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AULA 1 -Todo neurônio utiliza alteração no potencial de membrana para liberar neurotransmissores -Qualquer gás passa a membrana, substancias lipossolúveis e pequenas. Configuração de bicamada é a forma mais estável com fosfolipídios. Passagem de água, álcool, ureia. Glicose uma ou outra que passa, é muito grande. -membrana cria um ambiente diferente do ambiente externo, por terem funções diferentes, e poderem manter suas atividades em condições controladas. -íons não passam porque são polares, precisa de proteínas. Proteínas transportadoras e canais proteicos (iônicos, que permite passagem de glicose...) -célula pode englobar substancias (fagocitar). -toda célula tem um potencial de membrana pq os íons atravessam a membrana a partir de canais Desenho - canais de sódio são voltagem-dependentes. Canais são proteicos, os aminoácidos parte positivos e parte negativos, conferindo formato por atração e repulsão. A configuração vai se alterar, os aa vão se movimentar pela alteração da voltagem, abrindo o canal e permitindo a passagem do íon. Pra isso precisa de um estimulo eletrico intenso o suficiente pra abrir os canais (limiar de excitação, com o pot mais alto q o de membrana, ex: -62mV). - Importância do limiar de excitação: o quanto de estimulo precisa para desencadear uma resposta do organismo, dessa célula. Importante pq se pra todo e qualquer estimulo se o neurônio respondesse viveríamos em constante crise epiléptica, gera descoordenação no organismo - os canais de sódio ficam inativados e o sódio não atinge o equilíbrio, depois os canais de potássio se abre, sai da célula carregando cargas positivas e tornando positiva de novo. É comum que a hiperpolarização não aconteça, ela acontece quando tem quantidade excessiva de canais de potássio, porque a repolarização ocorre muito rapidamente, então preciso de muitos canais de potássio para que isso aconteça Os dois canais geralmente não atingem o equilíbrio eletrolítico -canal de potássio só tem 2 estágios: aberto e fechado. Canal de sódio é mais complexo. Tem 2 comportas. -na despolarização os canais de sodio se abrem. Qnd ele ta fechado ele tem a comporta de inativacao fechada (fecha o poro). Ai recebe estimulo com limiar de excitacao e ele se abre. Qnd a comporta de ativacao abre a de inativacao comeca a se fechar lentamente. Quando o da inativacao se fecha o canal de sodio fica inativo, nao fechado (desenho). Qnd fica inativo os de potassio abrem. Inativacao = nao responde a estimulo eletrico, nao te, sobreposicao de potencial de acao, nao vai superestimular o sistema nervoso, essas sao as vantagens (nao é o unico mecanismo). -período refratário absoluto (qnd a célula não responde a qualquer estimulo elétrico e todos os canais de sódio estão no seu estado inativo) -a medida que se aproxima do potencial de membrana alguns canais de sodio começam a passar do estado inativo pro fechado, e é nessa condição que os canais de sodio começam a se tornar responsivos novamente. -quantidade de canais passando do inativo pro fechado = periodo refratario relativo - os canais de potassio e na respondem ao mesmo estimulo eletrico, mais o K é mais lento, os de Na sao muitooooo rapidos. -no potencial de repouso esses canais permanecem fechados. -aumentar atividade do sistema nervoso: aumentar o numero de sinapses -a mesma substancia atua em formas diferentes pq o receptor dessas células são diferentes e ela responde diferente ao mesmo neurotransmissor -se fizer o potencial de membrana deixa-la mais polarizada (+ negativo) essa sinapse sera inibitoria, usa cloreto pra tornar o meio intracelular mais negativo, afastando o potencial de membrana do limiar de excitacao. -facilitar processo de despolirizacao (aproximar do limiar de excitacao) = sinapse excitatoria, sempre que entra sódio -potencial é uma alteracão brusca e momentanea do potencial de membrana que normalmente é usado para comunicacao celular: neuronios e e celulas musculares. -potencial tem sempre a mesma amplitude (diferenca entre o potencial maximo e o minimo) e duracao, e é do tipo tudo ou nada, e quando ocorre tem mesma amplitude e duracao. -no corpo celular nao há potencial de ação sendo gerado, nunca! Tem muitas sinapses acontecendo (90%) e elas vão gerar um potencial que não é de ação, é graduado, pequenininho. Acontece porque tem poucos canais de sódio e potássio VD no corpo