As bases fisicas da função neuronal

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  1. 1. As bases fsicas da funo neuronal.Aluna: Mnica Aparecida Ganazza 3 Cincias Biolgicas Integral
  2. 2. Introduo. Neurnios: clulas nervosas que transmitem as informaes usando uma combinao de sinais eltricos e qumicos. So as clulas mais importantes para coordenar a performance responsvel pela atividade de um animal. Possuem membranas eletricamente excitveis, ou seja, os sinais so gerados e transmitidos por elas sem perda como resultado do movimento de partculas carregadas (ons). As propriedades dos sinais eltricos permitem aos neurnios conduzir as informaes rpida e precisamente para coordenar aes que envolvem muitas partes ou mesmo todo o corpo de um animal.
  3. 3. Todos os neurnios juntamente com as clulas desuporte, ou clulas da glia formam o sistemanervoso, que recebe e processa a informao,analisa-a e gera respostas coordenadas paracontrolar comportamentos complexos.
  4. 4. Estrutura, funo e organizao neuronal.Neurnios possuem regies identificveis eanatomicamentedistintas, caracterizadas porespecializaes na membrana e na arquiteturasubcelular.Todos os neurnios possuem:soma ou corpo celular: manuteno metablica;dendritos: so mltiplos, geralmente ramificados,servem como superfcie receptora trazendo sinais deoutros neurnios para o corpo celular;
  5. 5. axnios ou fibras nervosas: nico, conduzemsinais do corpo celular, desenvolverammecanismos para transmisso de informaes agrandes distncias com alta fidelidade e semperdas. Em seu trmino, pode se dividir emdiversos ramos permitindo que seus sinais sejamenviados simultaneamente para muitos outrosneurnios, glndulas ou para fibras musculares.
  6. 6. Dendritos e axnios tm origem no corpo celular.Feixes de axnios percorrendo tecidos do corpo deum animal so denominados nervos.
  7. 7. Transmisso de sinais em um nico neurnio. Membranas da superfcie de dendritos de um neurnio motor so inervadas por terminais de outros neurnios, geralmente o corpo celular integra as mensagens de muitos impulsos de neurnios para determinar o incio de uma resposta chamada potencial de ao (PA) ou impulso nervoso. Axnio conduz PA (originado na zona de disparo do PA, localizada prxima ao cone axnico, na juno do axnio e corpo celular) para o terminal axnico;
  8. 8. O comportamento fisiolgico de um neurniodepende das suas propriedades de membrana. Asmembranas possuem propriedades eltricas quepermitem a conduo de sinais eltricos sem perdade amplitude.As respostas eltricas ativas dos neurnios eoutras clulas excitveis dependem da presena deprotenas especializadas, conhecidas como canaisinicos voltagem-dependentes, na membranacelular.
  9. 9. Os canais inicos voltagem-dependentes permitemaos ons atravessar a membrana celular emresposta a alteraes ao campo eltrico atravs damembrana.
  10. 10. Transmisso de sinais entre neurniosA maioria das transmisses sinpticas realizadapor neurotransmissores (molculas liberadas porterminais axnicos em resposta ao PA vindo peloaxnio).Os canais inicos (membrana dos dendritos esoma) ligam os neurotransmissores e reagem aeles.Efeitos ps-sinpticos dos numerosos impulsosso integrados de modo a produzir um potencialps-sinptico resultante dos dendritos, do soma edo cone axnico.
  11. 11. Organizao do sistema nervoso. Formado por dois tipos de clulas: neurnios e clulas gliais de suporte. Neurnios: Sensoriais: transmitem informaes captadas de estmulos externos ou respondem a estmulos do interior do corpo; Interneurnios: conectam outros neurnios dentro do SNC; Motores: conduzem sinais aos rgos efetores causando contrao de msculos ou secreo de clulas glandulares.
  12. 12. Os neurnios sensoriais transformam energiafsica existente em um estmulo em impulsoseltricos usados pelo sistema nervoso.SNC: um crebro, localizado na cabea, umcordo nervoso posterior ao longo da linha mdiado animal.
  13. 13. Vertebrados:gnglios: corpos celulares neuronais perifricos, forado SNC;medula espinal: cordo nervoso localizado ao longoda linha mdia dorsal;neurnios com corpos no SNC enviam fibras para aperiferia para captar informaes sensoriais ou paraemitir informaes motoras para controle da atividadede msculos ou glndulas.
  14. 14. Clulas da glia:preenchem todo espao entre os neurnios;ntimo suporte estrutural e talvez metablico paraos neurnios;podem ser oligodendrcitos no SNC ou clulas deSchwann na periferia que envolvem cada axniopor uma camada isolante de mielina que asseguraa transmisso segura e rpida dos PA.Geralmente no produzem PA e talvez ajudem aregular as concentraes de K+ e pH do fluidoextracelular do sistema nervoso.
  15. 15. Excitao da membrana Embora exista uma voltagem (diferena de potencial) estvel ao nvel de membrana plasmtica de todas as clulas animais, somente as membranas das clulas eletricamente excitveis (como neurnios, cls. musculares, e sensoriais) podem responder a alteraes nas diferenas de potencial gerando PA.
