O sistema nervoso central contém mais de 100 bilhões de neurônios, que estão conectados formando redes funcionais. Além dos neurônios há uma quantidade igual de outras células denominadas em conjunto como neuroglia ou glia.
Os neurônios são altamente diferenciados, de ciclo vital longo, sem capacidade de divisão e de regeneração.
A neuroglia tem por finalidade manter um ambiente ideal para o funcionamento dos neurônios, que desempenham as funções básicas do sistema nervoso de coordenar as atividades de diversos órgãos, receber informações do meio externo e responder aos estímulos recebidos.
Estrutura dos neurônios.
Embora apresentem muitas formas os neurônios têm algumas características em comum:
1-Todos contém um núcleo localizado numa porção mais expandida da célula denominada pericário ou corpo celular, que é o receptor do estímulo. Anatomicamente, o pericário ou corpo celular é rico em corpúsculos de Nissl ou Substância tigróide, formada pelos Retículos Endoplasmáticos Rugosos.
2- Dois tipos de prolongamentos celulares partem do corpo celular: dendritos e axônios.2.1- Cada neurônio possui apenas 1 axônio. O axônio é, em geral, liso e não se ramifica, a não ser na sua terminação, onde se encontram os telo dendros ou botões terminais. Porém, certos axônios podem dar origem a ramificações em ângulo reto denominadas de colaterais, que são mais frequentes no Sistema Nervoso Central.
Esse prolongamento tem por função levar o estímulo para longe do corpo celular.
Alguns axônios são curtos, mas, na maioria dos casos, o axônio é mais longo do que os dendritos da mesma célula. Alguns axônios são muito longos, como por exemplo, nos neurônios motores da medula nervosa que inervam os músculos do pé, onde eles podem atingir até um metro de comprimento.
2.2- Os dendritos têm, frequentemente, muitas ramificações. Quando estimulados trazem o impulso nervoso até o corpo celular. Em contraste com o axônio, o neurônio pode apresentar vários dendritos, que também apresentam corpúsculos de Nissl, com exceção dos mais estreitos.
A maioria das células nervosas possui numerosos dendritos que tornam possível a conexão com vários outros neurônios. Calcula-se que um neurônio possa se conectar a 200.000 terminais de axônios de outros neurônios.
A Bainha de Mielina.Os axônios muito longos são envoltos por células que formam uma bainha não contínua. Esta bainha é a bainha de mielina e os pontos descobertos dos neurônios são denominados de nódulos de Ranvier.
A porção do axônio que antecede o início da bainha de mielina é denominada de ‘segmento inicial’. Nele há vários canais iônicos importantes para gerar o impulso nervoso.
Sinapses
Os neurônios relacionam-se uns com os outros pelas extremidades de suas ramificações, que não se tocam mas ficam bem próximas. Essas áreas de conexão são denominadas sinapses. É através das sinapses que o impulso passa do axônio de uma célula para os dendritos de outra.
Toda sinapse é uma junção especializada que ocorre entre dois neurônios, através da qual uma célula transmite um sinal químico à outra. Na maioria das sinapses o sinal é carreado por um neurotransmissor, que é secretado pelo neurônio emissor e recebido pelo neurônio receptor.
Na região da sinapse as membranas celulares estão bastante próximas sem se tocarem e a célula receptora possui na sua membrana plasmática dessa região celular proteínas específicas capazes de captar as moléculas do neurotransmissor secretado pela célula adjacente.
Em diferentes regiões cerebrais podem ser usados diferentes neurotransmissores. Um mesmo neurônio pode ter receptores para diferentes neurotransmissores. Dependendo da quantidade destas proteínas receptoras um mesmo neurônio será mais sensível a um tipo de estímulo do que a outro.
Um mesmo neurônio pode se ligar a diferentes neurônios e nas diferentes sinapses apresentar receptores sensíveis a neurotransmissores diferentes, desse modo pode receber sinais que o estimulam (ativam) e sinais que o bloqueiam (desativam) com isso é possível modular o funcionamento cerebral.
