introduÇÃo ao estudo do sistema nervoso. funÇÕes lobo occipital=visão lobo temporal=...
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INTRODUÇÃO AO ESTUDO DO SISTEMA NERVOSO
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FUNÇÕES
Lobo occipital=visão
Lobo temporal= audição/compr. linguística/memória
Parietal= sens corporal, reconh espacial
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Fig ura 1.11 . A loca lização funcional pode hoje ser dem onstrada em pessoas norm ais em vida, a través da ressonância m agnética funcional. Essa técnica de im agem m ostra as regiões m ais ativas do cérebro, quando o ind ivíduo é estim ulado ou executa um a tarefa específica . N este caso, o indivíduo fo i so licitado a re fle tir sobre um a frase com im plicações m ora is: a a tiv idade neura l correspondente ficou bem localizada no lobo fron ta l em am bos os lados (áreas em verm elho e am arelo). Foto cedida por Jorge Moll Neto, do Grupo Labs - Rede D’Or.
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ESTRUTURA DO SISTEMA NERVOSO
Sistema Nervoso
Sistema Nervoso
Periférico
Sistema Nervoso Central
Divisão Eferente Divisão Aferente
Sistema Nervoso Autônomo
Sistema Nervoso Somático
Parassimpático Simpático Entérico
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ANATOMIA DO SISTEMA NERVOSO
mesencéfalo
ORGANIZAÇÃO ANATÔMICASNC
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Canal medular
Sulco mediano posterior
Corno posterior
Coluna dorsal
Coluna lateral
Fissura mediana anterior
Subst. cinzenta
Subst. branca
Cornoanterior
Zona intermediária
Coluna ventralComissura ventral
MEDULA ESPINHAL
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NEUROBIOLOGIA CELULAR
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• 2 tipos de células- neurônios
- células gliais. sustentação. constituem ponte metabólica. regulação da concentração de íons. bainha de mielina
(oligodendrócitos-SNC; células de Schwann- SNP)
SISTEMA NERVOSO
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• Unidade estrutural e funcional do Sistema Nervoso;
• Responde a estímulos físicos e químicos;• Produz e conduz impulsos
eletroquímicos;• Libera reguladores químicos;
• Organizam-se na forma de nervos:– Feixes de axônios localizados dentro
ou fora do SNC– Maioria composta por fibras
sensoriais e motoras
NEURÔNIO
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Morfologia adaptada a função.
•Corpo Celular:–corpos celulares no SNC estão organizados em núcleos e no SNP em gânglios
•Dendritos:–área receptora.–Transmite impulsos elétricos para o corpo celular.
•Axônio:- conduz os impulsos elétricos
Dendritos Cone de implantação do axônioDireção de condução
Axônio colateral
Corpo celular
Axônio
Direção decondução
Dendritos
axônio
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– Baseada na direção do impulso conduzido:
– Aferentes ou sensoriais:• conduzem os impulsos
dos receptores sensoriais para o SNC.
– Eferentes ou motores:• Conduzem os impulsos
para fora do SNC a órgãos ou estruturas efetoras.
– Interneurônios:• Localizados no SNC.• Possuem função
integrativa.
CLASSIFICAÇÃO FUNCIONAL DOS NEURÔNIOS
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TECIDO NERVOSO
- Neurônios
- Células gliais
- Vasos sanguíneos: fonte de O2 e glicose.
- Espaço intersticial: preenchido por líquido intersticial (troca de nutrientes, íons,...)
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MARIANA SILVEIRA
POTENCIAIS DE MEMBRANA:
POTENCIAL DE REPOUSO E POTENCIAL DE AÇÃO.
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Corpo celular do neurônio motor
Corpo celular do neurônio sensorial
Para o cérebro
Medula espinhal
Axônio do neurônio motor
Axônio do neurônio sensorial
Para compreender como se dá a geração e condução do impulso nervoso é necessário estudar as características da membrana neuronal responsáveis pelo estabelecimento do POTENCIAL DE REPOUSO.
COLETA, DISTRIBUIÇÃO E INTEGRAÇÃO DE INFORMAÇÃO
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CONSTITUINTES FUNDAMENTAIS:- membrana lipídica;- solução salina intra- e extracelular;- proteínas localizadas na membrana.
