(Microsoft PowerPoint - Potencial de A\347\343o e Transmiss\343o
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Potencial de Membrana Potencial de Ação Transmissão Sináptica Potencial de Membrana Os seres vivos são máquinas que funcionam a base de eletricidade. Célula menor expressão se um ser vivo. Diferenças de potenciais elétricos entre os lados da membrana celular. Potencial de Membrana Células nervosas e musculares Negativo Excitáveis Positivo Auto-geração de impulsos Transmissão de sinais Potencial de Membrana Transmissão de sinais POTENCIAL DE MEMBRANA Distribuição assimétrica de íons. Na+ K+ ClHPO4-- Potencial de Membrana Fluídos dentro e fora da célula são sempre neutros ânions (íons negativos) Camada Isolante cátions (íons positivos) Membrana Celular Potencial de Membrana O potencial de membrana existe sob duas formas principais: • Potencial de repouso • Potencial de ação Potencial de Membrana Potencial de Repouso: esse potencial tem sua origem em um mecanismo simples, de alternância entre o transporte ativo e o transporte passivo de pequenos íons. Potencial de Membrana Potencial de Repouso Na+ Fase 1: Os íons sódio (Na+) entram passivamente na célula, através do gradiente de concentração. Potencial de Membrana Potencial de Repouso K+ Na+ Fase 2: A célula expulsa os íons (Na+) ativamente, ao mesmo tempo que introduz, também ativamente, um íon potássio (K+) . Potencial de Membrana Potencial de Repouso K+ Fase 3: O íon potássio (K+) tem grande mobilidade e volta passivamente, para o lado externo da membrana, conferindo-lhe carga positiva. Potencial de Membrana Bomba de Na e K Na+ K+ +++ +++ +++++ +++++ +++++ Gera diferença de cargas positivas entre o exterior e o interior da célula, pois ambos os íons transportados pela bomba são cátions (com 1 valência positiva), sendo assim, transporta mais carga positiva de dentro para fora do que de fora para dentro da célula. Potencial de Membrana Bomba de Na e K K+ Na+ +++ +++ +++++ +++++ +++++ GRADIENTE ELÉTRICO O gradiente elétrico formado é conhecido como Potencial de Membrana. Na maioria das células nervosas fica em torno de -90mv. Potencial de Ação É uma variação brusca do potencial de membrana provocada por estímulos internos e externos. É uma onda de descarga elétrica (impulso nervoso) que percorre a membrana de uma célula. Potenciais de ação são essenciais para a vida animal porque transportam rapidamente informações entre e dentro dos tecidos. Podem ser gerados por muitos tipos de células, mas são utilizados mais intensamente pelo sistema nervoso para comunicação entre neurônios e para transmitir informação dos neurônios para outro tecido do organismo, como os músculos ou as glândulas. Potencial de Ação Como uma membrana celular pode ser excitada? ESTÍMULO Calor, frio, solução salina hipertônica ou hipotônica, ácidos, bases, corrente elétrica, pressão, etc. Potencial de Ação O potencial de ação em uma célula excitável dura apenas alguns poucos milésimos de segundo, e pode ser dividido nas seguintes fases: Despolarização Repolarização Repouso Potencial de Ação Despolarização: •É a primeira fase do potencial de ação. Durante esta fase ocorre um significativo aumento na permeabilidade aos íons sódio na membrana celular por difusão simples. •O líquido intracelular se torna com grande quantidade de íons de carga positiva (cátions) e a membrana celular passa a apresentar potencial inverso daquele encontrado nas condições de repouso da célula: mais cargas positivas no interior da célula e mais cargas negativas no seu exterior. •O potencial de membrana neste período passa a ser positivo (+45 mv). Potencial de Ação Repolarização: É a segunda fase do potencial de ação. A permeabilidade na membrana celular aos íons Na retorna ao normal e, simultaneamente, ocorre um significativo aumento na permeabilidade aos íons K. Isso provoca um grande fluxo de íons K de dentro para fora da célula. Enquanto isso ocorre, os íons Na que estavam em grande quantidade no interior da célula, vão sendo transportados ativamente para o exterior pela bomba de Na e K. O potencial na membrana celular volta a ser negativo (-95 mv: mais cargas negativas no interior da célula e mais cargas positivas no exterior). Potencial de Ação Repouso: É a terceira e última fase do potencial de ação. É o