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Membrana plasmática e bioeletrogênese – geração do potencial de repouso
Membrana plasmática e bioeletrogênese – geração do potencial de repouso
- Medidas dos potenciais de membrana;
- composição e estrutura da membrana;
- composição iônica dos meios intra/ extra-celulares;
- difusão através da membrana e equilíbrio eletroquímico;
- papel da bomba Na/ K.
Potencial de ação
- Intensidade do estímulo x resposta da célula (limiar de excitabilidade/ o código de frequência);
- tipos de canais iônicos;
- as fases do potencial de ação;
- alterações de voltagem – dependentes das configurações dos canais iônicos;
- condução do potencial de ação (ponto-a-ponto/ saltatório).
Bioeletrogênese - geração de eletricidade através das células vivas.
Todas as células apresentam ddp (diferença de potencial) através da membrana celular, que é uma bicamada lipídica e barreira a passagem de íons. No fluido extra-celular, a carga é positiva, enquanto que, no citossol, a carga é negativa. Porém, a célula é neutra eletricamente, pois o somatório de todas as cargas é igual a zero.
Potenciais de repouso – músculo relaxado (restrito à membrana plasmática).
Potenciais de membrana – é medido por um amplificador de sinal elétrico ou um microeletródio.
- O pH fisiológico libera carga negativa.
As células excitáveis (musculares ou nervosas) podem mudar o potencial.
Bicamada lipídica: ácidos graxos + moléculas de fosfolipídios → duas camadas aquosas: fluido extracelular e citossol imprensam essas duas camadas; como os ácidos graxos são apolares, ele fica para dentro. As moléculas de fosfolipídios são polares, então formam a parte externa da bicamada.
- Moleculas apolares (hidrofóbicas): O2, N2, benzeno; moléculas polares (pequenas e sem carga): H2O, uréia, glicerol, CO2.
As proteínas também estão inseridas na membrana plasmática, com função de canais de íons.. São os canais iônicos. São ocos e de vários tipos diferentes, proteínas diferentes e são específicos para cada íon. Porém, também há canais iônicos inespecíficos.
Distribuição de Sódio e Potássio dentro e fora da célula
As células apresentam diferenças na sua composição iônica: a concentração de potássio (K) é maior no citossol e há pouco sódio (Na), enquanto que a concentração de sódio é maior no fluido extracelular, onde há pouco potássio. Essas são as diferenças na concentração de K e Na.
A membrana plasmática é muito permeável ao potássio, porque nela há muitos canais de íons K, permanentemente abertos.
A maior probabilidade do sentido de movimentação do potássio é do citossol para o meio extracelular (de dentro para fora), pois o citossol está mais concentrado, então o gradiente de concentração é seguido. Para cada K+ que sai, tem um ânion(-) que fica do lado de dentro da membrana, que vai ficando mais negativo, gerando desequilíbrio, consequentemente, aumentando a d.d.p. Nesse caso, os canais iônicos são chamados canais passivos.
Aumento da d.d.p. Propósito: polaridade de membrana para concentração da célula muscular e neurônio.
Após uma atividade física, perdemos muito mais água que sais minerais; então, o isotônico ideal a ser ingerido seria aquele que tivesse maior quantidade de água e menor quantidade de íons.
Canais iônicos de Na+ dependentes de voltagem – neurônios e células musculares também possuem canais iônicos que se encontram fechados. Nesse caso, a concentração de sódio no meio extracelular é maior, porque não tem como passar por esses canais fechados (em repouso, as comportas impedem essa passagem). Mas o gradiente de concentração aponta de fora para dentro, e o Na+ é atraído para o interior da membrana e não podge passar pelos canais. A quantidade de sódio que consegue passar é mínima. Situa-se no axônio.
Proteína carreadora – não é canal iônico; faz transporte iônico como carreador: possui sítios de ligação com sódio e potássio. Se liga diretamente por afinidade química e os transporta de um lado a outro da membrana. Tem duas configurações tridimensionais diferentes.
Bomba de sódio e potássio – esse transporte através da membrana é ativo, e a proporção é, com o gasto de 1 ATP, a saída de três íons sódio e a entrada de um íon potássio. Quando essa proteína muda de forma, ela bombeia sódio e potássio contra seus gradientes de concentração.
Essa proteína também é uma enzima, que hidroliza ATP em ADP, e é chamada sódio-potássio-ATPase. É ubiquitária: está em todas as membranas celulares e em grande quantidade. Sempre trabalha, tanto com o organismo em repouso, quanto em atividade física. Mantém alta a concentração de potássio e baixa a concentração de sódio no interior do citoplasma. Sua função é geração de eletricidade, que contribui para manter negativa a parte interna da membrana.
Potencial de ação – estímulos fracos de K → mudanças na mesma proporção; estímulos fortes de K → o potencial de ação aumenta consideravelmente; estímulos muito mais fortes de K → aumenta a frequência, mas não a amplitude. Ação dos canais de sódio: primeira fase – entrada de sódio com pequena despolarização, que provoca a abertura dos canais de Na+ e a sequência de despolarização é em cadeia (um canal despolariza o canal seguinte); segunda fase – repolarização: saída do potássio faz retornar à polarização inicial de repouso. Para cada potencial de ação, a quantidade de íons trocados é irrisória e praticamente não varia, mesmo com vários potenciais, por causa da bomba de sódio.
Transmissão sináptica
1 – Estrutura da sinapse química;
2 – interação neurotransmissor-receptor;
3 – mecanismo do término de efeito do neurotransmissor;
4 – mecanismo de ação de drogas no Sistema Nervoso;
5 – etapas da transmissão sináptica;
6 – potenciais pós-sinápticos
6.1-excitatórios (PPSE) – abertura de canais de Na+ ou Ca++;
6.2-inibitórios (PPSI) – abertura de canais de K+ ou Cl-;
7 – receptores pós-sinápticos
7.1-ionotrópicos – são canais iônicos;
7.2-metabotrópicos – ativam enzimas intracelulares;
8 – integração sináptica
8.1-importância da localização da sinapse;
8.2-somação temporal;
8.3-somação espacial.
Para a célula muscular se contrair, é necessária a ativação do neurônio motor e potencial de ação (impulso nervoso) da inervação do neurônio.
Placa motora, junção ou sinapse neuromuscular é o sinal neural desde o axônio do neurônio até o seu fim, onde se dá a transmissão de informação; o sinal neural é passado de uma célula para outra.
Geração do potencial de ação
Existem canais de sódio dependentes de voltagem (com comporta) espalhados por toda a extensão da membrana celular, que só se abrem durante milisegundos. Quando o sódio atravessa a membrana e entra, o citossol fica mais positivo, o que estimula o canal adiante a se abrir também; assim, o potencial de ação vai “caminhando” por toda a camada neuronal, causando a despolarização em cadeia (condução ponto-a-ponto do potencial de ação). Isso só acontece em axônios que não possuem bainha de mielina (exemplo: dor), os axônios são mais finos. Os axônios mielinizados são produzidos por células gliais (também do sistema nervoso e seu número é cem vezes maior que o número de neurônios, mas não transmitem informações; apenas mantêm a integridade da célula nervosa, formando a bainha de mielina) e a propagação não acontece.
Nodos de Ranvier: são as regiões descobertas entre as bainhas de mielina; assim, o potencial de ação se propaga rapidamente, pois salta as bainhas (é saltatório) e é mais econômico para a célula que, nessa situação, com menos canais iônicos funcionando, a troca de íons ocorre apenas nas regiões descobertas da membrana, poupando o ATP necessário para manter a bomba de sódio. Então, esse axônio não precisa de um canal ponto-a-ponto, pois já tem a função saltatória, onde quando um canal se abre, o próximo até depois de quatro Nodos de Ranvier já se abrem. Quanto mais grosso o axônio, mais rápida é a passagem de carga elétrica, porque a resistência é menor.
Neurônio motor: via final comum do movimentos, localizado na medula espinhal, no corno anterior da parte cinzenta.
Sinapse é a estrutura física que permite a passagem de informações neurais de um axônio a uma célula muscular.
