, aracnoide e pia-máter, estas são responsáveis pela proteção contra impactos físicos; pelo Líquido Cefalorraquidiano, atuando na absorção de impactos, absorção de nutrientes e remoção de resíduos metabólicos; além da barreira hematoencefálica que seleciona a entrada das substâncias do sangue para o tecido cerebral. 9) O que é a barreira hematoencefálica e qual a sua importância funcional? É uma barreira que tem como principal função isolar o principal centro de controle corporal de substâncias potencialmente nocivas do sangue e patógenos circulantes, feita através de uma grande seletividade da permeabilidade dos capilares que protegem o encéfalo. As células endoteliais dos capilares formam junções oclusivas entre si, o que evita a passagem de soluto por entre as células. 10) Quais são as principais funções da medula espinhal? Como ela se relaciona com o encéfalo e os nervos periféricos? A medula espinal tem como principais funções a transmissão de sinais nervosos entre o cérebro e o resto do corpo, coordenação de reflexos simples e serve como centro para atividades reflexas automáticas. A medula contém redes neurais responsáveis pela locomoção do indivíduo. Em cada segmento da medula espinal há um par bilateral de nervos espinais e a partir dele as informações são levadas do SNP para o SNC, enviando comando motores para os músculos e glândulas. 11) Defina transdução sensorial e explique o papel dos receptores nessa etapa. A transdução se trata da conversão da energia de estímulos em informação que pode ser processada pelo SN. Os receptores sensoriais irão receber o estímulo adequado, a partir disso ocorre a abertura ou fechamento de canais iônicos na membrana do receptor, essa abertura/fechamento causa influxo de Na+/outros cátions e despolariza a membrana, ou ainda pode ocorrer uma hiperpolarização quando o K+ deixa a célula. A mudança no potencial da membrana irá gerar um potencial graduado. 12) Diferencie adaptação rápida e adaptação lenta nos receptores sensoriais, com exemplos. Na adaptação lenta os receptores disparam rapidamente no início da ativação e logo diminui, mantendo seus disparos enquanto houver estímulo, como os receptores tônicos, termorregulação da tireoide para liberação de hormônios. Já na adaptação longa, os receptores (fásicos) disparam quando recebem o estímulo, mas param de disparar se a intensidade do estímulo permanecer constante, como quando vestimos a roupa e a sentimos no começo, mas logo nos adaptamos a sensação por conta dos Corpúsculo de Pacini. 13) Como o sistema nervoso central interpreta a intensidade de um estímulo sensorial? O processamento da informação sensorial se dá pelo limiar perceptivo, isso significa a intensidade que um estímulo precisa ter para que haja consciência de uma sensação. Há constantemente estímulos por toda parte que o cérebro filtra e escolhe tomar consciência ou não. 14) Explique o papel da divisão autonômica no controle homeostático de órgãos-alvo. O sistema autonômico irá regular funções importantes, como, por exemplo, a regulação do controle sanguíneo tecidual através do sistema simpático ou a digestão através do sistema parassimpático. Ou seja, o sistema autonômico é importante para manter regulados diversos processos fisiológicos. 15) Descreva o arco reflexo autônomo e dê um exemplo fisiológico Estímulo -> Sensor, neurônio sensorial -> Sistema nervoso central -> Neurônio eferente, neurotransmissor -> Célula-alvo -> Resposta. Exemplo do reflexo patelar, em que o tendão patelar na borda da rótula é estirado com a batida de um martelo de percussão, a perna irá dar um chute. 16) Defina o mecanismo de contração muscular. ● As miofibrilas possuem filamentos grossos de miosina e filamentos finos de actina, a titina e a nebulina mantêm esses filamentos na posição adequada; ● A miosina se liga à actina, formando ligações cruzadas entre esses filamentos; ● Durante a contração muscular os filamentos grossos e finos sobrepostos deslizam um sobre o outro, resultado do movimento de ligações cruzadas formadas pela actina e miosina; ● Para que se inicie o processo da contração é necessária que um impulso nervoso libere acetilcolina na junção neuromuscular, desencadeando um potencial de ação na fibra muscular, que se propagara até o retículo sarcoplasmático e libere o CA2+ no sarcoplasma, seguindo o percurso. ● Quando o músculo se encontra relaxado, a tropomiosina cobre parcialmente o sítio de ligação à miosina na molécula de actina. Quando o Ca2+ se liga a troponina para iniciar o processo de contração, desbloqueia os sítios de ligação da miosina, permitindo que esta complete o movimento de força; ● Quando relaxado, o retículo sarcoplasmático usa uma enzima para bombear Ca2+ de volta ao seu lúmen; ● A miosina converte a energia do ATP em ADP e P, por conta da ATPase; ● Quando o P é liberado, a cabeça da miosina se move, ao final do movimento a miosina libera o ADP e o ciclo termina com o estado de rigidez, em que a miosina está ligada à actina. 17) Descreva as principais funções do sistema límbico. Ele age como uma ligação entre as funções cognitivas superiores, como o raciocínio e as respostas emocionais mais primitivas. Suas principais áreas são a amígdala e o giro do cíngulo, relacionadas à emoções e à memória, e o hipocampo, relacionado ao aprendizado e memória. 