retorno às condições normais de repouso encontradas na membrana celular antes da mesma ser excitada e despolarizada. Nesta fase a permeabilidade aos íons K retorna ao normal e a célula rapidamente volta às suas condições normais (-90 mv). Potencial de Ação www.ced.ufsc.br/.../imagem/impulso.gif Potencial de Ação Este processo perdura por aproximadamente, 2 a 3 mili-segundos na grande maioria das células do corpo humano. www.ced.ufsc.br/.../imagem/impulso.gif Potencial de Ação Nas células do músculo cardíaco o potencial de ação varia de 1,15 a 0,3 segundos. Esses potenciais são denominados Potenciais de Platô. Condução dos Potenciais de Ação •A principal função de um neurônio é a transmissão dos impulsos nervosos, sob a forma de potenciais de ação. •A distância entre o neurônio motor e a fibra muscular esquelética pode ser de mais de 1m. •Fibras nervosas mielinizadas aumentam a velocidade de condução do potencial de ação. •A mielina é formada pelas membranas plasmáticas das células de Schwann. •A cada 1 a 2mm ocorre um espaço entre as células de Schwann conhecido como nodos ou nódulos de Ranvier. Condução dos Potenciais de Ação Condução dos Potenciais de Ação Distúrbios desmielinizantes: quando a desmielinização é grave, o potencial de ação pode chegar com intensidade insuficiente para produzir outro potencial de ação. •Esclerose múltipla: áreas desmielinizadas nos axônios do SNC resulta em perda do controle motor. •Neuropatia no diabetes mellitus: desmielinização de axônios periféricos. Transmissão Sináptica NEURÔNIO: unidade funcional do SN. Corpo celular ou soma: núcleo, RER, complexo de Golgi, mitocôndrias. Dendritos: recebem as sinapses. Axônio: faz conexões sinápticas. Transmissão Sináptica NEURÔNIO: unidade funcional do SN. Transmissão Sináptica SINAPSE: O ponto de encontro entre neurônios. Transmissão Sináptica Comunicação entre os neurônios Potenciais de Ação: perturbação elétrica propagada pela membrana plasmática. É a base da capacidade de transportar sinais das células nervosas. Transmissão Sináptica Sinapses nervosas são os pontos onde as extremidades de neurônios vizinhos se encontram e o estímulo passa de um neurônio para o seguinte. Sinapse química: neurotransmissores. Sinapse elétrica: junção comunicante (canal aberto para passagem de íons). Transmissão Sináptica Sinapse elétrica •As células possuem um intímo contato, através de junções (GAP) que permite o livre trânsito de íons de uma membrana a outra. •O potencial de ação passa de uma célula para outra muito mais rápido que na sinapse química. •Ocorre em músculo liso e cardíaco, células epiteliais, células glandulares. Transmissão Sináptica Na sinapse elétrica a variação do potencial de membrana de uma célula é transmitida para outra célula por meio de fluxo direto de corrente. Transmissão Sináptica Sinapse elétrica Corrente flui diretamente entre as células nervosas SEM RETARDO SINÁPTICO Condução nervosa nas duas direções Transmissão Sináptica Sinapse química UNIDIRECIONAL RETARDO SINÁPTICO Condução nervosa em única direção Transmissão Sináptica RETARDO SINÁPTICO 0,5 ms Liberação do neurotransmissor pela célula pré-sináptica Transmissão Sináptica Sinapse química: potencial de ação provoca a liberação de substância transmissora (neurotransmissores) pelo neurônio pré-sináptico. 1. Dendritos do axônio seguinte 2. Neurotransmissores 3. Terminal do axônio Transmissão Sináptica Sinapse química • O potencial de ação, ou seja, o impulso nervoso é transmitido através mensageiro químico (neurotransmissores), que se liga a um receptor (proteína) na membrana pós-sináptica. • A sinapse química é muito mais lenta que a sinapse elétrica. • Quase todas as sinapses do SNC são químicas. Transmissão Sináptica Sinapse química Resumindo... Quando um impulso elétrico ao viajar para a "cauda" da célula, chamado axônio", chega a seu término, ele dispara vesículas que contêm um neurotransmissor as quais movem-se em direção a membrana terminal. As vesículas se fundem com a membrana terminal para liberar seus conteúdos. Uma vez na fenda sináptica (o espaço entre dois neurônios) o neurotransmissor pode ligar-se aos receptores (proteínas específicas ) na membrana de um neurônio vizinho. Transmissão Sináptica Sinapse química Transmissão Sináptica Sinapse química Diagrama e micrografia de uma sinapse de uma junção neuromuscular da mosca da fruta. 