Bioeletrogênese e Sinapses

Sinapses -> União fDsica entre duas ou mais estruturas neuronais. Pode ser excitatória ou inibitória, as sinapses excitatórias liberam neurotransmissores que estimulam o neu rônio pós-sináptico (ex: adrenalina), já as sinapses inibitórias liberam neurotransmissores que inibem o neurônio pós-sináptico (ex: acetilcolina, serotonina), mas existem também os neurotransmissores que podem atuar tanto como excitatórios como inibitórios (ex: noradrenalina).

Para que haja a liberação desses transmissores na fenda sináptica é necessário que ocorra primeiro um po-tencial de ação (onda promovida pela entrada de sódio). Após sofrer um estDmulo, que pode ser mecânico, visual, quDmico ou térmico, os canais de sódio da membrana neuronal vão se abrir e o sódio vai entrar deixando a face interna da membrana positiva e acabando com seu equilDbrio eletroquDmico, esta prim-meira fase é chamada de despolarização. na segunda fase, repolarização, os Dons potássio que estavam dentro do neurônio começam a sair para o lDquido extracelular devido ao gradiente elétrico e de concen -tração. Fazendo com que a membrana da célula volte a ficar com a face externa positiva e a interna nega-tiva. Então a bomba de sódio-potássio entra em atividade. Ela posui 3 sDtios de ligação na face interna, dois na face externa, e uma porção com função ATPásica. Ela se liga a 3 Dons sódio e dois Dons potássio, a sua porção ATPásica quebra uma molécula de ATP que gera energia para que a bomba de sódio- potássio gire, jogando os Dons sódio no meio extracelular e os Dons potássio no meio intracelular.

PerDodo refratário absoluto-> É o perDodo que ocorre na despolarização e o neurônio não responde a novos estDmulos, pois todos os canais de sódio estão abertos, inativados a novos estDmulos.

PerDodo refratário relativo-> É o perDodo que ocorre na repolarização e só há resposta se o estDmulo for maior que o estDmulo antecedente, os canais de sódio estão se fechando.

Com a despolarização da membrana os canais de cálcio se abrem e o cálcio do meio extracelular passa para o meio intracelular, ele se liga à Calmodulina e ativa a Cinase, proteDna que vai quebrar a ligação acto-miosDnica que segura a vesDcula neurotransmissora. A vesDcula migra para a extremidade do neurônio na sinapse, devido a maior concentração de cálcio naquela área, e sofre exocitose, liberando o neurotransmis-sor na fenda sináptica.

Complexo Snare -> A vesDcula sofre exocitose através do Complexo Snare. A proteDna Sinaptogamina se liga diretamente ao canal na membrana neuronal e a Sinapcina(proteDna da vesDcua) se liga à Sintaxina (proteDna da membrana neuronal). As membranas se fundem e o neurotransmissor é liberado na fenda sináptica.

Ao sofrer exocitose, o neurotransmissor se liga aos receptores de menbrana do neurônio pós-sináptico. Se for um neurotransmissor excitatório ele irá se ligar à um receptor excitatório e irá excitar o neurônio. Seja através da abertura dos canais de sódio para a propagação de um potencial de ação, diminuição da con-dução através dos canais de cloreto para tornar o potencial interno da membrana mais positivo, ou alterar o metabolismo celular, a fim excitar a célula, aumentar o número de receptores excitatórios na membrana ou mesmo diminuir o número de receptores inibitórios.

Caso o neurotransmissor seja inibitório ele se ligará aos receptores inibitórios e inibirá o impulso para que ele não se propague. Seja através da abertura dos canais de cloreto, que deixará o potencial interno da membrana mais negativo, aumento da conduividade dos Dons potássio através do receptor, ou ativação de enzimas que inibem o metabolismo celular, ou que aumentem o número de receptores inibitórios na mem -

brana ou diminuem o número de receptores excitatórios.

Neurotransmissores

A acetilcolina (ACh) é formada no terminal do axônio através de uma reação enzimática simples entre a col -ina e a acetil Coenzima A (acetil CoA).

