SDE0097 – Fisiologia Humana

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1 SDE0097 – Fisiologia Humana
Aula 2: Neurotransmissão: potencial de ação neural; sinais elétricos; transmissão sináptica e junção neuromuscular.

2 Potencial de ação Fisiologia Humana
O neurônio conduz a informação a longa distância usando sinais elétricos que percorrem o axônio em alta velocidade. O impulso nervoso é conhecido por potencial de ação. O potencial de ação é um fenômeno de natureza eletroquímica e ocorre devido a modificações na permeabilidade da membrana do neurônio. Essas modificações de permeabilidade permitem a passagem de íons de um lado para o outro da membrana. Como os íons são partículas carregadas eletricamente, ocorrem também modificações no campo elétrico gerado por essas cargas. AULA 2: Neurotransmissão

3 Potencial de ação Fisiologia Humana
A membrana do neurônio apresenta a propriedade de excitabilidade – permite ao neurônio produzir, conduzir e transmitir potenciais de ação. Os sinais elétricos que a célula neuronal utiliza são os íons – partículas com cargas elétricas. Ao atravessar a membrana, um íon gera corrente elétrica. Os canais iônicos possuem um papel importante na geração do potencial de ação. AULA 2: Neurotransmissão

4 Os canais podem estar sempre abertos ou podem ser controlados.
Fisiologia Humana Canais iônicos Os canais podem estar sempre abertos ou podem ser controlados. + - Canal controlado por voltagem AULA 2: Neurotransmissão

5 Meio ambiente externo e interno
Fisiologia Humana Meio ambiente externo e interno As células possuem concentrações diferentes de íons e outros elementos no meio intracelular em relação ao meio extracelular. Com relação aos íons sódio e potássio e algumas proteínas podemos ilustrar da seguinte forma. Onde: A- representa a quantidade de proteínas com cargas negativas. AULA 2: Neurotransmissão

6 Estados do neurônio Fisiologia Humana
Repouso: os canais responsáveis pelo potencial de ação estão fechados, mas podem ser abertos a qualquer momento. Ação: estado ativo onde os canais estão abertos. Refratário: os canais não podem ser ativados ou abertos. Para saber mais: AULA 2: Neurotransmissão

7 Potencial de repouso Fisiologia Humana
Diz que é o estado em que o neurônio está em “silêncio” – O neurônio se apresenta polarizado, isto é, há formação de polos ao longo da superfície de sua membrana. Isso ocorre por causa da distribuição irregular dos íons Na+ e K+ e das proteínas negativas e do trabalho da bomba de Na+/K+. AULA 2: Neurotransmissão

8 Potencial de repouso Fisiologia Humana
O potencial de repouso é gerado e mantido: Fluxo passivo de íons Na+ (influxo) e K+ (efluxo) através de canais de vazamento ou de repouso (nunca se fecham). Atividade da bomba de Na+/K+. AULA 2: Neurotransmissão

9 Potencial de ação Fisiologia Humana
O potencial de ação é uma rápida variação do valor do potencial de repouso. O valor do potencial de repouso varia de neurônio para neurônio – 70mV. Após um estímulo qualquer alcança valores positivos – a voltagem de negativa passa para positiva. Um estímulo para produzir um potencial de ação deve ser do tipo limiar, isto é, tem que ser suficiente para abrir os canais de Na+ que são controlados por voltagem. Quando isso ocorre, o sódio entra através dos canais e provoca um mudança de voltagem. Os estímulos sublimiares estão abaixo e por isso não consegue desencadear um potencial de ação. AULA 2: Neurotransmissão

10 Potencial de ação Fisiologia Humana
O potencial de ação é desencadeado por canais diferentes dos canais de repouso. São canais controlados por voltagem. Quando a voltagem da membrana se altera, pode abrir ou fechar o canal que pode ser de Na+ ou de K+, conforme a fase. Os estímulos limiares abrem poucos canais de Na+ o que faz com que a voltagem da membrana se altere localmente e mais canais de Na+, naquela região irão se abrir. AULA 2: Neurotransmissão

11 Potencial de ação Fisiologia Humana
O potencial de ação é unidirecional. Sua resposta não decai (autorregenerativo) – propagação. Lei do “tudo ou nada”. Sensível ao TTX – tetrodo toxina – Bloqueio dos canais de sódio controlados por voltagem. AULA 2: Neurotransmissão

