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JESSICA MOSELLO - QUARTO SEMESTRE SISTEMA NERVOSO - RESUMO I O Sistema Nervoso se relaciona com o meio através de Irritabilidade, Condutibilidade e Contratilidade. A irritabilidade, ou propriedade de ser sensível a um estímulo, permite a uma célula detectar as modificações do meio ambiente. Sabemos que uma célula é sensível a um estímulo quando ela reage a este estímulo, por exemplo, dando origem a um impulso que é conduzido através do protoplasma (condutibilidade). determinando uma resposta em outra parte da célula. Esta resposta pode se manifestar por um encurtamento da célula (contratilidade), visando fugir de um estímulo nocivo. Existem três classes funcionais de neurônios: 1. Neurônios aferentes (sensitivos): recebem um estímulos e conduzem este a uma determinada área do sistema nervoso. São pseudounipolar, tem um prolongamento central e periférico, o centro metabólico está mais protegido, mas continuam interagindo com o meio e captando informações. 2. Neurônios eferente (motor): conduz o impulso nervoso ao órgão efetuador, que, nos mamíferos, é um músculo ou uma glândula. O impulso eferente determina, assim, uma contração ou uma secreção. São multipolar, vários processos dendríticos e um axônio longo, é um neurônio que leva informação do sistema nervoso para vários sistemas do corpo para interagir com o meio. Os neurônios eferentes podem ter: - Corpo fora do SNC - Neurônios pós-ganglionares: têm seus corpos fora do sistema nervoso central, em estruturas que são os gânglios viscerais, são os neurônios eferentes que inervam os músculos lisos, músculos cardíacos ou glândulas. Estes neurônios pertencem ao sistema nervoso autônomo parassimpático. - Corpo dentro do SNC: neurônios eferentes que inervam músculos estriados esqueléticos têm seu corpo sempre dentro do sistema nervoso central (por exemplo, na coluna anterior da medula) e recebem vários nomes, como neurônios motores primários, neurônios motores inferiores ou via motora final comum de Sherrington. 3. Neurônio de associação (internuncial): responsável por toda a expansão do SN, está localizado no SNC integra as diferentes áreas. Alguns têm axônios longos e fazem conexões com neurônios situados em áreas distantes. Outros têm axônios curtos e ligam-se apenas com neurônios vizinhos. Estes são chamados neurônios internunciais ou interneurônios. Ex.: Neurônios cujos corpos estão no cérebro e terminam no cerebelo são eferentes ao cérebro e aferentes ao cerebelo. DIVISÃO FUNCIONAL Pode-se dividir o sistema nervoso em sistema nervoso da vida de relação, ou somático e sistema nervoso da vida vegetativa, ou visceral O sistema nervoso da vida de relação é aquele que relaciona o organismo com o meio ambiente. Sistema nervoso visceral é aquele que se relaciona com a inervação e controle das estruturas viscerais. É muito importante para a integração das diversas vísceras no sentido da manutenção da constância do meio interno. DIVISÃO METAMÉRICA Pode-se dividir o sistema nervoso em sistema nervoso segmentar e sistema nervoso supra-segmentar. A segmentação no sistema nervoso é evidenciada pela conexão com os nervos. Pertence, pois, ao sistema nervoso segmentar todo o sistema nervoso periférico, mais aquelas partes do sistema nervoso central que estão em relação direta com os nervos típicos, ou seja, a medula espinhal e o tronco encefálico. O cérebro e o cerebelo pertencem ao sistema nervoso supra-segmentar. Nos órgãos do sistema nervoso supra-segmentar, a substância cinzenta localiza-se por fora da substância branca e forma uma camada fina, o córtex, que reveste toda a superfície do órgão. Já nos órgãos do sistema nervoso segmentar não existe córtex, e a substância cinzenta pode localizar-se por dentro da branca, como ocorre na medula. Com base nesta divisão, pode-se classificar os arcos reflexos em supra-segmentares, quando o componente aferente se liga ao eferente no sistema nervoso supra-segmentar, e segmentais, quando isto se faz no sistema nervoso segmentar. DIVISÃO ANATÔMICA Teoricamente, o sistema nervoso central é aquele que se localiza dentro do esqueleto axial (cavidade craniana e canal vertebral); sistema nervoso periférico é aquele que se localiza fora deste esqueleto, mas existem exceções. Encéfalo é a parte do sistema nervoso central situada dentro do crânio neural; a medula localiza-se dentro do canal vertebral. Encéfalo e medula