FMU1
Sistema Nervoso:
Sinais Elétricos e
Potencial de Ação
Sistema Nervoso:
Sinais Elétricos e
Potencial de Ação
Fisiologia Humana I
Enfermagem 3o
sem/2014
Profa. Adriana Azevedo

Sinais ElétricosSinais Elétricos
• Neurônios e células musculares são
excitáveis, ou seja, possuem capacidade
de propagar sinais elétricos!
• A propagação do sinal depende da
passagem de íons por meio de canais na
membrana da célula.
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Composição
Iônica das
Células
Composição
Iônica das
Células
• Intracelular
Na+
= 12 mEq/l
K+
= 120 mEq/l
Ca++
= 0,001 mEq/l
Cl-
= 30 mEq/l
A-
= muitas
• Extracelular:
Na+
= 145 mEq/l
K+
= 4 mEq/l
Ca++
= 2,5 mEq/l
Cl-
105 mEq/l
A-
= poucas
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Potencial de MembranaPotencial de Membrana
• Potencial de membrana em repouso:
É resultado da diferença entre:
Gradiente de Concentração X Gradiente Elétrico
Nos neurônios é em torno de -70mV
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Potencial de MembranaPotencial de Membrana
• No repouso, a membrana é pouco permeável
ao Na+, se um sinal elétrico aumenta a
permeabilidade ao Na+, a membrana fica
mais positiva = Despolarização.
• Se a membrana celular se torna mais
permeável ao K+, a carga negativa dentro da
célula aumenta, torna a membrana mais
negativa e acontece a Repolarização.
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Tipos de Canais IônicosTipos de Canais Iônicos
• Os canais iônicos são denominados de
acordo com o íon ao qual são permeáveis:
Canais de Na+
Canais de K+
Canais de Ca2+
Canais de Cl-
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Tipos de Canais IônicosTipos de Canais Iônicos
• Alguns canais estão sempre abertos, outros
geralmente permanecem fechados.
• Os canais fechados podem se abrir
dependendo de um estímulo externo.
• Temos 3 possibilidades:
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Tipos de Canais IônicosTipos de Canais Iônicos
• Canais iônicos controlados mecanicamente
• Se abrem em resposta a uma força física (pressão ou
estiramento)
• São mais encontrados em neurônios sensoriais (Tato).
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Tipos de Canais IônicosTipos de Canais Iônicos
• Canais iônicos controlados por ligante
• A maioria dos neurônios responde a uma
grande variedade de ligantes, como
neurotransmissores e neuromoduladores.
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Tipos de Canais IônicosTipos de Canais Iônicos
• Canais iônicos controlados por voltagem
• Respondem as mudanças no Potencial de
Membrana.
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Tipos de Canais IônicosTipos de Canais Iônicos
• Ativação = estímulo faz a abertura de um
canal para fluxo (passagem) de íons.
• Inativação = os canais que normalmente
estão abertos, se fecham na presença do
estímulo.
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Canais depedentes de VoltagemCanais depedentes de Voltagem
Na+
K+Na+
K+
Quando os canais dependentes de VOLTAGEM quando estimulados,
se abrem e permitem a passagem de seus íons correspondentes.
Esse fluxo se dá sempre do meio de > concentração para o meio
de < concentração!
Cl-
Cl-
Ca++
Ca++
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Sinais Elétricos
Não tem PANão tem PA PAPA
PG fracoPG fraco PG fortePG forte
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Sinais Elétricos
Potencial Graduado (PG)
Sinal elétrico de força variável que percorre distâncias curtas e
perde força a medida que percorre a célula.
Precisa ser forte o suficiente para atingir a zona de disparo do
axônio para poder disparar um PA
São Despolarizações ou Hiperpolarizações que acontecem no C.C.
ou no D.
Um grande estímulo inicia um grande potencial graduado e um
pequeno estímulo inicia um pequeno potencial graduado.
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Sinais Elétricos
Potencial de Ação (PA)
São grandes Despolarizações muito breves que podem percorrer
longas distâncias ao atingirem a zona de disparo (cone axônico).
Se o PG alcançar o limiar de disparo no cone axônico, os canais
de Na+ voltagem dependentes se abrem e o PA acontece.
Potenciais graduados despolarizantes = excitatórios
Potenciais graduados hiperpolarizantes = inibitórios
Limiar de disparo que gera PA = -55 mV
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PG x PA
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PG x PA
• Os PAs diferem dos PGs pois não perdem
força quando percorrem o neurônio.
