Sinalização neural

Escola de Educação Física e Esporte de Ribeirão Preto (EEFERP)
SINALIZAÇÃO NEURONAL E ESTRUTURA DO
SISTEMA NERVOSO - Parte I
Disciplina: Fisiologia Geral
Docente Responsável: Prof. Dr. Adelino Sanchez Ramos da Silva

SISTEMA NERVOSO
SISTEMA NERVOSO
CENTRAL
SISTEMA NERVOSO
PERIFÉRICO
ENCÉFALO +
MEDULA ESPINAL
NERVOS QUE SE ENTENDEM ENTRE O ENCÉFALO,
MEDULA ESPINAL, MÚSCULOS CORPORAIS,
GLÂNDULAS E ÓRGÃOS DOS SENTIDOS

UNIDADE BÁSICA DO SISTEMA NERVOSO: NEURÔNIO
 GERAM SINAIS ELÉTRICOS QUE SÃO TRANSMITIDOS NA
MESMA CÉLULA DE UMA PARTE PARA OUTRA OU PARA
OUTRAS CÉLULAS;
 ESSES SINAIS LIBERAM NEUROTRANSMISSORES QUE
ATUAM COMO MENSAGEIROS QUÍMICOS;
 OS NEURÔNIOS ATUAM COMO INTEGRADORES, POIS
SEUS IMPULSOS EFERENTES REFLETEM O EQUILÍBRIO DAS
INFORMAÇÕES QUE RECEBEM DE MILHARES DE OUTROS
NEURÔNIOS QUE ENTRAM EM CONTATO;

ESTRUTURA E MANUTENÇÃO DOS NEURÔNIOS
 EXISTEM NEURÔNIOS DE DIVERSOS TAMANHOS E
FORMATOS;
 NO ENTANTO, CARACTERÍSTICAS COMUNS A TODOS OS
NEURÔNIOS PERMITEM A COMUNICAÇÃO INTERCELULAR;
 PROLONGAMENTOS CONECTAM OS NEURÔNIOS ENTRE
SI E REALIZAM AS FUNÇÕES DE APORTE AFERENTE E DE
PRODUÇÃO EFERENTE DO NEURÔNIO;
CONTÉM O NÚCLEO E
OS RIBOSSOMOS E É
RESPONSÁVEL PELA
SÍNTESE PROTÉICA
PROJEÇÕES ARBORIZADAS
DO CORPO CELULAR QUE
RECEBEM A MAIORIA DOS
IMPULSOS AFERENTES DOS
OUTROS NEURÔNIOS
PROLONGAMENTO ÚNICO
QUE SE ESTENDE A PARTIR
DO CORPO CELULAR E
CONDUZ OS IMPULSOS
EFERENTES PARA AS
CÉLULAS ALVO
PORÇÃO DO AXÔNIO MAIS
PRÓXIMA DO CORPO CELULAR
TAMBÉM DENOMINADA DE “ZONA
DE DISPARO”, LOCAL EM QUE O
SINAL ELÉTRICO É GERADOSÃO BRAÇOS DO AXÔNIO
PRINCIPAL QUE SOFREM NOVAS
ARBORIZAÇÕES AUMENTANDO A
ÁREA DE INFLUÊNCIA DESSA
CÉLULA NERVOSA
LOCAL EM QUE SE ENCERRA O
AXÔNIO, É RESPONSÁVEL PELA
LIBERAÇÃO DO NEUROTRANSMISSOR
VISÃO
MICROSCÓPICA

