TRANSMISSÃO SINÁPTICA E CONTRAÇÃO MUSCULAR
Fisiologia Especializada
Rodrigo Campos Cardoso – PPG Neurociências
PAE – Programa de Aperfeiçoamento do Ensino
Como os neurônios transmitem a informação?
O potencial de ação é a transmissão da informação através do axônio de um neurônio
PAPA“TUDO OU NADA”
UNIDIRECIONAL
Só ocorre ao se atingir o limiar
Período refratário
Como os neurônios transmitem a informação?
FLUXO IÔNICO
Como os neurônios transmitem a informação?
Problema biológico!!
A informação deverá ser transmitida através de vários neurônios, chegando ao órgão efetor.
Como se dá essa transmissão através de neurônios??
SINAPSES
O que são SINAPSES?
Contato funcional entre dois neurônios*
As sinapses são as zonas de contato entre neurônios com outros neurônios, células musculares e glândulas. As
sinapses são compostas pela membrana pré-sináptica, fenda sináptica e membrana pós-sináptica. Os contatos sinápticos
podem ser axo-axônico, axo-dendrítico, axo-somático; neuromuscular ou neuroefetor.
Elétricas Químicas
SINAPSES ELÉTRICAS
• Espaço da fenda sináptica de cerca de 20nm
• Membranas conectadas por uma especialização gap junctions
• Permitem um fluxo passivo de corrente elétrica
• Transmissão bidirecional
• Extremamente rápidas
• Permitem a sincronização de uma população de neurônios
• Neurônios do tronco encefálico regulam a respiração através de sinapses rítmicas
• Secreção de hormônios em pulso
SINAPSES QUÍMICAS• Espaço da fenda sináptica de cerca de
40nm
• A transmissão ocorre através de mediadores químicos, os neurotransmissores, presentes em vesículas
• Existem receptores específicos na membrana pós-sináptica
• Mais lentas que as elétricas
• Neurotransmissores são degradados, recaptados ou extravasam da fenda
SINAPSES QUÍMICASA TRANSMISSÃO NAS SINAPSES QUÍMICAS É BASEADA NUMA ELABORADA SEQUENCIA DE EVENTOS:
• Neurotransmissor sintetizado e armazenado em vesículas
• Chegada de PA no terminal pré-sináptico
• A despolarização causa abertura e canais de Ca2+
• O influxo de Ca2+ leva à fusão das vesículas carregadas com neurotransmissores
• O neurotransmissor é liberado por exocitose na fenda sináptica
• O neurotransmissor se liga ao receptor pós-sináptico
• A ligação do neurotransmissor no receptor leva a abertura ou fechamento de canais iônicos pós-sinápticos
• A corrente iônica gera potenciais excitatórios ou inibitórios, mudando a excitabilidade da célula
• Neurotransmissores são degradados, recaptados ou extravasam da fenda
https://neuroscience5e.sinauer.com/animations05.01.html
OS NEUROTRANSMISSORES
EXISTEM ESSENCIALMENTE DOIS GRUPOS DE NEUROTRANSMISSORES:
• Neurotransmissores neuropeptídios
• Grandes moléculas transmissoras compostas de 3 a 36 aminoácidos
• Neurotransmissores pequenas moléculas
• Neurotransmissores que são aminoácidos ou derivados destes
• Existe a categoria das aminas biogênicas • (dopamina, serotonina, (nor)adrenalina e histamina)
RECEPTORES DE NEUROTRANSMISSORES
EXISTEM ESSENCIALMENTE DOIS GRUPOS DE RECEPTORES DE NEUROTRANSMISSORES:
• Receptores Ionotrópicos
• Estes receptores são canais iônicos propriamente ditos, ou seja, com a ligação do neurotransmissor, há a abertura do canal de íons
• Receptores metabotrópicos
• Estes receptores estão acoplados a proteína G, portanto, geram respostas celulares mediadas por segundos-mensageiros
https://neuroscience5e.sinauer.com/animations05.03.html
POTENCIAIS PÓS-SINÁPTICOS
O POTENCIAL PÓS-SINÁPTICO é igual ao POTENCIAL DE AÇÃO?
Os POTENCIAIS PÓS-SINÁPTICOS podem causar quais efeitos elétricos na membrana do neurônio?
O que são POTENCIAIS PÓS-SINÁPTICOS??