18) Quais os neurotransmissores usados pelas vias do SNP? Tanto a via simpática quanto a via parassimpática utilizam acetilcolina, entretanto apenas a via simpática utiliza a noradrenalina 19) Diferencie as classes de receptores sinápticos metabotrópicos e ionotrópicos. Os receptores ionotrópicos medeiam a resposta rápida, cuja função é alterar o fluxo de íons através da membrana, enquanto isso os receptores metabotrópicos são responsáveis pelas respostas mais lentas, já que são necessários a transdução de um sinal mediado por um sistema de segundos mensageiros. 20) Diferencie contrações isométricas e isotônicas. As contrações isotônicas são aquelas que irão gerar força e permitir a movimentação de uma carga, opostamente as contrações isométricas geram força sem ter a movimentação de uma carga. ________________________________________________ Resposta de luta ou fuga: Sistema simpático comanda. Digestão pós-alimentação: Sistema parassimpático comanda. Alvos dos neurônios autonômicos são músculo liso e cardíaco, muitas glândulas exócrinas, algumas endócrinas, tecidos linfáticos e parte do tecido adiposo. Organização do Sistema Nervoso ● Fluxo de informações pelo Sistema Nervoso Central: Estímulo -> receptor sensorial -> sinal de entrada -> centro integrador -> sinal de saída -> efetor -> resposta; ● SNC é o centro integrador de reflexos neurais; ● Divisão autônoma do SNP = Sistema nervoso visceral, controlar contração e secreção em órgãos internos. Seus neurônios são divididos em via simpática e parassimpática; ● Sistema nervoso entérico é um conjunto de neurônios que fica localizado no trato digestório e pode agir de maneira independente, mas também pode ser controladopela divisão autônoma do SNP; ● Sinais aferentes são conduzidos pelos nervos sensoriais, enquanto os sinais eferentes são conduzidos pelos nervos motores; ● No sistema nervoso periférico, a função dos dendritos é de receber as informações e transferir para a região integradora do neurônio; - Já no sistema nervoso central sua função irá ser mais complexa, podendo até mesmo funcionar independentemente enviando sinais de ida e volta para outros neurônios. ● Os axônios são aqueles responsáveis por conduzir os sinais elétricos de saídas, tendo sua origem a partir do cone de implantação, para as células-alvo que estarão no final do axônio; - A sinapse é formada quando o axônio encontra sua célula-alvo, entretanto é preciso que haja atividades químicas ou elétricas, caso contrário a sinapse irá desaparecer; - Neurônio-Neurônio : sinapse neural; - Neurônio-Células musculares: Junção neuromuscular; - Neurônio-Células glandulares: Junção neuroglandular; - Sinapse elétrica- o potencial de ação se dá de um neurônio diretamente para outro neurônio, por conta das junções comunicantes que conectam os neurônios. Há ondas de despolarização por conta da entrada de Na+ no neurônio 2, que deve levar o potencial até o limiar, disparando um potencial de ação. Esse tipo de sinapse é bem rápido, importante para sincronizar as atividades de um grupo de neurônios; - Sinapse química- não há junções comunicantes entre os neurônios, há uma fenda sináptica e é preciso neurotransmissores para enviar os sinais para o neurônio pós-sinápticos. Há receptores nos neurônios pós-sinápticos que irão identificar os neurotransmissores. Quando o potencial de ação chega ao terminal axonal, há a despolarização da membrana pré-sináptica e canais de Ca2+ se abrem, entrando no neurônio. (REVISAR ESSA PARTE) - PEPS (Potencial excitatório pós-sináptico): quando há onda despolarizantes e o potencial fica mais positivo, subindo em direção ao limiar; - PIPS (Potencial inibitório pós-sináptico): Quando a onda é hiperpolarizante, há a tentativa de inibir o disparo do potencial de ação; - O potencial de ação será disparado de acordo com a soma de PEPS e PIPS, caso a soma chegue ao limiar há o disparo. ● As células da glia são aquelas que fornecem suporte para o sistema nervoso; - Sistema nervoso periférico: células satélites e células de Schwann; - Sistema nervoso central: oligodendrócitos, microglia, astrócitos e células ependimárias. Sistema somatossensorial ● Mecanorreceptores: são responsáveis por receber os estímulos externos; - Transdução sensorial; - Campos receptivos variáveis, de adaptação longa ou lenta; ● Neurônio sensorial: neurônio primário da via aferente; - tem origem nos gânglios da raiz dorsal da medula espinal, cada par de nervo irá inervar o corpo todo; ● O hipotálamo possui neurônios que funcionam como receptores e que são importantes para monitorar osmolaridade ou a temperatura. Os impulsos motores do hipotálamo e tronco encefálico produzem as respostas autonômicas, endócrinas e comportamentais; ● Reflexos espinais podem ocorrer independente das influências encefálicas, como, por exemplo, a micção e a ereção peniana, pois são funções que podem ter influência das vias descendentes; - Pessoas que sofreram fratura na medula espinal, que gerou perda de comunicação entre o encéfalo e a medula espinal, podem continuar tendo reflexos espinais por conta disso; ● No sistema autônomo uma das vias de manutenção é a antagonista, em que uma é excitatória e outra é inibitória; - A frequência cardíaca é um exemplo perfeito para isso, em que a via simpática eleva a frequência cardíaca, enquanto a parassimpática diminui, assim há o equilíbrio entre as duas vias mantendo as frequências cardíacas. ● Liberação de neurotransmissores: quando um potencial de ação chega a varicosidade, os canais de Ca2+ se abre e o Ca2+ entra no neurônio, liberando o conteúdo das vesículas sinápticas por exocitose, difundindo o neurotransmissor pelo líquido intersticial até encontrar o receptor da célula-alvo.