Aulas
Métodos de estudo do Sist. Nervoso
Bioeletrogênese (I)
Profa Mariana S. Silveira
De acordo com a doutrina da
FRENOLOGIA (sec XIX),
traços complexos da personalidade
como o combate, a espiritualidade
e a consciência eram controladas por
áreas especificas cerebrais.
A FRENOLOGIA E A LOCALIZAÇÃO DE
FUNÇÕES MENTAIS
Figura 1.12. No século 19, os localizacionistas atribuíam ao cérebro funções imaginárias em locais
imaginários (A), acreditando que elas causavam as irregularidades observadas no crânio, e mais: acreditando
poder prever a personalidade de um indivíduo pela palpação craniana. Os mapas funcionais da atualidade (B )
se baseiam em dados científicos obtidos em animais experimentais, e confirmados em seres humanos
através do estudo de lesões e das técnicas de imagem funcional. B modificado de M.J. Nichols e W.T. Newsome (1999)
Nature 402 (suppl.), C35-C38.
Morfologia adaptada a função.
•Corpo Celular:
–corpos celulares no SNC estão
organizados em núcleos e no SNP
em gânglios
•Dendritos:
–área receptora.
–Transmite impulsos elétricos para o
corpo celular.
•Axônio:
- conduz os impulsos elétricos
Teoria Neuronal... nem sempre foi tão óbvio.
Premio Nobel de Medicina e Fisiologia- 1906.
Camillo Golgi & Ramon y Cajal
Teoria Reticular X Teoria Celular
CONTINUIDADE X CONTIGÜIDADE
NEURÔNIO
• Unidade estrutural e funcional do Sistema
Nervoso;
• Responde a estímulos físicos e químicos;
• Produz e conduz impulsos
eletroquímicos;
• Libera reguladores químicos;
• Organizam-se na forma de nervos:
– Feixes de axônios localizados dentro
ou fora do SNC
– Maioria composta por fibras
sensoriais e motoras
• 2 tipos de células
SISTEMA NERVOSO
- neurônios
- células gliais
. sustentação
. constituem ponte metabólica
. regulação da concentração de íons
. bainha de mielina
(oligodendrócitos-SNC; células de Schwann- SNP)
. modulação sináptica
ORGANIZAÇÃO ANATÔMICA
TOPOGRAFIA MEDULAR
CITOARQUITETURA : Áreas de Brodmann (1907)
ORGANIZAÇÃO FUNCIONAL DO SISTEMA NERVOSO
Interação
organismo-meio
Adaptação
SISTEMA NERVOSO CENTRAL
SNA
S. Sensorial
MEIO INTERIOR
E EXTERIOR
S. Motor
CLASSIFICAÇÃO FUNCIONAL DOS NEURÔNIOS
– Baseada na direção do
impulso conduzido:
– Aferentes ou sensoriais:
• conduzem os impulsos
dos receptores
sensoriais para o SNC.
– Eferentes ou motores:
• Conduzem os impulsos
para fora do SNC a
órgãos ou estruturas
efetoras.
– Interneurônios:
• Localizados no SNC.
• Possuem função
integrativa.
CLASSIFICAÇÃO ESTRUTURAL DOS NEURÔNIOS
• Baseada no número de
processos que se
estendem a partir do
corpo celular:
-
Pseudounipolar:
prolongamento único que se
ramifica na forma de T.
ex. neurônios sensoriais
-
Bipolar: dois
prolongamentos.
ex. subtipo de neurônio da
retina.
-
Multipolar: tem inúmeros
dendritos e um axônio.
ex. neurônio motor
COMO ESTUDAR O SISTEMA
NERVOSO?
ESCOLHA DO METODO:
resolução temporal x espacial
FUNÇÕES
Esquema aproximado e
necessariamente incompleto
Lesões : afasia
ESCOLHA DO MÉTODO:
resolução temporal x espacial
CAJAL E O ESTUDO DO SNC – MÉTODO DE GOLGI
ESCOLHA DO METODO:
resolução temporal x espacial
REGISTRO ELETROFISIOLOGICO
DO SISTEMA NERVOSO
ESCOLHA DO METODO:
resolução temporal x espacial
Tomografia por emissão de pósitrons
Ressonância magnética funcional
Alteração no fluxo sanguíneo e oxigenação- conversão
de oxihemoglobina para desoxihemoglobina.