POTENCIAIS PÓS-SINÁPTICOSSão os potenciais gerados na membrana pós-sináptica, e
podem ser excitatórios ou inibitórios
• PEPS Potencial excitatório pós-sináptico
• Potencial que aumenta a chance de ocorrer um potencial de ação
• Aproxima o potencial da membrana ao limiar de excitação
• PIPS Potencial inibitório pós-sináptico
• Potencial que diminui a chance de ocorrer um potencial de ação
• Afasta o potencial da membrana do limiar de excitação
INTEGRAÇÃO SINÁPTICASomação de potenciais de ação
Os neurônios recebem milhares de sinapses ao mesmo tempo. A excitação ou inibição depende do balanço, ou seja,
a soma dos PEPS e PIPS.
• Somação temporal
• Soma de inúmeros PPS oriundos de uma mesma sinapse FREQUÊNCIA DE DISPAROS
• Somação espacial
• Soma de PPS de diferentes sinapses EXCITAÇÃO E INIBIÇÃO
https://neuroscience5e.sinauer.com/animations05.02.html
TRANSMISSÃO SINÁPTICA
Liberação do Neurotransmissor
Ligação ao Receptor específico
Abertura ou Fechamento de Canais Iônicos
Inibição ou Excitação do Neurônio Pós-sináptico
Integração Sináptica
Somação determina se há ou não POTENCIAL DE AÇÃO
Mudança na condutância gera fluxo iônico
Mudança no Potencial Pós-sináptico
Como um PA gera contração muscular?
Problema biológico!!
A sinapse entre um neurônio e uma célula muscular gera contração muscular.
Como se dá a transformação de informação química (sinapse) em contração muscular??
Junção Neuromuscular
• Encontro do nervo com o músculo
• Transformação de potencial de ação em contração muscular
JUNÇÃO NEUROMUSCULAR
Como se dá essa transformação??Que estruturas participam deste fenômeno?
PLACA MOTORA
Placa Motora
• Membrana da fibra muscular (sarcolema), adaptado ao contato com neurônio
Junção Neuromuscular ≠ Placa Motora
ANATOMIA DO MUSCULO ESQUELÉTICO
• Sarcolema• Membrana celular da fibra muscular
• Miofibrilas• Filamentos de actina e miosina
• Sarcoplasma• Líquido intracelular entre as miofibrilas
• Retículo Sarcoplasmático• Retículo endoplasmático especializado das fibras musculares
CONTRAÇÃO MUSCULAR
MECANISMOS GERAIS DA CONTRAÇÃO MUSCULAR:
• Potenciais de ação do neurônio motor chegam às terminações na fibra muscular
• Ocorre uma sinapse, liberando ACh (acetilcolina)
• A ACh se liga aos receptores nicotínicos, levando a uma abertura de canais iônicos
• O influxo de cátions leva à despolarização local da membrana, potencial de placa terminal, que leva a abertura de canais de Na+ voltagem-dependentes
• Há a propagação de PA através da membrana da fibra muscular
• O PA flui para o retículo sarcoplasmático, fazendo com que haja liberação de Ca2+
• Os íons Ca2+ geram atração entre as fibras de actina e miosina, produzindo a força contrátil
• Os íons Ca2+ são removidos do sarcoplasma, através de bombas, cessando a contração muscular
CONTRAÇÃO MUSCULARAspectos moleculares
• Síntese, ação e degradação da acetilcolina
• Papel da acetilcolinesterase ação rápida do neurotransmissor
CONTRAÇÃO MUSCULARA liberação de cálcio: excitação-contração
https://www.youtube.com/watch?v=5QzfMJqd3MM
CONTRAÇÃO MUSCULARAspectos moleculares
Aumento gradual na tensão muscular são mediados por recrutamento ordenado de diferentes tipos de unidades motoras como pelo aumento na freqüência de disparo dos motoneurônios.
• Substâncias exógenas que agem na contração muscular
• Tubocurarina (curare) – não despolarizante• Bloqueador de nAChR
CONTRAÇÃO MUSCULARAspectos moleculares
• Substância exógenas que agem na contração muscular• Toxina botulínica
• Impede a liberação de ACh
CONTRAÇÃO MUSCULARAspectos moleculares
• Substância exógenas que agem na contração muscular
Toxina botulínicaImpede a liberação de ACh
CONTRAÇÃO MUSCULARAspectos moleculares
• Substância exógenas que agem na contração muscular• Tétano
• Infecção pela Clostridium tetani
• Impede liberação de glicina• Interneurônios inibitórios
CONTRAÇÃO MUSCULARAspectos moleculares
OBRIGADO!!
Qualquer dúvida, podem me procurar nos plantões, às quintas-feiras 8:30 ou 12:30h, ou por email:
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