constituem o neuro-eixo. No encéfalo, temos cérebro, cerebelo e tronco encefálico (mesencéfalo, ponte e bulbo). Nervos: cordões esbranquiçados que unem o sistema nervoso central aos órgãos periféricos. - Espinais: 31 pares (união se faz com a medula) - Cranianos: 12 pares (união se faz com o encéfalo) Gânglios: dilatações constituídas principalmente de corpos de neurônios - Sensitivos: espinais e cranianos - Motores viscerais: do sistema nervoso autônomo. Terminações nervosas: - Eferente (motoras) - Aferente (sensitivas) Arco Reflexo 1. Os neurônios sensitivos, cujos corpos estão nos gânglios sensitivos, conduzem à medula ou ao tronco encefálico (sistema nervoso segmentar) impulsos nervosos originados em receptores situados na superfície (por exemplo, na pele) ou no interior (vísceras, músculos e tendões) do animal. 2. Os prolongamentos centrais destes neurônios ligam-se diretamente (reflexo simples) ou por meio de neurônios de associação aos neurônios motores (somáticos ou viscerais), os quais levam o impulso a músculo ou a glândulas, formando-se, assim, arcos reflexos mono ou polissinápticos. Por este mecanismo podemos rápida e involuntariamente retirar a mão quando tocamos em uma chapa quente. Neste caso, entretanto, é conveniente que o sistema nervoso supra-segmentar seja "informado" do ocorrido. Para isto, os neurônios sensitivos ligam-se a neurônios de associação situados no sistema nervoso segmentar. Estes levam o impulso ao cérebro, onde o mesmo é interpretado, tornando-se consciente e manifestando-se como dor. As fibras que levam ao sistema nervoso supra-segmentar as informações recebidas no sistema nervoso segmentar constituem as grandes vias ascendentes do sistema nervoso. No exemplo anterior, tornando-se consciente do que ocorreu, o indivíduo poderá tomar um série de providências, como, por exemplo, cuidar de sua mão queimada ou desligar a chapa quente. Qualquer dessas ações envolverá a execução de um ato motor voluntário. Para isto, os neurônios do seu córtex cerebral enviam uma "ordem" por meio de fibras descendentes aos neurônios motores situados no sistema nervoso segmentar. Estes "retransmitem" a ordem aos músculos estriados, de modo que os movimentos necessários ao ato sejam realizados. De um estímulo para uma ação: 1. Neurônio aferente sensitivo recebe o estímulo do meio externo ou interno. 2. Nervos periféricos sensitivos levam esta informação para o SNC. 3. A informação é processada no SNC. 4. Neurônios eferentes motores levam esta informação para o sistema nervoso somático ou autônomo. 5. Acontece a resposta ao estímulo recebido. TECIDO NERVOSO O Sistema nervoso possui dois tipos de células, Neurônios e Células gliais(glia), que são astrócitos, oligodendrócitos, microgliócitos, e células ependimárias. NEURÔNIO São células altamente excitáveis, que se comunicam entre si ou com células afetuadoras (músculo, glândula, etc), usando basicamente uma linguagem elétrica, modificando potenciais de membrana. Responsáveis pelo processamento e transmissão de informações através de sinalização química (sinapses / neurotransmissores) e sinalização elétrica (potencial de ação). A maior parte dos neurônios possui três regiões responsáveis por funções especializadas: corpo celular, dendritos e axônio. Os diversos tipos de neurônios diferenciam-se pelas proteínas que são expressadas. Corpo Celular - Contém o núcleo (centro de informação genética) e o citoplasma, com as organelas citoplasmáticas usualmente encontradas em outras células. - O núcleo pode ser vesiculoso (um ou mais nucléolos) ou denso (grânulos do córtex cerebral). - O citoplasma do corpo celular recebe o nome de pericárdio. - O corpo celular é o centro metabólico do neurônio, responsável pela síntese de todas as proteínas bem como pela maioria dos processos de degradação e renovação de constituintes celulares, inclusive de membranas. - A forma e tamanho do corpo celular são extremamente variáveis. - O corpo celular é como os dendritos, local de recepção de estímulos, através de contatos sinápticos. Dendritos - Geralmente são curtos, ramificam-se profusamente, e apresentam as mesmas organelas do pericárdio (destaque para ribossomos). - Especializados em receber estímulos, traduzindo-os em alterações do potencial de repouso da membrana que se propaga até o corpo do neurônio. - Nos dendritos existem as espinhas dendríticas que constituem expansões da membrana plasmática do