Potenciais de Membrana e Potenciais de Ação nas Células Excitáveis. Integração Neural e Funções das Sinapses. Flashcards
O diagrama a seguir representa três neurônios em uma via neural na qual o neurônio 1 forma sinapse com o neurônio 2 e o neurônio 2 forma sinapse com o neurônio 3. O neurônio pode ser estimulado artificialmente por meio de um eletrodo estimulador que transmite corrente através da membrana. Os potenciais de membrana de todos os 3 neurônios são registrados por um eletrodo intracelular conectado a um voltímetro. Os traços de voltagem estão nas questões que se seguem são potenciais de membrana. Os potenciais de ação estão exibidos como picos verticais; a barra horizontal sobre o traço de voltagem indica o período durante o qual o eletrodo estimulador estava ligado.
A partir do traço de voltagem para o neurônio 1 é possível concluir que:
A) A estimulação hiperpolariza a membrana celular 2
B) A estimulação do neurônio promove um efluxo de potássio
C) A estimulação no neurônio promove o aumento do influxo de sódio
D) A estimulação no neurônio promove uma abertura de canais de Cl- na membrana pós-sináptica do neurônio 2
C
As células vivas estão constantemente sujeitas a processos que modificam suas características elétricas. Bombas de transportadores eletrogênicos criam desbalanços de carga no citoplasma. Canais iônicos podem gerar, e normalmente geram, correntes despolarizantes ou hiperpolarizantes. Dessa forma, através da propagação de potenciais de ação, os seres vivos podem interagir com o ambiente e garantir a sua sobrevivência. Na figura abaixo, o gráfico (A) representa um potencial de ação típico registrado em condições controladas e em uma célula nervosa normal em resposta a um estímulo depolarizante.
Após analisar o texto e o gráfico indique a resposta que corresponde a alteração na condutância da membrana que explicaria a mudança no traçado do gráfico (A) para a região da seta no gráfico de potencial de ação (B).
A) Abertura dos canais de Na+ voltagem dependentes
B) Bloqueios dos canais de K+ voltagem dependentes
C) Abertura simultânea dos canais de K+ e Ca2+ voltagem dependentes
D) Abertura simultânea dos canais de Na+ e Ca2+ voltagem dependentes
C
Sabe-se que o íon potássio é o responsável principal pelo potencial de repouso da membrana de células excitáveis, tornando a manutenção de sua concentração extremamente importante.
A depleção grave desse íon pode, dentre outras consequências, levar a mialgia e fraqueza muscular.
Dentre as alternativas abaixo qual seria a explicação correta para tal fato?
A) A hipocalemia estimula a liberação de mais acetilcolina
B) A hipocalemia facilita atingir o limiar de excitabilidade da célula.
C) A hipocalemia leva a redução do potencial de repouso da membrana tornando a despolarização mais difícil.
D) A hipocalemia provoca aumento do potencial de repouso da membrana facilitando o mecanismo de despolarização.
C
V ou F?
A hipocalemia facilita atingir o limiar de excitabilidade da célula.
Verdadeiro.
Quando os níveis de K+ estão baixos (hipocalemia), a célula fica mais despolarizada, ou seja, mais próxima do limiar de excitabilidade.
Isso significa que é mais fácil para a célula atingir o potencial de ação e gerar um impulso nervoso ou contração muscular.
V ou F?
A hipocalcemia estimula a liberação de mais acetilcolina.
Verdadeiro.
Quando os níveis de cálcio estão baixos, isso afeta a liberação de acetilcolina nas sinapses, fazendo com que mais acetilcolina seja liberada.
Isso acontece porque o cálcio é necessário para a fusão das vesículas contendo acetilcolina com a membrana pré-sináptica, permitindo sua liberação na fenda sináptica.
V ou F?
A hipocalemia leva a redução do potencial de repouso da membrana tornando a despolarização mais difícil.
Falso.
Na hipocalemia (baixos níveis de K+), a célula fica mais despolarizada, ou seja, o potencial de repouso fica menos negativo.
Isso significa que a célula fica mais próxima do limiar de excitabilidade, tornando mais fácil a despolarização e a geração de um potencial de ação.
V ou F?
A hipocalemia provoca aumento do potencial de repouso da membrana facilitando o mecanismo de despolarização.
Falso.
Na hipocalemia (baixos níveis de K+), a célula fica mais despolarizada, ou seja, o potencial de repouso fica menos negativo.
Isso significa que a célula fica mais próxima do limiar de excitabilidade, tornando mais fácil a despolarização e a geração de um potencial de ação.