O vídeo abaixo apresenta uma animação da sinapse, mostrando que as vesículas do terminal do axônio (membrana pré-sináptica) se aderem a receptores específios da membrana e se fundem liberando os seus neurotransmissores no espaço sináptico. Quando estes neurotransmissores se conectam aos receptores da membrana pós-sináptica eles abrem os canais iônicos que permitem a entrada de íons que iniciarão o impulso nervoso no neurônio receptor.
Nesta próxima animação o mesmo processo é representado, com ênfase na abertura dos canais iônicos à medida que os receptores de membrana recebem os neurotransmissores. Além disso, é mostrado que um mesmo neurônio pode receber estímulo excitatório ou inibitório. No primeiro caso ocorre a abertura de canais iônicos e no segundo caso os neurotransmissores inibitórios provocam o fechamento de tais canais, bloqueando o estímulo nervoso no neurônio receptor.
Fisiologia do impulso nervoso
A tarefa fundamental de um neurônio é receber conduzir e transmitir sinais. Para isso, os neurônios têm uma forma especial de reação, que consiste no impulso nervoso, produzido sempre na mesma direção: dos dendritos para o corpo celular e deste para o axônio. Em outras palavras: O impulso nervoso caminha ao longo do dendrito, passando pelo corpo celular e chegando a extremidade distal do axônio.
Diz-se que o impulso nervoso tem natureza eletroquímica, tendo natureza elétrica no neurônio e química na sinapse.
O caráter elétrico do impulso se dá pelo potencial de ação que que se inicia no momento em que o corpo celular recebe o impulso nervoso e se propaga ao longo do axônio. Esta onda propagada de excitação elétrica, conhecida como potencial de ação, pode transportar uma mensagem, sem enfraquecimento do sinal, de uma extremidade do neurônio à outra com velocidades de até 100 metros por segundo.
O potencial de ação somente é possível porque a membrana plasmática do neurônio é polarizada, de forma que, em repouso, a face interna é negativa e a externa é positiva.
Esta polarização da membrana se deve a uma diferença de concentração dos íons Sódio (Na) e Potássio (K), havendo maior concentração de íons sódio junto a face externa e de íons potássio junto à face interna que está em contato com o citoplasma.
O Potencial de Ação é disparado por uma súbita despolarização LOCAL da membrana que se torna mais positiva internamente e mais negativa externamente, invertendo o estado de repouso.
Esta despolarização ocorre pela abertura de canais iônicos que permitem a entrada dos íons sódio. A repolarização ocorre, logo em seguida pela saída de íons potássio. Este processo é passivo e não envolve o consumo de energia.
Os íons sódio que entraram na célula se movem ao longo do axônio, promovendo a abertura de novos canais e a entrada de mais sódio, que vão despolarizando a membrana e provocando a saída de potássio para sua repolarização.
Em resumo: O processo de propagação do impulso nervoso envolve uma sequencia de DESPOLARIZAÇÃO e REPOLARIZAÇÃO da membrana do neurônio, começando no corpo celular e prosseguindo ao longo do axônio em direção aos seus terminais, como pode ser visto na animação abaixo:
Porém, enquanto o estado inicial de maior concentração de sódio na face externa e de potássio na face interna não for retomado, a membrana não permite um novo potencial de ação, por isso alguns eventos devem acontecer:
1- Os canais iônicos devem fechar, impedindo a entrada de mais íons sódio e a saída de potássio.
2- Os íons sódio (Na+) devem ser retirados do citoplasma e os íons potássio (K+) recapturados para o interior da célula. Isso ocorre através do acionamento da bomba de sódio e potássio.
O acionamento da bomba de sódio e potássio CONSOME ATP, pois se trata de um tipo de transporte ativo. Assim, grande parte da energia gasta pelos neurônios é usada no acionamento desta bomba que torna o neurônio novamente excitável após a propagação de um impulso.
A animação abaixo descreve em detalhes todo o Impulso Nervoso, sendo o mais detalhado e claro vídeo que encontrei no Youtube.
Referências:
1- ALBERTS, Bruce et al. Fundamentos da Biologia Celular. Porto Alegre, ARTMED, 1999.
2- JUNQUEIRA, L.C.U. ; CARNEIRO J. Histologia Básica. 10ª ed. Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, 2004.
Figura 1 Neurônio - Encefalus.com
Figura 4 sinapse - Cryosites
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