12 Fases do Potencial de ação
Fisiologia Humana Fases do Potencial de ação O potencial de ação possui três fases: Repouso – potencial de repouso. A célula está polarizada – voltagem negativa em relação ao meio extracelular. Despolarização (fase ascendente) – alteração da voltagem para um valor positivo pelo influxo de Na+ através dos canais de Na+ controlados por voltagem. Repolarização (fase descendente) – os canais de Na+ se fecham e os canais de K+ controlados por voltagem se abrem. Há um efluxo de K+. Hiperpolarização – nem todos os neurônios apresentam essa fase, que é muito rápida. Ocorre para o fechamento dos canais de K+ que ainda estão abertos. A voltagem fica mais negativa que o valor de repouso. AULA 2: Neurotransmissão

13 Overshoot – quando a voltagem passa de negativa para positiva.
Fisiologia Humana Fases do Potencial de ação Overshoot – quando a voltagem passa de negativa para positiva. AULA 2: Neurotransmissão

14 Fases do Potencial de ação
Fisiologia Humana Fases do Potencial de ação Lei do “tudo ou nada” – estímulos sublimiares não provocam potencial de ação. AULA 2: Neurotransmissão

15 Fases do Potencial de ação – TTX
Fisiologia Humana Fases do Potencial de ação – TTX Bloqueio da despolarização – não há potencial de ação. AULA 2: Neurotransmissão

16 Potencial de ação – períodos refratários
Fisiologia Humana Potencial de ação – períodos refratários Absoluto – a célula não consegue produzir outro potencial de ação – não consegue despolarizar. Os canais de Na+ controlados por voltagem estão inativados. Potenciais de ação não se somam. Assegura que seja unidirecional. Relativo – a célula pode produzir outro potencial de ação ou despolarizar se o estímulo for maior que o limiar – estímulo supralimiar. AULA 2: Neurotransmissão

17 Propagação do Potencial de ação – velocidade
Fisiologia Humana Propagação do Potencial de ação – velocidade A velocidade da propagação do potencial de ação ao longo do axônio depende: Diâmetro da fibra – quanto maior o diâmetro, maior a velocidade. Presença de bainha de mielina – efeito isolante. AULA 2: Neurotransmissão

18 Potencial de ação – tipos de propagação
Fisiologia Humana Potencial de ação – tipos de propagação Ponto a ponto – fibras sem bainha de mielina. Velocidade “lenta”. Saltatória – fibras com bainha de mielina. Velocidade alta. AULA 2: Neurotransmissão

19 Propagação ponto a ponto
Fisiologia Humana Propagação ponto a ponto AULA 2: Neurotransmissão

20 Propagação saltatória
Fisiologia Humana Propagação saltatória AULA 2: Neurotransmissão

21 durante a despolarização.
Fisiologia Humana Anestésicos locais – Potencial de ação Os anestésicos locais interagem com os canais de sódio impedindo que se abram durante a despolarização. AULA 2: Neurotransmissão

22 Sinapses Fisiologia Humana São comunicações entre células
excitáveis eletricamente – neurônios, músculos e glândulas. No sistema nervoso, é a principal forma de processamento de informações. Tipos: Elétricas e químicas. AULA 2: Neurotransmissão

23 Sinapse elétrica Fisiologia Humana Características:
O sinal é bidirecional Comunicação através das junções GAP ou comunicantes – permite a passagem do sinal elétrico de uma célula para outra. Junções GAP – conexons – poros entre as membranas permitindo a comunicação direta entre os citoplasmas dessas células. AULA 2: Neurotransmissão

24 Sinapses elétricas – importância
Fisiologia Humana Sinapses elétricas – importância Sincronização de uma população de células – miocárdio. Recrutamento de neuroblastos durante o desenvolvimento do sistema nervoso. Comunicação glial Comunicação celular entre organismos simples – invertebrados. AULA 2: Neurotransmissão

25 Sinapses químicas Fisiologia Humana
Contato por contiguidade porém, não por continuidade. Espaço entre as membranas denominado de fenda sináptica. Produção de um mensageiro químico – neurotransmissor. Receptor de membrana para o Transmissão unidirecional. AULA 2: Neurotransmissão

26 Componentes da sinapse química
Fisiologia Humana Componentes da sinapse química 1 2 3 Elemento pré-sináptico – Possui o neurotransmissor armazenado em vesículas sinápticas. Fenda sináptica – local entre as células onde o neurotransmissor será liberado. Elemento pós-sináptico – possui o receptor específico para o neurotransmissor. AULA 2: Neurotransmissão

27 Tipos morfológicos de sinapses
Fisiologia Humana Tipos morfológicos de sinapses Axodendrítica – axônio com dendrito. Axosomática – axônio com soma. Axoaxônica – axônio com axônio. Dendrodendrítica – entre dendritos.

