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ESTUDO DIRIGIDO
– Bioeletrogênese:
Transmissão Neuromuscular e Sinapse
1. Explique a diferença de potencial entre os 2 lados da
membrana plasmática.
As células nervosas e algumas outras células possuem uma diferença
de voltagem entre o meio intracelular e o meio extracelular, sendo o meio
intracelular sempre negativo e o meio extracelular sempre positivo.
2. Qual a origem do potencial de membrana?
A origem desses potenciais é a distribuição assimétrica de íons
especialmente Na+, K+, Cl- (cloreto) e HPO4 2- (hidrogenofosfato).
3. Qual a importância dos potenciais elétricos para as
células?
Primeiro, permite que uma célula funcione como uma bateria,
fornecendo energia para operar uma variedade de "dispositivos
moleculares" embutidos na membrana. Em segundo lugar, em células
eletricamente excitáveis, como neurônios e células musculares, é usado para
transmitir sinais entre diferentes partes de uma célula.
4. Qual a diferença entre as 2 principais formas de
potenciais (de repouso e de ação).
Resposta curta: O potencial de repouso da membrana é determinado pela distribuição
desigual de íons (partículas carregadas) entre o interior e o exterior da
célula e pela permeabilidade da membrana diferenciada para diferentes tipos de
íons.
Explicação: Em repouso (Potencial de Repouso), o meio intracelular da
célula apresenta-se carregado de mais íons negativos, enquanto o meio
extracelular encontra-se carregado de mais íons positivos. Caso a célula
nervosa receba um estímulo os canais de sódio existentes na membrana se abrem
e, o Na+ (que está carregado positivamente), por difusão, entra na célula
tornando o meio intracelular menos negativo até chegar em uma certa voltagem (limiar)
que irá abrir outros canais de sódio permitindo a ampla entrada de Na+,
invertendo a polarização a célula,
despolarizando-a (Potencial de Ação): meio intracelular mais positivo
que o meio extracelular. Isso irá fechar os canais de sódio e abrirá os canais
de potássio, como há mais K+ no meio intracelular que no meio extracelular, o
K+ (carga positiva) irá, por difusão, sair da célula até que ela se repolarize,
ou seja, até que fique com mais carga negativa no meio intracelular.
Entretanto, como sai mais K+ do que a quantidade basal que havia no Potencial
de Repouso, gerando assim, uma hiperpolarização, e então, entra em cena
a bomba sódio-potássio, para regularizar a quantidade basal de Na+ e K+ no meio
intracelular e garantir o potencial de repouso da célula.
5. Caracterize:
a) despolarização - é quando a célula nervosa deixa o potencial de repouso, e através
de um estímulo, permite a entrada de Na+, e tem sua polarização invertida em
relação ao meio intracelular, ou seja, o meio intracelular que é mais negativo,
torna-se mais positivo que o meio extracelular.
b) repolarização - é quando a célula nervosa retorna à polarização de potencial de
repouso, ou seja, ela torna o meio intracelular mais negativo que o meio
extracelular ao permitir a saída de K+.
c) hiperpolarização - é quando a célula nervosa apresenta mais carga negativa que a quantidade
basal inicial do potencial de repouso, nesse caso, entra em ação a bomba Na+/K+
para regularizar e garantir o potencial de repouso da célula.
6. Como ocorre a transmissão eletroquímica do impulso
nervoso?
O aspecto elétrico é a propagação de um sinal dentro de um
neurônio. Geralmente se inicia no corpo celular e é transmitido na direção dos
axônios.
O fenômeno químico consiste nas sinapses, que são a transmissão do
impulso de uma célula a outra, através de substâncias chamadas
neurotransmissores.
7. Explique:
a) Período refratário - O neurônio não pode
conduzir um novo impulso nervoso enquanto o impulso está trafegando pelo
neurônio. Logo, o neurônio não pode conduzir um novo impulso até que se
repolarize totalmente.
NOTA: Período Refratário Absoluto: durante o qual nenhum potencial
de ação pode ser produzido; Período
Refratário Relativo: após o PRA, estímulos mais intensos que o normal podem
excitar a fibra;
b) Princípio do tudo ou nada - O estímulo tem que ser
suficientemente intenso para produzir um impulso nervoso. Ou o estímulo é
bastante forte para excitar (ou seja, para despolarizar todo o neurônio) ou
simplesmente não despolariza.
8. O que é condução saltatória? Quais são as vantagens oferecidas
pela condução saltatória?
O impulso nervoso é chamado de saltatório, pois ele não consegue
passar nos locais em que há a presença da bainha de mielina, uma substância
isolante encontrada em alguns neurônios. Nessas células nervosas, o impulso só
passa nos nódulos de Ranvier, saltando de nódulo para nódulo.
A condução saltatória economiza tempo, espaço e energia, já que a
despolarização e a repolarização de cada ponto depende de bombas de
sódio-potássio, que consomem ATP para funcionar.
SLIDE: Vantagens à Aumentar a
velocidade com que o neurônio conduz o impulso nervoso; impedir a
despolarização de grandes extensões do neurônio logo impede um grande influxo
de sódio e efluxo de potássio do neurônio; e gasta menos ATP para a transmissão
do impulso nervoso.
9. Descreva a estrutura e função da bainha de mielina nos
neurônios.
