FMU1
Sistema Nervoso:
Sinais Elétricos e
Potencial de Ação
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Sinais ElétricosSinais Elétricos
• Neurônios e células musculares são
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Composição
Iônica das
Células
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• Intracelular
Na+
= 12 mEq/l
K+
= 120 mEq/l
Ca++
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Potencial de MembranaPotencial de Membrana
• Potencial de membrana em repouso:
É resultado da diferença entre:
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• No repouso, a membrana é pouco permeável
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Tipos de Canais IônicosTipos de Canais Iônicos
• Os canais iônicos são denominados de
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• Alguns canais estão sempre abertos, outros
geralmente permanecem fechados...
Tipos de Canais IônicosTipos de Canais Iônicos
• Canais iônicos controlados mecanicamente
• Se abrem em resposta a uma for...
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• Canais iônicos controlados por ligante
• A maioria dos neurônios responde...
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• Canais iônicos controlados por voltagem
• Respondem as mudanças no Potenc...
Tipos de Canais IônicosTipos de Canais Iônicos
• Ativação = estímulo faz a abertura de um
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Canais depedentes de VoltagemCanais depedentes de Voltagem
Na+
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Sinais Elétricos
Não tem PANão tem PA PAPA
PG fracoPG fraco PG fortePG forte
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Sinais Elétricos
Potencial Graduado (PG)
Sinal elétrico de força variável que percorre distâncias curtas e
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Sinais Elétricos
Potencial de Ação (PA)
São grandes Despolarizações muito breves que podem percorrer
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PG x PA
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PG x PA
• Os PAs diferem dos PGs pois não perdem
força quando percorrem o neurônio.
• Os PA são conhecidos como um fenômen...
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1. Fase Ascendente do PA
• Quando o PG atinge o limiar (-55 mV), canais
de Na+ voltagem dependentes se abrem.
• O influxo ...
2. Fase Descendente do PA
• Os canais de K+ dependentes de voltagem também se
abrem com a despolarização, mas são muito ma...
Potencial de Ação
• Resumindo o PA:
• O influxo de Na+ despolariza a célula.
• O efluxo de K+ repolariza a célula.
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Potencial de Ação
• Período Refratário Absoluto – uma vez que
se inicia um PA outro PA só acontece ao
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Condução do Sinal
• As informações sobre duração e
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Sinapse QuímicaSinapse Química
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• Quando o PA atinge o terminal sináptico, canais
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Neurotransmissor
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1. Acetilcolina (ACh):
•SNC = Comportamentos (atenção, aprendizado e
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2. Serotonina (5HT):
•Interfere no humor, na ansiedade e no
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2. Serotonina (5HT):
•Latência de sono (tempo que a pessoa
levar para dormir) - é diminuída com
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3. Dopamina (DA):
•Controle motor – Níveis extremamente baixos fazem os
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4. Nora e Adrenalina (Epinefrina):
•Está relacionada com a excitação física e mental,
é também conhecida por promover o bo...
4. Nora e Adrenalina (Epinefrina):
•Estresse (crônico) - verifica-se redução na liberação de
Nora. Porém, no estresse agud...
5. GABA:
•Principal neurotransmissor inibitório do encéfalo.
•O processo inibitório ocorre quando o GABA se liga
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6. Glutamato:
•É o principal neurotransmissor do encéfalo.