As aminas são a dopamina, noradrenalina e adrenalina, que também funcionam como neuro-hormônios quando são secretados pela medula da adrenal. As tranformações que ocorrem por reações enzimáticas são as seguintes:

tirosina -> dopa -> dopamina -> noradrenalina -> adrenalina.

A noradrenalina só se transforma em adrenalina na medula da supra renal, isso não ocorre em nenhum outro lugar.

Sistema Nervoso

O sistema nervoso é dividido em Sistema Nervoso Central (SNC) e Sistema Nervoso Periférico (SNP). O SNC é composto pelo encéfalo e medula espinhal, os neurõnios do SNC integram a informação recebida e deter -minam se uma resposta é necessária. O SNP é composto pelos neurônios sensitivos ou aferentes e pelos neurônios motores ou eferentes, os neurõnios aferentes enviam as informações que chegam no organismo através de receptores espalhados por todo o corpo para o SNC, e os neurônios eferentes enviam uma re -spostas para as células efetoras do organismo.

Os neurônios eferentes do SNP são subdivididos em Sistema Motor Somático e Sistema Autonômico ou Autônomo, o Somático controla os músculos esqueléticos e o Autonômico controla os músculos liso e card-Daco, glândulas e contração e secreção de vários órgãos internos, por isso também é chamado de Sistema Nervoso Visceral.

O Sistema Nervoso Atonômico é dividido em Simpático e Parassimpático, que diferem pela organização anatômica e pelas substâncias quDmicas que secretam. Os neurônios do Parassimpático se localizam na região cranial e sacral e secretam substâncias inibidoras, já os neurônios do Simpático se localizam na região tronco lombar e secretam substâncias excitatórias. O sistema autônomo possuem dois neurônios que fazem sinapses nos gânglios. O neurônio pré-ganglionar possui o corpo dentro do SNC e a extremidade do axônio dentro dos gânglios, e o neurônio pós-ganglionar possui o corpo dentro do gânglio e a extremi-dade do axônio na célula alvo. Como o cadeia ganglionar simpática se encontra ao lado da coluna vertebral, os neurônios pré-ganglionares são curtos e os neurônios pós-ganglionares longos. Já a cadeia parassim-pática possui os neurônios pré-ganglionares longos e os neurônios pós-ganglionares curtos.

Há também o Sistema Nervoso Entérico, que é uma rede de neurônios da parede do trato digestivo, ele é frequentemente controlado pelo Sistema Autônomo mas também pode funcionar de forma autônoma.

Células da Glia

As células da Glia não participam da transmissão de impulso nervoso, mas são elas que fornecem suporte fDsico para os neurônios, direcionam seu crescimento e podem até fornecer suporte metabólico.

O sistema nervoso periférico possui dois tipos de células da Glia: as células de Schwann e as células satélites. O SNC possui quatro tipos de células da glia: oligodendrócitos, astrócitos, micróglia e células ependimais.

As células de schwann e os oligodendrócitos suportam e isolam os axõnios através da criação da bainha de mielina. Porém as células de Schwann associam-se a um único neurônio, enquanto os oligodendrócitos se associam a vários neurônios. As células satélites são células de Schwann não mielinizadas que dão suporte aos corpos de neurônios nos gânglios, fora do SNC.

Fisiologia do acoplamento

O sistema nervoso somático possui um único neurônio que sai do SNC e vai até um tecido alvo, que é sem-pre em músculo. E suas sinapses são sempre excitatórias.

Quando o neurotransmissor se iga ao receptor vários canais de sódio e cálcio se abrem, despolarizando a membrana. A despolarização ativa a diidropiridina (túbulo T) que se liga a rianodina (no retDculo sarcoplas-mático) liberando o cálcio do RS, o cálcio liberado se liga à sub-unidade C da troponina, que faz um giro conformacional permitindo que a miosina se iga à actina, contraindo o músculo. Após a contração o cálcio é bombeado para o retDculo sarcoplasmático através de bombas de cálcio.