celular, e os canais de sódio do corpo têm um limiar de excitação mais alto, teria que ser mais intenso o potencial .Possui também varios canais por onde o potencial pode escapar. Esse potencial graduado aos poucos se extingue, não consegue percorrer um caminho mais longo nas membranas dos dendritos. -canais de sodio VD e o limiar desses canais diminuem no inicio do axonio (cone axonal). Lugar de decisao do neuronio é o cone, se ele vai gerar um potencial de ação ou nao. -estimulo gerado no corpo nunca vai ser um potencial de acao, vai ser sempre um potencial graduado, vai se dissipar se nao tiver reforço. Há canais suficientes para gerar potencial de acao no cone. -a alteracao causada pelo potencial de acao é muito local. Potencial graduado ta vindo do corpo, entao os canais de sodio do corpo estao inativos, fazendo com que o potencial de acao seja unidirecional para a terminacao nervosa. -quando o sodio entra e se difunde estimula os canais de sodio do lado, gerando outro potencial de acao -Calibre interno tbm interfere, quanto maior maior a velocidade de propagacao do axonio. -neuronio amielinizado: conducao ponto a ponto, de 0,5 a 2,0 m/s. - o neuronio mielinizado tem bainhas de mielina interrompidas pelos nos de ranvier, com varios canais de sodio e potassio voltagem- dependentes. Vc aumenta no minimo 3 vezes, no maximo 240 vezes, variando de 6 a 120 m/s, sendo a conducao saltatoria. -situacoes em que é vantajoso ter informacoes trafegando em menos velocidade (amielinizados): dor de uma lesao ja existente por estímulo. -potencial de acao chega ate a terminacao nervosa para abrir canais de calcio voltagem-dependentes. Esse calcio vai ser usado pra liberar as vesiculas contendo os neurotransmissores. A quantidade de calcio que entra determina o numero de vesiculas a serem liberadas. -a grande quantidade de acetilcolina vai aumentar o grau de contacao do musculo, aumentando a frenquencia dos potenciais de acao. Manter pouca forca por mais tempo: diminui a frenquencia mas mantem ela constante. Quanto maior a frequencia maior o grau de contracao. -precisa de 2 moleculas de acetilcolina para abrir o canal (receptor canal de ach -> nicotinico) e permitir a entrada de sodio. -potencial de placa motora gerado pela entrada do sodio é um potencial graduado e vai gerar um grau de despolarizacao da fibra muscular. Esse potencial vai dizer ou nao se vai acontecer um potencial de acao na fibra muscular (se passar o limiar de excitacao). Ao atingir o limiar desses canais de sodio da fibra eles se abrem, gerando um potencial de ação. Resuminho: - acetilcolina é liberada, ela se associa ao receptor nicotínico, entra sódio e sai um pouquinho de potássio, despolariza, gera um potencial de placa motora, se esse potencial de placa motora alcançar o limiar de excitação dos canais de sódio VD da placa motora gera o potencial de ação. AULA 2 Quanto mais especifica for uma droga, menor a quantidade de efeitos colaterais Permeabilidade - necessidade de canais proteicos para os íons poderem atravessar a membrana (carga). Íons que normalmente atravessam a membrana: sódio, potássio e cloreto. Tipos de canais iônicos: - canais quietos: responsáveis pela instalação e manutenção do potencial de repouso da membrana - canais regulados por A) voltagem (voltagem dependentes) B) transmissores químicos (ligando dependentes) C) pressão ou estiramento (mecano dependentes) 1. Canais VD A abertura e o fechamento estão associados a movimentos da região com carga do canal. As variações de voltagem da membrana... 2. Canais MDA energia associada ao estiramento da mo é transferida para o canal pelo citoesqueleto. Fuso muscular detecta alterações na contração e no grau de contracao muscular. Com a contracao a permeabilidade diminui e diminui a freqüência dos potenciais de ação, quando relaxa ele estende mais a membrana e aumenta a frequencia de potenciais de acao por aumentar a permeabilidade. Poro fechado enquanto há contracao 3. Canais LD ou QD Vai responder uma substancia especifica Ex: receptor-canal de acetilcolina da placa motora (2 moleculas de acetilcolina permite entrada de Na e saida de K) A energia liberada pelo transmissor, ao se ligar ao sitio receptor do canal, produz a abertura do canal. Substancias parecidas com a original podem abrir (agonistas) ou bloquear (antagonistas) esses canais. Ex: passagem da glicose (insulina) 4. Dependentes de fosforilação - A