Fenda sináptica é o local entre o axônio (célula pré-sináptica) e a célula muscular (célula pós-sináptica). O neurotransmissor tem vesículas sinápticas que liberam acetilcolina nas células que recebem a informação neural.
Canais iônicos dependentes de estímulo químico – é outro tipo de canal iônico com comporta. São os receptores pós-sinápticos; sua abertura ocorre com apenas um neurotransmissor, gerando um potencial de ação quando despolariza a célula pós-sináptica, que é um neurônio ou uma célula muscular. Os canais dependentes de voltagem são estimulados por canais dependentes de estímulo químico. O canal receptor tem dois sítios de ligação, que só se abrem quando dois neurotransmissores os preenchem. Quando ele se abre, tem efeito despolarizante na célula muscular (neurotransmissor acetilcolina: primeiro passo para que aconteça a contração muscular.
Ligação química entre receptor e neurotransmissor: afinidade intermediária. Enquanto existir neurotranmisor na fenda sináptica, há contração mucular ou transmissão de informação de um neurônio para outro.
Para inibir o efeito do neurotransmissor: neuromuscular – a enzima acetilcolinesterase (AchE) hidroliza a acetilcolina em radical acetil e colina, que não tem efeito de ligação com neurotransmissores, e é captada pelo neurônio, que a reconstrói como acetilcolina e a armazena nas vesículas sinápticas novamente. Recaptação do neurotransmissor – o neurônio capta a acetilcolina sem destruí-la e a rearmazena nas vesículas.
Etapas da transmissão sináptica
Geração do potencial de ação; concentração maior de Ca++ no fluido extracelular ocasiona sua entrada no axoplasma do neurônio para a membrana da vesícula sináptica se fundir com a membrana pré-sináptica e liberar o neurotrasmissor na fenda sináptica. O neurotransmissor atravessa a fenda e se liga ao receptor da membrana pós-sináptica. Muitos dos receptores são canais iônicos que possuem comportas que só se abrem ao se ligarem às moléculas neurotransmissoras.
Há vários tipos diferentes de receptores pós-sinápticos; dependendo do receptor, pode haver inibição do neurônio pós-sináptico. O potencial de membrana fica mais negativo quando a célula é estimulada por abertura de canais de cloreto (Cl-). Oss canais se fecham e não mais se abrem, causando um efeito hiperpolarizante, inibitório.
Regiões sinápticas
Sobre dendrito (axo-dendrítica), corpo celular (axo-somática) ou axônio (axo-axonal) e o efeito sináptico pode ser maior ou menor sobre a célula pós-sináptica. Quanto mais próxima do início do axônio for a região, maior é a influência que a sinapse tem sobre a célula neural. Então, a maior influência é no corpo celular (sinapse axo-somática). As sinapses mais próximas são inibitórias e as mais distantes são excitatórias. Quando a sinapse excitatória predomina sobre a inibitória, a célula deflagra o potencial de ação (integrações sinápticas).
Músculo esquelético: estrutura e mecanismo da contração
1 – Estrutura da fibra muscular
- miofibrilas
- miofilamentos: de actina F (filamentosa) – tropomiosina, troponina e actina G; de miosina.
- sarcômero
- túbulos T
- retículo sarcoplasmático
2 – mecanismo molecular da contração modelo dos filamentos deslizantes
1. 1 – regulação do cálcio intracelular ([Ca++])
3 – acoplamento excitação – contração
Fascículo muscular é o conjunto de células musculares; as proteínas contráteis formam estrias. Uma célula possui muitos filamentos contráteis; esses filamentos são compostos por miofibrilas com actina e miosina que se organizam formando o sarcômero. As mais finas são as linhas Z (limite do sarcômero). O sarcômero é a unidade contrátil da célula muscular; é formado de filamentos grossos (aglomerado de moléculas de miosina, que tem duas grandes sub-regiões que podem ser quebrados enzimaticamente: meromiosina leve, em forma de haste, e meromiosina pesada, como uma cabeça, tomando a forma de um taco de golfe. Na meromiosina pesada existe o sítio de afinidade química pela actina e se liga a ela: é um duplo filamento espiralado e cada molécula tem dois sítios de ligação com a actina; quando se ligam, mudam de forma: a cabeça se inclina em direção à haste – movimento de catraca – e filamentos finos de actina (base bioquímica: moléculas de actina Z que se ligam umas às outras e formam filamentos de actina F). Quando o músculo contrai e relaxa, gera movimento ou força. É chamada zona H a região onde não existem os filamentos de actina.
Associa-se à actina F o filamento de tropomiosina, responsável por cobrir o sítio de afinidade química que a actina tem com a miosina e promove a não-contração muscular. A tropomina está ligada à tropomiosina e é composta por troponinas I, C e T. A troponina T liga a troponina I com a tropomiosina; a troponina C tem um sítio de ligação com o cálcio e, a partir daí, desencadeia-se toda a contração muscular (o aumento do cálcio no citoplasma da célula muscular causa a sua contração; o cálcio se liga à troponina C e provoca mudança na forma dessa proteína, que arrasta a tropomiosina da sua posição inicial e descobre o sítio de ligação da actina com a miosina (a miosina adquire forte atividade ATPásica: hidroliza ATP), que se lig am; a miosina muda de forma, fazendo o movimento que arrasta o filamento de actina junto com ela, e permanecem ligados. O que os faz se desligarem é a falta de ATP ou cálcio.
Os túbulos T estão intimamente associados ao retículo sarcoplasmático das células musculares que envolvem as miofibrilas; os túbulos T também as envolvem; a membrana plasmática da célula muscular possui esses túbulos T, por onde o fluido extracelular pode entrar e preencher os túneis existente no interior da célula. A membrana desses túbulos tem a mesma composição que a membrana plasmática e traz o potencial de ação para dentro da célula, que propaga-se túbulos T a dentro.
O retículo sarcoplasmático é oco, cheio de Ca++ dentro. No músculo em repouso, há o armazenamento de Ca++. A membrana do retículo sarcoplasmático (bicamada lipídica) tem bombas de cálcio que bombeiam para dentro do retículo, contra o gradiente de concentração continuamente.
Contração muscular – primeiro fator: potencial de ação no axônio do neurônio motor que inerva a célula muscular, liberação de acetilcolina, que se liga aos receptores nicotínicos de acetilcolina e se abrem, despolarizando a célula muscular. O sódio entra na célula e deflagra o potencial de ação, que se espalha pela membrana da célula, inclusive pelos túbulos T, que também são despolarizados e abrem os canais de Ca++ e os libera para o citoplasma. O retículo sarcoplasmático possui canais de cálcio dependentes de voltagem.
O cálcio se liga à troponina; o que faz a miosina se desligar da actina é uma nova molécula de ATP, para se ligar a uma nova molécula de actina.
Rigor cadavérico: ausência de novas moléculas de ATP, fazendo com que as moléculas de actina e miosina não se desliguem.
O ciclo é interrompido quando o músculo deixar de ser excitado pelo neurônio motor e não produzir mais potencial de ação; o cálcio volta para o retículo sarcoplasmático, pela bomba de cálcio. Para gerar um potencial de ação, é necessário que a célula muscular tenha grande concentração de potássio em seu interior e grande concentração de sódio no meio extracelular.
À medida que o músculo recebe maior resistência à contração, um número maior de células serão recrutadas para realizarem o processo de contração muscular.
O colágeno liga as células musculares umas nas outras e relaxa o músculo quando se estira (alongamento).
Somestesia
1 – Modalidades e submodalidades sensoriais
2 – Estrutura e localização do neurônio sensorial primário
3 – Transdução mecano-elétrica realizada pelo receptor
4 – Codificação neural
4.1 – código de frequência (intensidade)
4.2 – código de população (intensidade)
4.3 – código de linhas privadas – localização e submodalidade
5 – Densidade de inervação, acuidade e capacidade de discriminação entre dois pontos
6 – Vias anatômicas
6.1 – coluna dorsal – lemnisco medial (tato discriminativo e propriocepção)
6.2 – ântero-lateral (tato grosseiro, temperatura e dor)
1.
8.1 – Localização
8.2 – somatotopia
8 – Córtex somestésico
Escotoma cintilante – estímulo luminoso visto, geralmente, quando se recebe uma pancada no rosto.