Eletrofisiologia do coração

O coração é um órgão que possui automaticidade, condutibilidade, excitabilidade e contrabilidade. Ele pos-sui um grupo de células que se alto-despolarizam mandando um pootencial de ação pelo coração para que ele se contraia, chamado nódulo sinoatrial. O potencial de ação percorre todo o átrio através das fibras in -ternodais, sistema de condução formado por fibras auto-rDtmicas não contráteis. Através do nódulo átrio-ventricular o potencial de ação passa para os ventrDculos, porém ao chegar no nódulo AV o potencial de ação sofre um retardo, para que os átrios terminem sua contração antes que os ventrDcuos se contraiam. Ao passar pelo nódulo AV o potencial de ação passa pelo feixe de His, que se divide posteriormente nas fi -bras de Purkinje, excitando todo o ventrDculo.

Potencial de ação no coração

O potencial de ação no coração se difere dos demais pela presença de um platô formado pela entrada de cálcio, e é formado por quatro etapas:

Etapa 1: A célula se despolariza pela entrada de sódio.

Etapa 2: A célula começa a repolarizar. SaDda rápida de potássio.

Etapa 3: Os canais de cálcio se abrem e a célula se despolariza novamente, formando o platô.

Etapa 4: SaDda de potássio, a célula se repolariza.

Contração dos cardiomiócitos

A contração nas células do coração também é diferente das demais. No músculo esquelético, por exemplo, a despolarização da membrana faz com que a diidropiridina se ligue à rianodina do RS liberando o cálcio. Já no coração, o potencial de ação vai despolarizar a membrana, abrindo os canais de cálcio voltagem-depen -dentes. O cálcio extracelular vai entrar no cardiomiócito liberando o cálcio do RS (cálcio libera cálcio). Não há interação fDsica entre a rianodina e a diidropiridina.

Regulação intrDnseca do coração

O coração possui duas formas de controle intrDnseco, o mecanisno de Frank starling e o mecanismo de Bainbridge.

Mecanismo de Frank Starling -> quando o retorno venoso aumenta o átrio e o ventrDculo vão ser estirados e a resposta reflexa vai ser o aumento de força da contração.

Mecanismo de Bainbridge -> quando os nódulos se estiram, principalmente o nódulo sinoatrial, a frequên-cia cardDaca aumenta.

Regulação extrDnsica do coração

A regulação extrDnsica do coração é feita através dos sistemas simpático e parassimpático e pelo controle neuro-humoral.

Válvulas do coração

O coração possui quatro válvulas, duas atrio-ventriculares (AV) e duas semilunares.

As válvulas AV separam os átrios dos ventrDculos. São auxiliadas pelos músculos papilares que se ligam a elas através das cordas tendDneas, essas valvas impedem que o sangue dos ventrDculos sofra refluxo para os átrios e esses músculos seguram as cúspides impedindo que elas sofram abaulamento.

As válvulas semilunares impedem que o sangue das artérias volltem para os ventrDculos.

Mecânica do batimento cardDaco

O nódulo sinoatrial se despolariza e o potencial de ação é espalhado pelos átrios e chega ao nódulo AV. En-quanto o potencial de ação percorre o nódulo AV (sofrendo retardo) o átrio se contrai, a pressão do átrio aumenta e vence a resistência das válvulas AV, o sangue é ejetado para os ventrDculos e as válvulas AV se fecham. Enquanto o sangue chega nos ventrDculos o potencial de ação percorre o feixe de His e as fibras de Purkinje e se espalha pelos ventrDculos. Os vetrDculos se contraem e a pressão aumenta, vencendo a re-sistências das válvulas semi-lunares, o sangue é ejetado para as artérias e as válvulas se fecham.

Bulhas cardDacas

Durante o batimento cardDaco é possDvel ouvir três bulhas cardDacas. A primeira bulha é um som grave (TUM), ouvido quando as válvulas AV se fecham. A segunda bulha é um som agudo (TÁ), ouvido quando as válvulas semilunares se fecham. A terceira bulha nem sempre é ouvida, e é causada pelo sangue batendo na parede do átrio.