fosforilação, ou de fosforilação, de proteínas regula a abertura e o fechamento de alguns canais. A energia para a abertura do canal deriva da transferência do fosfato de alta energia. Sinapses elétricas - Caracterizadas pelos canais abertos (junções abertas) preenchido de liquido que conduz a eletricidade de uma célula para a próxima - Pode transmitir sinais em qualquer direção - Sempre tem as mesmas respostas, não controlada pela quantidade de neurotransmissores. A química é mais lenta, modulada e permite um processo de aprendizagem. Retardo sináptico - virtualmente ausente Ex: não ha no sistema nervoso central, no coração tem. Área somatossensorial Potencial de ação - é a base para a comunicação neural - é uma rápida variação do potencial de membrana seguida pelo retorno ao potencial de repouso de membrana - é propagado com a mesma amplitude e duração ao longo se todo o comprimento de uma fibra nervosa para ser fiel na resposta. Desenho. CANAIS DE Na Sítio 1 Ligam-se ao sitio 1 e bloqueiam o poro: tetrodotoxina (10 mil vezes mais potente que a morfina), produzida por dinoflagelados dependendo da época do ano a produção é maior ou menor, os animais que comem dinoflagelados tem resistência a esse alcalóide e tornam-se tóxicos, armazenam esse composto mais em algumas partes do corpo. saxitoxina (mariscos), mi-conotoxina. - Bloqueio do poro, sensibilidade diminui ate zerar pela falta de potencial de acao. - Coração pode gerar seu proprio potencial de acao, nao paralisa. Sítio 2 - batracotoxina - Nao ha necessidade de estimulo para os canais se abrirem, impede a alteração das comportas, constantemente aberto, frequência alta = tetanizacao ou tetania é a contração muscular continuada. É perfeita ou imperfeita. Perfeita é a manutenção do processo de contração sem relaxamento. Imperfeita ha pequenos momentos de relaxamento Veratridina Desenho 2 Sitio 3 - retardo da inativação: despolarização é mantida - toxinas alfa-escorpionicas Escorpião bloqueia canal de K e retarda inativação de canais de Na, os dois geram paralisia por contração. Altera também o SNA, simpático e parassimpatico (bagunca, obto por parada cardiorrespiratoria) Toxinas anemonas marinhas também, mas não nos afetam. - Extratos de varias plantas compoe uma substancia chamada curare, é antagonista da acetilcolina na placa motora (é lipossoluvel, nao é absorvida por via oral). Só motora, continua sentindo. - Organo fosforato (pesticida) inibe a AChase, acumulo -> tetania. - Toxina botulínica: toxina mais ativa produzida por um organismo, impede liberacao de acetilcolina, paralisia por relaxamento muscular. Veneno da coral tambem impede, provoca diminuicao da contracao muscular, paciente faz pitose palpebral, nao abre, nao levanta. Cascavel tem efeito hemorragico e neurotoxico, coral so tem neurotoxico, jararaca tem só hemorragico. AULA 3 Diferença fundamental: origem do cálcio - Musculo Liso: cálcio vem do meio extracelular - Musculo estriado esquelético: cálcio vem do reticulo sarcoplasmático - Músculo e. cardíaco: cálcio vem do meio extracelular + reticulo sarcoplasmático cada célula músculo esquelética é inervada por um neurônio motor = contração independente a despolarização do sarcolema passa pelos túbulos T (invaginações), atingindo o RS, provocando a saída de cálcio. Existe mais cálcio no RS do que no meio extracelular (fica livre no citosol quando sai, não tende a voltar para a célula). O calcio associa-se com a troponina C e expõe o sítio de ligação da actina. Sarcômero: filamentos de miosima (centrais – 1500) + actina (laterais - 3000). - Região da miofibrila que fica entre duas linhas Z (α-actina) - Não necessariamente há o encurtamento de todo o sarcômero, esse encurtamento pode ser parcial, por isso temos força de contração variável titina: proteínas laterais que delimitam o sarcomero, vai da linha Z até a M, extremamente elástica que mantém a relação latero-lateral entre o filamentos de actina e miosina, maiores proteinas do nosso corpo. Há também outras proteínas. RS: tem bombas de cálcio para recaptar o cálcio que sai durante a contração para relaxar o músculo. Utiliza ATP. - são túbulos longitudinais longos, paralelos às miofibrilas. - Calsequestrina: proteína que fixa uma quantidade de cálcio 40x superior ao que o reticulo poderia guardar normalmente sem essa proteína. miosina: cabeça que desliza a actina em direção ao centro do sarcômero. cauda: dupla hélice de