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PROTEÍNAS DE MEMBRANAex. canais iônicos
aminoácidos
alfa-hélicesubunidades
leucina
serina
serina
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canais iônicosBomba de sódio e potássiofluido extracelular
subunidade polipeptídica
Citoplasma bicamadalipídica
fluido extracelular
membrana
bomba de Na+/K+
citoplasma
Permeabilidade seletiva!
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+ Canais de Repouso: permanentemente abertos.
Canais dependentes de ligantes(receptores de neurotransmissores)
Canais regulados por fosforilação
CANAIS VOLTAGEM-DEPENDENTES
CANAIS REGULADOS POR ESTIRAMENTO(respondem a estímulos mecânicos)
TIPOS DE CANAIS IÔNICOS
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TRANSPORTE ATIVO X TRANSPORTE PASSIVOPROTEÍNAS TRANSPORTADORAS CANAIS IÔNICOS
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POTENCIAL DE REPOUSO
QUAIS AS BASES IÔNICAS PARA O ESTABELECIMENTO DESTE POTENCIAL DE MEMBRANA?
Potencial de membrana pode ser medido com um eletrodo.
Membrana é polarizada.
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DIFUSÃO EMMEMB. PERMEÁVEL
• membrana é impermeável a passagem de íons
• presença de canais permite o movimento através dos dois compartimentos por difusão (gradiente químico).
• equilíbrio é atingido qdo a concentração iônica estiver igualmente distribuída nos dois compartimentos.• movimento é determinado somente pelo gradiente de concentração.
MEMB. COM PERMEABILIDADE
SELETIVA
Neste caso o movimento de íons será determinado por dois fatores: difusão e eletricidade (gradiente elétrico).
Chega-se a um estado de equilíbrio qdo essas duas forças são iguais e contrárias.
Nessas condições o potencial de membrana = potencial de equilíbrio (E) do potássio (-80mV).(Equação de Nerst)
Soluções eletricamenteNeutras=> Vm=0mV.
20X
* Gradiente elétrico+ gradiente químico.
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DISTRIBUIÇÃO DE ÍONS ATRAVÉS DA MEMBRANA CELULAR
Na+
K+
Cl-
K+
Na+
Cl-
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VÁRIAS CORRENTES (I) E VOLTAGENS (Vm)
Concentrações intra e extracelulares dos
principais íons e seus respectivos potenciais de
equilíbrio (potencial de Nernst para
o íon)
Eion = 60 mV / z . log ([ion]e/[ion]i)
100
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dentrofora
dentrofora
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<5nm
A membrana neuronal apresenta permeabilidade seletiva a diferentes íons que determina que o potencial de repouso de um neurônio típico seja –65mV.Principais fatores q contribuem:-maior permeabilidade ao K+ q a qualquer outro íon;- Na+/K+ ATPase e Ca2+ ATPase.
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Corpo celular do neurônio motor
Corpo celular do neurônio sensorial
Para o cérebro
Medula espinhal
Axônio do neurônio motor
Axônio do neurônio sensorial
COLETA, DISTRIBUIÇÃO E INTEGRAÇÃO DE INFORMAÇÃO
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Limiar
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POTENCIAL DE AÇÃO
1
2
3
4
1- Fase de despolarização.2- Pico máximo (dentro +, fora -)3- Fase de repolarização4- Pico mínimo (há hiperpolarização).
FASES SÃO DETERMINADAS EM FUNÇÃO DE MUDANÇAS DA PERMEABILIDADE DA MEMBRANA A ÍONS.
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DISPARO DO POTENCIAL DE AÇÃO:-evento despolarizante que atinja o limiar;-abertura de canais de Na+ dependentes de voltagem;-pico do PA;-inativação dos canais de Na+ dependentes de voltagem (período refratário absoluto *1);-abertura dos canais de K+ dependentes de voltagem -resposta mais tardia a despolarização (período refratário relativo *2)-hiperpolarização;-restabelecimento do potencial de repouso, neurônio é capaz de responder a novos estímulos.
*1 – Período refratário absoluto: canais de Na+ são inativados qdo na membrana há máxima despolarização. *2 – Período refratário relativo: potencial de membrana permanece hiperpolarizado. canais voltagem dependentes permeáveis a K+ ainda estão abertos. É necessário estímulo despolarizante de maior intensidade para disparar potencial de ação.
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ESTÍMULOS FISIOLÓGICOS
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POTENCIAL GERADOR/ELETROTÔNICO
Mudança no potencial de membrana (mV)
Potencial de ação
Estímulo: % do limiar
Correntesdespolarizantes
Correnteshiperpolarizantes
Conceito de Limiar.