• Os PA são conhecidos como um fenômeno
TUDO-OU-NADA, ou seja, ocorrem se o
estimulo atinge o limiar e não acontecem
se não atinge.
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Potencial de Ação
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Potencial de Ação
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1. Fase Ascendente do PA
• Quando o PG atinge o limiar (-55 mV), canais
de Na+ voltagem dependentes se abrem.
• O influxo de Na+ torna o potencial de
membrana mais positivo = Despolarização.
• Quando o potencial de membrana fica
positivo (> 0 mV até 30 mV), estes canais de
Na+ se fecham, e o potencial de membrana
começa a ficar negativo novamente.
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2. Fase Descendente do PA
• Os canais de K+ dependentes de voltagem também se
abrem com a despolarização, mas são muito mais
lentos.
• No pico do PA (30 mV) os canais de K+ começam a abrir
e acontece o efluxo de K+, tornando o potencial de
membrana negativo novamente = Repolarização.
• Quando o potencial atinge -70mV novamente os canais
de K+ ainda não se fecharam completamente e a
membrana ainda fica hiperpolarizada (período pós-
hiperpolarização) por um tempo, até reestabelecer o
potencial de repouso.
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Potencial de Ação
• Resumindo o PA:
• O influxo de Na+ despolariza a célula.
• O efluxo de K+ repolariza a célula.
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Potencial de Ação
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Potencial de Ação
• Período Refratário Absoluto – uma vez que
se inicia um PA outro PA só acontece ao
final do primeiro, não importa a intensidade
do estímulo. PAs não podem se sobrepor.
• Período Refratário Relativo – Quando os
canais de K+ ainda estão abertos, para que
aconteça um PA, o estímulo vai ter que ser
mais forte e vencer uma caminho de
despolarização maior.
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Condução do Sinal
• As informações sobre duração e
intensidade de um estímulo são
codificadas para o corpo na forma de
frequência de PAs.
• Quando os PGs aumentam a amplitude =
aumenta a frequência de PAs.
• Quanto mais PAs, mais neurotransmissor
é liberado na fenda sináptica.
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Intensidade do PA
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Condução SaltatóriaCondução Saltatória
Nós de Ranvier região de realização de
PA, a bainha de mielina é um isolante!
*Esclerose Múltipla – doença
desmielinizante (hereditária ou auto
imune).
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Influência do K+
no PAInfluência do K+
no PA
• [ ] de K+ no sangue = 3,5 - 5 mmol/L
• Hipercalemia = aproxima o potencial de
membrana em repouso do limiar, tornando
as células mais excitáveis. Tremores.
• Hipocalemia = potencial de membrana em
repouso hiperpolariza, tornando as células
menos excitáveis. Fraqueza muscular.
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Sinapse QuímicaSinapse Química
São compostas basicamente por:
•Terminal axônico da célula pré-sináptica
•Membrana da célula pós-sináptica
•Fenda Sináptica
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Sinapse QuímicaSinapse Química
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• O sinal elétrico da célula pré-sináptica é
convertido em sinal químico na fenda
sináptica, atravessando-a e alcançando a
célula pós-sináptica.
• O Cálcio é o sinal para liberação das
vesículas da célula pré-sináptica.
• A liberação de neurotransmissor na sinapse
se dá por exocitose.
Sinapse QuímicaSinapse Química
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Sinapse QuímicaSinapse Química
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• Quando o PA atinge o terminal sináptico, canais
de Ca2+ voltagem dependentes se abrem para
influxo de Ca2+
• 1. PA despolariza o terminal axônico
• 2. Despolarização abre canais de Ca2+ voltagem
dependentes
• 3. A entrada de cálcio inicia exocitose das
vesículas sinápticas
• 4. O neurotransmissor é liberado na fenda
sináptica se liga ao receptor na membrana da
célula pós-sináptica.
• 5. Início de uma resposta na célula pós-sináptica
Sinapse QuímicaSinapse Química
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Recaptação final de
Neurotransmissor
Recaptação final de
Neurotransmissor
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Recaptação final de
Neurotransmissor
Recaptação final de
Neurotransmissor
1. Células da Glia retiram neurotransmissor da
fenda sináptica, ou o próprio neurônio pré-
sináptico recapta o neurotransmissor.
2. Enzimas a membrana dos neurônios
degradam as moléculas de
neurotransmissor.
