Curso - Psicologia Disciplina: Bases Biológicas do Comportamento Resumo Aula 1- Estrutura e Função das Células do Sistema Nervoso Neurônios • Neurônio: elemento processador de informações e transmissor de informações no sistema nervoso; • Possuem as seguintes quatro estruturas: (1) corpo celular ou soma (2) dendritos (3) axônios (4) botões terminais • Soma: contém o núcleo que garante os processos vitais da célula. Sua forma apresenta variações dependendo do tipo de neurônio; • Dendritos: são muito parecidos com “árvores”, funcionam como receptores importantes dessas mensagens, que passam de neurônio para neurônio transmitidas através da sinapse; • Axônio: tubo longo, frequentemente coberto por uma bainha de mielina, que transporta as informações do corpo celular para os botões terminais; A mensagem básica que ele transporta é denominada potencial de ação. • Botões Terminais: são pequenos nódulos encontrados nas extremidades dos ramos dos axônios, quando o potencial de ação chega até eles ocorre a liberação de uma substância química chamada neurotransmissor; Tipos de Neurônios Sinapses entre Neurônios Sinapses Excitatórias Sinapses Excitatórias e Inibitórias Células de Sustentação • Neurônios constituem cerca de metade do volume do SNC; • Restante: Células de Sustentação; • Glia: células da glia são as mais importantes células de sustentação; • Tamponamento físico e químico dos neurônios; • Mantém os neurônios na posição correta; • Controlam o suprimento de nutrientes; • Estabelece isolamento entre os neurônios; • Também fazem remoção de neurônios mortos; Três tipos de células da glia: astrócitos, oligodendrócitos e as microglias; Astrócitos: “células estreladas” - fornecem suporte físico; - produzem substâncias químicas necessárias aos neurônios; - Fornecimento de nutrição dos neurônios; - Limpam detritos de cérebro, removem neurônios mortos e a área vazia resultante é preenchida por uma rede de astrócitos que formará uma cicatriz, isolando a área. Oligodendrócitos: - fornecem suporte para os axônios e produzir a bainha de mielina; - porção exposta é chamada de nódulo de Ranvier; Microglia: -São as menores entre as células da glia; -Agem como fagócitos envolvendo neurônios doentes ou em degeneração; -Atuam como um elemento do sistema imune no cérebro, protegendo de microorganismos invasores; -Responsáveis pelas reações inflamatórias em situações de danos ao cérebro. Células de Schawann: Desempenham a mesma função que os oligodendrócitos, mas no SNP; No SNC, os oligodendrócitos desenvolvem numerosos prolongamentos em forma de remo que se enrolam em torno de vários axônios; No SNP, uma célula de Schawann fornece mielina para um axônio e a célula de Schawann inteira – não apenas parte dela – circunda o axônio; Barreira Hematoencefálica • Uma barreira semipermeável entre o sangue e o cérebro, produzida pelas células nas paredes dos capilares cerebrais; • Possui permeabilidade seletiva; • Algumas substâncias podem ser ativamente transportadas através das paredes dos capilares, carregadas por proteínas especiais; Ex: transportadores de glicose e produtos tóxicos; • Não é uniforme em todo o sistema nervoso; • Em vários pontos ela é permeável, permitindo que as substâncias barradas em outros lugares passem livremente; • Área postrema: região da medula que controla o vômito; Neste ponto a barreira hematoencefálica é fraca, permitindo que seus neurônios detectem a presença de substâncias tóxicas no sangue. Comunicação Intraneural • Potencial de Ação (PA) é propagado, desde o corpo celular, por todo o axônio até os botões terminais, informando-os que devem liberar algum neurotransmissor. • PA envolve uma série de alterações na membrana do axônio, as quais resultam na movimentação de várias moléculas químicas entre o interior do axônio e o fluido que o circunda. Essas trocas químicas produzem correntes elétricas. • Potencial de membrana: a carga elétrica através de uma membrana celular; a diferença de potencial elétrico entre o interior e o exterior da célula; • Potencial de repouso: o potencial da membrana de um neurônio que não está sendo alterado por potenciais pós-sinápticos excitatórios ou inibitórios; Ex: axônio gigante de lula (-70mV). • Despolarização: o potencial, de membrana de uma célula segue (na direção 0) em relação ao seu potencial de repouso normal. • Hiperpolarização: o potencial de membrana de uma célula sofre diminuição em relação ao seu potencial de repouso normal; • Potencial de ação: um impulso elétrico breve que fornece a base para a condução da informação ao longo de um axônio; • Limiar de excitação: o valor do potencial de membrana que deve ser atingido para que um potencial de ação seja disparado; Potencial de Membrana = Equilíbrio entre duas forças opostas (difusão e pressão eletrostática). • Difusão: movimentação de moléculas de regiões de alta concentração para regiões de baixa concentração; • Pressão eletrostática: a força de atração entre partículas carregadas com sinais opostos, ou a força repulsiva entre partículas carregadas com o mesmo sinal; • Quatro íons mais importantes: • ânios orgânicos (A-) = apenas líquido intracelular; • íons de cloro (Cl-) = meios intra e extracelular; • íons de sódio (Na+) = meios intra e extracelular; • íons de potássio (K+) = meios intra e extracelular; • Considerando que ambas as forças de difusão e a pressão eletrostática tendem a empurrar o Na+ para dentro da célula, como ele consegue se manter em alta concentração fora da célula? • Bomba de Na+ e K+= Moléculas protéicas situadas fora da membrana, com gasto de energia que empurram 3 íons sódio a cada 2 de potássio para dentro Potencial de Ação 1) A abertura desses canais é provocada pela despolarização do potencial de membrana; Como esses canais são abertos por mudanças no potencial de membrana, eles são chamados de canais iônicos dependentes de voltagem. 