Ritmos Biológicos

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Ritmos Biológicos 
Circadianos- circa do latim a cerca de; 
repetição diária 
Infradianos- repetem-se com um ciclo maior 
que uma vez por dia (ex. mensal) 
Ultradianos- repetem-se com frequência 
maior que uma vez por dia (ex. horas) 
 
→ São universais: todos os seres vivos 
apresentam 
→ O que se acreditava inicialmente era que 
eles seriam determinados pelos ciclos 
ambientais da natureza, como a alternância 
do dia e da noite. Seriam passivos, ou seja, 
dependentes do ambiente externo 
→ O primeiro trabalho cientifico a constatar 
essa ideia foi o físico francês Jean Jacques 
de Mairan 
 
→ A planta se fechava em um determinado 
horário, mas observou que não era 
totalmente dependente do meio externo 
pois mesmo em um ambiente escuro a 
planta continuava se fechando no mesmo 
horário, tendo então, um relógio biológico 
 
 
→ Em humanos, um individuo ficou 100 dias 
sendo monitorado, em que dormia 00h e 
acordava 8h. Com cerca de 6 dias de 
experimento, foram retiradas todas as pistas, 
ele não sabia mais se era dia ou noite. 
Então, foi notado que o individuo alterou sua 
regularidade de sono. Depois de um tempo, 
eles inverteram as pistas, então ele passou a 
dormir 12h e acordar 20h de forma regular. 
Com cerca de 100 dias, eles voltaram a 
apresentar as pistas e o sono voltou a ser 
regular, dormia 00h e acordava 8h
 
O que podemos concluir destes resultados? 
→ Além de existir um relógio biológico que 
possui oscilações funcionais automáticas, 
existe uma sincronização com um ciclo 
natural. Esse relogio biologico apenas 
acontece de forma efetiva se tiver estimulos 
externos 
ESTE SISTEMA DE CONTROLE PRECISA TER: 
estímulo > sensor > via aferente > marca-
passo > via eferente > efeito 
→ Sistemas Temporizadores: induzem certas 
funções e comportamentos a operar em 
ritmos sincronizados com os ritmos naturais 
(dia e noite, estações)
 
NUCLEO SUPRAQUIASMÁTICO (NSQ) 
→ Localizado no hipotálamo, logo acima do 
quiasma óptico 
→ Controla a regularidade do sono a partir 
de conexões aferentes que vem de ambas 
as retinas 
 
→ Há nas retinas, células ganglionares 
fotorreceptoras que são capazes de captar 
uma alteração de luminosidade, através de 
um pigmento fotossensível chamado de 
melanopsina 
 
→ O NSQ emite efêrencias para várias 
regiões, como outros núcleos do hipotálamo, 
tálamo e prosencéfalo e por isso consegue 
controlar diversas funções no nosso corpo, 
desde comportamentos motivados até 
funções autonômicas 
→ Lesões do n. supraquiasmático no 
hipotálamo de roedores causam perda de 
ritmo circadiano nas atividades locomotoras
→ Eferências dos nucleos Supraquiasmáticos 
projetam-se para: 
1. Diversos núcleos do hipotálamo → ação 
sobre SNA 
2. Prosencéfalo basal e tálamo → Ação 
sobre comportamentos motivados (fome, 
sede) 
SISTEMA DE CONTROLE BÁSICO
 
→ Mas porque ainda ocorre ciclo quando 
não há estímulo luminoso? 
RELÓGIO HIPOTALÂMICO TEM SEU PRÓPRIO CICLO 
→ Os neurônios do NSQ são “osciladores 
naturais” → Seu potencial de repouso varia 
ciclicamente, mas não consegue ser muito 
preciso e por isso precisa ser sincronizado 
pelo ciclo natural dia e noite. 
 