1234- Vesículas sinápticas Neurônio pré-sináptico Fenda sináptica Neurônio pós-sináptico. Foto: De Synaptic function, por Kendal Broadie, PhD, Univ. Utah. Reprodução autorizada. Diagrama: Silvia Helena Cardoso, PhD. Univ. Campinas, Brasil http://www.cerebromente.org.br/n12/fundamentos/neurotransmissores/neurotransmitters2_p.html Transmissão Sináptica Sinapse química O que dispara a liberação de um neurotransmissor? O potencial de ação estimula a entrada de Ca2+, que causa a adesão das vesículas sinápticas aos locais de liberação, sua fusão com a membrana plasmática e a descarga de neurotransmissor. O neurotransmissor se difunde para a célula alvo, onde se liga à uma proteína receptora na superfície externa da membrana celular. Após um breve período o neurotransmissor se dissocia do receptor e a resposta é terminada. Para impedir que o neurotransmissor associe-se novamente a um receptor e recomece o ciclo, o neurotransmissor é destruído pela ação catabólica de uma enzima ou é absorvido na terminação pré-sináptica. Transmissão Sináptica Fases de liberação do neurotransmissor: • • • • • • • Despolarização (aumento na permeabilidade aos íons sódio). Entrada de cálcio no botão sináptico Cálcio se liga aos sítios de liberação da membrana pré-sináptica Exocitose da vesícula com neurotransmissores Receptores deixam os neurotransmissores passarem Reciclagem das vesículas com neurotransmissores Remoção do neurotransmissores do botão sináptico Neurotransmissores Acetilcolina: usado por todos os axônios motores que emergem da medula espinhal. Aminas: norepinefrina, epinefrina, dopamina, serotonina e histamina. Aminoácidos: glicina e ácido gama-aminobutírico (GABA). Doença de Alzheimer: deficiência nas vias colinérgicas que participa a acetilcolina. Doença de Parkinson: degeneração das sinapses dopaminérgicas (aminas). Os receptores para GABA são o alvo principal dos anestésicos gerais porque estes prolongam o tempo de abertura dos canais de Cl- receptores de GABA e inibem os neurônios pós-sinápticos. Os receptores GABA também são alvo das benzodiazepinas (diazepam – ansiolítico) e dos barbitúricos (sedativos). Neurotransmissores Neurotransmissores importantes e suas funções Dopamina: Estimulação e controle motor.Doença de Parkinson: níveis baixos, pacientes são incapazes de se mover voluntariamente. Excesso causa esquizofrenia. LSD e outras drogas alucinógenas agem no sistema da dopamina. Serotonina: Efeito no humor, na ansiedade e na agressão, conhecido como o “neurotransmissor do bem-estar”. Acetilcolina: Atividades relaciondas à atenção, aprendizagem e memória. Baixos níveis de ACTH na doença de Alzheimer. Neurotransmissores Neurotransmissores importantes e suas funções Noradrenalina: Induz a excitação física e mental e bom humor. Mediadora dos batimentos cardíacos, pressão sanguínea, etc. Encefalinas e Endorfinas: São opiáceos que, como as drogas heroína e morfina, modulam a dor, reduzem o estresse, etc. Podem estar envolvidas nos mecanismos de dependência física. Transmissão Sináptica Neuromuscular Uma junção neuromuscular (ou junção mioneural) é a junção entre a parte terminal de um axônio motor com uma placa motora (ou sinapse neuromuscular). Na junção neuromuscular o neurotransmissor utilizado é a acetilcolina. A placa motora é o local em que um estímulo elétrico tem de ser transformado em movimento, através de alguns mediadores químicos, o principal dos quais a acetilcolina, permitem essa transformação. Transmissão Sináptica Neuromuscular Placa Motora ou Junção Neuromuscular: sinapse entre um motoneurônio e uma fibra muscular esquelética ACETILCOLINA Transmissão Sináptica Neuromuscular Resumindo... Em uma junção neuromuscular, o axônio subdivide-se em inúmeros botões terminais localizados em depressões formadas na placa motora. A acetilcolina é o transmissor especial utilizado na junção neuromuscular. Transmissão Sináptica Neuromuscular A miastenia grave é uma doença neuromuscular auto-imune que causa fraqueza e fadiga anormalmente rápida dos músculos. A fraqueza é causada por um defeito na transmissão dos impulsos nervosos para os músculos. A doença raramente é fatal, mas pode ameaçar a vida quando atinge os músculos da deglutição e da respiração.