•Sua atuação é fundamental no processo de memória
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7. Peptídeos:
•Endorfinas/encefalinas - são neurotransmissores
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7. Peptídeos:
•Substância P: é um dos neurotransmissores que
produzem a sensação de dor. São encontrado em toda
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Fisiologia - Potencial de Ação no neurônio

  1. 1. FMU1 Sistema Nervoso: Sinais Elétricos e Potencial de Ação Sistema Nervoso: Sinais Elétricos e Potencial de Ação Fisiologia Humana I Enfermagem 3o sem/2014 Profa. Adriana Azevedo
  2. 2. Sinais ElétricosSinais Elétricos • Neurônios e células musculares são excitáveis, ou seja, possuem capacidade de propagar sinais elétricos! • A propagação do sinal depende da passagem de íons por meio de canais na membrana da célula. 2
  3. 3. Composição Iônica das Células Composição Iônica das Células • Intracelular Na+ = 12 mEq/l K+ = 120 mEq/l Ca++ = 0,001 mEq/l Cl- = 30 mEq/l A- = muitas • Extracelular: Na+ = 145 mEq/l K+ = 4 mEq/l Ca++ = 2,5 mEq/l Cl- 105 mEq/l A- = poucas 3
  4. 4. Potencial de MembranaPotencial de Membrana • Potencial de membrana em repouso: É resultado da diferença entre: Gradiente de Concentração X Gradiente Elétrico Nos neurônios é em torno de -70mV 4
  5. 5. Potencial de MembranaPotencial de Membrana • No repouso, a membrana é pouco permeável ao Na+, se um sinal elétrico aumenta a permeabilidade ao Na+, a membrana fica mais positiva = Despolarização. • Se a membrana celular se torna mais permeável ao K+, a carga negativa dentro da célula aumenta, torna a membrana mais negativa e acontece a Repolarização. 5
  6. 6. Tipos de Canais IônicosTipos de Canais Iônicos • Os canais iônicos são denominados de acordo com o íon ao qual são permeáveis: Canais de Na+ Canais de K+ Canais de Ca2+ Canais de Cl- 6
  7. 7. Tipos de Canais IônicosTipos de Canais Iônicos • Alguns canais estão sempre abertos, outros geralmente permanecem fechados. • Os canais fechados podem se abrir dependendo de um estímulo externo. • Temos 3 possibilidades: 7
  8. 8. Tipos de Canais IônicosTipos de Canais Iônicos • Canais iônicos controlados mecanicamente • Se abrem em resposta a uma força física (pressão ou estiramento) • São mais encontrados em neurônios sensoriais (Tato). 8
  9. 9. Tipos de Canais IônicosTipos de Canais Iônicos • Canais iônicos controlados por ligante • A maioria dos neurônios responde a uma grande variedade de ligantes, como neurotransmissores e neuromoduladores. 9
  10. 10. Tipos de Canais IônicosTipos de Canais Iônicos • Canais iônicos controlados por voltagem • Respondem as mudanças no Potencial de Membrana. 10
  11. 11. Tipos de Canais IônicosTipos de Canais Iônicos • Ativação = estímulo faz a abertura de um canal para fluxo (passagem) de íons. • Inativação = os canais que normalmente estão abertos, se fecham na presença do estímulo. 11
  12. 12. Canais depedentes de VoltagemCanais depedentes de Voltagem Na+ K+Na+ K+ Quando os canais dependentes de VOLTAGEM quando estimulados, se abrem e permitem a passagem de seus íons correspondentes. Esse fluxo se dá sempre do meio de > concentração para o meio de < concentração! Cl- Cl- Ca++ Ca++ 12
  13. 13. Sinais Elétricos Não tem PANão tem PA PAPA PG fracoPG fraco PG fortePG forte 13
  14. 14. Sinais Elétricos Potencial Graduado (PG) Sinal elétrico de força variável que percorre distâncias curtas e perde força a medida que percorre a célula. Precisa ser forte o suficiente para atingir a zona de disparo do axônio para poder disparar um PA São Despolarizações ou Hiperpolarizações que acontecem no C.C. ou no D. Um grande estímulo inicia um grande potencial graduado e um pequeno estímulo inicia um pequeno potencial graduado. 14
  15. 15. Sinais Elétricos Potencial de Ação (PA) São grandes Despolarizações muito breves que podem percorrer longas distâncias ao atingirem a zona de disparo (cone axônico). Se o PG alcançar o limiar de disparo no cone axônico, os canais de Na+ voltagem dependentes se abrem e o PA acontece. Potenciais graduados despolarizantes = excitatórios Potenciais graduados hiperpolarizantes = inibitórios Limiar de disparo que gera PA = -55 mV 15