Hipocinesia – pouco movimento
Sistema somestésico (sistemas sensoriais)
Construção do conhecimento do mundo através da visão, do paladar, do olfato, do tato, da audição. Somestesia: tato, dor, frio, calor, propriocepção (percepção do corpo no espaço), cinestesia (percepção dos movimentos).
Modalidades sensoriais
Paladar (doce, amargo, salgado, azedo), visão (forma, movimento, cor, profundidade), audição, olfato, somestesia (tato fino, grosseiro, pele, temperatura, dor, propriocepção (músculos e articulações, viscerocepção [vísceras]), sexto sentido: equilíbrio (sensação dada por um órgão localizado no ouvido interno). Existem estruturas neurais diferentes para cada submodalidade sensorial, são os chamados códigos de linhas privadas.
Receptores sensoriais (exemplo: corpúsculo de Pattini – sensorial de vibração)
O neurônio sensorial primário encontra, com sua extremidade periférica (receptor sensorial), o neurônio secundário nos núcleos grácil e cuneiforme (núcleos da coluna dorsal); o secundário faz contato sináptico para o terceiro, que leva a informação ao córtex cerebral, para ativá-lo. Seus corpos celulares estão no gânglio da raiz dorsal. O neurônio sensorial é pseudo-unipolar (não tem dendrito). Os neurônios sensoriais mais comuns não tem associação com outras células epiteliais: são as terminações livres. Os que estão associados a células epiteliais estão envolvidos em tato discriminativo e tem funções sensoriais diferentes; porém, se unificam nas sensações.
Classificação do axônio
Existem quatro grupos diferentes de axônios sensoriais, em relação ao tamanho e ao calibre. O axônio aα é o mais calibroso de todos, e se localiza no fuso muscular (inervação sensorial dos músculos); o segundo tipo mais calibroso é o axônio aβ, e seus receptores estão relacionados ao tato; o segundo mais fino é o axônio aՑ (a-delta) e sua terminação livre é mielinizada, levando informações de dor rápida, frio, calor ou tato grosseiro. Esses três grupos são mielinizados; o grupo que é mais fino de todos não é mielinizado: são os axônios do tipo C, associados à dor lenta. Relaci onam-se às vias anatômicas que levam as diferentes informações ao cérebro. Os neurônios mais grossos compoem o lemnisco medial (sobem pelo mesmo lado) e os neurônios mais finos compoem a via ântero-lateral (a via se cruza).
Dor
1 – Conceitos: dor (experiência subjetiva desagradável) ≠ nocicepção (noci = dor)
2 – Nociceptores
1. 1 – estrutura: terminações livres
2. 2 – tipos de nociceptores
- térmicos (químicos) – fibras aՑ
- mecânicos (químicos) – fibras aՑ
- polimodais (térmicos, mecânicos) – fibras C
3 – Hiperalgesia e sensitização
3.1 – hiperalgesia primária – papel dos mediadores inflamatórios
3.2 – hiperalgesia secundária – reflexo axo-axonal
4 – Dor referida
4.1 – exemplos
4.2 – mecanismo básico
5 – Via da dor no Sistema Nervoso Central
6 – Controle da dor
6.1 - vias analgésicas centrais
6.2 – vias descendentes
6.3 – teoria da comporta
Dor referida
Ardência em determinada região da pele que está relacionada à lesão ou à inflamação de um órgão ou outro local diferente no corpo: um neurônio secundário recebe, simultaneamente, informações d um neurônio da pele e um visceral, tendo assim dificuldade em distinguir a origem da dor. Como a pele tem maior probabilidade de ser lesionada que os órgãos, o neurônio secundário processa a dor como se viesse da pele. Porém, nem todos os órgãos dividem um neurônio secundário com a pele
A fricção diminui a sensação dolorosa porque ativa os mecanoceptores, os receptores não-dolorosos do tato.
A endorfina (uma espécie de morfina endógena) tem função analgésica porque, quando são liberadas na medula espinhal pelo H hipotalâmico e tronco encefálico, as endorfinas inibem o segundo neurônio da via dolorosa indiretamente, e a comporta da dor é fechada (diminui a sensibiidade à dor).
Os nociceptores polimodais não tem especificidade ao estímulo e possuem ação antiinflamatória. A inflamação ativa as células inertes no tecido ou circulantes para liberarem substâncias que ativam os nociceptores polimodais.
As terminações livres funcionam como nociceptores; nem todas as terminações livres são mielinizadas. As que são, são chamadas de termo/ mecanoceptores. São axônios aՑ (dor rápida, bem localizada pela ativação dos receptores de axônios de maior calibre). As que não possuem bainha de mielina são do tipo C (axônios de menor calibre: dor lenta, que não chega ao córtex somestésico. Essa dor é mais persistente porque depende da cicatrização, do processo inflamatório).
Dor - sistema de alarme para que o organismo se guie para a autopreservação; possui caráter aversivo (conferido pelo córtex límbico e outras estruturas subcorticais) e discriminativo (localiza e dá intensidade, conferido pelo córtex somestésico).
Vermelhidão - reflexo axo-axonal: liberação de substância P que tem ação vasodilatadora, assim como a histamina.
Inchaço - vazamento do plasma, que causa edema.
Sensitização – diminuição do limiar de sensibilidade do nociceptor (estímulos que não eram dolorosos passam a ser, causando hiperalgesia (conseqüência da sensitização).
Antiinflamatórios esteroidais – corticóide é o principal (nunca podem ser utilizados para combater a dor de cabeça, pois deprimem o sistema imune e modificam o metabolismo). Os mais seguros são os não-esteroidais (exemplo: ácido acetil-salicílico, paracetamol, dipirona, diclofenaco de K/ Na).
Os antiinflamatórios esteroidais e os não esteroidais agem sobre enzimas que produzem os mediadores inflamatórios. A própria lesão ativa essas enzimas. Por diminuírem a dor, deixam o organismo mais propenso a uma nova lesão, uma vez que o sistema de alarme foi diminuído.
Toda informação sensorial só chega ao corte pelo tálamo; a informação sensorial que vem da metade direita cruza a linha média e ativa o córtex e o tálamo do lado oposto (ambas as vias são compostas por três neurônios: o primário, o que leva ao tálamo e o talâmico, que leva ao córtex). Uma vez chegando, não ativa o córtex por inteiro; ele tem regiões específicas para receber as informações (localizam-se no sulco central, entre os giros pós-central e pré-central). O sulco central é chamado de córtex somestésico.
Somatotopia (somato = corpo; topia = topografia) – representação topográfica do corpo em diferentes partes do cérebro. Assim, analisa-se que as costas e as pernas são as regiões menos sensíveis do corpo, enquanto que as palmas das mãos, as solas dos pés e a face (principalmente a boca) possuem maior capacidade discriminativa e maior acuidade tátil, porque tem maior densidade de inervação, ocupando maior parte do córtex (acuidade tátil: capacidade de discriminar estímulos diferentes é diferente de sensibilidade).
Campo receptor neural – área receptora de um axônio. A pele é repleta de campos receptores que são diferentes para cada neurônio sensorial. A densidade de inervação (isto é, o número de neurônios por mm²) existente nas diferentes regiões da pele é responsável pela ocupação do espaço de representação no córtex somestésico.
Membro fantasma – após uma amputação, o paciente retém a sensação do membro amputado como uma parte de sua imagem corporal. Isso é uma reflexão da associação estabelecida entre estímulos da periferia e da área de representação cortical. Os estímulos continuam chegando dos nervos sensitivos cortados e são interpretados centralmente como chegando, por exemplo, da mão. Assim, o paciente erradamente pensa que sua dor é imaginária, uma vez que sabe que sua mão foi amputada.
Controle espinhal do movimento I – fibras musculares, unidades motoras e controle de força muscular.
1 – Músculo, articulação e movimento
2 – Motoneurônio – localização; via final comum; origem das informações
3 – Somatotopia medular
3.1 – vertical – segmentos medulares
3.2 – horizontal – “pool” de motoneurônios
4 – Unidades motoras – conceito.