ESCOLHA DO METODO:
resolução temporal x espacial
Eletroencefalografia
FISIOLOGIA NEURONAL:
Potencias de Membrana
COLETA, DISTRIBUIÇÃO E INTEGRAÇÃO DE INFORMAÇÃO
Para o
cérebro
Medula
espinhal
Corpo celular
do neurônio
motor
Corpo celular
do neurônio
sensorial
Axônio do
neurônio
sensorial
Axônio do
neurônio
motor
Para compreender como se dá a geração e condução do impulso nervoso é necessário
estudar as características da membrana neuronal responsáveis pelo estabelecimento
do POTENCIAL DE REPOUSO.
CONSTITUINTES FUNDAMENTAIS:
- membrana lipídica;
- solução salina intra- e extracelular;
- proteínas localizadas na membrana.
PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS
CANAIS IÔNICOS
TRANSPORTE ATIVO X TRANSPORTE PASSIVO
* Tb Transportador de Cl- (pex.co-transporte K+)
Algumas características importantes da bomba
de sódio/potássio. (Na+/K+ ATPase)
•Atividade regulada pela concentração intracelular de Na+.
• Atividade bloqueada por ouabaína ou diminuída por baixa [ATP]i
ou resfriamento.
• Acoplamento obrigatório: 3 Na+ (p/ fora), 2 K+ (p/ dentro) e 1 ATP.
• Eletrogênica, gera diretamente algo em torno de -2 a -20mV.
• Mantém o potencial osmótico da célula sob controle evitando
turgescência.
TIPOS DE CANAIS IÔNICOS
Canais dependentes de ligantes
(receptores de neurotransmissores)
Canais regulados por fosforilação
CANAIS VOLTAGEM-DEPENDENTES
CANAIS REGULADOS POR ESTIRAMENTO
(respondem a estímulos mecânicos)
+ Canais de Repouso: permanentemente
abertos.
POTENCIAL DE REPOUSO
Potencial de
membrana pode
ser medido com
um eletrodo.
Membrana é polarizada.
QUAIS AS BASES IÔNICAS PARA O ESTABELECIMENTO DESTE
POTENCIAL DE MEMBRANA?
DIFUSÃO EM
MEMB. PERMEÁVEL
MEMB. COM
PERMEABILIDADE
SELETIVA
* Gradiente elétrico
+ gradiente químico.
20X
• membrana é
impermeável
a passagem de íons
• presença de canais
permite o movimento
através dos dois
compartimentos por
difusão (gradiente
químico).
• equilíbrio é atingido
qdo a concentração
iônica estiver igualmente
distribuída nos dois
compartimentos.
• movimento é
determinado somente
pelo gradiente de
concentração.
Soluções eletricamente
Neutras=> Vm=0mV.
Neste caso o movimento
de íons será determinado
por dois fatores: difusão e
eletricidade (gradiente
elétrico).
Chega-se a um estado de
equilíbrio qdo essas duas
forças são iguais e
contrárias.
Nessas condições o
potencial de membrana =
potencial de equilíbrio (E)
do potássio (-80mV).
(Equação de Nerst)
DISTRIBUIÇÃO DE ÍONS ATRAVÉS DA
MEMBRANA CELULAR
K+
Na+
Cl-
K+
ClNa+
Equação de
Goldman=
Leva em
consideração a
permeabilidade
relativa a
diferentes íons.
<5nm
A membrana neuronal apresenta permeabilidade seletiva a diferentes íons
que determina que o potencial de repouso de um neurônio típico seja
–65mV.
Principais fatores que contribuem:
- permeabilidade a íons (maior permeabilidade ao K+ que a qualquer outro
íon);
- distribuição de íons nas duas faces da membrana (ação da Na+/K+ ATPase;
Ca2+ ATPase).
* Mencionar o Pot. Repouso da célula glial=EK.