Como é formado o potencial
de ação?
Uma pequena despolarização da membrana devido ao influxo de sódio via canais iônicos controlados mecanicamente ou por neurotransmissores ativa os
canais de sódio K+ Na + Cl -K+ Cl -A -Na+ Interno Externo Po te n ci a l d e m em b ra n a (m V ) 0 -20 -60 -40 20 0 1 2 3 4 Potencial de ação Potencial de repouso Entrada de Na Saída de K mseg
Transmissão sináptica
• Chegada do potencial de ação à membrana
pré-sináptica:
– despolarização causa o influxo de cálcio – cálcio promove a liberação do neurotransmissor – neurotransmissor se liga ao canal iônico – potencial excitatório pós-sináptico se propaga
para a zona de iniciação do impulso
– se a despolarização atinge o limiar, impulsos são
propagados pelo neurônio pós-sináptico
post-synaptic membrane
Sinapse química
Sensilo Tricóideo: Morfologia Funcional
corpo tubular fibras musculares
• Múltiplos poros: 10-25 nm • Poros e túbulos ligados a
dendritos
• 2 - 20 dendritos em contatos
com receptores na linfa
• Células tricógena e tormógena
produzem moléculas envolvidas no processamento de odores (feromônios) dendrito dendrito túbulos seio sensilar cutícula seio sensilar axônios neurônios células
Sensilo Olfativo
Quimioreceptores
Olfato
• Moléculas penetram o
receptor pelos poros
- polaridade da molécula
• Proteínas transportadoras
de odores
• Inativação
- oxidação
- esterases Molécula de odor Proteína de transporte Enzima de degradação • Estratégias de locomoção• Adaptações e modificações dos apêndices locomotores • Controle e coordenação dos apêndices locomotores
Locomoção
Qual o mecanismo
fundamental do movimento?
movimento celular
elementos contrácteis
das células musculares
Microtúbulos
Microfilamentos
Músculo
- gerar o movimento
- estabilizar posturas
- produzir calor
Características das células
musculares
Excitabilidade
responder ao estímulo gerando um potencial de ação
Contractibilidade
encurtar e espessar fibras - gerar força
Extensibilidade
Elasticidade
retornar ao formato original estender sem causar dano
Estrutura Microscópica da
Célula Muscular
Núcleo Túbulos T
Retículo
sarcoplasmático Sarcolema Mitocôndria
Filamento Espesso
cabeça cauda flexível região Miosina
tropomiosina troponina actina Actina
Disco Z Disco Z
Seqüência de eventos da sinapse química
From: Hickman/Roberts/Larson, Integrated principles of Zoology, 9th Ed., W.C. Brown Publishers, 1995
Transmissão do neurônio ao
músculo
Junção Neuromuscular
• Neurônios motores enviam
mensagens às células musculares via transmissão sináptica
• Glutamato liberado na
junção neuromuscular desencadeia o potencial de ação
• Potenciais de ação difundem
para o interior do músculo através dos túbulos T causando a liberação de cálcio e a contração
Andadores
Contração coordenada da musculatura das pernas para permitir sustentação e propulsão
Estratégias de Locomoção
Rastejadores• sobre ou dentro do
substrato, com ou sem apêndices
Andadores
Estrutura da Perna
Movimentos extrínsicos Movimentos intrínsicos
Velocidade máxima em alguns insetos
cm/s Periplaneta americana 75 Carabídeos 184 Formigas 2.1 Protação Retração Supinação Depressão Extensão Flexão Tórax coxa trocanter femur tibia tarso
Caminhando em um
tripé
• Pernas contactam o solo com
disposição de um tripé:
– retração das pernas anteriores e posteriores de um lado e mediana do outro
– pernas opostas protraem
• Velocidade aumenta
liberação rápida da energia armazenada durante a contração dos músculos das pernas utilização de apêndices modificados
Estratégias de Locomoção
Saltadores Nadadores almofada de resilina c tr f m63d m63a 63t m63d m63a 63t c tr f tiPerna metatorácica Mecanismo do salto