5 – abalo muscular
5.1 – conceito
5.2 – abordagem experimental
5.3 – controle da força muscular pelo código de frequência – tétano
6 – Tipos de fibras musculares e de unidades motoras
7 – Controle da fibra muscular pelo “princípio do tamanho”.
Cada célula muscular é inervada por apenas um neurônio motor, mas um neurônio motor pode inervar duas ou mais células ao mesmo tempo.
Quando os músculos são muito inervados (um neurônio para mais ou menos cinco células musculares), eles são capazes de realizar movimentos precisos (exemplo: músculo interósseo, das mãos). Os pouco inervados (um só neurônio inervando mais de cem células musculares) não realizam movimentos muito precisos.
Os músculos esqueléticos funcionam como um filtro: filtram as freqüências altas de potenciais de ação que deixam de corresponder à contração/ relaxamento e aumentam a força. Os potenciais de ação não são transformados em contração e relaxamento rapidamente, mas sim, num procedimento da contração e da força.
O corpo celular dos neurônios motores de cada músculo tem um lugar específico no corpo; os neurônios motores dos músculos do pescoço para baixo localizam-se no corno ventral da medula espinhal, enquanto que os neurônios motores dos músculos da face situam-se no tronco encefálico. Os neurônios motores do corno ventral mais baixos da medula inervam membros inferiores e pelve, e os da parte mais alta inervam os músculos mais altos do corpo.
Os movimentos-reflexo tem origem sensorial, e os movimentos voluntários tem origem cortical.
Divisão do segmento medular: cervical, torácica e lombar. Os segmentos cervical e lombar são alargamentos da estrutura medular, grande região que se refere ao corno anterior cinzento (possuem mais neurônios motores, que inervam a musculatura dos membros. O lado esquerdo do corpo tem seus neurônios situados no corno esquerdo da medula; o lado direito tem seus neurônios no corno direito. A região torácica é a região mais fina da medula.
Organização topográfica dos neurônios motores na medula (os neurônios localizados em pontos diferentes inervam grupamentos musculares também diferentes: os neurônios mais laterais inervam músculos mais distais e os neurônios mais mediais inervam os músculos mais proximais.
Organização do eixo dorsal-ventral (ou antero-posterior): os neurônios motores dorsais inervam os músculos flexores e os neurônios motores ventrais inervam os músculos extensores.
Unidade motora é o conjunto de um neurônio motor mais as fibras musculares que ele inerva.
“Pool” de motoneurônios é o conjunto de neurônios motores responsáveis pela inervação de um determinado músculo.
Os neurônios que inervam o mesmo músculo estão próximos um dos outros, formando o conjunto, ou “pool” (as fibras musculares do mesmo neurônio motor estão espalhadas ao longo do músculo, podendo assim fazer uma contração generalizada, e não uma contração local no músculo.
Abalo muscular é a menor contração possível que um músculo pode fazer (um único potencial de ação para uma única unidade motora).
Abordagem experimental – a atividade neural controla a força muscular (modificação da atividade elétrica no músculo e nervo isolados).
Estímulos elétricos artificiais de um único neurônio motor e ativação de uma única unidade motora.
Controle da força muscular em uma unidade motora – atividade do neurônio motor (PA = potencial de ação):
Tipos diferentes de células musculares tem caráter bioquímico diferente em relação à resistência à fadiga.
As células musculares antigravitárias (músculos posturais) são mais resistentes à fadiga (fibras lentas = vermelhas = tipo 1: demoram a chegar à contração máxima e, quando chegam, demoram a relaxar; tem pouca força, são ricas em mioglobina – armazenam O2, mitocôndrias e tem boa vascularização; são mais profundas no músculo – unidades motoras pequenas – inervadas por neurônios motores pequenos; são recrutadas primeiro.
Fibras rápidas = pálidas ou brancas = tipo 2: rápida contração e relaxamento; grande força; entram em fadiga rapidamente; são recrutadas por último; inervadas por neurônios motores grandes, pobres em mioglobina, mitocôndrias e pouca vascularização; localizam-se na periferia do músculo.
Fibras intermediárias – rápidas e resistentes à fadiga; força média; força curta – 6 minutos e, as brancas, não mais que 2 minutos.
Solicitação das fibras no andar – fibras lentas; no trote – lentas mais intermediárias; na corrida – lentas, intermediárias e rápidas (os 3 tipos são recrutados). O recrutamento das fibras aumenta progressivamente.
Todos os músculos tem os três tipos de fibras; conforme a sua função, predominará um tipo ou outro. Em um treinamento, podemos transformar a característica do músculo: podemos hipertrofiar seletivamente as fibras de um tipo ou outro.
Recrutamento pelo princípio do tamanho
Unidades motoras pequenas – poucas fibras (lentas): são recrutadas primeiro. As grandes tem muitas fibras (rápidas). Os neurônios menores possuem menor limiar, pois sua resistência de entrada é maior, o que resulta em PPSE d maior amplitude.
Organização do sistema motor no nível da medula espinhal
A medula espinhal não responde nem recebe informação visual.
Reflexos medulares – resposta motora a um estímulo sensorial vindo do meio ambiente, de caráter involuntário, podendo ser modulada pelos centros motores superiores. Os neurônios do córtex motor podem aumentar ou suprimir a resposta-reflexo, se a pessoa assim desejar. O estado emocional ou de atenção do indivíduo influencia essa modulação, que só acontece quando a medula espinhal encontra-se íntegra.
Os circuitos neurais (neurônios sensoriais e motores) são ativados: os neurônios fazem sinapses uns com os outros, desencadeando a resposta-reflexa. Basta ter dois neurônios para ocorrer a resposta-reflexa: o sensorial e o motor.
Reflexo de estiramento – sinonímia: reflexo miotático (exemplo: reflexo patelar – do martelinho no tendão do quadríceps).
O fuso muscular está localizado em paralelo com as células musculares (células extra-fusais); é uma estrutura sensorial que sinaliza o comprimento do músculo (estiramento passivo). Seu melhor estímulo é o alongamento súbito. E, através do seu reflexo de estiramento, permite o controle e a manutenção do comprimento muscular, apesar de variações não esperadas na carga contra qual o músculo está trabalhando. Ele se contrai junto com o músculo e está presente em grande quantidade nos músculos esqueléticos estriados. O fuso muscular produz potencial de ação por um neurônio que vai até a medula espinhal e ativa o sensor do comprimento do músculo. O mesmo fuso é inervado por, pelo menos, dois neurônios sensoriais diferentes.
Características das fibras musculares intra-fusais: tem pouca miofibrila; praticamente não geram força ou tensão muscular; tem duas regiões: zona equatorial (a célula intra-fusal aglomera seus núcleos celulares e não possuem miofibrilas. É onde ocorre a inervação sensorial) e zona contrátil (localiza-se nos polos da célula, inervada por um neurônio motor: o motoneurônio gama). O motoneurônio gama ajusta a sensibilidade do fuso muscular. Quando é ativado, causa o estiramento do fuso.
Motoneurônio alfa – neurônio motor que inerva as células extra-fusais. Carcterísticas: segmentar e monossináptico. Segmentar – cada segmento medular emite dois nervos espinhais. As informações sensorial e motora entram e saem da medula pelo mesmo segmento medular. Se um segmento é interrompido, nos segmentos abaixo da lesão os reflexos continuam acontecendo; só os que descem são cortados. Monossináptico – sinapse que o neurônio sensorial faz sobre o neurônio motor. Os outros reflexos envolvem, pelo menos, três neurônios.
Contração muscular (voluntária) – co-contração alfa e gama (encurtamento conjunto do fuso muscular).
Inibição (inervação) recíproca – faz parte do reflexo miotático; o neurônio sensorial ativa as musculaturas agonista e sinergista e inibe a antagonista.
Inervação medular realizada pela fibra aferente I do fuso muscular:
a) motoneurônio alfa da musculatura agonista (onde localiza-se o fuso);
b) interneurônio excitatório que inerva o motoneurônio alfa da musculatura sinergista;
c) interneurônio inibitório que silencia a musculatura antagonista (inibição recíproca).