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Limiar
Pot deRepouso
Tempo (ms)
DINÂMICA DOS CANAIS IÔNICOS VOLTAGEM-DEPENDENTES DURANTE O DISPARO DO POTENCIAL DE AÇÃO
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POTENCIAS LOCAIS SE PROPAGAM?
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Professor Alfred Sholl – Programa Neurobiologia – Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho – UFRJ
ONDE GERALMENTE SÃO GERADOS OS PA?
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COMPARAÇÃO ENTRE POTENCIAL GERADOR/ELETROTÔNICO E POTENCIAL DE AÇÃO
PROPRIEDADE POTENCIAL GERADOR
POTENCIAL DE AÇÃO
Localização Qualquer Axônio Intensidade Relativamente fraca,
proporcional ao estímulo, se dissipa com a distância do estímulo.
Constante/Tudo ou nada.
Característica da mudança do potencial de membrana
Despolarizante ou hiperpolarizante dependendo do estímulo.
Despolarizante
Somação Espacial e temporal Não há. Período refratário Não há Absoluto e relativo Tipos de canais envolvidos
Canais que respondem a ligantes e canais que respondem a estímulo mecânico
Canais dependentes de voltagem
Íons envolvidos Normalmente Na+, K+, Cl- Na+, K+ Duração
Poucos mseg a seg 1-2 mseg (após
hiperpolarização pode demorar 15mseg).
*conceito de neurônio facilitado
*
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Linguagem: frequência de disparo.
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Corpo celular do neurônio motor
Corpo celular do neurônio sensorial
Para o cérebro
Medula espinhal
Axônio do neurônio motor
Axônio do neurônio sensorial
COLETA, DISTRIBUIÇÃO E INTEGRAÇÃO DE INFORMAÇÃO
Como o Potencial de Ação (PA) é conduzido?
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CONDUÇÃO DO POTENCIAL DE AÇÃO:
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Professor Alfred Sholl – Programa Neurobiologia – Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho – UFRJ
A MIELINA
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Professor Alfred Sholl – Programa Neurobiologia – Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho – UFRJ
COMO A MIELINA É FEITA?
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Fig ura 3.16 .
A
BA
B1
2 3
2 3B
A propagação do potencia l de ação é m ais l e n t a n o s a x ô n i o s am ielín icos (em ) do que nos axônios m ie línicos (em
). Com o se pode ver nas seqüências de 1 a 3 em e
, em cada reg ião onde o c o r r e u m P A ( ) a s correntes de Na através da m em brana (setas cinzas) g e r a m c o r re n te s lo c a is dentro do axôn io (se ta s pretas) que despolarizam a reg ião viz inha até o lim iar, provocando nela tam bém um PA ( e ). A trás da reg ião ativa segue sem pre a reg ião de re po la rizaçã o , onde atuam as correntes t r a n s m e m b r a n a s d e K (setas vio le tas em e ). Nos axônios m ie línicos ( ) os pontos “viz inhos” são os nós de Ranvier, que estão separados por um a bainha i s o l a n t e c o m p o s t a d e m ie lina. Com o só os nós são excitados, tudo se passa com o se os PAs “saltassem ” de um nó a outro , resu ltando em m aior ve locidade de propagação do im pulso.
+
+
Ex. Esclerose múltipla
PROPAGAÇÃO PONTO A PONTO(axônios amielínicos)
PROPAGAÇÃO SALTATÓRIA(axônios mielínicos)
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Professor Alfred Sholl – Programa Neurobiologia – Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho – UFRJ
A INFLUÊNCIA DAS CARACTERÍSTICAS PASSIVAS
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POSSÍVEIS ESTADOS DO NEURÔNIO:
EM REPOUSO - SEM SINALIZAÇÃO
DESPOLARIZADO
HIPERPOLARIZADO(inibido)
SINALIZANDO(potencial de ação)
FACILITADO
Cone de implantação(zona de disparo)
Colaterais axônicos
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Terminal pré-sináptico
Neurônio pós-sináptico
Neurônio facilitado
- 60 mv
FACILITAÇÃO NEURONAL
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ALTERAÇÃO CRÍTICA DA VOLTAGEM (~20mV)
POTENCIAL DE AÇÃO
Terminal pré-sináptico
Neurônio pós-sináptico
- 45 mv
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INIBIÇÃO HIPERPOLARIZAÇÃO
- 70 mv
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