 A MAIORIA DOS NEURÔNIOS POSSUI OS AXÔNIOS
COBERTOS POR MIELINA, RESPONSÁVEIS PELO
AUMENTO DA VELOCIDADE DE CONDUÇÃO DOS
SINAIS ELÉTRICOS;
 CONSISTE EM 20 A 200 CAMADAS DE MEMBRANA
PLASMÁTICA DE UMA CÉLULA SUPORTE
MODIFICADA, ENROLADAS EM TORNO DO AXÔNIO
 NO ENCÉFALO E NA MEDULA ESPINAL, AS CÉLULAS FORMADORAS DE
MIELINA SÃO OS OLIGODENDRÓCITOS, QUE PODEM SE ARBORIZAR E
FORMAR MIELINA SOBRE ATÉ 40 AXÔNIOS;
 NO SISTEMA NERVOSO PERIFÉRICO , AS CÉLULAS FORMADORAS DE
MIELINA SÃO AS CÉLULAS DE SCHWANN;
 OS ESPAÇOS ENTRE AS SEÇÕES ADJACENTES DE MIELINA, SÃO
DENOMINADOS DE NÓS DE RANVIER;

CLASSIFICAÇÃO FUNCIONAL DOS NEURÔNIOS
 A JUNÇÃO ANATOMICAMENTE ESPECIALIZADA QUE OCORRE ENTRE
DOIS NEURÔNIOS, ONDE UM ALTERA A ATIVIDADE ELÉTRICA E QUÍMICA
DO OUTRO É DENOMINADA DE SINAPSE;
 NA MAIORIA DAS SINAPSES, O SINAL É TRANSMITIDO DE UM
NEURÔNIO PARA O OUTRO ATRAVÉS DOS NEUROTRANSMISSORES QUE
SE LIGAM COM RECEPTORES PROTÉICOS ESPECÍFICOS NA MEMBRANA
DO NEURÔNIO RECEPTOR;
 A MAIOR PARTE DAS SINAPSES OCORREM ENTRE O TERMINAL
AXÔNICO DE UM NEURÔNIO E O DENDRITO OU CORPO CELULAR DE
OUTRO NEURÔNIO, MAS TAMBÉM É POSSÍVEL ENTRE DENDRITOS,
DENDRITO E CORPO CELULAR;
 O NEURÔNIO QUE CONDUZ O SINAL EM DIREÇÃO À SINAPSE É
DENOMINADO DE PRÉ-SINÁPTICO E O QUE CONDUZ O SINAL A PARTIR
DA SINAPSE DE PÓS-SINÁPTICO;

CÉLULAS GLIAIS OU NEURÓGLIAS
 OS NEURÔNIOS SOMAM APENAS 10% DO TOTAL DE CÉLULAS
NERVOSAS DO SNC, MAS DEVIDO AS SUAS RAMIFICAÇÕES OCUPAM
CERCA DE 50% DO VOLUME DO ENCÉFALO E DA MEDULA ESPINAL;
 90% DO TOTAL DE CÉLULAS DO SNC SÃO DENOMINADAS GLIAIS OU
NEURÓGLIAS, ESSAS CÉLULAS CIRCUNDAM O CORPO CELULAR,
AXÔNIO E DENDRITOS DOS NEURÔNIOS FORNECENDO SUPORTE
FÍSICO E METABÓLICO;
 CLASSIFICAÇÃO DAS NEURÓGLIAS:
 OLIGODENDRÓCITOS: FORMAM A MIELINA;
 ASTRÓGLIAS: REGULAM A COMPOSIÇÃO DO LÍQUIDO EXTRACELULAR,
FORMAM A BARREIRA HEMATOENCEFÁLICA QUE IMPEDE A ENTRADA DE
TOXINAS E OUTRAS SUBSTÂNCIAS NO SNC E SUSTENTAM METABOLICAMENTE
OS NEURÔNIOS, FORNECENDO GLICOSE E REMOVENDO AMÔNIA;
 MICRÓGLIAS: RESPONSÁVEL PELAS FUNÇÕES IMUNES DO SNC;
 CÉLULAS DE SCHWANN: CÉLULAS GLIAIS DO SNP;

