HOMEOSTASIA
O termo homeostasia é usado para designar a manutenção de condições estáticas (ou constantes) no meio interno.
Tendência permanente do organismo manter a constância do meio interno. Estado de independência relativa do organismo em relação às oscilações do ambiente externo.
Condição de equilíbrio, no ambiente interno do corpo, devido às interações de processos dinâmicos regulatórios.
Homeostase é a condição na qual o meio interno do corpo permanece estável, dentro de certos limites.
A homeostase é regulada principalmente pelo sistema nervoso e pelas glândulas endócrinas, em ação conjunta ou separada. O sistema nervoso detecta as alterações corporais e envia os impulsos nervosos para manter a homeostase. As glândulas endócrinas regulam a homeostase por meio da secreção de hormônios.
Controle do corpo
Sistema nervoso: libera neurotransmissores
- Ação rápida e fugaz.
- A curtíssimo prazo.
- Efeito localizado - NT
Sistema endócrino: libera hormônios
- Ação lenta porém duradoura.
- A médio e longo prazo.
- Efeito amplo - Hormônios
O Sistema nervoso produz substâncias químicas e os dois sistemas recebem estímulos. Os dois juntos dão resposta fisiiológica para tentar manter o equilíbrio.
Os dois sistemas agem de maneira integrada. Garantem a homeostasia do organismo tornando-o operacional para se relacionar com o meio ambiente.
Em geral, o sistema nervoso regula, principalmente, a atividade muscular e secretória, enquanto o sistema hormonal regula, de forma predominante, as funções metabólicas.
Os seres vivos possuem "mecanismos de ajustes" que controlam as variáveis biológicas em determinadas quantidades.
O sistema respiratório, por exemplo, atuando em associação com o sistema nervoso, regula a concentração de dióxido de carbono no líquido extracelular. De igual modo, o fígado e o pâncreas regulam a concentração de glicose no líquido extracelular. Os rins regulam a concentração dos íons hidrogênio, sódio, potássio, fosfato e de outros íons no líquido extracelular.
Ex: regulação da temperatura corporal
(mecanismos fisiológicos para manter homeostasia)
Os sistemas homeostáticos exibem certas propriedades:
- São extremamente estáveis;
- Toda a sua organização, interna, estrutural e funcional, contribui para a manutenção do equilíbrio.
- São imprevisíveis (o resultado de uma determinada ação pode mesmo ser o oposto do esperado).
Seguem-se alguns dos mais importantes exemplos de homeostase em mamíferos:
- A regulação da quantidade de água e minerais no corpo, conhecida como osmorregulação. Tem lugar principalmente nos rins.
- A remoção de resíduos metabólicos, conhecida como excrecão. Tem lugar em órgãos excretórios como os rins e os pulmões.
- A regulação da temperatura corporal, realizada principalmente pela pele e pela circulação sangúinea.
- A regulação dos níveis de glicose no sangue, realizada principalmente pelo fígado e pela insulina segregada pelo pâncreas. Estado de equilibrio no corpo.
Mecanismos de retro-alimentação NEGATIVA
Estímulo --> órgãos sensoriais --> sistema nervoso e sistema endócrino --> músculo esquelético e órgãos viscerais glândulas --> comportamento resposta fisiológica.
A alça de retro-alimentação volta do comportamento resposta fisiológica até (-) órgãos sensoriais.
A resposta inverte o estímulo original.
Ex: controle da secreção de hormônios da tireóide.
O feedback negativo é a reação pela qual o sistema responde de modo a reverter a direção da mudança. Dando tender a manter estáveis as variáveis, permite a manutenção da homeostase. Por exemplo, quando a concentração corporal de dióxido de carbono aumenta, os pulmões são estimulados a aumentar a sua atividade e expelir mais dióxido de carbono. A termorregulação é outro exemplo de feedback negativo. Quando a temperatura corporal sobe, ou desce, receptores na pele e no hipotálamo sentem a alteração, desencadeia uma ordem no cérebro que dá início a uma reação no sentido de gerar ou libertar calor, conforme seja o caso.
A maioria do nosso organismo é controlado pelo feed-back negativo.
Mecanismos de retro-alimentação POSITIVA
Estímulo --> órgãos sensoriais --> sistema nervoso e sistema endócrino --> músculo esquelético e órgãos viscerais glândulas --> comportamento resposta fisiológica.
A alça de retro-alimentação volta do comportamento resposta fisiológica até (+) órgãos sensoriais.
A resposta aumenta o estímulo original.
Ex: controle de secreção de ocitocina durante o trabalho do parto.
Sinal do bebê --> contrações uterinas --> sensores de estiramentos --> hipótalamo materno --> hipófise --> ocitocina --> aumento progressivo da contração --> contrações uterinas.
Ou seja,
estímulos --> sistema nervoso (NT) e sistema endócrino (hormônios) --> célula --> resposta fisiológica.
