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INTRODUÇÃO 1. Pra que um sistema nervoso? O sistema nervoso tem função de integrar, organizar e coordenar os diversos tecidos e sistemas de um ser multicelular e também realizar a interação com o meio ambiente: Estímulos sensoriais � Percepções (decisões) � Comportamento Aferências sensoriais � Centros integradores � Eferências motoras Exemplo: Reflexo de retirada – A informação é levada pelo neurônio sensorial para a medula onde há contato com o neurônio motor e gera o reflexo. Aferências Sensoriais (percepção - dor) � Centros Integradores (cognição - decisão) � Eferências Motoras (comportamento = retirada) Exemplo: Atividades mais complexas (rebater uma bola de tênis) - O sistema visual processa a informação sobre a trajetória e a aproximação da bola. A informação proprioceptiva sobre a posição dos braços, pernas e tronco no espaço são importantes para um posicionamento apropriado. Essas informações sensoriais atingem áreas de associação, onde são combinadas e elucidam a memória, recrutam a amígdala, hipotálamo e o sistema nervoso autônomo para os ajustes na frequência cardíaca, respiração e outros mecanismos homeostáticos. O córtex pré-motor planeja o movimento e repassa a informação para o córtex motor primário para a sua execução. Os sinais são enviados à medula e vão ativar ou inibir os músculos responsáveis pelos movimentos. Os núcleos da base e cerebelo participam da iniciação e controle fino do movimento. 2. Divisão do sistema nervoso Sistema nervoso central Sistema nervoso periférico Unidades morfo-funcionais ● Neurônio (sinalização); ● Neuróglia ou Glia (células de sustentação) ▪ Astrócitos (suporte – nutrientes, remoção de metabólitos); ▪ Oligodendrócitos (mielina SN central); ▪ Schuwan (mielina SN periférico); ▪ Microglia (defesa). A síntese de proteínas ocorre no corpo celular do neurônio e é enviada para todo o neurônio pelo transporte axoplasmático: ● Anterógrado (Em direção ao terminal); ● Retrógrado (Volta pra ser reaproveitado). BIOELETROGÊNESE Como uma célula pode perceber e transmitir um estímulo? Exemplo: Reflexo miotático - Quando se bate com um martelo na patela (estímulo ) há o estiramento do músculo. Esse estiramento é sentido pelo fuso muscular pelo terminal do neurônio sensorial e a informação segue pela fibra do neurônio sensorial até a medula onde vai fazer a sinapse com o neurônio motor. A ativação do neurônio motor faz com que a informação siga de volta ao músculo provocando a contração dele. ✔ O neurônio sensorial (receptor) transforma um estímulo físico (estiramento) em atividade elétrica (potencial elétrico/potencial bioelétrico) provocando o potencial receptor do neurônio. O estiramento da fibra vai causar a abertura mecânica de canais causando despolarização (sai de -60 e vai subindo em direção ao lado positivo) da membrana. Caso o potencial receptor seja forte o suficiente para ultrapassar o limiar de disparo, ele vai provocar o disparo do potencial de ação. O potencial de ação provoca a liberação do neurotransmissor que provoca um potencial sináptico que induz um potencial de ação no neurônio motor. O potencial de ação provocado no neurônio motor vai liberar neurotransmissores provocando potencial de ação na fibra muscular. OBSERVAÇÕES: 1. O potencial de repouso é quando as concentrações basais estão estabelecidas: meio intracelular muito negativo e meio extracelular mais positivo. (em torno de -60 mV) 2. Cada receptor tem energia de ativação específica ou responde a um certo tipo de estímulo, ou seja, temos receptores especializados para cada tipo de energia. 3. Quanto maior o estímulo/ força, maior o número de canais abertos, maior o potencial receptor já que ele é proporcional ao estímulo então maior será a despolarização da membrana. 4. O aumento do potencial receptor leva ao aumento da frequência de disparos dos potenciais de ação. Os potenciais de ação têm a característica de ter sempre a mesma amplitude, o que varia é a frequência. Quanto maior a amplitude do estímulo, maior a amplitude do potencial receptor e maior frequência do potencial de ação. 5. Chega um ponto que não adianta mais aumentar o estímulo porque já foram abertos todos os canais possíveis então não tem como aumentar o potencial receptor = saturação. Propriedades elétricas dos neurônios ✔ O potencial de ação é autopropagável: Se propaga por toda a fibra sempre com a mesma amplitude porque ele vai abrindo os canais de Na+ dependentes de voltagem. Com a grande entrada de sódio e consequente despolarização da membrana, há a abertura de novos canais de sódio dependentes de voltagem e assim o potencial se propaga. ✔ O potencial de ação é sempre direcional: o período refratário bloqueia os canais, impedindo que o potencial de ação faça o sentido contrário. Portanto, o P.A. sempre vai em direção