 CARGAS IGUAIS SE REPELEM, CARGAS OPOSTAS SE ATRAEM;
 A FORÇA DE ATRAÇÃO É DEPENDENTE DO NÚMERO DE CARGAS E DA
DISTÂNCIA ENTRE AS MESMAS;
 POTENCIAL ELÉTRICO: POTENCIAL DE ATRAÇÃO ENTRE CARGAS DE
SINAIS OPOSTOS SEPARADAS;
 DE ACORDO COM A LEI DE OHM, A CORRENTE É IGUAL AO POTENCIAL
ELÉTRICO (DIFERENÇA NA QUANTIDADE DE CARGAS ENTRE DOIS PONTOS)
DIVIDIDO PELA RESISTÊNCIA;
 MATERIAIS COM BAIXA RESISTÊNCIA SÃO DENOMINADOS DE
CONDUTORES (H2O);
 MATERIAIS COM ALTA RESISTÊNCIA SÃO DENOMINADOS ISOLANTES
(MEMBRANA LIPÍDICA);
PRINCÍPIOS BÁSICOS DE ELETRICIDADE

 TODAS AS CÉLULAS EM REPOUSO POSSUEM UMA DIFERENÇA DE
POTENCIAL ENTRE O LADO INTRA E EXTRA;
 ESSE POTENCIAL (DIFERENÇA NA QUANTIDADE DE CARGAS ENTRE DOIS
PONTOS) É DENOMINADO DE POTENCIAL DE MEMBRANA;
 A VOLTAGEM DO LÍQUIDO EXTRACELULAR É ZERO;
 ASSIM, A POLARIDADE DO POTENCIAL DE MEMBRANA É ESTABELECIDA
EM TERMOS DO SINAL DE EXCESSO DE CARGAS DO LADO INTERNO DA
CÉLULA;
 EXEMPLO: SE O LÍQUIDO INTRACELULAR TEM EXCESSO DE CARGAS NEGATIVAS
E A DIFERENÇA DO POTENCIAL DE MEMBRANA TEM MAGNITUDE DE 70mV, O
POTENCIAL DE MEMBRANA É DE -70mV;
POTENCIAL DE REPOUSO DA MEMBRANA
VOLTÍMETRO: APARELHO REGISTRA A
DIFERENÇA ENTRE ELETRODOS INTRA E
EXTRACELULARES E FORNECE A MEDIDA
DOS POTENCIAIS DE MEMBRANA

 A EXISTÊNCIA DO POTENCIAL DE REPOUSO DA MEMBRANA DEVE-SE AO
FATO DOS EXCESSOS DE ÍONS NEGATIVOS DENTRO DA CÉLULA E DE
POSITIVOS FORA DELA;
DEVIDO A ATRAÇÃO, O EXCESSOS DE CARGAS NEGATIVAS E POSITIVAS
CONCENTRAM-SE NUMA FINA CAMADA PRÓXIMA DAS SUPERFÍCIES
INTERNA E EXTERNA DA MEMBRANA PLASMÁTICA

 A MAGNITUDE DO POTENCIAL DE REPOUSO DA MEMBRANA
DEPENDE DE DOIS FATORES:
 DIFERENÇAS NAS CONCENTRAÇÕES IÔNICAS ESPECÍFICAS
ENTRE OS LÍQUIDOS INTRA E EXTRA CELULAR;
 DIFERENÇAS NAS PERMEABILIDADES DAS MEMBRANAS
AOS DIFERENTES ÍONS;
Escola de Educação Física e Esporte de Ribeirão Preto (EEFERP)A. Compartimento 1 = 0.15M de NaCl;
Compartimento 2 = 0.15M de KCl. Não existe
diferença de potencial de membrana, pois
nessa situação os dois compartimentos
possuem a mesma quantidade de íons
negativo e positivo;
B. Considere a existência apenas de canais de
potássio na membrana, esse íon irá se mover
de 2 para 1 devido a diferença de
concentração. Após alguns íons potássio
irem para 1, esse compartimento ficará mais
positivo que 2, gerando uma diferença de
potencial;
C. Devido a essa diferença, os íons potássio são
atraídos de volta para o compartimento 2 pois
são atraídos pelas cargas negativas e
repelidos pelas positivas;
D. Enquanto o movimento de íons devido ao
gradiente de concentração for maior do que
fluxo devido ao potencial de membrana, os
íons potássio irão de 2 para 1;
E. No entanto, o potencial de membrana pode se
tornar negativo e produzir um fluxo local
igual, mas oposto ao gradiente de
concentração. Nesse caso atingimos o
POTENCIAL DE EQUILÍBRIO para o íon
potássio;