  16. 16. PG x PA 16
  17. 17. PG x PA • Os PAs diferem dos PGs pois não perdem força quando percorrem o neurônio. • Os PA são conhecidos como um fenômeno TUDO-OU-NADA, ou seja, ocorrem se o estimulo atinge o limiar e não acontecem se não atinge. 17
  18. 18. Potencial de Ação 18
  19. 19. Potencial de Ação 19
  20. 20. 1. Fase Ascendente do PA • Quando o PG atinge o limiar (-55 mV), canais de Na+ voltagem dependentes se abrem. • O influxo de Na+ torna o potencial de membrana mais positivo = Despolarização. • Quando o potencial de membrana fica positivo (> 0 mV até 30 mV), estes canais de Na+ se fecham, e o potencial de membrana começa a ficar negativo novamente. 20
  21. 21. 2. Fase Descendente do PA • Os canais de K+ dependentes de voltagem também se abrem com a despolarização, mas são muito mais lentos. • No pico do PA (30 mV) os canais de K+ começam a abrir e acontece o efluxo de K+, tornando o potencial de membrana negativo novamente = Repolarização. • Quando o potencial atinge -70mV novamente os canais de K+ ainda não se fecharam completamente e a membrana ainda fica hiperpolarizada (período pós- hiperpolarização) por um tempo, até reestabelecer o potencial de repouso. 21
  22. 22. Potencial de Ação • Resumindo o PA: • O influxo de Na+ despolariza a célula. • O efluxo de K+ repolariza a célula. 22
  23. 23. Potencial de Ação 23
  24. 24. Potencial de Ação • Período Refratário Absoluto – uma vez que se inicia um PA outro PA só acontece ao final do primeiro, não importa a intensidade do estímulo. PAs não podem se sobrepor. • Período Refratário Relativo – Quando os canais de K+ ainda estão abertos, para que aconteça um PA, o estímulo vai ter que ser mais forte e vencer uma caminho de despolarização maior. 24
  25. 25. Condução do Sinal • As informações sobre duração e intensidade de um estímulo são codificadas para o corpo na forma de frequência de PAs. • Quando os PGs aumentam a amplitude = aumenta a frequência de PAs. • Quanto mais PAs, mais neurotransmissor é liberado na fenda sináptica. 25
  26. 26. Intensidade do PA 26
  27. 27. 27
  28. 28. Condução SaltatóriaCondução Saltatória Nós de Ranvier região de realização de PA, a bainha de mielina é um isolante! *Esclerose Múltipla – doença desmielinizante (hereditária ou auto imune). 28
  29. 29. Influência do K+ no PAInfluência do K+ no PA • [ ] de K+ no sangue = 3,5 - 5 mmol/L • Hipercalemia = aproxima o potencial de membrana em repouso do limiar, tornando as células mais excitáveis. Tremores. • Hipocalemia = potencial de membrana em repouso hiperpolariza, tornando as células menos excitáveis. Fraqueza muscular. 29
  30. 30. Sinapse QuímicaSinapse Química São compostas basicamente por: •Terminal axônico da célula pré-sináptica •Membrana da célula pós-sináptica •Fenda Sináptica 30
  31. 31. Sinapse QuímicaSinapse Química 31
  32. 32. • O sinal elétrico da célula pré-sináptica é convertido em sinal químico na fenda sináptica, atravessando-a e alcançando a célula pós-sináptica. • O Cálcio é o sinal para liberação das vesículas da célula pré-sináptica. • A liberação de neurotransmissor na sinapse se dá por exocitose. Sinapse QuímicaSinapse Química 32
  33. 33. Sinapse QuímicaSinapse Química 33
  34. 34. • Quando o PA atinge o terminal sináptico, canais de Ca2+ voltagem dependentes se abrem para influxo de Ca2+ • 1. PA despolariza o terminal axônico • 2. Despolarização abre canais de Ca2+ voltagem dependentes • 3. A entrada de cálcio inicia exocitose das vesículas sinápticas • 4. O neurotransmissor é liberado na fenda sináptica se liga ao receptor na membrana da célula pós-sináptica. • 5. Início de uma resposta na célula pós-sináptica Sinapse QuímicaSinapse Química 34
  35. 35. Recaptação final de Neurotransmissor Recaptação final de Neurotransmissor 35
  36. 36. Recaptação final de Neurotransmissor Recaptação final de Neurotransmissor 1. Células da Glia retiram neurotransmissor da fenda sináptica, ou o próprio neurônio pré- sináptico recapta o neurotransmissor. 2. Enzimas a membrana dos neurônios degradam as moléculas de neurotransmissor. 3. Difusão para os vasos sanguíneos e serem eliminados pelo sangue. 36