No feedback positivo, a resposta amplifica a mudança da variável. Isto tem um efeito desestabilizador, pelo que não contribui para a homeostase. O feedback positivo é menos comum nos sistemas naturais do que o feedback negativo, mas tem as suas aplicações. Por exemplo, nos nervos, um potencial elétrico limite desencadeia a geração de um potencial de ação muito mais elevado. Outros eventos de feedback positivo são a coagulação do sangue e vários eventos na gestação.
O corpo é, na verdade, uma ordem social de cerca de 100 trilhões de células, organizadas em diferentes estruturas funcionais, sendo as mais importantes chamadas órgãos. Cada estrutura funcional, ou órgão, fornece sua parte para a manutenção das condições homeostáticas do líquido extracelular, que é chamado de meio interno. Enquanto forem mantidas condições normais nesse meio interno, as células do corpo continuam a viver e a funcionar adequadamente. Desse modo, cada célula se beneficia da homeostasia e, por sua vez, contribui para a manutenção da mesma. Essa interação recíproca provê o contínuo automatismo do corpo, até que um ou mais sistemas funcionais percam a capacidade de contribuir com sua parcela de função. Quando isso acontece todas as células corporais sofrem, fazendo com que graus extremos de disfunção levem à morte, ao passo que graus moderados levam à doença.
Homeostase no corpo humano:
A capacidade de sustentar a vida dos fluidos do corpo humano é afetada por todo um leque de fatores, como a temperatura, salinidade, pH, ou as concentrações de nutrientes, como a glicose, vários íons, oxigênio e resíduos como o dióxido de carbono e a ureia. Dado que estes fatores afetam as reações químicas que mantêm o corpo vivo, este inclui mecanismos fisiológicos para os manter dentro dos limites desejáveis. Exemplo:
- Regulação térmica:
- Os músculos esqueléticos tremem para produzir calor quando a temperatura corporal é muito baixa.
- Outra forma de gerar calor envolve o metabolismo de gordura.
- O suor arrefece o corpo por evaporação.
- Regulação química:
- O pâncreas produz insulina e glucagon para regular a concentração de açucar no sangue.
- Os pulmões absorvem oxigênio e expelem dióxido de carbono.
- Os rins excretam ureia e regulam as concentrações de água e duma grande variedade de íons.
Distribuição de água nos compartimentos intracelular e extracelular de um adulto normal:
40% sólidos
60% líquidos --> 2/3 LIC (líquido intra celular) e 1/3 LEC (líquido extra celular)
LEC --> 80%
LIC --> 20%
O plasma é a parte líquida do sangue.
Vias de ganho de água corporal:
- ingestão de líquidos e alimentos (2300 ml/dia)
- água metabólica (200 ml/dia): molécula de água produzida na respiração
Vias de perda de água corporal:
- eliminação de urina pelos rins (1500 ml/dia)
- evaporação pele (600 ml/dia)
- pulmões (300 ml/dia)
- TGI Trato Gastro Intestinal (100 ml/dia): através das fezes
Carga positiva --> sódio, potássio, cálcio.
Carga negativa --> cloreto, fosfato, bicarbonato.
Tudo que não é célula e está dissolvido no nosso líquido são solutos.
Outros solutos: glicose, aminoácidos, proteínas, vitaminas, substâncias tóxicas, ureia e etc.
Principal íon extracelular é o sódio (Na+, Cl, Ca++).
Movimento da água nos compartimentos
Constituintes dos LEC e LIC
- Água é permeável a quase todas as células devido aos canais AQP
- Osmolaridade dos fluídos corporais: 300 mOsml/L
LEC: fora das células
50% de Sódio
40% de Cloreto
10% de Bicarbonato
1% de Cálcio, Fosfato e Potássio
LIC: dentro das células
60% de Potássio
35% de Fosfato
2% de Potássio
2% de Bicarbonato
1% de Cloreto
SOLUTOS
* IONS ou ELETROLITOS: é uma substância química com carga:
+ --> cátion (Na+ sódio, K potássio, Ca++ cálcio)
- --> anion (Cl- Cloreto, PO-3 Fosfato, HCO3 Bicarbonato)
* Glicose, aminoácidos, proteínas, vitamina, substâncias tóxicas (ureia etc)
Potássio e Fosfato --> dentro da célula
Sódio, Cloreto e Cálcio --> fora da célula
ÍON SÓDIO: principal cátion do LEC, facilita condução nervosa e neuromuscular, secreção glandular, equilíbrio hídrico.
ÍON POTÁSSIO: principal cátion do LIC, facilita condução nervosa e neuromuscular, determina potencial de membrana, equilíbrio hídrico.
Alterações nas osmolaridades resultam em movimento de água entre os compartimentos.
Movimento de água entre os compartimentos líquidos:
Unidade de concentração de soluto = osmoles (osm)
1 osm = 1 mol (6,02 x 10(23) moléculas) de partículas de soluto
Osmolaridade = a [] osmolar de uma solução expressa em osm/litro de solução
* O LIC e LEC tem normalmente a mesma osmolaridade, mantendo um volume celular constante.