Órgão tendíneo de Golgi - proprioceptores (informações sensoriais) nos tendões: (responde à contração ativa do músculo). Componentes: cápsula fibrosa (que isola o órgão do restante do tendão), fibras colágenas (aferentes Ib: penetram na matriz colágena). Os tendões tem posição estratégica para detectar o aumento da tensão muscular sobre eles.
O estímulo para a ativação do neurônio sensorial é a compressão das fibras sensoriais por onde passam os axônios sensoriais (eles passam entre as fibras sensoriais).
Quando o motoneurônio alfa produz potencial de ação, causa a contração muscular. Na contração isométrica, o órgão tendinoso de Golgi (OTG) ativa-se, sem ativar o fuso muscular.
O OTG está conectado com neurônio motor indiretamente; possui reflexo inverso do miotático (também segmentar, mas envolve, pelo menos, duas sinapses); possui função protetora – inibe a tensão muscular, impedindo que o aumento da mesma lesione os tendões; é ativado durante a contração muscular.
Reflexo de retirada (reflexo flexor ou doloroso) – acontece quando nossa pele recebe estímulo doloroso (reação de puxar a região estimulada). Envolve a musculatura flexora. Os nociceptores (estruturas sensoriais localizadas na pele) realizam essa retirada.
Reflexo de tensão cruzada – manutenção do equilíbrio postural para dar suporte ao reflexo flexor; é mediado por um interneurônio que cruza a linha média ativando a musculatura extensora e inibindo a flexora, através de interneurônios.
Sistema nervoso autônomo (SNA) – sistema nervoso visceral
delta P = FC x DS x RPT
1 – comparação com o sistema motor somático
2 – organização geral do SNA
3 – subdivisões simpático x parassimpático
4 – mecanismos de ação
5 – a glândula supra-renal
6 – reação de “luta e fuga”
delta P = FC x DS x RPT
(delta P – pressão arterial; FC – frequência cardíaca; DS – débito sistólico; RPT – resistência periférica total; FC + DS = débito cardíaco vol/min pelo coração)
O SNA inerva as células-alvo: células cardíacas, lisas ou glandulares. As células cardíacas geram o seu próprio ritmo: não precisam do sistema nervoso para se contraírem (tem ritmicidade intrínseca); os motoneurônios podem alterar o ritmo (mais rápido ou mais lento) e a força de contração (maior ou menor). As células lisas estão nos órgãos viscerais ocos. O SNA controla o diâmetro desses órgãos, controlando a atividade muscular lisa.
As células glandulares tem como diferenciação principal da inervação do músculo esquelético serem reguladas pela inervação do SNA, apesar de não ser uma inervação direta. O SNA inerva diretamente gânglios autonômicos espalhados por todo o corpo (aglomerados de neurônios que inervam as células-alvo e a saída motora visceral envolve dois neurônios).
Regulação do aporte sanguíneo – velocidade do metabolismo; controle do relaxamento/ dilatação do ramo arteriolar (dilatação: maior aporte sanguíneo). Tônus vascular de base que garante que o sangue flua (o sangue flui da zona de maior pressão para a zona de menor pressão). O SNA é capaz de regular a pressão arterial (por exemplo: com o aumento da frequência cardíaca, a resistência periférica cai).
Homeostasia: constante manutenção do meio interno (autonômico).
O SNA pode ser subdividido em dois grandes grupos: simpático e parassimpático.
Função do SNA
Controle da musculatura lisa: pupilas, vasos sanguíneos, tubo digestivo, bexiga, uretra.
Secreção glandular: respiratória, digestiva, lacrimal, mucosa, sexual, adrenal.
Metabolismo hepático – o fígado aumenta a síntese de glicose e a libera para a corrente sanguínea.
Visceroceptores – detectores de pressão arterial (baroceptores). Reflexo baroceptor: detecta a pressão arterial constantemente (quando o indivíduo levanta repentinamente ao acordar, há uma resposta reflexa autonômica que aumenta a frequência cardíaca e a contração vascular - mantém a pressão arterial, garantindo a chegada de sangue ao SNC, evitando que o indivíduo desmaie).
Núcleo do trato solitário – inerva o tronco encefálico e a medula, que inervam os gânglios autonômicos, que inervam os órgãos efetores: músculo liso, cardíaco ou glândulas; influencia a atividade dos neurônios pré-ganglionares; recebe informações visceroceptivas continuamente; é integrador de informações sensoriais provenientes dos órgãos internos.
Nosso estado emocional altera o funcionamento interno (tem relação direta).
Organização anátomo-funcional
Localização do neurônio pré-ganglionar simpático: tóraco-lombar (possui ação global; gasta energia) parassimpático: crânio-sacral (possui ação localizada; conserva energia).
Mecanismo de ação (liga/ desliga)
- fígado – apenas simpático (inervação). Recebe norepinefrina (noradrenalina).
Antagonista – musculatura da íris: inervação simpática ativa a musculatura radial – midríase (dilatação); inervação parassimpática ativa a musculatura circular – miose (contração).
- nodo sino-atrial – inervação simpática aumenta a frequência cardíaca; inervação parassimpática diminui a frequência caardíaca.
Sinergista – órgãos sexuais – inervação simpática: ejaculação; inervação parassimpática: ereção.
Reação de “luta ou fuga”
Exemplo: perigo. O SNC entra em ação para os órgãos viscerais funcionarem; ativação do sistema simpático (4 F: “fight, fly, fright or fuck”). A pupila dilata-se; as secreções (salivares, lacrimais, respiratórias, gastro-intestinais) diminuem, menos a sudorese, a fim de liberar o calor (produzido pela agitação do metabolismo) para o meio ambiente.
Sistema cardiovascular – a frequência cardíaca aumenta; ocorre vasoconstricção nos vasos sanguíneos periféricos, desviando o sangue para os órgãos vitais: coração, cérebro e também para os músculos (ocorre, por isso, a palidez). Os rins, a pele, o estômago etc. não precisam de sangue no momento.
Aumento da pressão arterial
Sistema digestório: a motilidade e a secreção diminuem; contração dos esfíncteres.
Sistema renal: a filtração glomerular e a produção de urina diminuem, também com contração dos esfíncteres.
Sistema respiratório: a secreção brônquica diminui, a frequência respiratória aumenta, com broncodilatação, ocorrendo maior ventilação alveolar.
Metabolismo do fígado: aumentam a glicogenólise e a gliconeogênese, aumentando a glicemia.
Controle encefálico do movimento
1 – Organização somatotópica da substância cinzenta da medula
2 – Interneurônios medulares
3 – Conceitos
3.1 – vias descendentes
3.2 – hierarquia motora
4 – Localização dos tractos descendentes da medula
5 – Vias descendentes do tronco encefálico
6 – Coordenação do movimento pelas vias descendentes
7 – Vias descendentes córtico-espinhais
8 – Áreas motoras do córtex cerebral
9 – Áreas motoras primárias (M1): “musculotopia”
10 – Áreas pré-motoras
10.1 – área motora suplementar
10.2 – área pré-motora
Vias descendentes – axônios que descem do córtex motor e inervam os motoneurônios ao nível da medula espinhal.
Interneurônios medulares – fazem a conexão entre neurônios de níveis medulares diferentes; os mais mediais possuem axônios longos, passam por vários segmentos medulares, dos dois lados (é bilateral) e inervam os músculos axiais, porque estão mais próximos da linha média na medula. Os mais laterais não fazem inervação bilateral, porque cada lado de nosso corpo, na parte mais distal, produz movimentos independentes um lado do outro; os axônios são mais curtos (não atravessam muitos segmentos medulares, apenas dois, mais ou menos).
Localização das vias motoras descendentes
Coluna lateral da substância branca – possui um grupo que inerva, predominantemente, os músculos flexores localizados nas extremidades do corpo; coluna medial da substância branca; coluna ventral da substância branca – ventro-mediais: músculos extensores e musculatura axial; colunas dorsais brancas – são puramente sensoriais.
A lateral e a ventral possuem uma série de conjuntos de axônios (tractos) de mesma origem e mesma terminação, caminhando pela substância branca.
Origens do córtex motor: vias córtico-espinhais laterais e mediais.