Eletrocardiograma

É o registro da atividade elétrica do coração oobtidos a partir de eletrodos colocados na pele. Essa ativi-dade elétrica é representada através de ondas.

A onda P corresponde à despolarização dos átrios, o complexo QRS corresponde à despolarização ventricu-lar, e a onda T corresponde à repolarização ventricular. A repolarização atrial não está representada por uma onda especial, mas está incorporada ao complexo QRS.

Situações fisiopatológicas

1 - Estenose valvular AV

as válvulas AV não se abrem completamente, estreitando a passagem do sangue.

2 - Insuficiência valvular AV

as válvulas não se fechaam completamente (sopro cardDaco).

*Ambos os casos causam insuficiência respiratória, por causa do sangue que volta para o pulmão, e trom-bose, por causa do sangue que para o sistema.

Pressão arterial

Pressão arterial é a força exercida pelo sangue na parede dos vasos sanguDneos. Portanto, pressão é igual fluxo versus resistência (P=Q x R).

- Variedades de pressão:

DC= VS x FC

PA= DC x RVPT

Controle da pressão arterial

* Sistema barorreflexo

O sistema barorreflexo é um controle de pressão a curto-prazo. Os neurônios barorreceptores que se en -contram na parede das artérias aorta e carótida são sensDveis ao estiramento, estes neurônios mandam potenciais de ação continuamente quando a pressão arterial está normal. Porém, quando a pressão au-menta os barorreceptores são estirados e a taxa de disparo do receptor aumenta, estes potenciais de ação gerados vão para o núcleo do trato solitário (NTS), no bulbo, e estimula o sistema parassimpático, que por sua vez vai reduzir a frequência cardDaca(ACh), a força de caontração do coração (ACh), e diminuir a re -sistência vascular periférica total, diminuindo a atividade do sistema simpático.

Quando a pressõ arterial diminuir os barorreceptores vão relaxar, com isso a taxa de disparo também vai aumentar e os sinais que chegarão no NTS vão estimular o sistema simpático, que vai aumentar a força de contração (adrenalina), a frequência cardDaca (adrenalina), e a resistência vas cular pariférica total, au-mento a quantidade de adrenalina que é liberada nos vasos.

* Controle renina-angiotensina

O parênquima renal é capaz de verificar a oscilação do fluxo sanguDneo e contribuir para o controle da pressão arterial. Quando o fluxo aumenta o parênquima renal diminui a iberação de renina. Quando a pressão arterial diminui, o parênquima renal aumenta a liberação da renina, ao chegar na corrente san-guDne a renina cliva o angiotensinogênio em angiotensina I, que é clivada em angiotensina II pela enzima ECA. A angiotensina II é um pró-hipertensor que pode agir no coração, no SNC, nos vasos sanguDneos e no córtex da supra-renal.

Coração -> se liga aos receptores ATI e ATII, aumentando a frequencia cardDaca e da força de contração.

Supra-renal -> liberação de aldosterona, que retém água e sódio por via renal.

SNC -> se liga ao receptor ATI na porção caudal do hipotálamo, liberando a vasopresina, que evita perda de água por via renal.

Vasos sanguDneos -> se liga aos receptores ATI e ATII aumentando a vasoconstrição dos vasos.

*PeptDdeo natriurético atrial

Quando o sangue chega com muita pressão nos átrios, a liberação do peptDdeo natriurético atrial começa. O peptDdeo atua na liberação de sódio (natriurese), deixando o sangue menos concentrado que o interstD -cio, com isso a água passa do sangue para as células, diminuindo a pressão arterial. Redução de volume por osmose.

* Controle local

O controle local da pressão arterial é feito pelo vaso sanguDneo e mexe apenas com a RVPT.

Quando o sangue passa pelos vasos sanguDneos em uma situação normal, ele passa com o fluxo laminar, que não causa estresse no vaso.