* Alterações nas osmolaridades resultam em movimento de água entre os compartimentos
* A água se move sempre do local de menor concentração de soluto para maior concentração de soluto
SOLUÇÕES
Concentração Isotônica (310 mEq/I) equivalente: apresentam a mesma concentração eletrolítica do LEC.
Ex: o soro (Nad 0,9%)
* Isotônicas (310 mEq/l): apresentam a mesma concentração eletrolítica do LEC
* Hipertônicas (>375 mEq/l): apresentam osmolaridade maior que a do LEC
* Hipotônicas (<250> H+ Cl): apresentam osmolaridade menor que a do LEC
A osmolaridade de uma solução expressa em osm/litros de solução.
Diferença de concentração: passagem de água de um meio para o outro.
Solução isotônica: mesma concentração (osmolaridade) de substâncias que em soro fisiológico.
Quanto menor o valor de pH mais ácido se torna.
Ex: 0,1 é mais ácido que 0,001
7,4 --> pH fisiológico para plasma
1 a 7 --> ácido
8 a 14 --> alcalino
Mecanismos de manutenção do pH do sangue
- Bioquímico: Sistema tampão --> impede o ácido de liberar íons H+ principais íon HCO-3, hemoglobina, íon fosfato PO-3 4. No sistema de tampão, os compostos químicos denominados tampões convertem os ácidos e as bases fortes em ácidos ou bases fracos.
- Fisiológicos: Renal
Pela respiração = CO2, H2O água, íon H+ libera expiração.
EDEMA
É um acúmulo de líquido anormal nos espaços interticiais dos tecidos.
Refere-se à presença de líquido em excesso nos tecidos corporais.
Qualquer inflamação: libera mediadores químicos que entram no vaso sanguíneo, permeabilidade vascular.
A causa mais comum de edema é quando causa lesão tecidual.
Lesões do tecido linfático.
* Edema extracelular:
- extravasamento de líquido do plasma
- insuficiência dos vasos linfáticos
* Edema intracelular:
- depressão de sistemas metabólicos
- falta de nutrição para as células
Causas:
- retenção renal de sal e água (aumento da pressão capilar)
- insuficiência cardíaca
- inflamação, infecções, toxinas
- bloqueio do retorno linfático (câncer, infecções)
MEMBRANAS BIOLÓGICAS
MEMBRANA PLASMÁTICA: barreira resistente, flexível, lipoprotéica.
Bicamada lipídica: fosfolipídeos (75%)
colesterol
glicolipídeos
Proteína integral está integrada na membrana
Proteínas periféricas estão fora, na periferia.
Transmembrana atravessa o meio extra celular e intra celular.
Funções das proteínas de membrana:
- Canais: é uma proteína interna transmembrana que tem uma abertura chamada poro e pode estar aberta ou fechada. Quando está aberta permite a entrada e saída de íons. Quando está fechada não tem entrada de íons.
-Transportadoras: podem ser chamadas também de carreadoras, também são transmembranas que reconhecem uma substância que se liga na proteína, quando isso acontece ela passa por uma transformação mudando do meio extra para o meio intra, canal vai ser transportadora íon, macromoléculas polares, hidrossolúvel, aminoácidos, vitaminas hodrosolúveis e lipossolúveis: K, E, D, A. Toda substância transporta a sua substância.
- Receptores: é transmembrana, também vai induzir na alteração da função da célula. Liga, induz o efeito e desliga. E não transporta proteína.
- Permeabilidade
- Gradiente: diferença
- Fluidez da membrana
É permeável = deixa passar
MEMBRANAS BIOLÓGICAS E TRANSPORTE ATRAVÉS DE MEMBRANAS
Unidade estrutural e funcional básica do corpo: célula
Membrana Plasmática: barreira resistente, flexível
Modelo do mosaico fluído: lipídios em movimento, contendo um mosáico de diferente proteínas.
Funções das proteínas de membrana (transmembrana)
- Canais: transportam --> deixa íons passar
- Transportadoras: transportam -->
- Receptores: se ligam em uma substância (não entra na célula - se liga e depois se desliga) após reconhecê-la. Altera a função celular.
- Enzimas
- Marcadores de identidade celular
- Ligadores
As moléculas de proteína que atravessam a membrana apresentam propriedades de transporte inteiramente diferentes. Suas estruturas moleculares interrompem a continuidade da bicamada lipídica e, asssim, formam uma via alternativa através da membrana celular. A maior parte dessas proteínas penetrantes é, de proteínas de transporte. As diferentes proteínas atuam por meios distintos. Algumas contém espaços aquosos ao longo de toda a molécula, permitindo o livre movimento de determinados íons ou moléculas, que são as proteínas de canal. Outras, chamadas proteínas carreadoras, se fixam às substâncias que vão ser transportadas, enquanto alterações na conformação dessas moléculas protéicas movem as substâncias pelos interstícios da molécula, até a outra face da membrana. Tanto as proteínas de canal como as carreadoras podem ser extremamente seletivas quanto ao tipo, ou tipos, de moléculas ou de íons que são permitidos atravessar a membrana.