Núcleos motores do tronco encefálico – descem pela medula para inervar os motoneurônios da substância cinzenta.
Núcleo rubro – está localizado no tronco encefálico, passando pela coluna lateral da substância branca; seus axônios inervam a musculatura flexora distal.
Organização do sistema motor
Córtex motor – coordena e executa os movimentos; é influenciado pela área motora primária e áreas pré-motoras (que planejam os movimentos); essas áreas refletem diferenciações na anatomia nos aspectos funcionais.
O cerebelo compara o que o córtex planejou com o modo em que é realizado o movimento (se foi efetivo ou não) e corrige os movimentos. Responsável pela coordenação motora – os movimentos alternados rápidos são coordenados pela função cerebelar.
Gânglios da base – sua deterioração ocasiona o Mal de Parkinson.
Localização das origens das vias descendentes (tronco encefálico).
Via lateral – origem no núcleo rubro (inerva músculos da face), inerva o lado oposto.
Os proprioceptores, o fuso, o órgão tendinoso etc. funcionam como informações sensoriais para compensar um eventual desequilíbrio e manter a postura, através dos músculos antigravitários. Outras três fontes de informações sensoriais: visual, vestibular (no labirinto do ouvido interno) e o tato (a somestesia de uma forma geral).
Via tectum – espinhal – cruza a linha média e é o local onde a informação reticular se origina.
Via vestíbulo-espinhal – detecta os movimentos da cabeça, tem origem nos núcleos vestibulares.
Antes de realizarmos um movimento, uma série de ajustes posturais são feitos por núcleos motores, para o movimento ocorrer sem que haja desestabilização postural.
Função das áreas motoras
- Área motora primária: executa movimentos voluntários;
- área suplementar e pré-motora: planejam os movimentos e inervam neurônios de movimentos voluntários;
- área somestésica: sensação proprioceptiva e também inerva neurônios de movimentos voluntários;
- córtex parietal posterior: região fundamental no planejamento e execução dos movimentos. Situa-se entre as áreas visuais e somestésicas (proprioceptivas e tátil); constrói o esquema corporal; sua lesão ocasiona a Síndrome de Hemi-negligência (hemiplegia; o paciente perde a noção da gravidade da sua situação, com atitudes esdrúxulas);
- córtex pré-frontal: memória, controle da emoção, senso de moral, ética etc. Papel importante no planejamento futuro: noção das conseqüências de um determinado movimento.
“Musculotopia”: cada musculatura representada no córtex motor, conforme sua inervação motora. O músculos mais distais tem representação maior no córtex, pois tem graduação e variação de movimentos maiores (mãos, boca, face), enquanto que os músculos axiais tem baixa taxa de inervação e uma representação pequena no córtex.
- áreas pré-motoras: planejam os movimentos e possuem diferenciação na função e na organização anatômica (exemplo: a área suplementar pensa no movimento, sem necessariamente efetuá-lo).
Sistema Nervoso Entérico (SNE) e músculo liso
O sistema nervoso entérico não tem neurônios do sistema nervoso central, autônomo ou cortical.
O alimento passa, gradativamente, de um compartimento para outro, que são divididos por esficteres.
Boca – passagem, pouco processamento.
Faringe e esôfago – passagem, nenhum processamento; inicia-se a compartimentação: o esôfago possui um esfíncter na sua entrada e um na sua saída (é fechado em cima e embaixo).
Estômago – esvazia o conteúdo devagar, através de contrações involuntárias (peristalse).
Intestino delgado – principal órgão digestivo.
Intestino grosso – absorção de nutrientes e água, juntamente com intestino delgado.
Músculo liso – reveste desde o terço inferior do esôfago até o ânus. Revestimento vascular e de vísceras ocas (para que tenham sustentação e consistência). Tem caráter miogênico (contração espontânea); possui feixes interligados (células e fibras do músculo liso se comunicam): são sinciciais; os feixes, interligados, possuem junções comunicantes (os citoplasmas das células se comunicam, porém não constantemente). Assim, o contato elétrico com um só feixe se propaga e é suficiente para toda a musculatura se contrair. Pode ser também músculo liso quiescente, como o músculo esquelético: é dividido quanto à atividade elétrica, portanto, necessita de estímulo nervoso para contrair (caráter neurogênico).
É intensamente controlado por neurônios especiais do SNE, que controlam a atividade intrínseca do músculo. Nem mesmo órgão, os músculos podem funcionar de forma distinta (porções trabalhando em ritmos diferentes, ou uma porção trabalhando e outra não, num mesmo órgão. Essa é uma das características que distingue o músculo liso do esquelético que, por sua vez, apresenta uma contração completa do músculo).
Função do músculo liso: sustentação, controle da pressão interna do órgão (para gerar movimento): gradiente de pressão.
Divisão anatômica do músculo liso: longitudinal (fibras horizontais que dão rigidez ao órgão) ou circular (anéis de contração responsáveis pelo movimento).
O músculo liso não possui troponina C e a disposição dos filamentos dentro da célula é diferente em relação à musculatura esquelética, pois tem feixes multidirecionais com corpos densos, permitindo ao órgão murchar ou expandir; tem força contrátil muito maior e pode encolher. Contrai em todas as direções.
Diferença básica entre músculo liso e músculo esquelético
Para que a contração aconteça, é necessária a elevação da concentração de cálcio citoplasmático. Na musculatura lisa, o cálcio tem origem extra-celular; com isso, a resposta é lenta e o músculo demora mais tempo para contrair; as pontes cruzadas ficam mais tempo unidas (ciclam devagar), com um gasto mínimo de energia (pode durar horas ou dias). Enquanto isso, na musculatura esquelética, a liberação de cálcio vem do retículo endoplasmático; as respostas são rápidas porque vem da própria célula. Na musculatura lisa, o sinal da entrada de cálcio (despolarização da membrana, mudança de voltagem através dos canais de cálcio dependentes de voltagem) é o potencial em ponta (é semelhante ao potencial de ação, porém pode ser dado por um sinal nervoso ou não). Há inversão dos pólos e geração de corrente que abre os canais. No músculo liso quiescente, é gerado por um estímulo nervoso; no músculo liso de contração espontânea, é gerado por ritmo elétrico básico (tem sua própria variação elétrica constante, como se fosse um mini-neurônio).
O sistema nervoso entérico funciona como um pequeno cérebro, integrando e processando informações independentemente. É dividido em plexo mioentérico (neurônios motores: relaxamento e contração) e plexo submucoso (neurônios secretores: glândulas do tubo digestivo). O SNE contém quase a mesma quantidade de neurônios que a medula espinhal; recebe influência do sistema nervoso simpático e parassimpático, porém o aparelho digestório não recebe neurônios do sistema nervoso central diretamente. O SNE possui neurônios intrínsecos, enquanto que o SNC possui neurônios extrínsecos.
O SNE possui neurônios inibitórios: em vez de estimular a contração muscular, seu neurotransmissor a inibe. Por isso, a natureza dos esfíncteres é a constante contração; seu estado de funcionamento é o relaxamento. A distribuição de neurônios inibitórios ou excitatórios determinará a tendência de um órgão a contrair ou a relaxar.
Um neurônio do SNC só entra em contato com o sistema digestório através de um neurônio do SNE.
Quimioreceptores – neurônios sensores que mandam informações de conteúdo (ácido, gorduroso, proteico etc.).
Mecanoreceptores – percebem modificação local da fibra (se ela está contraindo ou relaxando) e comunica ao SNE. Percebem mudança tátil, mecânica.
O SNE decodifica a qualidade de tudo que entra no tubo digestivo, a fim de um máximo aproveitamento dos nutrientes, e os sinais são mandados para glândulas que controlarão a intensidade da movimentação do estômago (velocidade da peristalse).
Mastigação
Fragmenta e mistura o alimento com a saliva.
A função básica do estômago é a trituração que, logo após, passa pela válvula chamada piloro. As enzimas digestivas só atuam na superfície dos alimentos. Inicialmente, no estômago, há digestão de proteínas e também no intestino delgado, sendo incluídos gorduras, açúcares, ácidos nucléicos, colesterol.