cadeia pesada filamento de actina: - composição: actina + troponina + tropomiosina - o arcabouço é formado por um duplo filamento de actina F. Cálcio se associa à troponina C, - mudando a conformação e expondo o sítio ativo da actina - cada filamento de dupla hélice de actina F é formado por moléculas de actina G polimerizadas - as bases dos filamentos de actina se inserem fortemente nos discos Z. - tropomiosina: em repouso colocam-se sobre a parte superior dos locais ativos dos filamentos de actina - troponina: T (afinidade actina) I (afinidade tropomiosina) e C (afinidade cálcio). Ciclo da contração: cada músculo tem um ciclo diferente (liso, estiado e cardiaco) Actina dissociada da miosina: quando ATP dissocia-se - ADP: actina tem afinidade pela miosina - actina que desliza - produtos da hidrólise do ATP continuam ligados na cabeça da miosina - produtos da hidrolise do ATP dissociam: ligação se mantém até um novo ATP associar-se na cabeça da miosina Para a contração: ATP + CÁLCIO (ATPase faz a hidrólise do ATP) EFEITOS DO COMPRIMENTO DO MUSCULO SOBRE A FORÇA DE CONTRAÇÃO NO MUSCULO INTACTO Ler o gráfico de D para A (D →A). - a força muscular é máxima quando todas as possíveis associações entre actina e miosina estiverem acontecendo ao mesmo tempo. - tempo de reciclagem é muito rápido, há associações e dissociações ocorrendo a todo momento, se alternando. - em C todas as possíveis ligações estão acontecendo. - BC: tensão não altera: não há ligação no centro porque tem citoesqueleto, então não aumenta o grau de tensão, não aumenta o grau de associações e há pequena redução no comprimento . - em A os filamentos de actina começam a se sobrepor, e parte dele não consegue mais se associar aos filamentos de miosina, então tenho uma redução no numero de associações, então reduzo a força muscular mesmo com o encurtamento do sarcômero; - tensão é proporcional ao número de associações de actina + miosina. Vias metabólicas do músculo: 3 importantes - fosforilação direta: é a via da fosfatocreatina, produz quantidade de ATP fica 10 segundos no músculo, força de explosão do músculo para começar a contrair, energia usada para o começo da contração. Pra manter preciso de outras vias que dependem do tempo que eu quero que o músculo fique contraído. - glicolise anaeróbica: usar o glicogênio que está armazenado do músculo (s/ glicose-6-fosfatase) - fosforilação oxidativa: vai dizer se esse músculo tem ou não capacidade de ficar contraído por mais tempo. FIBRAS MUSCULARES LENTAS X FIBRAS MUSCULARES RÁPIDAS - cadapessoa nasce com uma quantidade proporcional de cada uma delas RÁPIDAS (brancas) - fibras maiores - contração forte por pouco tempo - RS muito desenvolvido - muitas enzimas glicolíticas (rápida liberação de enrgia pelo processo glicolítico) - poucas mitocôndrias porque é mais rápida - suprimento sanguíneo menos extenso (metabolismo oxidativo de importância secundária) -> usa pouco! LENTAS (vermelhas) - fibras menores - contraem mais fracamente - suprimento sanguíneo mais extenso - RS menos desenvolvido - mais mitocôndrias - maior quantidade de mioglobina (armazena oxigênio até ser necessário, cor vermelha!!) *destruição de tecido muscular: cor escura na urina = RABDOMIÓLISE. *MARATONISTA: mais fibras lentas *CORREDOR DE 100m RASOS: mais fibras rápidas FALTA DE ATP: não dissocia e não põe cálcio para dentro do RS de novo e pra desfazer associação da actina e da miosina. - amaciante de carne: age quebrando os locais de associação da miosina com a actina. Somação da Força: aumento da força de 2 formas - aumento do grau de contração da fibra muscular - divisão da força entre várias fibras musculares: aumento do número de fibras envolvidas no processo de contração. HIERARQUIA DE SISTEMAS MOTORES Receptores sensoriais musculares = fusos musculares. Dispostos longitudinalmente ao longo do musculo, distribuem-se por todo o músculo e tem 2 funções: - identificar o grau de contração muscular - qual a velocidade com que a contração muscular ocorre Ligados a esses receptores há fibras nervosas (neurônios) que vão aumentar ou diminuir a geração de potenciais de ação. - Quando temos um músculo relaxado: mecanorreceptores unidos a membrana pelo citoesqueleto-> aumentam a produção de potenciais de ação. - Quando temos um músculo contraído: mecanorreceptores -> diminuem a produção de potenciais de ação. - percebe-se então quando o músculo está contraindo