em terminal. Como uma célula pode perceber e transmitir um estímulo? A membrana celular tem permeabilidade seletiva e com isso faz uma separação de cargas gerando uma diferença de potencial. Dessa forma, o meio intracelular é negativo e o meio extracelular é mais positivo. Os íons e particular que precisam atravessar a membrana passam por proteínas integrais que de membrana chamadas de canais através de duas forças: o gradiente químico de concentração e a difusão de campo elétrico. Estes canais podem ser: ● Canais livres (sempre abertos, mas podem ser seletivos); ● Canais passivos; ● Canais ativos/dependentes (estava fechado e uma força provoca sua abertura) ▪ Dependentes de ligantes (partículas se ligam permitindo a passagem de íons); ▪ Dependentes de fosforilação(responde por hiperpolarização da membrana – é uma exceção); ▪ Dependentes de voltagem (canal fechado com a membrana em repouso, quando muda a polarização da membrana ele abre); ▪ Dependentes de estiramento ou pressão (fechado e por uma pressão abre). ● Canais ionotrópicos/mecanoceptor (Permite passagem de Na+ e K+). OBSERVAÇÃO: O Na+ está mais concentrado do lado de fora da célula e o K+ do lado de dentro. Dessa forma, existem duas forças puxando o Na+ para dentro da célula: gradiente de concentração já que ele está menos concentrado no meio intracelular então tende a fluir para dentro; e o gradiente eletroquímico já que o interior mais negativo atrai as cargas positivas do Na+. De forma semelhante, o K+ tende a sair da célula apenas por gradiente de concentração, já que se encontra em menos quantidade no meio extracelular e o gradiente eletroquímico não influi já que o meio extracelular positivo não atrai outras cargas positivas de K+. Como funciona o potencial de ação? O potencial de ação ocorre principalmente nas regiões chamadas zonas de gatilho que são zonas mais propensas a se ultrapassar o limiar de disparo e pode ser divido em fases: a) Fase de repouso: bomba de Na+/K+ ativa para manter a diferença de concentração dentro e fora da célula. Acontece um estímulo que ativa os canais dependentes de pressão e provocam uma pequena despolarização na célula (potencial receptor). Isso leva a abertura de canais de Na+ e de K+ dependentes de voltagem. b) Fase de despolarização: abertura rápida dos canais de Na+ dependentes de voltagem. Entrada de muita carga positiva e fechamento dos canais. c) Fase da repolarização: Os canais de K+ dependentes de voltagem se abrem depois do fechamento dos canais de Na+. Saía de carga positiva tendendo o meio intracelular a ficar negativo. d) Bomba de Na+/K+ ATPase: quebra ATP para manutenção das diferenças de concentração de Na+ e K+ através da membrana. OBSERVAÇÃO: Inativação dos canais Na+ dependentes de voltagem– Com uma pequena despolarização da membrana, os canais de Na+ se abrem, porém ele se fecha rapidamente porque uma partícula inativadora se liga a ele e provoca esse fechamento. Períodos refratários É o intervalo de tempo no qual o potencial de ação posterior a outro tem que esperar para acontecer porque os canais vão estar bloqueados. Esses períodos são divididos em: ● Período refratário absoluto: período em que todos os canais estão bloqueados por partículas inativadoras impedindo um segundo potencial de ação. ● Período refratário relativo: alguns canais estão desbloqueados permitindo que um estímulo mais forte produza um potencial de ação. Fatores que influenciam na velocidade do potencial de ação ● Diâmetro do axônio – facilidade de passagem das cargas ● Mielinização da fibra – a fibra mielinizada induz o impulso saltatório, fazendo com o P.A. passe de um nó para o outro (Nó de Hanvier) já que essa região possui maior quantidade de canais de Na+ abertos. OBSERVAÇÃO: a mielina do SNC é produzida pelos oligodendrócitos e a mielina do SNP é produzida pela células de Schwan. ❖ ANESTÉSICOS LOCAIS: atuam bloqueando os canais de Na+ dependentes de voltagem e, portanto, impedindo a propagação do estímulo doloroso levado pelo potencial de ação. Assim, não há sinalização Ex.: lidocaína. ❖ Na desmielinização (doenças como esclerose múltipla e síndrome de Guillain-Barré) ocorre um atraso ou até mesmo a interrupção da propagação do PA. SINAPSES O que é sinapse? É uma zona especializada de contato entre o neurônio e o que o segue (pode ser outro neurônio, uma fibra muscular ou uma glândula.). É a base funcional do sistema nervoso para a transmissão e processamento da informação. O neurônio libera um neurotransmissor que atravessa a fenda sináptica e se liga ao neurônio seguinte. Esse contato pode ser tanto de natureza excitatória quanto inibitória. Dessa forma, o neurônio soma todas as sinapses excitatórias que ele recebe e diminui das inibitórias (álgebra sináptica) o que pode ou não ultrapassar o limiar de disparo e desencadear o potencial de ação. Tipos