EPITÁLAMO 
→ Situa-se logo acima do Tálamo 
→ Contém glândula pineal que libera 
melatonina 
 
→ A pineal é o marca-passo do sistema 
temporizador infradiano circanual (ex. ciclos 
reprodutivos). Também tem papel 
temporizador em funções metabólicas 
circadianas, como gasto energético e 
armazenamento de nutrientes. 
Circuito do sistema temporizador circanual 
→ A melatonina é o hormônio do escuro, é 
liberada a partir da inibição da luminosidade 
→ Os neurônios pós ganglionares simpáticos 
emitem efêrencias para a glândula pineal, 
onde liberam noradrenalina que atua em 
receptores β-adrenérgicos fazendo com que 
ocorra síntese e liberação de melatonina 
pelos pinealócitos 
 
→ Na ausência de luz, não há a ativação do 
núcleo supraquiasmático e 
consequentemente não há a inibição do 
núcleo paraventricular, que começa a 
desenvolver sua atuação para a liberação 
de melatonina que mantém o núcleo 
supraquiasmatico inativado através da sua 
ligação em receptores 
SISTEMAS MODULADORES 
→ Quando dormimos o cérebro não é 
desligado, mas sim modulado de forma 
difusa ou especifica 
→ O controle é feito por três sistemas: 
• Sistemas específicos: ex. sensoriais, motores 
• Sistemas difusos: ex. SNC em conjunto 
• Sistemas moduladores: ex. atenuadores e 
sensibilizadores da atenção. Estes podem ser 
específicos ou difusos. 
→ Diferentes níveis de atenção em cada 
horário do dia 
→ Formação Reticular: constituída por grupos 
de neurônios que apresentam corpos 
celulares pequenos indo desde o bulbo até 
o mesencéfalo, que apresentam grandes 
ramificações que emitem aferências para 
todo o córtex e efêrencias para a medula 
→ Essa formação reticular é compreendida 
por diferentes núcleos, que são responsáveis 
por desencadear a liberação de diversos 
tipos de neurotransmissores: 
• Locus ceruleus: libera noradrenalina 
• Núcleos da rafe: liberam serotonina 
• Núcleos do tegmento mesencefálico: 
liberam acetilcolina 
→ Todos esses núcleos formam o sistema 
ativador reticular ascendente (SARA) que 
são modulados para controlar o sono-vigília 
 
→ Núcleos no tronco encefálico mas 
também no hipotálamo e tálamo 
 
REGULAÇÃO DO SONO E VIGÍLIA 
→ Em todos os estágios do sono, há fibras 
ascendentes que controlam a excitabilidade 
do tálamo e córtex; e fibras descendentes 
que regulam a atividade dos órgãos e 
músculos. 
→ A manutenção da vigília parece ocorrer 
pela ativação de vias ativadoras 
ascendentes (vias tálamo-corticais) por 
potenciais pós-sinápticos excitatórios. 
→ O sono ocorre provavelmente devido a 
disparos neuronais em salva. 
→ Neurônios tálamo-corticais no estado de 
vigília apresentam um modo de transmissão, 
pois são dessincronizados, com apenas 
aferências glutamatergicas excitatórias, EEG 
com baixa amplitude e baixa frequência 
→ No estágio de sono nREM o EEG passa a 
ser sincronizado, chamado de modo de 
disparo em salvas, pois o núcleo reticular do 
tálamo libera GABA nos neurônios, 
hiperpolarizando e abrem canal de cálcio 
que auxilia na despolarização 
MANUTENÇÃO DA VIGÍLIA: 
VIAS ATIVADORAS ASCENDENTES 
→ A comunicação tálamo-córtex apresenta 
neurônios que durante o estágio de vigília 
estão completamente ativos, pois estão 
recebendo várias informações sensoriais 
 
→ Já durante o sono nREM há a diminuição 
(modulação) do recebimento sensorial 
REGULAÇÃO
→ Núcleo reticular do tálamo atua 
controlando a liberação de GABA nos 
neurônios tálamo-corticais. Quando há a 
ativação desse núcleo, se tem o EEG 
passando de um estágio dessincronizado 
para um estágio sincronizado, estando 
relacionado com o sono nREM (ondas 
lentas)REGULAÇÃO DA VIGÍLIA 
→ Ação ativadora das vias ascendentes 
sobre o córtex cerebral 
→ Modulação do núcleo reticular do tálamo 
por neurônios colinérgicos 
REGULAÇÃO SONO DE ONDAS LENTAS 
→ Bloqueio das vias ativadoras 
→ Ativação do sistema modulador do 
prosencéfalo basal e hipotálamo anterior 
→ Passagem dos neurônios tálamo-corticais 
para o modo de disparo em salva (regulado 
pelo n. reticular do tálamo) 
SISTEMA LIGA/DESLIGA SONO E VIGÍLIA 
 