Potencial de membrana:
diferença de potencial entre o lado interno e externo da membrana
Homeostasia celular:
mais concentração de K+ dentro da célula e maior concentração de Na+ fora da célula
Determinação de carga dentro e fora da célula:
Dentro: negativo
Fora: Positivo
Movimentação de K+
o K+ tem uma tendência a se difundir para fora da célula devido ao gradiente químico (vai do meio mais concentrado para o menos concentrado) e uma tendência a voltar para dentro da célula devido ao gradiente elétrico gerado pela sua saída
Movimentação do Na+
O Na+ tem uma tendência a se difundir para o interior da célula devido ao gradiente químico e uma tendência permanecer na célula por causa do grandiente elétrico
Bomba de Na+/K+
Regula o potencial de membrana mandando 3 moléculas de Na+ para fora da célula e 2 moléculas de K+ para dentro da célula
Potencial de repouso da membrana:
Potencial de difusão do Na+
Potencial de difusão do K+
Potencial da bomba de Na+/K+
Balanço final: -90mV
Tecidos excitáveis - neurônios:
Transmitem impulsos dentro do SN
Tecidos excitáveis - músculos:
Contraem em resposta ao estímulo nervoso
Sinais neurais são transmitidos por:
Potencial de ação
Potencial de ação neural:
rápidas variações do potencial de membrana
Potencial de ação neural ocorre através de:
estímulos elétricos, mecânicos, químicos ou térmicos
Como é o mecanismo de feedback positivo do PA neural:
o aumento inicial da voltagem após um estímulo, causa abertura de vários canais de sódio regulados pela voltagem
Estímulo limiar:
mínimo necessário para o início do PA
Limiar de excitabilidade:
voltagem mínima necessária para gerar o PA
Repouso:
- Maior concentração de Na+ fora da membrana
- Maior concentração de K+ dentro da membrana
- Membrana positiva fora e negativa dentro
- Na+ entrando e ficando
- K+ saindo e entrando
- Bomba de Na+/K- regulando as concentrações de repouso
Despolarização:
- Ativação dos canais de Na+ voltagem-dependentes
- Íons Na+ passam por esses canais (influxo = entrada na célula)
- Permeabilidade da membrana aumenta ao íon Na+
Repolarização:
- Fechamento dos canais de Nqa+ e abertura dos canais de K+ voltagem-dependentes
- Rápida difusão de íons para o exterior (efluxo)
- Restabelecimento do potencial de repouso negativo
Hiperpolarização:
- Membrana se torna excessivamente permeável sao K+
- Saída de grande quantidade de cargas positivas
Princípio do tudo ou nada:
- A despolarização da membrana somente ocorrerá se o estímulo for suficiente para deflagrar um PA
- Igual ou maior que o limiar de excitabilidade da membrana
Restabelecimento:
- Permeabilidade aos íons K+ retorna ao normal
- Célula polarizada
- PA = -70mV a -90mV
Canais voltagem-dependentes de Na+ e K+
Desencadeamento do PA:
Propagação do PA:
Condução do PA:
Período refratário:
Período refratário no músculo esquelético:
Tetania incompleta:
Aumento contínuo dos PAs de ação leva a (1)
O relaxamento entre as contrações diminui até que (2)
Os estímulos cessam por ação (3) e as fibras musculares relaxam para (4)
1 - somação por frequência
2 - as fibras musculares alcancem um estado de contração máxima
3 - voluntária
4 - recuperar do estado de tensão excessiva anterior
Tetania completa:
A taxa de estímulos é mais rápida, o suficiente para que (1)
Contrações sucessivas se tornam (2)
A fibra alcança (3) e permanece nesse ponto
Os estímunos não cessam, e o músculo perde as (4) e leva a fadiga muscular
1 - não tenha tempo da fibra muscular relaxar
2 - tão rápidas que se fundem
3 - tensão máxima
4 - suas capacidades fisiológicas de contração muscular
Transmissão de sinais nervosos de fibras mielínicas:
- Condução saltatória
- Menor gasto de energia
- Mais rápido
Transmissão de sinais nervosos de fibras amielínicas:
- Condução lenta
- Condução contínua
Sinapses excitatórias:
- Abertura dos canais de Na+ (efluxo de cargas positivas para a célula pós-sináptica)
- Aumento do potencial intracelular da membrana pós em direção ao potencial mais positivo, para que atinja o nível do liminar excitatório
- Diminui as difusões de Cl- para o neurônio pós sináptico e de K+ para fora da célula