neurônio com características específicas. Relacionadas com a sensibilidade. Podem aumentar ou diminuir (plasticidade do SN). Axônio - O axônio se origina do corpo ou de um dendrito principal, em região denominada cone de implantação. - Apresenta comprimento variável dependendo do tipo do neurônio. - Longo, único e tubular. Tamanho de 0,1mm a 2 metros. - Carrega sinais elétricos (potenciais elétricos) e substâncias até o terminal sináptico: eferência da informação. - Alguns neurônios especializam-se em secreção, denominados neurossecretores, ocorrem no hipotálamo. - Podem se comunicar com até mais de 1000 neurônios pós-sinápticos. - Zona de gatilho: transição entre corpo e axônio, segmento inicial (Somação de potenciais graduados e concentração de canais Na). Classificação dos neurônios quanto a seus prolongamentos Unipolar - Possuem apenas um processo primário com múltiplas ramificações - 1 axônio e vários dendritos - Comuns em invertebrados - Vertebrados: SN autônomo/neurovegetativo Bipolar - Corpo oval de onde se originam 2 processos - 1 dendrito - 1 axônio - Comum em células sensoriais (retina, epitélio olfatório) Pseudounipolar - Variantes da bipolar - Apenas um prolongamento deixa o corpo celular mas logo divide-se em dois ramos, um que vai em direção à periferia (receptores sensitivos) outro para o SNC /medula. - Sensibilidade tátil,pressão e dor Multipolar - Predominantes no SNC de vertebrados - Múltiplos dendritos e axônio único - Variam em forma - Neurônio motor inferior: 1000 contatos no corpo e 9000 nos dendritos - Células de Purkinje: Até 1.000.000 contatos - Células piramidais: Dendritos apical e basal, presente por todo córtex e hipocampo Terminais pré-sinápticos (botões sinápticos) - Sinapse - Neurônio pré-sináptico: transmissor - Fenda sináptica - Neurônio pós-sináptico: Receptor Quatro regiões funcionais do neurônio - Componente receptivo - Componente aditivo ou integrador - Componente de sinalização de longo alcance - Componente secretório Classificação funcional dos neurônios Neurônio sensorial - Carregam informações dos receptores periféricos para o SNC (Aferência) - Ação: Percepção e coordenação motora Neurônio Motor - Carregam informações do encéfalo ou medula para músculos e glândulas (Eferência) - Interneurônio - Mais numerosos, axônios podem ser curtos ou longos. - Há 2 tipos, de retransmissão (relés) ou projeção Padrões de conexões Divergência - Um neurônios ativa muitas células-alvo - Predomina em sistemas de Aferência - Um neurônio exerce influência ampla e diversificada Convergência - Um neurônio recebe Aferência de várias outras - Comum em pontos de eferência do SN Fibras mielinizadas e não mielinizadas A mielina isola os axônios tanto de neurônios centrais como de periféricos. No sistema nervoso periférico a bainha de mielina é formada por células de Schwann, e no sistema nervoso central por oligodendrócitos. Essa bainha interrompe-se em intervalos mais ou menos regulares para cada tipo de fibra. As interrupções são chamadas de nódulos de Ranvier e cada segmento de fibra situado entre elas e chamado de internódulo. A bainha de mielina serve para aumentar a velocidade da propagação do potencial de ação, ela tem caráter isolante fazendo com que à corrente eletrotônica, provocada por cada potencial de ação, percorra todo o internódulo sem extinguir-se, fazendo com que ele atue somente nos nódulos de Ranvier. O processo de mielinização ocorre em várias etapas, 1. primeiro ocorre a relação inicial entre o axônio e a célula de schwann. 2. então ocorre a formação do mesaxônio (estrutura com dupla membrana). 3. alongamento do mesaxônio, onde ele enrola-se diversas vezes ao redor do axônio. 4. mielina formada. O processo de mielinização no SNC e SNP é muito similar, a diferença é que no SNC os responsáveis pela formação da mielina são os oligodendrócitos e estes conseguem prover internódulos para 20 a 30 axônios simultaneamente. Citoesqueleto: três estruturas filamentosas (1/4 das proteínas totais das células) Microtúbulos (25 nm) - Fundamental para desenvolvimento e manutenção do formato da célula - 13 Protofilamentos formados por pares de tubulinas alfa e beta longitudinais - Cresce a partir de sua extremidade positiva (periférica) de dímeros de tubulina pela quebra de GTP e para de crescer quando esta extremidade é recoberta de tubulina com GDP - São instáveis: Sofrem polimerização e despolimerização rápida e necessitam