Substâncias que tem dificuldade para entrar:
- polar
- hidrossolúvel
- hidrofílica
- com carga
Substâncias que são permeáveis
- apolar
- lipossolúvel
- hidrofóbica
- sem carga
Transporte através da membrana
Gradiente de concentração = diferença de concentração
Critérios para classificação do transporte:
- Transporte Passivo: a favor do gradiente de concentração, não gasta energia. Onde a substância passa de onde ela está mais concentrada para onde ela está menos concentrada.
- Transporte Ativo: contra o gradiente de concentração, gasta energia. Onde a substância passa de onde ela está menos concentrada para onde ela está mais concentrada.
- Transporte Mediado: necessita de uma proteína para atravessar a membrana. Tem dificuldade (polar, hidrossolúvel, hidrofíbica, com carga).
- Transporte não mediado: não necessita de proteínas para atravessar a membrana. É permeável (apolar, lipossolúvel, hidrofóbica, sem carga).
Difusão
Difusão --> transporte ativo e passivo.
Difusão em solução é uma mistura aleatória de partículas que ocorre como resultado de sua energia cinética. Na difusão, as partículas de soluto se movimentam do local onde sua concentração é maior para o local onde sua concentração é menor. Movimento de soluto.
- Difusão simples através da membrana
A membrana é altamente permeável a moléculas apolares, lipossolúveis, hidrofóbicas, sem carga.
(O2; CO2; gases; ac. graxos; esteróides: hormônios sexuais e da glândula supra renal; vitaminas lipossolúveis - gorduras: KEDA)
Entende-se por difusão simples o movimento cinético de moléculas ou de íons através de um orifício na membrana ou por meio dos espaços intermoleculares, sem necessidade de fixação a proteínas carreadoras da membrana.
- Difusão facilitada por proteínas transportadoras ou por carreadores.
Moléculas grandes, polar e etc... (proteínas transportadoras, ex: glut4 é a proteína transportadora de glicose).
(Glicose, uréia, frutose, vitaminas)
A difusão facilitada exige a interação de uma proteína carreadora com as moléculas de íons. A proteína carreadora facilita a passagem das moléculas ou íons através da membrana, provavelmente por se fixar, por meios químicos, a eles e dessa forma levando-os através da membrana.
- Difusão por canais protéicos (íons)
(K+, Cl-, Na++, Ca++)
Substâncias mais concentradas no meio extracelular --> Ca++, Na+, Cl-
Substâncias mais concentradas no meio intracelular --> K+, PO-3
Transporte Ativo Primário
A energia desse transporte vem diretamente da quebra de ATP originando ADP + P (fornece energia para a célula). Quando o P é liberado, pode ligar à proteínas que pode alterar (modificar a célula).
Extracelular --> tem que ter mais íon Na+
Intracelular --> tem que ter mais íon K+
Bomba de Sódio e Potássio (Na+ , K+) é uma proteína (transmembrana) que transporta o sódio e o potássio contra o gradiente.
Função: manter a concentração de sódio (Na+) no meio extracelular e de potássio no meio intracelular.
Cada ATP que é transportado na célula gera 3Na+ para fora e 2K+ para dentro.
A bomba de sódio e potássio é um processo que bombeia íons sódio de dentro para fora da célula, passando pela membrana celular, enquanto, ao mesmo tempo, bombeia íons potássio de fora para dentro da célula. Essa bomba está presente em todas as células do corpo e é a responsável pela manutenção das diferenças de concentração do sódio e de potássio através da membrana celular, bem como pelo estabelecimento do potencial elétrico negativo dentro da célula.
Quando três íons sódio se fixam à parte interna da proteína carreadora e dois íons potássio à sua parte externa, a função ATPase da proteína fica ativada. Então, é clivada uma molécula de ATP, com formação de adenosina difosfato (ADP), liberando a energia de uma ligação fosfato de alta energia.
Bomba de Cálcio (Ca++) mais quantidade de cálcio nos neurônios, contrações musculares. Tem que ser mantido em concentrações maiores no meio extracelular. Usa a energia da quebra de ATP para bombear 1 íon cálcio para fora, dessa forma gasta muita energia.
Função das bombas: manter as diferenças de concentração dos íons dentro e fora da célula.
A proteína carreadora atravessa a membrana de lado a lado e também funciona com a ATPase, dotada da mesma capacidade de clivar o ATP como a ATPase da proteína carreadora de sódio. A diferença é que está proteína tem um sítio muito específico para a fixação de cálcio, em vez de sódio.
Osmose
* Movimento de um solvente através de uma membrana seletivamente permeável.
* Só há osmose quando a membrana é permeável ao solvente e não ao soluto.
* A água sempre se move em direção ao meio mais concentrado, na tentativa de diluí-lo e chegar ao equilíbrio.