- Excitação da atividade celular
Sinápses inibitórias:
- Abertura dos canais par Cl- na membrana neuronal pós-sináptica (rápido influxo de íons Cl-)
- Aumento da negatividade interna, aumentando o limiar de excitabilidade
- Aumento do efluxo de K+ tornando a célula mais negativa
- Diminuição dos receptores excitatórios
Sinapses elétricas:
- Menos frequêntes
- Canais abertos diretos que conduzem eletricidade
- Junções comunicantes GAP: permitem o livre movimento de íons do interior de uma célula para o interior da outra célula
- Transmitem sinais para qualquer direção
Sinápses químicas:
- A maioria das sinapses
- Utiliza neurotransmissores contidos nas vesículas sinápticas para transmissão do impulso
- Condução unidirecional: do pré para o pós sináptico
Processo da sinapse química:
- Invasão do potencial de ação no terminal axônico (botão sináptico)
- Abertura dos canais de Ca+
- Ca+ empurra as vesículas até que elas se fundem com a membrana
- Liberação dos neurotransmissores na fenda sináptica
- Ligação dos neurotransmissores nos seus receptores pós-sinápticos
Adrenalina (epinefrina):
- Excitatória
- Luta ou fuga
- Liberado pelas supra-renais
- Aumenta a FC
- Vasoconstrição
- Dilata vias aéreas
Noradrenalina (norepinefrina):
- Excitatória
- Atenção e ações de resposta no cérebro
- Processos cognitivos de aprendizagem e memória
Dopamina:
- Inibitória
- Prazer e satisfação
- Vício, movimento, motivação
- Parkinson e Esquizofrenia
GABA:
- Inibitório
- Acalma os nervos do SNC
- Foco e relaxamento
- Ansiedade e epilepsia
Acetilcolina:
- Inibitório e Excitatório
- Age em sinapses neuronais e em placas motoras
- Pensamento, aprendizagem e memória
Glutamato:
- Excitatório
- Funções cognitivas
- Desenvolvimento cerebral
Endorfinas:
- Excitatória e Inibitória
- São liberadas durante o exercício físico, excitação, dor e atividade sexual
- Sensação de bem estar e euforia
Serotonina:
- Inibitório
- Está relacionada com a felicidade
- Seus níveis são afetados pelo exercício físico e luz solar
- Regula o humor, o sono e a digestão
Efeito da hipercalcemia:
Aumenta a excitabilidade celular, pois a diferença de potencial de K+ entre os meios se aproxima do limiar, ou seja, diminui
Efeito da hipocalcemia:
- Hiperpolarização do potencial de repouso
- Aumento da DDP de K+ promovendo maior saída de K+ da célula causando um potencial de repouso mais negativo do que o normal
Ação do anestésico local:
Bloqueia os canais de Na+ impedindo a despolarização no local onde foi aplicado
Qual é o principal cátion e o principal ânion, respectivamente, responsável pelo potencial de repouso das membranas celulares?
O potencial de membrana em repouso é próximo dos potenciais de equilíbrio do K+ e do Cl-, uma vez que a permeabilidade a esses íons, em repouso, é maior
Período refratário absoluto:
é o período em que é impossível a ocorrência de um segundo potencial de ação, independente da intensidade do estímulo
Como se encontra o potencial de membrana durante o pico do potencial de ação?
Durante o pico do potencial de ação, o potencial da membrana fica positivo e se aproxima muito do potencial de equilíbrio de Na+, porém mantém-se abaixo desse potencial.
V ou F?
O canal neural de Na+ é um canal iônico voltagem-dependente que é responsável pela deflexão ascendente do potencial de ação.
Verdadeiro.
Esse canal apresenta duas comportas: uma de ativação e uma de inativação, de modo que ambas respondem à despolarização.
V ou F?
Em repouso, a comporta de ativação está fechada e a de inativação está aberta, o que permite um certo influxo de íons Na+ através do canal
Falso.
Em repouso, a comporta de ativação está fechada e a de inativação está aberta, o que impede um certo influxo de íons Na+ através do canal, uma vez que é preciso que ambas estejam abertas para que isso ocorra
V ou F?
A comporta de ativação do canal neural de Na+ responde mais rapidamente à despolarização do que a comporta de inativação
Verdadeiro.
Como consequência, durante um breve período, ambas as comportas ficam abertas, permitindo a geração do potencial de ação a partir de um grande influxo de íons Na+.