de sinapses Diferenciação entre os tipos de sinapses ● SINAPSES ELÉTRICAS: São importantes para sincronização da atividade das células. Possuem alta velocidade de transmissão e podem ser bidirecionais (passam em um sentido e também podem passar no sentido contrário). Ocorrem pela conexão dos canais iônicos dos citoplasmas das células pré e pós sinápticas e os íons passam de uma para a outra por junções comunicantes, ou seja, quando dispara o potencial de ação na fibra pré-sináptica, imediatamente ocorre o potencial de ação na fibra pós-sináptica. ● SINAPSES QUÍMICAS: São importantes para a integração do sinal que está chegando, são mais lentas (retardo sináptico) e unidirecionais. As células são separadas por uma fenda sináptica e os neurotransmissores a atravessam por meio de vesículas até chegar a membrana da célula seguinte. A sinapse química Para a passagem de um transmissor de um neurônio para o outro na sinapse química, o potencial de ação vai despolarizar a membrana provocando a abertura dos canais de Ca+ dependentes de voltagem. A entrada do Ca+ provoca a fusão de vesículas contendo transmissores com a membrana e liberação do transmissor. O transmissor vai atravessar toda a fenda sináptica e vai se ligar aos canais receptores na fenda pós-sináptica e provocar a abertura de canais de Na+ que provocará a despolarização da membrana a partir da passagem de íons. As vesículas e os transmissores que permanecem na fenda são reciclados (metabolizados) por meio de enzimas que quebram essas moléculas. ❖ Essas sinapses também servem se sítio de AÇÃO PARA DIVERSAS DROGAS. Ex.: o curare vai estar inibindo o receptor da acetilcolina. Neuromediadores ● NEUROTRANSMISSORES: São moléculas pequenas formadas a partir de derivados de carboidratos do metabolismo intermediário. ● NEUROMODULADORES: São moléculas grandes – peptídeos derivados de proteínas formadas no corpo celular,lipídeos (endocabinóides e anandamida) e gases (NO e CO). Neurotransmissores ● EXCITATÓRIOS (DESPOLARIZANTES) ▪ GLUTAMATO: A sua ativação aumenta a sensibilidade ao estímulo de outros neurotransmissores. ● INIBITÓRIOS (HIPERPOLARIZANTES) ▪ GABA e GLICINA: Está envolvido com os processos de ansiedade. Seu efeito ansiolítico seria fruto de alterações provocadas em diversas estruturas do Sistema Límbico. A inibição ou o bloqueio resulta em estimulação intensa, gerando convulsões. ✔ Quando um determinado neurotransmissor passa por difusão através da sinapse, ele é ligado a uma proteína receptora presente na membrana pós-sináptica e desta combinação resulta a abertura de canais iônicos. Quando se abrem canais de Na+, este penetra na porção pós-sináptica e determina uma despolarizacão. Esta despolarização caracteriza o potencial Pós-Sináptico Excitatório (PPSE), que é um potencial local. A despolarização aproxima o potencial da membrana do seu limiar que poderá acompanhar o Potencial de Ação (PA). Pode ocorre também que o neurotransmissor aumente a permeabilidade do K+. Este sairá do interior da célula e fará com que este se torne mais negativo determinando uma hiperpolarização da membrana. A hiperpolarização caracteriza um Potencial Pós-Sináptico Inibitório (PPSI) que, como o excitatório, também é potencial local. A hiperpolarização afasta a membrana de seu limiar diminuindo portanto a excitabilidade. OBSERVAÇÃO: O PPSI atua da seguinte maneira: o potencial de ação chega ao terminal provocando a abertura dos canais de Ca+ dependentes de voltagem que gera a fusão de vesículas e liberação do neurotransmissor. O neurotransmissor atravessa a fenda sináptica e se liga ao canal receptor abrindo os canais de Cl-. Com a entrada de carga negativa há a hiperpolarização da membrana. ● PPSE: Excitatórias, assimétricas, vesículas redondas (Na+); ● PPSI: Inibitórias, simétricas, vesículas achatadas (Cl-). Álgebra sináptica Uma célula que recebe tanto PPSE quando PPSI diminui um do outro e a resultante pode ou não ultrapassar o limiar de disparo. ● SOMAÇÃO TEMPORAL: soma de PPSE que podem levar a ultrapassar o limiar de disparo ● SOMAÇÃO ESPACIAL: soma de PPSE de sinapses próximas no mesmo momento. OBSERVAÇÃO: o potencial sináptico se propaga passivelmente e decai com a distância. ❖ LOCAIS POSSÍVEIS PARA ATUAÇÃO DE DROGAS: síntese do neurotransmissor (aumentando ou inibindo) ou interferindo no processo de grupamento das vesículas (bloqueio do receptor e inibição da reabsorção do neurotransmissor). Mais tipos de sinapses químicas ● SINAPSE DIRETA: Quando o neurotransmissor se liga ao canal receptor e isso provoca a abertura e libera a passagem dos íons (Canal: ionotrópico); ● SINAPSE INDIRETA: Presença de um segundo mensageiro que proporciona maior quantidade de canais abertos (Canal metabotrópico); ● SINAPSE MODULATÓRIA: Canais metabotrópicos fazem com que a transmissão aconteça mais lenta, porém mais duradoura.