Movimento do solvente em uma solução do meio menos concentrado para o mais concentrado sempre que houver diferença de concentração. Ocorre mais na região do intestino e dos rins.
Exemplos:
Se em A e B existem a mesma concentração de soluto e solvente --> não há diferença de concentração, já existe um equilíbrio.
Se em A tem a mesma quantidade de água e menos soluto do que em B --> então existe maior concentração de soluto em relação à água. então o equilíbrio surge da água, ela se movimenta (osmose). O que ocorre é que a água de A passa para B, então fica com o equilíbrio após o chamado aquaporinas ou poros aquosos que permite a passagem de água.
A Posm do citosol = Posm Líquido extracelular --> volume celular constante
Retículo Sarcoplasmático no músculo esquelético. Tem como função armazenar cálcio. Quando ele está armazenado, não tem função. Apenas quando faz contração ele sai para o citoplasma. Então tem bomba de cálcio na MP e também no Retículo. Pelo canal é transporte passivo e pela bomba é transporte ativo. Tem como função manter as diferenças de concentração de íons dentro e fora da célula.
POTENCIAL DE MEMBRANA E POTENCIAL DE AÇÃO
Células excitáveis: neurônios e células musculares
As células excitáveis são células que quando recebem um estímulo conseguem transmitir este estímulo através de modificações nas características das membranas.
Os estímulos podem ser elétricos, químicos e mecânicos. Mudam as características das células.
Repouso é quando não está recebendo estímulos.
Potencial de Membrana no Repouso
Origem de Potencial de Membrana Celular
1) Bomba Na+ / K+ é eletrogênica
2) Ânions intracelulares
Por que o Potencial de Repouso da Membrana é Negativo?
Porque é eletrogênica. A bomba de potássio joga 3 Na+ para fora e 2 Na+ para dentro. E também porque tem substâncias dentro das células que são negativas (ânions).
Em repouso temos mais concentração no meio externo de (Na+ Cl- e Ca++) e maior concentração no meio interno de (K+)
Existem também diferenças elétricas: maior concentração de íons positivos fora da célula e maior concentração de íons negativos dentro da célula.
Energia Potencial na Membrana no Repouso
milivolt (mv) = 1000 x menor do que 1 volt
milsegundos (ms)
potencial da membrana em repouso --> pm = -80mv
Quando vem um estímulo na membrana os canais de sódio se abrem e então o sódio começa a entrar dentro da célula e como ele é positivo o potencial de membrana (PM) se modifica e por isso fica mais positivo.
Limiar é um valor potencial de membrana que quando este valor é atingido todos os canais de sódio se abrem ao mesmo tempo. Normalmente é (-70mv).
Nesse caso, rapidamente ela (a célula) fica mais positiva. Esse processo é chamado de despolarização. Alterou a polaridade. Quando ela está despolarizando significa que ela está transmitindo o estímulo. Quando ela fica toda positiva, os canais de sódio se fecham. E nesse valor os canais que se abrem é o potássio e começa a sair da célula, e como o potássio é positivo, dentro da célula ela volta a ficar negativa. Chama-se de repolarização.
Hiperpolarização é o momento que o canal de potássio fica aberto por mais tempo e a célula fica mais negativa do que era no repouso. Isso ocorre porque a bomba de potássio é lenta.
Conceitos:
Etapa de repouso: é o potencial de repouso da membrana, antes que comece o potencial de ação. Durante essa etapa diz-se que a membrana está "polarizada", devido ao grande potencial negativo da membrana que está presente.
Etapa de despolarização: a membrana subitamente se torna muito permeável aos íons sódio, permitindo o fluxo de grande quantidade de íons sódio, com carga positiva, para o interior do axônio. O estado polarizado normal de -90mV é perdido, com o potencial aumentando rapidamente em direção a positividade. Isso é chamado de despolarização.
Etapa de repolarização: dentro de poucos décimos milésimos de segundo, após a membrana ter ficado muito permeável aos íons sódio, os canais de sódio começam a fechar, enquanto os canais de potássio ficam mais abertos do que o normal. Nessas condições, a rápida difusão dos íons potássio para o exterior reestabelece o potencial de repouso da membrana, normalmente negativo. Isso é chamado de repolarização da membrana.
Canais Voltagem Dependentes: para abrir ou fechar os canais de voltagem (carga). Depende da voltagem para abrir ou fechar.
O canal de potássio é lento
O canal de sódio é rápido
Anestésico local bloqueia o canal de sódio. Por ex: anestesia nos dentes. Dessa forma o estímulo é bloqueado, não transmite a dor.
Potencial de ação: são as modificações que as células passam através dos estímulos.
O equilíbrio que ocorre para sair da hiperpolarização para o repouso é a bomba de sódio e potássio mantendo as características das células em repouso. A bomba joga potássio para dentro e sódio para fora da célula.
Períodos Refratários:
* Reestabelecimento dos gradientes de Na+ e K+
Logo depois que o potencial de ação aconteceu, as bombas continuam trabalhando para manter o equilíbrio do gradiente de sódio e potássio.