Porém, quando a pressão aumenta o sangue passa com um fluxo turbilhonar, que vai forçando o vaso e causando um estresse de cisalhamento. Este estresse é o estDmulo para a liberação de óxido nDtrico pelo próprio vaso sanguDneo(endotélio). O óxido nDtrico é um vasodilatador.

Quando a pressão arterial diminui, o fluxo laminar no endotélio do vaso está menor do que deveria é um estDmulo para a liberação da endotelina, um vasoconstritor que vai aumentar a RVPT.

Fisiologia da respiração

A respiração é controlada de duas formas. O controle somático e o controle automático. O controle au-tomático é feito pelo centro respiratório, que fica na região subcortical. O centro respiratório se despolar -iza, enviando o impulso nervoso pelo nervo frênico até o diafragma, quando o diafragma se contrai ocorre a inspiração e quando o diafragma relaxa ocorre a expiração. O controle somático é feita da mesma forma, porém, é o 1º neurônio motor que irá estimular o nervo frênico.

A troca de gases nos alvéolos e nas células é feita pela diferença de pressão, nos alvéolos o oxigênio que está mais concentrado passa para o sangue e o gás carbônico está mais concentrado no sangue e passa para os alvéolos. O mesmo acontece nas células, mas nas células musculares encontram-se mioglobinas que possuem uma alta afinidade com o oxigênio, o que facilita sua migração.

O CO2

pode ser transportado no sangue por uma ligação com a hemoglobina, dissolvido ou na forma de

ácido carbônico.

O ácido carbônico é formado quando o CO2

se encotra com a anitrase carbônica no sangue. Formando tam-

bém H+

.

O aumento do CO2

no sangue aumenta a quantidade de H+

, isso faz com que a despolarização do centro

respiratório aumente, aumentando a frequência respiratória.

Endocrinologia (pâncreas, insulina e glucagon)

O pâncreas endógeno é o responsável pela secreção de glucagon e insulina, que mantém os nDveis glicêmi -cos normais.

A insulina leva a glicose do sangue para as células e o glucagon leva a glicose das células para o sangue, em situações de hipoglicemia.

Quando a glicose é absorvida e chega no sangue ela é carregada pela proteDna carregadora Glut2 até as células beta do pâncreas. Ao chegar nas células do pâncreas a glicose sofre metabolismo oxidativo e gera ATP. Os canais de potássio, que são sensDveis ao ATP, se fecham e estes Dons passam a se acumular na célula. A membrana se despolariza e os canais de cálcio se abrem, o cálcio que entra na célula contrai as vesDculas de insulina, a insulina é liberada no angue e irá agir nas outras células.

As células possuem em suas membranas proteDnas do tipo Glut1 que levam glicose para dentro da célula, porém, estas proteDnas não conseguem carregar glicose o suficiente para manter as células. Por isso, a in -sulina atua para aumentar a captura da glicose.

A insulina que chega do pâncreas pelo sangue, se liga ao receptor de insulina, que fica na embrana da célula. Esse receptor de nsulina se desfoforila, estimulando a vesDcula citosólica a migrar ara a periferia e se fundir à membrana plasmática da célula. Os gluts da vesDcula, que são do tipo 4, se incorporam à men-brana da célula e ajudam a capturar insulina.

Controle do sistema endócrino

O sistema endócrino é controlado hierarquicamente pelo hipotálamo e pela hipófise. O hipotálamo manda um hormônio liberador para a hipófise, a hipófise manda um hormônio hipofisário para uma glÂndula, que por sua vez, manda um hormônio funcional para um órgão alvo.

O núcleo supra-ótico ou paraventricular do hipotálamo secreta oditocina e ADH que são armazenados no sistema porta hipotálamo-hipofisário na neuro-hipófise (que não secreta hormônios, somente armazena). Quando recebe um estDmulo a hipófise libera esses hormônios em seus tecidos alvos. A ocitocina vai agir no múculo liso uterino (contração), e o ADH/ vasopressina vai agir nos vasos sanguDneos (vasoconstrição).