A fase de hiperpolarização do potencial de ação ocorre devido à:
A abertura prolongada desses canais faz com que haja a saída maciça de K+ da célula, o que faz com que o interior da célula fique extremamente negativo, hiperpolarizando a membrana.
Um paciente foi submetido a uma anestesia local com lidocaína por conta de um procedimento dermatológico. Esse anestésico impede a ocorrência de potenciais de ação nas fibras nervosas por meio de qual dos seguintes mecanismos?
Bloqueio dos canais de Na+ voltagem dependentes.
A lidocaína bloqueia os canais de Na+ voltagem-dependentes, impedindo a geração e a condução de potenciais de ação nas fibras nervosas dos nociceptores situados diretamente abaixo da aplicação;
Como a corrente de influxo de Na+, por meio dos canais voltagem-dependente, é a responsável pela fase ascendente do potencial de ação, o bloqueio desses canais explica os efeitos dessas substâncias na geração e na condução do potencial de ação.
V ou F?
A despolarização do terminal pré-sináptico pelo potencial de ação abre os canais iônicos de Na+ voltagem-dependentes, permitindo a liberação dos neurotransmissores na fenda sináptica.
Falso.
A despolarização abre os canais iônicos de Ca2+ voltagem-dependentes.
V ou F?
O fluxo iônico para dentro do terminal pré-sináptico, decorrente da despolarização, resulta na liberação dos neurotransmissores epinefrina e norepinefrina.
Falso.
O neurotransmissor da junção neuromuscular é a acetilcolina (ACh).
V ou F?
A interação dos neurotransmissores com o terminal pós-sináptico gera potenciais de placa motora em miniatura (PPMM), os quais se somam produzindo o potencial de placa motora total (PPM), que é de cerca de -50 mV.
Verdadeiro
V ou F?
O potencial da placa motora é interrompido quando os neurotransmissores epinefrina e norepinefrina são degradados em seus subprodutos correspondentes.
Falso.
O neurotransmissor da junção neuromuscular é a acetilcolina;
O potencial da placa motora é interrompido quando a ACh é degradada em acetato e colina pela enzima acetilcolinesterase.
O que explica a geração do potencial da placa motora (PPM)?
Ativação de receptores nicotínicos colinérgicos no terminal pós-sináptico.
Qual evento ocorre a partir de um potencial pós-sináptico inibitório?
Abertura de canais de Cl- e consequente hiperpolarização da membrana pós-sináptica.
Em condições normais, o que ocorre em uma junção neuromuscular como resultado da chegada de um potencial de ação na membrana terminal de um neurônio motor?
A chegada de um potencial de ação no terminal pré-sináptico resulta na abertura de canais de Ca2+ voltagem-dependentes;
O grande influxo de cálcio para dentro do terminal pré-sináptico resulta no acoplamento das vesículas contendo ACh e na consequente liberação desse neurotransmissor na fenda sináptica;
Em seguida, a ACh interage com receptores nicotínicos presentes na placa motora, culminando na abertura de canais de Na+ e K+, o que resulta na formação do potencial da placa motora (PPM);
Esse potencial, então, propaga-se às fibras adjacentes, levando-as ao limiar e, consequentemente, resultando na geração de potenciais de ação.
V ou F?
As sinapses elétricas dependem de neurotransmissores secretados a partir de um influxo de cálcio promovido pelo potencial de ação
Falso.
As sinapses elétricas ocorrem a partir de correntes elétricas que passam de célula a célula por junções comunicantes
V ou F?
As sinapses químicas ocorrem a partir de um fluxo de corrente por vias de baixas resistências entre as células, chamadas de junções comunicantes
Falsa.
As sinapses químicas ocorrem em uma fenda sináptica a partir de neurotransmissores que são secretados pela célula pré-sináptica. Esses neurotransmissores são liberados na fenda quando o potencial de ação despolariza a célula e abre os canais iônicos de cálcio, permitindo um grande influxo de cálcio para dentro da célula pré-sináptica, o que faz com que as vesículas contendo o neurotransmissor sejam secretadas. Essas moléculas, então, atuam na célula pós-sináptica estimulando-a ou inibindo-a
V ou F?
A presença de sinapses elétricas é fundamental em tecidos que realizam contrações coordenadas, como a musculatura cardíaca, a bexiga e o útero.
Verdadeiro.
As sinapses elétricas permitem que a condução ocorra de forma rápida e simultânea, de célula a célula, o que permite que tecidos como o coração, a bexiga e o útero, por exemplo, tenham suas células ativadas de forma simultânea e rápida, garantindo uma contração coordenada e precisa.