  16. 16. Medindo os potenciais da membrana Correntes eltricas so geradas nos tecidos vivos onde exista um fluxo resultante de partculas carregadas atravs da membrana, e podem ser detectadas pela utilizao de dois eletrodos para medir alteraes no potencial eltrico que causado pelo fluxo de corrente atravs da membrana celular. Vm: potencial da membrana, diferenade potencial medida atravs da membrana.
  17. 17. Sempre considerado como potencial intracelular emrelao ao potencial extracelular.Na prtica subtrado o potencial extracelular dopotencial intracelular para dar a diferena de potencial.Vrep: potencial negativo estvel registrado pela pontado eletrodo aps sua entrada no citosol.Expresso em milivolts (mV);valor entre -20mV e -100mV.potencial da membrana medido quando nenhumevento ativo ou evento ps-sinptico est ocorrendo;
  18. 18. A diferena de potencial constitui um gradienteeltrico que est disponvel como fonte de energiapara a movimentao de ons atravs damembrana.
  19. 19. Caractersticas das propriedades eltricaspassiva e ativa da membrana.A membrana dos neurnios e de outras clulasexcitveis apresenta propriedades eltricas passivae ativa.Passivas: podem ser medidas pela passagem deum pulso atravs da membrana com a finalidadede produzir leve perturbao no potencial damembrana. Hiperpolarizao:quando um pulso removecargas positivas de dentro da clula atravs doeletrodo, o interior da clula que j negativo setorna ainda mais negativo; isto aumenta adiferena de potencial atravs da membranacelular.
  20. 20. As membranas em geral respondem passivamente hiperpolarizao no produzindo outra respostaexceto a alterao do potencial causada pelacorrente aplicada.Ativas:Despolarizao: quando um pulso de correnteadiciona cargas positivas ao interior da clula peloeletrodo de corrente, as cargas positivas adicionaisdiminuiro a diferena de potencial atravs damembrana. Quando a quantidade de correnteaplicada aumenta, o grau de despolarizaotambm aumenta. A despolarizao de umneurnio desencadeia a abertura de canais que soseletivamente permeveis aos ons Na+.
  21. 21. Quando as clulas eletricamente excitveis setornam suficientemente despolarizadas para abrirum nmero crtico de canais seletivos ao Na+, umPA desencadeado.Potencial limiar: o valor do potencial damembrana que dispara um PA.A abertura de canais de Na+ voltagem-dependentes em resposta despolarizao, e ofluxo de ons para o interior da clula umexemplo de excitao da membrana.
  22. 22. Papel dos canais inicos.Canais inicos atuam nas respostas eltricaspassiva e ativa dos neurnios.A mudana passiva no Vm que ocorre em resposta hiperpolarizao ou despolarizao nodepende da abertura ou do fechamento dos canaisinicos.A corrente inica que produz respostas eltricaspassivas flui primeiramente atravs de canaisseletivos ao K+ que esto sempre abertos. Essescanais de potssio em repouso so os principaisresponsveis pela manuteno do potencial derepouso, Vrep, atravs da membrana celular.
  23. 23. A alterao ativa no Vm que ocorre nas clulasexcitveis depende da abertura ou fechamento dosnumerosos canais inicos seletivos que respondem despolarizao da membrana.A abertura (ou fechamento) de uma populao decanais inicos controla o fluxo de uma correnteinica que atrada de um lado da membrana paraoutro pelo gradiente eletroqumico para os onsque permeiam os canais.
  24. 24. A maioria dos canais na membrana permite apassagem de um ou poucas espcies de ons maiseficientemente que outros, ou seja, exibem certograu de seletividade.Outros canais se abrem por exemplo quandomolculas de transmissores se ligam a protenasreceptoras na superfcie da clula; ou so ativadospor estmulos de formas especficas de energiacomo: luz, substncias qumicas, ou estiramentomecnico.
  25. 25. Propriedades eltricas passivas da membrana.A capacitncia e a condutncia das membranascelulares, que so responsveis pelas suasrespostas eltricas passivas, correspondem aelementos estruturais particulares da membrana.Capacitncia: a dupla camada lipdica que impermevel aos ons, age como um isolante quesepara ons carregados, conferindo a capacitnciaeltrica da membrana.Condutncia: os canais inicos por onde as cargaseltricas atravessam a membrana conferem elasua condutncia eltrica.
  26. 26. Resistncia e condutncia da membrana.Resistncia(R): a medida da impermeabilidadeda membrana aos ons. Para um dada voltagemtransmembrnica, quanto menor a resistncia damembrana, maior nmero de cargas inicasatravessaro a membrana pelos canais inicos porunidade de tempo. medida em ohms.Condutncia(g): a medida da permeabilidade damembrana aos ons, ou seja, o inverso daresitncia. Sua unidade siemens, S.
  27. 27. Capacitncia da membrana.Embora os ons no atravessem a dupla camadalipdica, exceto atravs dos canais inicos, elespodem interagir atravs da membrana, que umafina camada isolante, para produzir uma correntede capacitncia (ou deslocamento de carga)mesmo quando nenhuma carga atravessafisicamente a membrana neste processo.Como os ons no