→ Há uma modulação dos 
neurotransmissores que desencadeia a vigília 
ou o sono 
→ Vigília: liberação dos neurotransmissores e 
ativação da histamina no tálamo-córtex 
→ Sono nREM: inibição dos 
neurotransmissores e modulação dos 
neurônios tálamo-corticais pelo GABA, 
inibindo a liberação de histamina, EEG 
sincronizado 
 
 
O ritmo ultradiano do sono é controlado 
pelo tronco encefálico
 
→ No sono REM a célula REM-ON refere-se a 
uma alta na liberação de acetilcolina 
→ No sono nREM ou de ondas lentas, as 
células REM-OFF induzem a maior liberação 
de noradrenalina, serotonina e histamina 
→ Existe a hipótese da adenosina que se 
concentraria no espaço celular de neurônios 
provocando a hiperpolarização da 
membrana, ativando os sistemas 
moduladores colinérgicos do prosencéfalo 
basal 
CICLO SONO-VIGÍLIA 
 
→ Os eventos comportamentais e fisiológicos 
que ocorrem nos seres humanos durante a 
vigília e o sono bem como na transição de 
um para outro, foram bem estudados por 
fisiologistas e neurologistas em laboratórios e 
clinicas do sono 
 
O SONO 
→ A ritmicidade do sono segue seu 
programa individual, seu ritual. 
→ Vigília: Estado em que respondemos mais 
a estímulos sensoriais vindos do ambiente. 
→ Sono: Diminuímos a reação ao mundo 
externo, bem como reduzimos vários ciclos 
internos (neurovegetativos e 
neuroendócrinos) 
 
→ Quando se inicia o estado do sono, se 
entra diretamente no estágio 1 do sono de 
ondas lentas (nREM) – EEG passa a 
apresentar um ritmo alfa que é quando ele 
ainda está dessincronizado mas já diminuiu a 
frequência dos potenciais de ação 
→ Estágio 2: inicial sincronização do EEG, 
com ondas um pouco mais sincronizadas do 
que as ondas alfa 
→ Estágios 3 e 4: EEG totalmente 
sincronizado, com disparos em salvas, baixa 
frequência cardíaca, baixa frequência 
respiratória, poucos movimentos oculares e 
musculares (estágio mais profundo do sono) 
 
→ Foi observado que após isso o indivíduo 
passou a ter um sono mais “movimentado” 
com EEG totalmente dessincronizado, com 
atonia muscular. 
→ Esse foi chamado de sono paradoxal 
(REM), com um rápido movimento dos olhos 
e mas com completa atonia muscular 
(nenhum movimento corporal) 
→ Os ciclos de sono (nREM estágios de 1 a 4 
e REM) acontecem de 90 em 90 minutos 
→ Se acordar sem despertador 
provavelmente será no sono REM 
Quanto precisamos dormir? 
→ Animais maiores dormem menos que os 
menores (elefante 4-5h; morcegos 18h) 
→ Sono contínuo (adulto) e sono interrupto 
(crianças e idosos) 
→ Sono paradoxal só existe em aves e 
mamíferos 
• Proporção do sono total = cerca de 20% 
Variações do sono com a idade 
 
→ Nascemos sem ritmo circadiano de sono! 
REM 80% do sono total. Estabiliza aos 4 meses 
→ Os adultos necessitam apenas de um sono 
monofásico – a noite 
→ Já os idosos mudam esse ritmo e passam 
acordar várias vezes a noite e necessitam de 
cochilos durante o dia 
SONHOS 
→ O estudo científico é limitado 
→ Ocorre mais no sono paradoxal 
→ Sonho no sono de ondas lentas: mais 
curtos e mais lógicos 
→ Sonho no sono paradoxal: estranhos, 
surrealistas, ilógicos e emocionais 
FUNÇOES DO SONO 
→ Restaurar energias gastas durante a vigília 
→ Restaurar sistema imunitário 
→ Preservação da memória 
DISTURBIOS DO SONO 
→ HIPERSÔNIAS (NARCOLEPSIA) – indivíduos 
que “apagam” durante a vigília 
→ INSÔNIA – não consegue dormir direito a 
noite e sonolência diurna excessiva 
→ PARASSÔNIAS – sonambulismo e terror 
noturno