  37. 37. 1. Acetilcolina (ACh): •SNC = Comportamentos (atenção, aprendizado e memória). •SNP = Movimento – músculos são ativados pela liberação de ACh dos neurônios colinérgicos. •Sono REM - durante a fase de sono profundo (sono REM) a acetilcolina é liberada na região da Ponte. •Doença de Alzheimer - está associada (90% dos casos) com perda de neurônios colinérgicos no prosencéfalo basal e hipocampo. Tipos de NeurotransmissoresTipos de Neurotransmissores 37
  38. 38. 2. Serotonina (5HT): •Interfere no humor, na ansiedade e no comportamento agressivo. •Desordens de humor e Depressão – aparecem com a diminuição da liberação de serotonina no SNC. •Apetite - é reduzida por drogas que elevam a serotonina no encéfalo. •Comportamento agressivo e suicídio – redução dos níveis de serotonina no encéfalo. NeurotransmissoresNeurotransmissores 38
  39. 39. 2. Serotonina (5HT): •Latência de sono (tempo que a pessoa levar para dormir) - é diminuída com triptofano (aminoácido necessário para a síntese de serotonina). •Percepção - as sinapses serotoninérgicas estão presentes no córtex cerebral onde acontece a percepção sensorial. NeurotransmissoresNeurotransmissores 39
  40. 40. 3. Dopamina (DA): •Controle motor – Níveis extremamente baixos fazem os pacientes ficarem incapazes de se mover voluntariamente. •Doença de Parkinson - acontece devido degeneração de neurônios dopaminérgicos na região da substância negra, área envolvida no controle dos movimentos. •É tratada com L-DOPA, o precursor da dopamina no encéfalo. •Esquizofrenia – pode ser causada pelo excesso de dopamina liberada no lobo frontal. NeurotransmissoresNeurotransmissores 40
  41. 41. 4. Nora e Adrenalina (Epinefrina): •Está relacionada com a excitação física e mental, é também conhecida por promover o bom humor. •Atua como mediadora dos batimentos cardíacos, pressão sanguínea, conversão de glicogênio em energia. •Atenção e alerta - a liberação da Nora facilita a atenção e o alerta durante o dia. Durante o sono REM seus níveis estão reduzidos. NeurotransmissoresNeurotransmissores 41
  42. 42. 4. Nora e Adrenalina (Epinefrina): •Estresse (crônico) - verifica-se redução na liberação de Nora. Porém, no estresse agudo é liberada da glândula adrenal e atua na amplificação do estímulo simpático. •Humor - a depressão por redução na captação de Nora pode ser tratada com algumas drogas que evitam a sua recaptação. •Aprendizado e memória - a nora é importante nos processos de aprendizado e memória. NeurotransmissoresNeurotransmissores 42
  43. 43. 5. GABA: •Principal neurotransmissor inibitório do encéfalo. •O processo inibitório ocorre quando o GABA se liga ao receptor (permite influxo de Cl-) •Responsável pela sintonia fina e coordenação dos movimentos. •Outros neurotransmissores inibitórios são a Glicina e a Taurina. NeurotransmissoresNeurotransmissores 43
  44. 44. 6. Glutamato: •É o principal neurotransmissor do encéfalo. •Sua atuação é fundamental no processo de memória celular. •Também está envolvido no processo de suicídio celular (Apoptose), seu excesso é neurotóxico e mata a célula por excesso de influxo de Ca2++. NeurotransmissoresNeurotransmissores 44
  45. 45. 7. Peptídeos: •Endorfinas/encefalinas - são neurotransmissores peptídicos opiáceos endógenos capazes de modular a dor e reduzir o estresse. •Todos os opiáceos (endógenos ou sintéticos) alteram o comportamento porque agem nos receptores de encefalina nos núcleos de comportamento do encéfalo. NeurotransmissoresNeurotransmissores 45
  46. 46. 7. Peptídeos: •Substância P: é um dos neurotransmissores que produzem a sensação de dor. São encontrado em toda via da dor (sensorial) e sua liberação pode ser bloqueada pela encefalina. •Neuropeptidio Y/Polipeptídio YY: são encontrados no hipotálamo, particularmente no núcleo da fome. •São correlacionados com distúrbios de apetite, podendo levar a excessiva ingesta de comida e armazenamento de gordura. NeurotransmissoresNeurotransmissores 46

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