3. Difusão para os vasos sanguíneos e serem
eliminados pelo sangue.
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1. Acetilcolina (ACh):
•SNC = Comportamentos (atenção, aprendizado e
memória).
•SNP = Movimento – músculos são ativados pela
liberação de ACh dos neurônios colinérgicos.
•Sono REM - durante a fase de sono profundo (sono REM)
a acetilcolina é liberada na região da Ponte.
•Doença de Alzheimer - está associada (90% dos casos)
com perda de neurônios colinérgicos no prosencéfalo
basal e hipocampo.
Tipos de NeurotransmissoresTipos de Neurotransmissores
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2. Serotonina (5HT):
•Interfere no humor, na ansiedade e no
comportamento agressivo.
•Desordens de humor e Depressão – aparecem com a
diminuição da liberação de serotonina no SNC.
•Apetite - é reduzida por drogas que elevam a
serotonina no encéfalo.
•Comportamento agressivo e suicídio – redução dos
níveis de serotonina no encéfalo.
NeurotransmissoresNeurotransmissores
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2. Serotonina (5HT):
•Latência de sono (tempo que a pessoa
levar para dormir) - é diminuída com
triptofano (aminoácido necessário para a
síntese de serotonina).
•Percepção - as sinapses serotoninérgicas
estão presentes no córtex cerebral onde
acontece a percepção sensorial.
NeurotransmissoresNeurotransmissores
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3. Dopamina (DA):
•Controle motor – Níveis extremamente baixos fazem os
pacientes ficarem incapazes de se mover
voluntariamente.
•Doença de Parkinson - acontece devido degeneração de
neurônios dopaminérgicos na região da substância negra,
área envolvida no controle dos movimentos.
•É tratada com L-DOPA, o precursor da dopamina no
encéfalo.
•Esquizofrenia – pode ser causada pelo excesso de
dopamina liberada no lobo frontal.
NeurotransmissoresNeurotransmissores
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4. Nora e Adrenalina (Epinefrina):
•Está relacionada com a excitação física e mental,
é também conhecida por promover o bom humor.
•Atua como mediadora dos batimentos cardíacos,
pressão sanguínea, conversão de glicogênio em
energia.
•Atenção e alerta - a liberação da Nora facilita a
atenção e o alerta durante o dia. Durante o sono
REM seus níveis estão reduzidos.
NeurotransmissoresNeurotransmissores
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4. Nora e Adrenalina (Epinefrina):
•Estresse (crônico) - verifica-se redução na liberação de
Nora. Porém, no estresse agudo é liberada da glândula
adrenal e atua na amplificação do estímulo simpático.
•Humor - a depressão por redução na captação de Nora
pode ser tratada com algumas drogas que evitam a sua
recaptação.
•Aprendizado e memória - a nora é importante nos
processos de aprendizado e memória.
NeurotransmissoresNeurotransmissores
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5. GABA:
•Principal neurotransmissor inibitório do encéfalo.
•O processo inibitório ocorre quando o GABA se liga
ao receptor (permite influxo de Cl-)
•Responsável pela sintonia fina e coordenação dos
movimentos.
•Outros neurotransmissores inibitórios são a Glicina e
a Taurina.
NeurotransmissoresNeurotransmissores
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6. Glutamato:
•É o principal neurotransmissor do encéfalo.
•Sua atuação é fundamental no processo de memória
celular.
•Também está envolvido no processo de suicídio
celular (Apoptose), seu excesso é neurotóxico e
mata a célula por excesso de influxo de Ca2++.
NeurotransmissoresNeurotransmissores
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7. Peptídeos:
•Endorfinas/encefalinas - são neurotransmissores
peptídicos opiáceos endógenos capazes de modular a
dor e reduzir o estresse.
•Todos os opiáceos (endógenos ou sintéticos) alteram
o comportamento porque agem nos receptores de
encefalina nos núcleos de comportamento do
encéfalo.
NeurotransmissoresNeurotransmissores
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7. Peptídeos:
•Substância P: é um dos neurotransmissores que
produzem a sensação de dor. São encontrado em toda
via da dor (sensorial) e sua liberação pode ser bloqueada
pela encefalina.
•Neuropeptidio Y/Polipeptídio YY: são encontrados no
hipotálamo, particularmente no núcleo da fome.
•São correlacionados com distúrbios de apetite, podendo
levar a excessiva ingesta de comida e armazenamento de
gordura.
NeurotransmissoresNeurotransmissores
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