Com menos capacidade de receber e transmitir o estímulo.
Isto é, os íons sódio que se difundiram para o interior da célula, durante os potenciais de ação, e os íons potássio, que se difundiram para o exterior, são restituídos a seus estados originais pela bomba de Na+ e K+.
* Período refratário absoluto
Não consegue transmitir nenhum tipo de estímulo. Isso acontece no momento que ela já começou a despolarizar. Quando está positiva, os canais de sódio estão bloqueados. Não se abrem novamente.
* Período refratário relativo
Está menos excitável, está mais difícil de transmitir o estímulo, mas se for um estímulo forte, ela consegue. Isso ocorre no estágio de hiperpolarização. Para ocorrer, o estímulo tem que ser forte.
O estímulo tem que ser o suficiente para chegar ao limiar.
Estímulos sublimiar é fraco, não sentimos e não despolariza.
Estímulos supralimiar é forte, alcança o limiar e então é transmitido. É despolarizada.
Diazepan --> abre canais de cloreto.
Deixa-o hiperpolarizado e por isso fica menos excitável e então dá sono.
SINAPSE
Sinapse é o ponto de comunicação (contato) entre células excitáveis.
Células excitáveis: neurônios e células musculares.
As células excitáveis são aquelas capazes de gerar potenciais de ação, os quais são variações rápidas do potencial elétrico da membrana celular. As células excitáveis, como as células musculares e neuronais, se comunicam entre si pela transmissão de sinais elétricos. A sinapse é o local por onde são transmitidos os sinais elétricos de uma célula a outra. Existem dois tipos de sinais elétricos: as elétricas e as químicas.
- Sinapse elétrica
Em uma sinapse elétrica, duas células excitáveis se comunicam pela passagem direta de corrente elétrica entre elas.
O impulso é transmitido por meio de junções abertas (gap) que conectam as duas células
* Comunicação é rápida
* Transmissão é bidirecional
* Sincronização
* Pouca plasticidade
Ex: principais locais (células do coração, músculos liso visceral).
Ex: se a célula A recebe um estímulo, ela dispolariza e transmite para B.
- Sinapse química
Em uma sinapse química, um potencial de ação provoca a liberação de substância transmissora (ou mediador químico) pelo neurônio pré-sináptico. Esse transmissor difunde através da fenda sináptica, extracelular, para se ligar a receptores da membrana. O tempo necessário para que essas etapas ocorram, nas sinapses químicas, é chamado de retardo sináptico.
O impulso é transmitido de uma célula a outra através da liberação de uma substância química - NT
* Retardo sináptico: 0,5 ms
* Unidirecional
* Plasticidade
É quando um neurônio (que é um neurotransmissor) se comunica com outra célula.
São as mais importantes que temos no corpo. Depende de uma substância química para acontecer. Característica: uma célula que recebe um estímulo e libera uma substãncia que vai alterar a outra célula. Sempre unidirecional: uma célula sempre vai liberar o neurotransmissor e a outra recebe.
Ex: basicamente que envolve neurônio com neurônio e neurônio com células musculares.
Os neurônios produzem e liberam neurotransmissores. Os neurotransmissores se localizam no terminal do axônio (onde tem vesículas). Tem muita mitocôndria porque precisam produzir muito ATP.
Anatomia Fisiológica da sinapse
- Axônio: libera os neurotransmissores
- Terminal pré-sináptico: antes da sinapse - libera o NT
- Fenda sináptica (0,5Mm): espaço entre as duas células
- Terminal pós sináptica: célula pós sináptica podendo ser um outro neurônio ou célula muscular lisa, esquelética ou cardíaca e pode ser uma glândula. O terminal pós sináptico é o que recebe o neurotransmissor.
Quando o NT é liberado, ele precisa se ligar a um receptor e essa ligação induz modificação celular.
Ao receber um estímulo a despolarização faz com que o canal de cálcio se abra e o Ca+ que está do lado de fora entra, fazendo com que as vesículas começam a se movimentar e os neurotransmissores vão ser liberados.
Cada vesícula tem milhões de moléculas de NT.
As vesículas que possuem os NT somente existem na célula pré-sináptica. No terminal do axônio também tem muita mitocôndria devido a gasto de energia para transmissão (ATP).
Zona ativa = região próxima da membrana.
Receptor --> local da molécula onde as drogas (exógenas) e agentes endógenos interagem e podem provocar mudanças e efeitos.
Sinapse inibitória --> diminuem a função da célula quando está recebendo o estímulo. Toda vez que o NT ligar em um receptor e provocar a abertura de canais de potássio ou de cloreto, isso vai provocar a hipopolarização da célula que ficará inibida.
Sinapse excitatória --> toda vez que um NT se ligar a um receptor e provocar abertura no canal do sódio ou cálcio na célula pós-sinápse, essa célula vai despolarizar e o estímulo será transmitido.