É através da mastigação que são rompidas as paredes de celulose, pois o organismo humano não possui enzimas capazes de quebrar essas membranas.
A mastigação involuntária é ativada pela presença de alimentos na boca, controlado por um núcleo no cérebro.
Deglutição
Ocorre desde a faringe, onde os neurônios recebem o sinal e fazem o movimento. O centro de deglutição controla os movimentos para a transferência do movimento.
Além do fechamento da válvula, as cordas vocais tem um estreitamento que é o principal fator de impedimento da ida do alimento para a laringe, evitando que o indivíduo engasgue.
Esôfago
Órgão de passagem da faringe para o estômago; tem proteção contra a acidez do mesmo. Seu esfíncter esofágico superior é de músculo esquelético (controlado pelo SNC) e o esfíncter esofágico inferior é de músculo liso (controlado pelo SNE).
Possui ondas contráteis que empurram o alimento para baixo. A peristalse primária é a continuação da peristalse que se iniciou na faringe. A peristalse secundária só é deflagrada por reflexos locais, para os alimentos que sobrarem no esôfago.
A disposição dos neurônios excitatórios no início em quantidade maior e neurônios inibitórios na parte inferior é o que dá direção ao alimento, regulado por sinais nervosos.
Secreções gástricas
Mucina – adere no alimento e o lubrifica.
Amilase salivar – inicia a digestão do amido.
A saliva primária é produzida pelos ácinos e dutos intercalares; a saliva secundária é a que chega à boca, e tem sua composição iônica modificada: menor concentração de sódio e maior concentração de potássio.
A concentração de íons no plasma é igual à da primária, mas é alterada durante uma salivação intensa ou em repouso.
O íon tiocinato mantém a imunidade das células do canal, por onde passa o alimento.
Núcleos salivares no cérebro – reflexo condicionado: o indivíduo aprende, ao longo da vida.
Enchimento e esvaziamento gástrico
Divisão do estômago: estômago proximal – fundo e corpo gástrico (funções motoras: contrai ou relaxa para regular a pressão intra-gástrica; armazena os alimentos); estômago distal – restante do corpo gástrico e antro-gástrico (funções motoras: mistura do alimento com suco gástrico; fragmentação e esvaziamento; prepara o alimento para ser digerido no intestino delgado).
Quando a quantidade de alimento é suficiente para atingir a região do marcapasso gástrico, atinge e estimula a região de contração espontânea. O estômago distal realiza movimentos de contração peristáltica e o piloro libera o bolo alimentar em cerca de uma, duas ou mais horas para o duodeno. O piloro é o esfíncter mais forte e mais denso do tubo digestivo e não relaxa completamente; só quando o alimento o empurra exercendo força suficiente é que ele se abre um pouco, mas impõe restrição de tamanho: somente alimentos com menos de 2mm de diâmetro e semi-fluidos o atravessam. O que passar dessa medida é esvaziado durante o jejum (geralmente à noite, de 24 em 24h ou 48 em 48h) e passa direto por todo o tubo digestivo, não havendo a digestão.
O músculo liso superior (do estômago proximal) é quiescente, pois recebe estímulos de neurônios do nervo vago, através do reflexo da deglutição (relaxa por neurônios inibitórios para armazenar o alimento). O músculo liso inferior (do estômago distal) é de contração espontânea.
Marcapasso gástrico – suas células contém uma frequência de potencial em ponta muito alta: estão sempre contraindo e essa onda de contração se transmite para as células vizinhas em propagação.
Ondas contráteis fortes – fragmentação e esvaziamento; ondas contráteis fracas – misturam o alimento com suco gástrico.
Para que aconteça o esvaziamento, é essencial a bomba pilórica (ondas de contração muito fortes).
O pH sobe de 1 para 3 para que a síntese do hormônio gastrina (feita pela glândula pilórica) ocorra, sendo jogada no sangue. A gastrina estimula as zonas contráteis (aumenta a força e a frequência) gerando a fragmentação do alimento.
Paulatinamente, as células sofrem contrações muito intensas (anéis contráteis) causadas por estímulo nervoso e pela gastrina. O intestino secreta hormônios que controlam a velocidade de ação do estômago (excesso de gordura e acidez, por exemplo, diminuem a velocidade da digestão).
A força e a frequência das contrações dependem dos sinais do duodeno.
Pela composição química: soluções ácidas; soluções hipertônicas; gorduras (induzem à secreção hormonal); alguns aminoácidos; distensão excessiva do duodeno ou do estômago (físico). Esses fatores atuam através de receptores específicos no duodeno e no jejuno. Ativação dos receptores: liberação de hormônios.
Dois principais hormônios do intestino:
Secretina – responde ao excesso de ácido no duodeno e no jejuno; retarda o esvaziamento gástrico; aumenta o tônus pilórico; estimula a secreção alcalina do pâncreas (o bicarbonato neutraliza o HCl vindo do estômago);
Colicistocicina – promove contração da vesícula biliar (a bile dissolve as gorduras para que a lípase possa as digerir); responde ao excesso de gordura; atua sobre células do estômago, aumentando o tônus do piloro e a secreção protéica (alcalina) pancreática.
Glândulas
Proteases. As enzimas digestivas são pouco específicas, sendo capazes de se ligar por afinidade a diferentes aminoácidos.
O estômago sintetiza o pepsinogênio (precursor da pepsina) para não haver auto-digestão do órgão. A pepsina inicia a digestão protéica e digere proteínas de matriz extra-celular.
A gastrina estimula o aumento da produção de ácido clorídrico e das contrações do estômago; é estimulada quando o pH aumenta (quando o pH é ácido, ela funciona bem) e tem função esterilizante, e as proteínas (globulares) são desfeitas com a mudança drástica do pH (o pH ácido ajuda a desnaturar as proteínas).
Glândula pilórica – além de produzir um pouco de pepsinogênio produz, principalmente, o hormônio gastrina, que controla indiretamente o esvaziamento gástrico e regula a produção de HCl (o HCl aumenta e inibe a secreção de gastrina: feedback gastrina-HCl). A gastrina é absorvida pelo sangue e controla o suco gástrico em geral (controla a acidez do estômago, protegendo-o da acidez excessiva).
Mecanismo humoral – produção de gastrina e histamina.
Regulação da produção de pepsinogênio
Produção de ácido clorídrico:
- fase cefálica (antes da comida entrar no estômago): fome;
- fase gástrica: presença de gastrina (com alimento no estômago);
- fase intestinal: ocorre enquanto ainda dura a fase gástrica.
Motilidade do intestino delgado
Neutralização do pH do quimo (através da secreção pancreática) e solubilização das gorduras (através da secreção biliar); digestão; absorção.
A movimentação do intestino delgado mistura o quimo com as suas secreções. O intestino delgado se movimenta muito e o alimento é espalhado ao longo do tubo intestinal através da propulsão. O intestino grosso (ou cólon) tem pouca movimentação.
Motilidade intestinal – contrações misturadoras (segmentação) e contrações propulsoras (peristalse). Os movimentos do intestino delgado não possuem um processo uniforme, podendo haver locais e períodos com total ausência de motilidade.
Segmentação – com a entrada de alimento, a distensão da parede intestinal é detectada, elicitando contrações concêntricas (tipo salsicha), que promovem a mistura do quimo. Sua frequência máxima é determinada pela frequência de ondas lentas na parede intestinal (8 min), fruto do ritmo elétrico básico.
Peristalse – são ondas que propelem o quimo, espalhando-o pela parede intestinal e podem ocorrer em qualquer parte do intestino (mais rápidas no começo e mais lentas no final); são ondas fracas que propelem-se por 3 a 5 cm, então o quimo se move devagar (3 a 5h do piloro à válvula íleo-cecal); o principal estímulo para a peristalse é a distensão da parede visceral.
Como ocorre a motilidade – as células lisas circulares do intestino apresentam contração espontânea e se comportam como um sincício; a inervação intrínseca (SNE) no intestino é primordialmente inibitória; quando há uma descarga inibitória, a célula muscular se hipertrofia, relaxando e não consegue se contrair durante algum tempo, até que ela consiga restabelecer o ritmo elétrico básico; se a inibição é parcialmente removida, as atividades elétrica e mecânica propagam-se a uma pequena distância.