28 Sinapses assimétricas e simétricas
Fisiologia Humana Sinapses assimétricas e simétricas AULA 2: Neurotransmissão

29 Transmissão sináptica
Fisiologia Humana Transmissão sináptica Etapas da transmissão sináptica: Síntese, transporte a armazenamento do neurotransmissor; Deflagração e controle da liberação do neurotransmissor; Difusão e reconhecimento do receptor do neurotransmissor; Deflagração do potencial de ação na célula pós-sináptica; Desativação do neurotransmissor. AULA 2: Neurotransmissão

30 Neurotransmissores Fisiologia Humana Substância que exerce sua ação
na membrana pós-sináptica produzindo nela um potencial pós-sináptico excitatório ou inibitório. Os neurotransmissores são de três tipos: aminoácidos, aminas e purinas. AULA 2: Neurotransmissão

31 Potencial de ação comanda a liberação do neurotransmissor
Fisiologia Humana Potencial de ação comanda a liberação do neurotransmissor O potencial de ação, após se propagar pelo axônio, alcança o terminal pré-sináptico. A despolarização da membrana do terminal pré-sináptico abre o canal de cálcio (Ca2+) controlado por voltagem. Há influxo de Ca2+ que ativa as proteínas responsáveis pela exocitose do neurotransmissor. O neurotransmissor é liberado na fenda sináptica. AULA 2: Neurotransmissão

32 Toxina botulínica Fisiologia Humana
Inibe as proteínas de exocitose do neurotransmissor que são ativadas pelo cálcio. O neurotransmissor não é liberado na fenda sináptica. Não há ligação do neurotransmissor com o receptor. AULA 2: Neurotransmissão

33 Neurotransmissores remoção da fenda
Fisiologia Humana Neurotransmissores remoção da fenda De duas formas: Degradação enzimática – exemplo Acetilcolina (ACh) na fenda sináptica pela acetilcolinesterase. Recaptação ou captura – bomba de recaptação das aminas. AULA 2: Neurotransmissão

34 Neurotransmissores remoção da fenda
Fisiologia Humana Neurotransmissores remoção da fenda De duas formas: Degradação enzimática – exemplo Acetilcolina (ACh) na fenda sináptica pela acetilcolinesterase. Quebra a ACh em colina e acetato, interrompendo a ação da ACh. AULA 2: Neurotransmissão

35 Neurotransmissores remoção da fenda
Fisiologia Humana Neurotransmissores remoção da fenda De duas formas: Recaptação ou captura – bomba de recaptação das aminas. AULA 2: Neurotransmissão

36 Potencial pós-sináptico
Fisiologia Humana Potencial pós-sináptico É o resultado da ação do neurotransmissor sobre os receptores na membrana pós-sináptica. Ao ser liberado na fenda o neurotransmissor se difunde e se liga aos receptores pós-sinápticos desencadeando uma resposta elétrica que pode ser de 2 tipos: Excitatória. Inibitória. AULA 2: Neurotransmissão

37 Potencial excitatório pós-sináptico (PEPS)
Fisiologia Humana Potencial excitatório pós-sináptico (PEPS) O receptor do neurotransmissor está acoplado a um canal de Na+ ou Ca2+, receptor ionotrópico. A ligação do neurotransmissor abre o canal de Na+ e inicia o influxo de Na+ despolarizando a membrana pós-sináptica. Para saber mais: AULA 2: Neurotransmissão

38 Junção neuromuscular Fisiologia Humana Tipo de sinapse excitatória.
A fibra nervosa motora (pré-sináptica) conduz potenciais de ação e libera um neurotransmissor que despolariza o músculo. O local onde o neurônio motor faz contato com a membrana do músculo é chamado de placa motora. AULA 2: Neurotransmissão

39 Junção neuromuscular Fisiologia Humana
O neurotransmissor é a acetilcolina (ACh). O receptor da ACh é o receptor nicotínico – ligado a um canal de Na+. O potencial excitatório é chamado de potencial de placa motora. AULA 2: Neurotransmissão

40 Ocorre influxo de sódio despolarizando a membrana do músculo.
Fisiologia Humana Junção neuromuscular Ao se ligar ao seu receptor nicotínico na membrana do músculo, a acetilcolilna abre o canal de sódio. Ocorre influxo de sódio despolarizando a membrana do músculo. A despolarização se propaga pela membrana até os túbulos T alcançando o retículo sarcoplasmático. O Ca2+ é liberado do retículo sarcoplasmático no citoplasma do músculo. O cálcio se liga a troponina liberando o sítio de interação da actina com a miosina – Contração. AULA 2: Neurotransmissão

41 Fisiologia Humana Junção neuromuscular AULA 2: Neurotransmissão

42 Unidade motora Fisiologia Humana
Formada por um neurônio motor mais as fibras musculares que ele inerva. O recrutamento de várias unidades motoras aumenta a força de contração. AULA 2: Neurotransmissão

43 Sistema somatossensorial Sentidos químicos
VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS? Sistema Sensorial Sistema somatossensorial Sentidos químicos