SITUAÇÃO A: FORÇAS QUE IMPULSIONAM OS ÍONS POTÁSSIO E SÓDIO
EM UMA MEMBRANA DE UMA CÉLULA NERVOSA QUANDO A MESMA ESTÁ
NO POTENCIAL DE REPOUSO;
SITUAÇÃO B: FORÇAS QUE IMPULSIONAM OS ÍONS SÓDIO E POTÁSSIO
EM UMA MEMBRANA DE UMA CÉLULA NERVOSA QUANDO A MESMA ESTÁ
NO POTENCIAL DE EQUILÍBRIO;
1. COMPARANDO O POTENCIAL DE MEMBRANA DO NEURÔNIO COM OS
POTENCIAS DE EQUILÍBRIO DO POTÁSSIO E SÓDIO, É POSSÍVEL
AFIRMARMOS QUE AS CÉLULAS NERVOSAS SÃO MAIS PERMEÁVEIS AO
POTÁSSIO OU AO SÓDIO?
2. ENTÃO PORQUE O POTENCIAL DE MEMBRANA DO NEURÔNIO NÃO É
IGUAL AO POTENCIAL DE MEMBRANA DO POTÁSSIO?
RECORDANDO: QUAL O MECANISMO RESPONSÁVEL PELAS BAIXAS
CONCENTRAÇÕES DE SÓDIO E ALTAS CONCENTRAÇÕES DE SÓDIO NO
INTERIOR DAS CÉLULAS?
RESPOSTA: BOMBA Na+K+-ATPase

 ALTERAÇÕES TRANSITÓRIAS NO POTENCIAL DE REPOUSO DA
MEMBRANA GERAM SINAIS ELÉTRICOS QUE TRANSMITEM AS
INFORMAÇÕES;
 ESSES SINAIS PODEM OCORRER DE DUAS MANEIRAS:
 POTENCIAS GRADUAIS: SINALIZAÇÃO A CURTA DISTÂNCIA;
 POTENCIAIS DE AÇÃO: SINALIZAÇÃO A LONGA DISTÂNCIA;
 AS DIREÇÕES DAS VARIAÇÕES DO POTENCIAL DE REPOUSO DA
MEMBRANA SÃO DESCRITOS PELOS SEGUINTES TERMOS:
DESPOLARIZAÇÃO, REVERSÃO, REPOLARIZAÇÃO E HIPERPOLARIZAÇÃO;
 ESSAS VARIAÇÕES OCORREM DEVIDO A ABERTURA DE CANAIS IÔNICOS
QUE PERMITEM MOVIMENTOS A FAVOR DO GRADIENTE DE
CONCENTRAÇÃO, ALTERANDO O POTENCIAL DA MEMBRANA;
POTENCIAIS GRADUAIS E POTENCIAIS DE AÇÃO