2) A membrana do axônio contém canais de potássio dependentes de voltagem, mas esses canais são menos sensíveis do que os canais de sódio. Necessitam de um nível maior de despolarização, abrem mais tarde que o de sódio. 3) No momento em que o potencial de ação atinge seu pico, os canais de sódio tornam-se refratários –eles não conseguem mais abrir antes que a membrana atinja seu potencial de repouso novamente. 4) Nesse momento, os canais de potássio estão abertos, assim o interior do axônio está carregado positivamente e então o K+ é direcionado para fora da célula (difusão e pressão eletrostática). Esta saída de cátions faz com que o potencial da membrana retorne a um valor próximo do normal. 5) À medida que o potencial de membrana volta ao seu normal, os canais de potássio fecham-se e não sai mais potássio da célula. Nesse momento, os canais de sódio tornam-se novamente excitáveis de modo que outra despolarização pode abrí-los. 6) A membrana passa seu potencial de repouso e então retorna ao seu normal. O acúmulo de íons K+ no exterior da membrana faz com que ela se torne hiperpolarizada. Esses íons K+ extras logo se difundem e o potencial da membrana volta a (-70mV). O transporte de sódiopotássio removem Na+ que entrou e recupera o K+ que saiu. Condução do Potencial de Ação • Lei Básica da condução axonal: Lei do tudo-ou-nada • Esta afirma que um potencial de ação ou ocorre ou não ocorre; uma vez disparado, ele é transmitido até o final do axônio, permanecendo sempre com a mesma amplitude, sem aumentar ou diminuir. • Contração muscular pode ser uma contração fraca ou forte = força do estímulo • Mas se o P. A. é um evento de tudo-ou-nada, como pode variar? • Um único potencial de ação não é o elemento básico da informação; • A variação ocorre pela frequência de disparos do axônio que geram um PA, assim a lei do tudo-ou-nada é suplementada pela lei da frequência; Como ocorre a condução do P.A? Despolarização subliminar (muito pequena para gerar um P. A, dita passiva, Não ocorre abertura ou fecha/o dos canais de Na+ ou K+, Axônio age como um cabo elétrico (propriedades do cabo), a medida que o sinal passa por esse “cabo” torna-se menor a (resistência), e o sinal do PA diminui e amplitude também (condução decrescente). Condução do P. A. em neurônio mielinizado • • • Células de Schwann (SNP) e oligodendrócitos (SNC) não permite que o axônio entre em contato com o meio extracelular! Somente no nódulo de Ranvier (axônio é descoberto). Nas áreas mielinizadas não ocorre fluxo de Na+! • O axônio conduz passivamente o P.A para o nodo de Ranvier seguinte; • Na área mielinizada passa pelas propriedades do cabo até o próximo nodo; • Condução pulando de nodo em nodo é chamada de Condução Saltatória. Duas vantagens: Economia: transportadores de Na+ e K+ consomem energia para retirar o excesso de Na+ que entra no axônio durante o P. A. Em um axônio mielinizado o Na+ pode penetrar somente nos nódulos de Ranvier. Velocidade: porque ocorre transmissão entre nodos. Maior velocidade permite que o animal reaja ou pense mais rápido. Comunicação entre neurônios Substâncias transmissoras provocam potenciais pós-sinápticos Breves despolarizações ou hiperpolarizações – que aumentam ou diminuem a taxa de ativação dos axônios do neurônio pós-sináptico Transmissão Química Substâncias químicas: controlam o comportamento de células ou órgãos Neurotransmissores, Neuromoduladores, Hormônio= ligantes Região particular da molécula receptora= Sítio de Ligação Neurotransmissores • São liberados pelos botões terminais dos neurônios; • Detectados pelos receptores na membrana de outra célula; • Localização muito curta; Neuromoduladores (peptídeos) • São liberados pelos botões terminais; • Secretados a quantidades maiores; • Difundem-se a distâncias maiores; • Modula atividade de muitos neurônios (região cerebral) Hormônios • Produzidos em células que ficam em glândulas endócrinas; • Produzidos em células especializadas em vários órgãos como estômago, intestino, rins e cérebro; • São liberados no líquido extracelular e distribuídos pelo corpo; • Interferem na atividade de células (neurônio) que contêm receptores especializados; Estrutura das Sinapses Botões Terminais Dois tipos de vesículas sinápticas: grande e pequena; Vesículas pequenas: - Presentes em todos os botões terminais; - Contém moléculas de neurotransmissor; - Encontradas em maior número ao redor da região da membrana sináptica frente à fenda sináptica – próxima à zona de liberação; - Produzidas pelo Complexo de Golgi ou cisternas; Vesículas grandes: - Produzidas somente no corpo celular e transportadas pelo axoplasma até os botões terminais; Liberação do Neurotransmissor Como o potencial de ação causa a liberação do neurotransmissor de uma vesícula sináptica? O que acontece com a membrana das vesículas sinápticas após sua abertura e a liberação do neurotransmissor contido nelas? Sempre que algum neurotransmissor é liberado, a membrana do botão terminal incorpora as membranas das vesículas sinápticas que se fundem a ela e torna-se ligeiramente mais larga; Esse processo não ocorre continuamente, pois o botão terminal poderia se tornar gigantesco; A solução é que a membrana seja reciclada;