Saltadores
Pulgas
Flexão da junta da coxa-trocanter Energia da contração do m63d é armazenada na almofada de resilina A contração do m63puxa o tendão anteriormente Energia armazenada é liberada repentinamenteAsas são utilizadas para a manutenção de vôos ativo e passivo
Estratégias de Locomoção
Voadores
• Asas leves, reforçadas por
veias
• dobramento da asas auxilia
na batida para cima
• ligamento das asas auxilia
no movimento das asas e rotação
• estratégias para as asas
anteriores e posterior similar – batimento em conjunto – dimorfismo extremo (Coleoptera) Escleritos auxiliares
Estrutura da asa e o vôo
Músculos diretos Músculos Indiretos
posição das asas atividade de elevação atividade de depressão
Contração dos músculos dorso-ventrais Contração dos músculos diretos Contração músculos dorso-longitudinais Neurogênico Miogênico
Elevação Depressão Elevação Depressão
Contração dos músculos dorso-ventrais
Controle da frequência do batimento das asas
• Sincrônico (neurogênico)
• contração muscular é iniciada por sinais do sistema nervos • um impulso = uma contração
• frequência máxima = ~ 50 Hz (gafanhoto, mariposa)
• Assincrônico (miogênico)
• contração muscular iniciada pela distenção muscular • aparelho contrator tem propriedades oscilatórias • um impulso = várias contrações
Músculos diretos - caráter primitivo
libélula
besouros
borboletas
mariposa
mosquito
mutuca
abelha
vespa
20 - 28
46 - 90
9 - 12
70 - 85
300 - 550
100
200
110
25
5
9
18
32
22
22
9
batimentos/segundo Km/h
• Eficiência do vôo depende da temperatura
• Estratégias para atingir a velocidade muscular
mínima para o início do vôo
– Gafanhotos aguardam temperatura ambiente > 25 oC – Insetos holometabólicos utilizam calor metabólico
• mariposas aquecem os músculos antes do vôo
• mamangavas mantém 35 oC em temperaturas ambientais de
12-28 oC
fótons são traduzidos em alterações no potencial de membrana
moléculas sensíveis à luz (retinal + opsina = rodopsina) são embaladas dentro de estruturas celulares
- rodopsina é um receptor transmembrana associado à proteína G - ativação da proteína G induz a despolarização da membrana
• canais de cálcio sensíveis ao cGMP • canais de sódio
- potencial de ação e neurônios sensoriais
Espectro de ação dos pigmentos visuais de insetos
Princípios da visão à cores
• diferentes comprimentos de onda
carregam fotóns com níveis de energia variável
• gene opsina - polimórfico • cada complexo retinal-opsina
apresenta sensibilidade máxima a comprimentos de onda específicos
• tipo de opsina determina as cores
visíveis
Homem - azul, verde e vermelho Insetos - UV, azul e verde
- várias flores tem padrão UV atrativo aos polinizadores
- alguns insetos apresentam escamas que refletem UV
córnea célula matrix da córnea cristalino rabdoma retínula célula pigmentada córnea cristalino célula pigmentada primária célula matrix da córnea rabdoma retínula célula pigmentada secundária axônio córnea célula matrix da córnea célula pigmentada rabdoma retínula axônio Estemata larvas de holometábolos Olho Composto
formado por omatídeos
Ocelo 3 - cabeça de adultos
Olho Composto
córnea cristalino célula pigmentada primária célula matrix da córnea rabdoma retínula célula pigmentada secundária axônio Aposição Superposição retínula rabdoma célula pigmentada cristalino córnea rabdoma zona clara córnea Aposiçãocada omatídeo funciona como uma unidade
independente
Superposição vários raios luminosos se
dirigem a um único rabdoma
Regulação da passagem de luz ao rabdoma
movimento dos grânulos de pigmento alterações do formato das células de pigmento