 ALTERAÇÕES DO POTENCIAL DE MEMBRANA QUE OCORREM EM
REGIÕES ESPECÍFICAS E PEQUENAS DA MEMBRANA PLASMÁTICA;
 SÃO CHAMADOS DE GRADUAIS, POIS A MAGNITUDE DA ALTERAÇÃO DO
POTENCIAL PODE VARIAR;
POTENCIAIS GRADUAIS
A. DEPENDENDO DO EVENTO
DESENCADEADOR, OS
POTENCIAIS GRADUAIS PODEM
OCORRER TANTO EM DIREÇÃO
DESPOLARIZANTE QUANTO
HIPERPOLARIZANTE;
B. A MAGNITUDE DOS POTENCIAS
GRADUAIS DEPENDE DA
MAGNITUDE DO EVENTO
DESENCADEADOR;
C. A MAGNITUDE DO POTENCIAL
GRADUAL DECRESCE A MEDIDA
QUE AUMENTA A DISTÂNCIA DO
LOCAL INICIAL DO ESTÍMULO.
ISSO OCORRE, POIS AS CARGAS
SÃO PERDIDAS ATRAVÉS DOS
CANAIS IÔNICOS;
CORRENTES DECREMENTAIS: DEVIDO A ALTA PERMEABILIDADE
DAS MEMBRANAS AOS ÍONS, AS CORRENTES PRATICAMENTE
DESAPARECEM NA MEDIDA EM QUE SE DISTANCIAM DO LOCAL
DE ORIGEM DO ESTÍMULO (ANALOGIA A MANGUEIRA FURADA)

 ALTERAÇÕES RÁPIDAS (1000/s) E GRANDES (VARIAÇÃO DE 100mV) DO
POTENCIAL DE MEMBRANA QUE OCORREM NAS MEMBRANAS
PLASMÁTICAS (EXCITÁVEIS - EXCITABILIDADE) DE CÉLULAS ESPECÍFICAS
(NERVOSAS, MUSCULARES, ENDÓCRINAS, IMUNES E REPRODUTORAS);
POTENCIAIS DE AÇÃO
1. ESTADO DE REPOUSO: maioria dos
canais iônicos abertos são permeáveis
ao potássio, o que explica o valor do
potencial de membranas;
2. ESTÍMULO: provoca a abertura dos
canais de sódio e despolarização da
membrana até que o POTENCIAL
LIMIAR seja atingido e o POTENCIAL
DE AÇÃO deflagrado;
3. Assim que o potencial limiar é atingido,
mais canais de sódio se abrem e o
potencial da membrana ultrapassa a
voltagem zero, tornando-se mais positivo
dentro do que fora e aproximando-se do
potencial de equilíbrio do sódio (+60mV);
4. No pico do potencial de ação, a
permeabilidade ao sódio diminui
abruptamente, abram-se os canais de
potássio e a membrana começa a se
repolarizar;
5. PÓS-HIPERPOLARIZAÇÃO: ocorre
devido a permanência da abertura dos
canais de potássio (curto período de
tempo), mesmo após o fechamento dos
canais de sódio;
APÓS O RESTABELECIMENTO DO POTENCIAL DE AÇÃO, QUAL O
MECANISMO RESPONSÁVEL PELO BOMBEAMENTO DOS ÍONS
POTÁSSIO PARA DENTRO DA CÉLULA E DOS ÍONS SÓDIO PARA FORA?

1. A primeira parte da despolarização e do potencial gradual ocorre devido a
uma corrente local através de canais que foram abertos por estímulo
elétrico, mecânico ou químico;
2. Após o início da despolarização, a saída de potássio ainda excede a entrada
de sódio, mas com a continuidade do estímulo a despolarização aumenta e
mais canais de sódio dependentes de voltagem são abertos;
3. Com o LIMIAR sendo atingido, ocorre abertura repentina dos canais de
sódio devido a presença de proteínas no interior do canal que são sensores
de voltagem sensíveis a presença de íons positivos (RETROALIMENTAÇÃO
POSITIVA);
MECANISMOS DE ALTERAÇÃO DOS CANAIS IÔNICOS
INÍCIO

4. Deste momento em diante, os eventos da membrana ocorrem independentes
do estímulo inicial, totalmente controlados pelas ações dos canais;
5. No pico do potencial de ação, a permeabilidade ao sódio diminui
abruptamente devido a atividade das proteínas denominadas comportas de
inativação que fecham esses canais;
6. Essa mudança súbita de permeabilidade ao sódio começa a repolarizar a
membrana, além disso, os canais de potássio também dependentes de
voltagem (resposta mais lenta) são ativados e auxiliam nesse processo;
7. O fechamento dos canais de potássio também é mais lento e ocorre após o
restabelecimento do potencial de membrana, o que explica a PÓS-
HIPERPOLARIZAÇÃO;
MECANISMOS DE ALTERAÇÃO DOS CANAIS IÔNICOS