A maioria dos axônios dos neurônios motores é mielinizada, ou seja,
são recobertos por uma bainha de mielina, que é uma substância “gordurosa” que
isola a membrana celular do neurônio. No sistema nervoso periférico, essa
bainha de mielina é formada por células especializadas denominadas células
Schwann. Esta bainha não é contínua, ou seja, não envolve toda a membrana do
axônio; estes espaços são conhecidos como nódulos de Ranvier. Quando este
impulso nervoso, potencial de ação, percorre o axônio, o potencial salta de um
nódulo para outro; este processo é conhecido como condução saltatória. Tal
fenômeno faz com que o impulso nervoso seja conduzido muito mais rapidamente
que em axônios não mielinizados.
FUNÇÃO: A bainha de mielina permite a condução dos impulsos
elétricos ao longo da fibra nervosa com velocidade e precisão. No entanto,
quando a bainha de mielina é lesionada, os nervos não conduzem os impulsos de
forma adequada.
10. O que é sinapse? Quais são as 3 partes de uma sinapse?
A sinapse é um ponto no qual um neurônio encontra sua célula alvo
(outro neurônio ou uma célula não neuronal).
É o ponto de contato onde ocorre a transmissão de sinal do axônio
para o neurônio adjacente . As sinapses podem ser elétricas e químicas.
Cada sinapse possui três partes:
(1) terminal axônico; (2) fenda sináptica;e (3) membrana da célula
pós-sináptica. A informação é transportada de uma célula pré-sináptica para uma
célula pós-sináptica.
11. Diferencie:
a) Sinapse elétrica X Sinapse química
Sinapse elétrica: o impulso que chega é rapidamente transmitido ao
neurônio pós sináptico com um mínimo período de latência.
Sinapse química: a mediação do impulso depende da liberação de uma
substância química (neurotransmissor).
b) Sinapse excitatória X Sinapse inibitória
Se o sinal produzido na membrana pós-sináptica for a despolarização,
iniciando o potencial de ação, então será uma sinapse excitatória. Se o sinal
produzido na membrana pós-sináptica for de hiperpolarização, a ação resultante
será inibitória do potencial de ação, portanto nesse caso há uma sinapse
inibitória.
Sinapse excitatória: O potencial de ação chega à extremidade pré-sináptica e libera o
neurotransmissor das vesículas. Esse mediador liberado atravessa a fenda
sináptica e se liga em receptores específicos, resultando em um aumento da
permeabilidade da membrana a pequenos íons, especialmente ao sódio. A
penetração dos íons sódio despolariza a membrana pós-sináptica e quando o
suficientemente intensa, inicia um potencial de ação que continua no mesmo
sentido anterior.
Sinapse inibitória: O processo é semelhante, mas o neurotransmissor liberado aumenta
a permeabilidade aos íons potássio, e especialmente ao íon cloreto, que penetra
na membrana pós-sináptica, provocando uma hiperpolarização: o interior
fica ainda mais negativo, e o exterior mais positivo. Assim, o potencial de
ação que chega não consegue despolarizar a célula, e não passa.
12. Diga se os seguintes neurotransmissores são excitatórios
ou inibitórios:
NOTA: Os neurotransmissores excitatórios funcionam para ativar os
receptores na membrana pós-sináptica e aumentar os efeitos do potencial de
ação, enquanto os neurotransmissores inibitórios funcionam para prevenir um
potencial de ação.
a) Acetilcolina EXCITATÓRIO
b) Serotonina INIBITÓRIO
c) Dopamina EXCITATÓRIO E INIBITÓRIO
d) Noradrenalina EXCITATÓRIO
e) GABA INIBITÓRIO
f) Glutamato EXCITATÓRIO
g) Endorfina NEURO-HORMÔNIO INIBITÓRIO E EXCITATÓRIO
(?)
H) HISTAMINA – EXCITATÓRIO
I) EPINEFRINA – EXCITATÓRIO
NOTA: Os neurotransmissores podem ser excitatórios, quando mandam o
outro neurônio disparar, ou inibitórios, quando impedem ou diminuem a
probabilidade de outro neurônio disparar.
Excitatórios: esses neurônios provocam a despolarização da membrana
pós-sinápticas.
Inibitórios: esses neurônios promovem a hiperpolarização da
membrana pós-sinápticas.
13. Caracterize:
a) Junção neuromuscular - A junção neuromuscular é a
região de sinapse entre fibra muscular estriada esquelética e axônio motor;
cuja função é a transmissão do impulso nervoso. As sinapses entre os axônios
dos neurônios motores e as fibras musculares esqueléticas são chamadas de
junções neuromusculares (JNM). Estas servem como modelo de sinapse química, e a
substância transmissora é a acetilcolina (Ach)(2).
b) Placa motora - São o conjunto de fibras musculares inervado pela arborização
terminal de um único neurônio motor. - O número de unidades motoras de cada
músculo está relacionado com o tipo de função que o músculo deve desempenhar.
c) Unidade motora - é composta por um único neurônio motor alfa e todas as fibras
musculares que ele inerva. Auxilia no controle da força e precisão na
contração. A unidade motora é um neurônio motor alfa com seu axônio e fibras
musculares que o inervam. Pode ser considerada a menor unidade funcional do
aparelho locomotor. Quando o neurônio motor é estimulado, todas as fibras
musculares que pertencem ao mesmo se contraem.
14. Qual é o neurotransmissor liberado pelo neurônio motor?
Acetilcolina