Transmissão do sinal na sinápse química
1 - Potencial de ação chega ao botão terminal pré-sináptico
2 - A despolarização provoca ativação de canais de cálcio no terminal e influxo de íons cálcio para a célula pré-sináptica
3 - O aumento de cálcio no neurônio pré-sináptico provoca a organização das vesículas nas zonas ativas e a fusão da membrana da vesícula com a membrana plasmática, com a liberação do neurotransmissor na fenda sináptica.
4 - As moléculas de NT se difundem na fenda sináptica e se ligam a receptores específicos na membrana pós-sináptica.
5 - A ligação do NT ao receptor permite o fluxo de íons através da membrana pós-sináptica.
6 - Dependendo do tipo de NT liberado e do tipo de receptor ativado, o fluxo iônico pode levar à despolarização (sinapse excitatória) ou à hiperpolarização (sinapse inibitória) do terminal pós-sináptico.
Dependendo do sinal que for liberado será inibitório ou excitatório.
Ou seja,
O neurônio recebe o estímulo, despolariza até chegar no terminal axônio, quando o terminal despolariza vai ter um canal na membrana que ao despolarizar abre esse canal (canal de cálcio). Então o cálcio entra no terminal do axônio. Esse cálcio faz com que as vesículas se movimentem em direção à membrana. Quando elas encostam na membrana, a membrana do terminal se junta com a membrrana da vesícula fazendo com que os neurotransmissores sejam liberados.
Os neurotransmissores se espalham para achar e se ligar a um receptor da outra célula. Ao se ligar induz uma mudança na célula.
RECEPTOR
São proteínas. Sítios moleculares onde as drogas e agentes endógenos interagem e desencadeiam seus efeitos.
O NT é liberado, se liga no receptor (proteína) da MP induzindo modificações na célula. Depois disso, ele é liberado e destruído. Cada receptor é específico para cada tipo de neurotransmissor.
Após a ligação do NT no receptor vai fazer com que algum canal se abra. Por ex: abre o canal de sódio, o sódio entra na célula, fazendo com que ela se despolarize. Se for o potássio, ele sai, vai ficar hiperpolarizado, não recebe estímulos.
PEPs --> Potencial Excitatório Pós-sináptico
Quando o NT se liga ao receptor pós-sináptico, induzindo influxo de sódio, ele causa uma série de despolarizações graduadas (PEPs). Se forem liberadas quantidades suficientes de NT, o terminal pós-sináptico se despolariza até o limiar, gerando o Potencial de ação.
* Somação Espacial: somação de vários estímulos pré-sinápticos, vindos de vários neurônios conseguem alcançar o limiar.
* Somação Temporal: somação de vários PEPs de um único neurônio pré-sináptico, durante um curto período de tempo.
O de cálcio acontece muito com as células musculares.
PIPs --> Potencial Inibitório Pós-sináptico
Ocorre quando O NT liberado provoca a hiperpolarização da membrana pós-sináptica (pelo influxo de cloreto ou efluxo de potássio) que fica ainda mais negativa e distante do limiar de ativação, reduzindo a excitabilidade.
Na maioria da vezes, o neurônio recebe PEPs e PIPs simultaneamente e a resposta final depende da intensidade desses estímulos.
Toda vez que o NT se ligar no receptor e provocar a abertura de canais de potássio ou canais de cloreto, vai provocar a hiperpolarização da célula que ficará inibida. É uma sinápse inibitória.
No caso do sódio, tem transmissão excitatória.
No caso do potássio, não tem transmissão excitatória.
Vai depender do tipo de NT a ser transmitido e receptor.
No caso de receber vários estímulos ao mesmo tempo, prevalece o que for mais forte.
A maioria das drogas atuam aumentando ou diminuindo a produção de NT. Aumentam ou diminuem a liberação do NT ou na própria ação dos NT.
NEUROTRANSMISSORES
O que é um neurotransmissor?
1) NT é uma substância química sintetizada/produzida no neurônio (é produzido no terminal do axônio). Se for produzido por outra célula não é NT.
2) NT presente no terminal pré sináptico e liberado em quantidades suficientes para exercer ação definida no terminal pós sináptico. Quando é liberado tem que estar ativo, exercer alguma ação em outra célula.
3) Os efeitos do NT devem ser bloqueados por antagonistas conhecidos.
4) Deve existir um mecanismo que remova o NT de seu sítio de ação. O NT não fica ligado para sempre. Não se liga e rapidamente se desliza.
Os neurotransmissores são endógenos porque são produzidos por nosso organismo. Cada neurônio produz e libera um tipo de NT.
AGONISTA do receptor: substância endógena (neurotransmissor) ou exógena (drogas). O agonista se liga ao receptor e ativa a função do receptor.
ANTAGONISTA do receptor: substância exógena, se liga ao receptor, mas não ativa o receptor, bloqueiando a sua função.
Exemplo:
A adrenalina se liga no beta 1 e faz uma ação no coração seja a adrenalina (endógena) ou a medicada (exógena). Já o propanolor (medicamento) é antagonista beta (beta bloqueador).