1. A maioria das membranas possui
limiar de 15 mV menos negativo
que o potencial de repouso da
membrana;
2. Estímulos sublimiares geram
potenciais sublimiares que não
desencadeia potencias de ação;
3. Estímulos acima do limiar
disparam potenciais de ação com
amplitude igual aos provocados
por estímulos no limiar (LEI DO
TUDO OU NADA);

1. PERÍODO REFRATÁRIO ABSOLUTO: ocorre quando os canais de sódio
dependentes de voltagem estão abertos e/ou quando as comportas de
inativação desses canais estão realizando o bloqueio no pico do potencial
de ação, e impede que um segundo estímulo independente da magnitude
gere um segundo potencial de ação;
2. PERÍODO REFRATÁRIO RELATIVOS: coincide com o momento de pós-
hiperpolarização e é quando um segundo potencial de ação pode ser
gerado;
DE ACORDO COM A DEFINIÇÃO ACIMA, A MAGNITUDE DO ESTÍMULO PARA
GERAR UM SEGUNDO POTENCIAL DE AÇÃO DEVE SER CLASSIFICADA
COMO SUBLIMIAR, LIMIAR OU SUPRALIMIAR?
PERÍODOS REFRATÁRIOS: ABSOLUTO E RELATIVO

1. No potencial de ação, a membrana é despolarizada ponto a ponto com
relação as suas porções adjacentes, que ainda estão em potencial de
repouso;
2. Na realidade, ocorre uma abertura e fechamento seqüencial dos canais de
sódio e potássio ao longo da membrana;
3. Devido ao processo de RETROALIMENTAÇÃO POSITIVA, o potencial de
ação que chega ao final da membrana é idêntico ao inicial;
4. A velocidade do potencial de ação é dependente do diâmetro da membrana
e de sua mielinização;
5. Quanto maior o diâmetro, maior a velocidade, pois a fibra maior oferece
menos resistência a corrente local, e os íons se propagam mais
rapidamente;
PROPAGAÇÃO DO POTENCIAL DE AÇÃO

5. Os potencias de ação não ocorrem nas regiões mielinizadas, pois a
concentração de canais de sódio dependentes de voltagem é baixa. Assim,
os potenciais de ação saltam através dos Nós de Ranvier (condução
saltatória) e suas conduções são mais rápidas;
NA ESCLEROSE MÚLTIPLA, OCORRE PERDA DE MIELINA EM UM OU VÁRIOS
LOCAIS DO SISTEMA NERVOSO, QUAL É O IMPACTO DESSE PROCESSO?
PROPAGAÇÃO DO POTENCIAL DE AÇÃO

QUESTÕES
1. A CONCENTRAÇÃO EXTRACELULAR DE POTÁSSIO DE UMA PESSOA É
AUMENTADA. O QUE OCORRE COM O POTENCIAL DE REPOUSO E COM O
POTENCIAL DE AÇÃO?
2. O COMPOSTO TETRAETILAMÔNIO (TEA) BLOQUEIA A PERMEABILIDADE
DOS CANAIS DE POTÁSSIO DEPENDENTES DE VOLTAGEM QUE OCORRE
DURANTE O POTENCIAL DE AÇÃO. APÓS A ADMINISTRAÇÃO DO TEA,
QUE MUDANÇAS VOCÊ ESPERARIA DO POTENCIAL DE AÇÃO E NA PÓS-
HIPERPOLARIZAÇÀO?

Sinalização neural

Recomendados

Recomendados

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

Mais procurados (6)

Destaque

Destaque (19)

Semelhante a Sinalização neural

Semelhante a Sinalização neural (13)

Último

Último (18)

Sinalização neural