Além do hipotálamo liberar ocitocina e ADH , ele também libera hormônios que funcionam como fatores de liberação hipofisário. Esses fatores são hormônios que vão agir na hipófise (adeno-hipófise)fazendo com que ela libere seus hormônios.

A adeno-hipófise produz e armazena hormônios.

* Controle por feed-back

O sistema hormonal é feito por feed-back negativo, o aumento da quantidade de hormônio faz com que a liberação do mesmo se interrompa. Pode ser feed-back com alça longa (quando o hormônio efetor inibe o hipotálamo), com alça curta (quando o hormônio efetor inibe a hipófise) e com alça ultra-curta (quando o hormônio hipofisário inibe o hipotálamo).

Tireóide

*Precursores e formação de T3/T4

Os hormônos tireoideanos T3 e T4 são formados por monômeros de tirosina e iodo. Os monômeros de tirosina são secretados pelas células glandulares da tiróide, já o iodo é é adquirido pela bomba de iodeto. O iodeto é absorvido no intestino e levado pelo sangue até a tireóide, as bombas de iodeto fazem o sequestro do iodeto, e o concentra cerca de 30 vezes sua quantidade no sangue. Esse ideto capturado será transfor -mado em uma forma oxidada de iodo e se ligará ao monômeros de tirosina, formando os precursores di-iodotirosina e monoiodotirosina, que se ligarão formando oT3 e T4.

O T3 sempre será formado por um monoiodotirosina + um diiodootirosina.

O T4 sempre será formado por dois diiodotirosina.

Os hormônios tireóideos são armazenados em grande quantidade, em grandes moléculas de glcoproteDna chamada tireoglobulina. Na verdade a trireoglobulina é formada por aminoácidos tirosina que se combi-nam com iodo, ou seja, na verdade a tireoglobulina é formada pelos precursores dos hormônios, conse-quentemente esses hormônios se formam dentro da tireoglobulina e se clivam na hora da sua liberação.

As ações fsiológicas desses hrmônos são:

- produção de calor;

- ploriferação celular.

- aumenta a sensibilidade das células às catecolaminas.

- lipólise.

Paratireóides

As paratireóides são responsáveis pela homeostasia do cálcio. Elas secretam Calcitonina e PTH (células principais). O PTH vai agir na transformação da vitmD3.

A vitaminaD que foi absorvida vai para a derme e, ao tomarmos sol, a vitamD se trasforma em colicalcif -erol/ VitmD3 que , no fDgado se transforma em 25-idroxicolicalciferol, vai para os rins e na presença do PTH se transforma em 1,25 diidroxicolicalciferol.-> aumenta a absorção do cálcio no itestino.

O cálcio é absorvido e sua deposição óssea só acontece na presença do fosfato inorgânico. Os osteoblastos são os depositores dos cristais de osso e os osteoclastos são os removedores. Os canais de Havers são por onde passam os vass sanguDneos que vão irrigar os ossos.

O PTH aumenta a deposição óssea mas ele também aumenta a ação dos osteoclastos para que o osso man -tenha o seu tamanho normal e para que haja a renovação óssea. O acúmulo de cristais de osso na luz dos canais de Havers tbm aumenta a tividad e dos oteoclastos para impedir que o canais se obstrua e preej-udiquue a irrigação do osso.

Sistema digestório

O sistema digestório é composto pela boca, faringe/laringe/esôfago, estômago, intestinos, glând. salivares, fDgado, vesDcula biliar e pâncreas.

Estômago

O estômago é composto pela região pilórica, corpo e antro, e possui dois esfincters: o esfincter pilórico e o esfincter antral.

Ele tem função de quebra, motilidade e absorção, as células principais da parede do estômago secretam pepsinogênio e as células parietais secretam HCl, o HCl induz o pepsinogênio a irar pepsina, e a pepsina, por sua vez, quebra proteDnas.