Muitas vezes o antagonista exerce a função contrária do esperado se o receptor tivesse sido ativado.
Mecanismos para o término da ação do neurotransmissor:
1) Degradação enzimática: enzimas que estão no extracelular, degradam os NT na fenda sináptica.
2) Recaptação: a maioria dos NT são finalizados sua ação nesse mecanismo. Proteínas transportadoras tira-o da fenda e o leva de novo para o neurônio acabando com o efeito dele. Será reutilizado após passar pela reciclagem através das enzimas.
Esquema:
Precursor --> enzima --> NT --> transportador --> vesículas
NT --> enzima --> transportador --> enzima --> vesículas
Ou seja, para produzir um NT é necessário ter um precursor, ter enzimas dentro do neurônio para transformá-lo em NT.
Precursor -- enzimas --> NT.
Cada NT tem seu precursor e suas enzimas. Quando são produzidos ficam armazenados nas vesículas nos terminais para terem estoque para o estímulo e para serem protegidos.
Acetilcolina
Foi o primeiro neurotransmissor descoberto.
Presente nos neurônios do SNC e nos que chegam no músculo liso, cardíaco, esquelético e glândulas. Pode agir nesses órgãos também.
Funções: vigília, memória e aprendizado, controle motor, vasodilatação, contração de músculo liso, secreção de glândulas sudoríparas.
A grande maioria dos neurônios libera um NT que é o ACh.
Sinapse Colinérgica
São 2 precursores:
Acetil (mitocôndria do neurônio) + Colina (dieta) ----- CAT --------> ACh
CAT: é uma enzima (proteína) proveniente da clara do ovo com o nome de colina acetil transferase. Essa enzima faz a ligação das duas substâncias (síntese da ACh).
Quando o NT (ACh) for liberado, se liga nos seguintes receptores:
- Nicotínico:
* músculo esquelético: estimula a contração muscular porque entra sódio, fica positivo, excitado.
* gânglios do SNA
- Muscarínicos:
* neurônios: efeito excitatório, estimula transmissão neuronológicos.
* músculo cardíaco: diminui a atividade cardíaca porque diminui a frequencia cardíaca e a força de contração.
* músculo liso do trato gastro intestinal: aumenta a atividade, aumenta as contrações do músculo liso.
* glândulas sudoripa (produz suor) e do sistema digestório (sulco gástrico, glândulas salivares): aumento das secreções.
Orgãos viscerais = músculo cardíaco, músculo liso e glândulas.
A ACh sempre será desativada por degradação enzimática. Na fenda sináptica a enzima Acetil Colinesterase vai degradar a Acetilcolina transformando-a em Acetil (que será eliminado na corrente sanguínea) e a Colina (que será reutilizada).
Aminas biogênicas
- Derivados de aminoácidos descarboxilados
Catecolaminas:
* noradrenalina (norepinefrina): é o mais importante
* adrenalina (epinefrina): é um hormônio que vai para a corrente sanguínea
* dopamina
As catecolaminas são:
* formadas no cérebro, células adrenais e nervos simpáticos
* efeitos mediadores por receptores alfa e beta
* funções no controle do humor, vigília e atenção, controle da pressão arterial
Aminas biogênicas:
L-DOPA --- D. descarboxilase ---> DOPAMINA
DOPAMINA --- D. beta hidroxilase ---> NOREPINEFRINA
NOREPINEFRINA --- feniletanolamina N-metil transferase ---> EPINEFRINA
A epinefrina (adrenalina) é produzida na glândula supra renal. O esquema para sua produção é igual a que ocorre nos neurônios (noradrenalina), mas tem um passo a mais conforme visto no esquema acima.
Sinapse adrenérgica
L-tirosina (aminoácido da dieta) --- tirosina hidroxilase ---> DOPA
DOPA --- D. descarboxilase ---> DOPAMINA
DOPAMINA --- D. beta hidroxilase ---> NOREPINEFRINA
A DOPAMINA é um NT. A L-tirosina então pode liberar dois neurotransmissores (DOPAMINA e NORADRENALINA)
Receptores para noradrenalina e adrenalina:
* alfa 1:
- músculo liso dos vasos sanguíneos periféricos (região da pele). O músculo liso se contrai e os vasos ficam mais estreitos (vasoconstrição).
* alfa 2:
- músculo liso do gastro intestinal. Diminui a contração, causa relaxamento.
* beta 1:
- músculo cardíaco. Aumento da força de contração e aumento da frequência cardíaca.
* beta 2:
- músculo liso brônquios. Relaxamento no músculo liso (bronquiodilatação).
- músculo liso dos grandes vasos sanguíneos (artéria aorta, pulmonar). Aumenta o fluxo dos vasos do coração (vasodilatação).
A noradrenalina sempre será inativado por recapitação.
CONTEÚDO DA PROFESSORA DANIELA dado na aula de Nutrição - 3 período - UNA em 2010. Sobre Fisiologia.
muito bom , adorei!! obrigado vai me ajudar!!
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