pela diminuição dos potenciais de ação pelo SNC, e relaxando assim que a freqüência de geração dos potenciais de ação vão aumentando. Orgãos tendinosos de Golgi - também são proprioceptores - localizados nos tendões musculares - vão perceber qual o grau de tensão muscular - função: fazer com que esse grau de contração das fibras musculares seja distribuído pelas fibras musculares recrutadas para aquele momento. - informam sobre a tensão dos tendões e a velocidade de variação da tensão - é um mecanismo de proteção: evita lesões e equaliza as forças contráteis das fibras musculares *levantamento de peso: órgão tendinoso envia a informação de alto grau de tensão muscular para o SNC, que envia de volta um comando para relaxamento de todas essas fibras musculares. MUSCULO LISO Tem 2 possibilidades: - células independentes -> MULTIUNITÁRIO cada uma tem uma terminação nervosa. EX: irís, espinoeretor. - células se contraem como se fossem uma só -> UNITÁRIO aumento da quantidade de junções abertas, a força gerada em uma só fibra pode ser transmitida para as demais, inervação difusa. EX: intestino, estômago - Músculo liso fásico: músculos que se contraem de forma rítmica ou intermitente. Contraem-se em resposta a um potencial de ação. - Músculo liso tônico: músculo sempre contraído, mantém um tônus muscular, não significa que fica na contração máxima. EX: bexiga. Mecanismo de contração do Músculo Liso - 97% das fibras lisas têm RS rudimentar, o cálcio tem que vir do meio extracelular. - quase não tem canais de Na VD. Existem, mas provocam pequenas ondas, pequenas despolarizações sem produzir um potencial de ação. Sódio entra, bomba tira do meio intracelular... Se entrar um pouco mais de sódio provoca abertura de canais de Cálcio voltagem dependentes, mas esse potencial de ação não é pelo influxo de sódio! É pela entrada do cálcio, e pela saída do potássio que volta ao normal. - relativa independência ao sódio na fibra lisa. - quando se faz uma distensão no músculo liso, como o esôfago, aumenta a permeabilidade da membrana e entra mais cálcio, fazendo as células musculares lisas se contraírem mais fortemente, gerando um peristaltismo secundário, para o alimento ser empurrado mais fortemente em direção ao estômago (dificuldade ao engolir). Acontece também no duodeno. - cálcio vai se associar à calmodulina, formando um complexo CALCIO-CALMODULINA, que vai ativar a miosina knase (aumenta sua concentração). Isso permite a hidrolise do ATP para que haja fosforilação da miosina, começando o ciclo de contração como se fosse no m. esquelético, e continua enquanto a miosina estiver fosforilada, no momento que o cálcio for encontrado em baixa concentração, acontece a desfosforilação, acabando a contração do músculo liso. - a miosina knase hidroliza o ATP e parte da hidrólise se associa à miosina. O resto é igual do m. esquelético, na cabeça da miosina hidrolisa um ATP, há afinidade da miosina pela actina... - o resto do ciclo é igual do m. esquelético com UMA DIFERENÇA: tem uma fosforilação a mais, e essa fosforilação a mais sendo mantida é o que vai permitir que esse ciclo se mantenha. Isso vai acontecer enquanto a miosina knase, que é uma enzima do músculo liso, estiver presente em maior concentração do que a miosina fosfatase. - miosina fosfatase vai fazer o rompimento da ligação, defosforila, qnd em maior quantidade que a miosina knase o ciclo é interrompido acontece qnd o cálcio, em grande quantidade no meio intracelular for retirado da fibra lisa por meio de bombas de cálcio Comparação do Músculo Liso com o Esquelético - ciclagem mais lenta das pontes cruzadas de miosina, com economia de energia. - gasta menos energia pra manter a contração - tempo de contração 30x maior que a do m. esquelético! - força da contração é maior do que a força do m. esquelético porque, por ser mais lento o tempo de ciclagem, é bem mais provável encontrar mais associações entre a actina e a miosina do que no m. esquelético (10 a 300 vezes maior). - m. liso existe em locais em que eu preciso manter o tônus muscular por muito tempo, gastaria muita energia. Estresse-relaxamento do músculo liso - é a capacidade do músculo de voltar quase a sua força de contração original pouco tempo depois de ter sido alongado ou encurtado. EX: bexiga -> fica com pouco liquido após esvaziamento. Poderia colabar mas não colaba, mantém um tônus mesmo pouquíssimo tempo após ter sido distendida.