Os padrões de atividade motora do intestino são resultado da desinibição controlada da musculatura circular (modulação da descarga inibitória dos neurônios); esse padrão pode ocorrer nas duas direções, causando a retro-propulsão; a inervação da camada longitudinal é basicamente excitatória, sua contração ajuda a aumentar a luz do tubo.
Direcionalidade do movimento – arranjo estratégico das fibras excitatórias e inibitórias do SNE. Agentes influentes: controle nervoso entérico; SNC; volume e composição química do quimo; hormônios.
Principais funções do cólon – absorção de água (zona proximal) e armazenamento de material fecal (zona distal); como não há necessidade de movimentação intensa para essas funções, os similares aos do intestino delgado: misturadores e propulsores.
Austrações – movimentos misturadores (contrações circulares grandes, bem mais lentas que a segmentação). É propulsora no cólon ascendente.
Movimento de massa – são ondas peristálticas modificadas que ocorrem raramente no intestino grosso. Causas: reflexo gastro-cólico (aparece após a primeira refeição do dia); reflexo duodeno-cólico; irritação do cólon (ingestão de fibras, por exemplo); estimulação intensa do SNC (nervosismo diante de alguma situação, por exemplo); distensão exacerbada do cólon (reflexos nervosos que resultam da comunicação entre dois órgãos).
Reflexo da defecação – é iniciado por um movimento de massa; quando as fezes entram no reto, a distensão da parede do reto causa sinais nervosos que espalham-se pelo plexo mioentérico; iniciam-se ondas peristálticas nos cólons descendente, sigmóide e reto, forçando as fezes em direção ao ânus. Quando as ondas peristálticas aproximam-se do ânus, o esfíncter anal interno relaxa (sinais inibitórios do SNE); há, então, a estimulação das terminações nervosas do reto.
Secreção pancreática
Suco pancreático hidrelático (secreção da parte iônica) e proteico (secreção de enzimas) – alcalino; baixa viscosidade; isosmótico e isotônico (em relação ao plasma).
Quando o alimento entra no intestino, ocorrem a digestão e a absorção. Para que tudo ocorra adequadamente, o quimo deve misturar-se ao suco pancreático e à bile.
Todas as enzimas digestivas são proteínas.
O pâncreas possui um ácino (síntese protéica) e um ducto (alcalinização do pH). O pâncreas produz enzimas, o suco pancreático neutraliza o pH do quimo e digere os componentes da dieta.
A esse nível, a pepsina se desnatura devido à mudança do pH; as peptidases entram em ação a partir daí.
Enzimas digestivas
Proteases
- hidrólise de proteínas
- tripsinogênio (ou pepsinogênio). Sua forma ativa é a tripsina (ou pepsina), que matura as outras proteases
- quimotripsinogênio (quimitripsina)
- carboxipeptidases (removem aminoácidos de um em um ou de dois em dois no carboxi C terminal das proteínas
- aminopeptidases (removem aminoácidos de um em um, dois em dois ou três em três na amino terminal.
Amilase pancreática – é mais eficiente que a amilase salivar, porque a maior parte dos carboidratos vem do amido (a amilase pancreática digere amido).
Amilase salivar – digere principalmente dissacarídeos.
Lípase – digere lipídios, transformando os triglicerídeos em monoglicerídeos (mas antes que a lipase possa agir, a secreção biliar dissolve as gorduras).
Os sais biliares (sais orgânicos, feitos a partir do colesterol) estão concentrados na vesícula biliar; são moléculas anfipáticas (possuem uma porção hidrofóbica que é apolar e uma porção hidrofílica que é polar).
As micelas (lipossomos) são estruturas que se fundem com a membrana plasmática da célula. Assim, a gordura é dissolvida (e não digerida). A lipase fica sobre a micela e quebra os triglicerídeos em monoglicerídeos.
A movimentação das micelas impede a reversibilidade da reação de triglicerídeos em monoglicerídeos, levando os últimos a ficarem dispersos em outras micelas. O colesterol é mantido estável tanto na bile quanto no duodeno. A micela é essencial para a absorção do colesterol; 90% dos sais biliares são reciclados (voltam para o fígado), porque não sintetizamos, tiramos da alimentação.
Digestão – quebra das ligações covalentes de unidades de nutrientes a fim de extrair matéria-prima para as células. A maior parte da digestão ocorre no intestino delgado; seu processo básico é a hidrólise. Existem enzimas responsáveis pela quebra dos principais componentes da dieta.
Carboidratos – principal fonte de açúcar: amido. Extraímos a glicose e a frutose. A digestão inicial do amido ocorre na boca e pequena parte no estômago, pela amilase salivar. A amilase pancreática digere o restante do amido dentro do intestino delgado. A maior parte dos açúcares é reduzida a dissacarídeos. As glicosidades no enterócito digerem esses dissacarídeos em monossacarídeos e isso ajuda à absorção de glicose (o sangue passa e recebe-os para serem distribuídos pelo organismo).
A celulose não é digerida, pois não possuímos enzimas capazes de romper suas fortes paredes.
Proteínas – sua digestão ocorre, inicialmente, no estômago pela pepsina; as peptidases no enterócito podem reduzir as proteínas até aminoácidos livres.
Tipos de proteases: exoproteases – cortam as proteínas pelas pontas; endoproteases – cortam as proteínas pelo meio.
No intestino delgado, as peptidases do suco pancreático (tripsina) digerem as proteínas que tiveram suas estruturas “afrouxadas” e sua digestão facilitada pela pepsina.
Não devemos tomar suplementos de aminoácido livres, pois eles induzem a abertura do piloro e passam direto, sem que o organismo tenha tempo de absorvê-los com aproveitamento suficiente. O ideal, no caso de suplementos com aminoácidos, seria a caseína (proteína do leite) ou aminoácidos hidrolizados.
Triglicerídeos – a digestão das gorduras ocorre na superfície das micelas; o colesterol é um esteróide que não tem ácido graxo e é internalizado junto com micelas (sem micela não há absorção de colesterol). No intestino, a lipase pancreática digere os triglicerídeos, levando-os a monoglicerídeos e ácidos graxos livres.
Absorção – absorvemos 8 litros de líquidos por dia (1,5 l ingeridos e 7 l de secreções). A absorção é praticamente inexistente no estômago. O intestino delgado possui uma grande área de absorção (adaptações: microvilosidades, bordas escovadas e vilosidades coniventes). O nosso organismo não tem capacidade de absorver quilos de açúcar, porém, temos um fator limitante.
Mecanismo de absorção: difusão, transporte ativo e carreamento de nutriente (carreamento pelo solvente – água – pelo gradiente de concentração); as células do enterócito geram um gradiente que puxa a água para dentro. Reabsorvemos 1/7 do sódio do nosso organismo por dia (o que é uma grande quantidade) e outros íons associados ao sódio acabam sendo reabsorvidos também.
O bicarbonato que vem do suco pancreático, com sódio dentro, é reabsorvido como H2O e CO2, que se difundem para o enterócito e formam bicarbonato novamente.
Cálcio – sua absorção depende de vitamina D, e ocorre ao longo de todo o intestino delgado por um receptor que reconhece a proteína carreadora + cálcio. Essa proteína carreadora só é sintetizada após estímulos de derivados da vitamina D.
Ferro – grande parte é absorvida pelos hemes (da hemoglobina); é estocado na célula, dentro de uma proteína chamada ferretina e é transportado no sangue ligado à proteína transferrina.
Glicose – é absorvida em co-transporte com o sódio, por transporte ativo.
Proteínas – são absorvidas como di ou tripeptídeos.
Lipídios – sua absorção ocorre através da difusão dos monoglicerídeos para dentro da célula (micela + monoglicerídeos se difundem na membrana plasmática e entram na célula, indo para o retículo endoplasmático e tornando-se insolúveis). Os monoglicerídeos formam triglicerídeos novamente; no complexo de Golgi, por um processo que requer ATP, tornam-se solúveis novamente, formando o quilomícron: uma partícula transportadora de colesterol, triglicerídeos etc.
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