de estabilidade - Estabilidade: fornecida pela proteínas associadas aos microtúbulos (MAPs) – diferentes nos axônios e dendritos - Axônios: Tau e MAP3 Neurofilamentos (10nm) - Dímeros: 2 monômeros enroladas umas às outras em espiral - Dímeros se juntam: Tetrâmero (protofilamento) - Protofibrila: 2 protofilamentos - Três protofibrilas: Helicoidalmente enroladas formando os neurofilamentos - “Ossos”do citoesqueleto - 3 a 10x mais comuns que microtúbulos nos axônios - Relacionados aos filamentos intermediários em outras células (citoqueratinas nos pelos,p.ex) - Estáveis e polimerizados (diferente dos microtúbulos) Microfilamentos (7nm) - Mais finos - Duas fitas de monômeros de actina globular (actina-G) polimerizada em helicoidal que contém ATP - São polarizadas - Filamentos curtos e concentrados na periferia da célula: função dinâmica (crescimento dos axônios) - Tem ciclos de polimerização e despolimerização: controlados por enzimas de ligação - Actina: uma das proteínas mais abundantes nas células e preservada na escala evolutiva - Nos neurônios a actina predomina em suas formas beta e gama Microtúbulose microfilamentos: FUNÇÕES - Permitem que neurônio retraia axônios e dendritos envelhecidos e estendem novos: fundamentais na plasticidade neuronal (memória e aprendizado) - Transporte + Atuam como “trilhas”, onde organelas e proteínas são direcionadas + Medeia mobilidade celular; extensão de processos celulares e translocação de organelas - Divisão celular, participação na mitose Fluxo Axoplasmático: Por não conter ribossomos, os axônios são incapazes de sintetizar proteínas. Portanto, toda proteína necessária à manutenção da integridade axônica, bem como às funções das terminações axônicas, deriva do pericárdio. As terminações axônicas também necessitam de organelas, como mitocôndrias e retículo endoplasmático agranular. Assim é necessário um fluxo contínuo de substâncias solúveis e de organelas, do pericárdio à terminação axônica. Para renovação dos componentes das terminações, é imprescindível o fluxo de substâncias e organelas em sentido oposto, ou seja, em direção ao pericárdio. - Fluxo axoplasmático anterógrado: em direção à terminação axônica. - Fluxo axoplasmático retrógrado: em direção ao pericárdio. Fluxo axoplasmático Rápido → Organelas - Organelas: Transporte axonal rápido e ativo anterógrado e retrógrado (>400 mm/dia) + Precursores de vesículas sinápticas, mitocôndrias, elementos do RE liso e partículas proteicas com RNA - Transporte com “paradas e começos” por trilhos lineares de microtúbulos - Depende do ATP nos axônios (ocorre mesmo se separado do corpo) Transporte anterógrado rápido: - Moléculas motoras para anterógrado: Cinesinas (as cinesinas são motores protéicos que têm a capacidade de se locomover usando microtúbulos como trilhos, movem estruturas em direção à extremidade positiva) Cadeia pesada: 1. Cabeça globular (domínio ATP) – Motor quando ligada a microtúbulos 2. Haste helicoidal – Dimerização de cadeia pesada 3. Terminal carboxila - em leque e interage com cadeias leves Transporte retrógrado rápido - Organelas: endossomos das terminações nervosas, mitocôndrias e elementos do RE (maioria degradado nos lisossomos) - Fornece sinalização que regula a expressão gênica no núcleo: Fatores de transcrição (condições da periferia) – Importantes na regeneração do axônio - Toxinas usam esta via - Velocidade: metade a 2/3 do anterógrado rápido - Molécula motora: ATPase associada ao microtúbulos (MAP-1C/Dineína) + Duas cabeças e duas hastes globulares: Movem estruturas em direção à extremidade negativa - RNAm e RNA ribossômico: carregados pelos microtúbulos ligados a partículas de ligação específicas: CPEB, do X frágil, Hu, NOVA e Staufen + Mutações críticas (retardo mental,defeitos de medula) + Ribossomos transportados para espinhas dendríticas: traduzidos em resposta à atividade do neurônio pré-sinápticos + ligados com formação de memória de longo prazo Fluxo axoplasmático Lento → Proteínas - Proteínas citosólicas e do citoesqueleto: Transporte axonal lento, apenas na direção anterógrada. + Há dois componentes cinéticos - Mais lento (de 0,2 a 2,5mm/dia): 75% por Proteínas dos elementos fibrilares (neurofilamentos e alfa e beta tubulinas dos microtúbulos de 0,2 a 2,5mm/dia - Mais rápido (2x velocidade) - Microtúbulos polimerizados (Movem-se por mecanismo de deslizamento) Transporte axonal: https://www.youtube.com/watch?v=RRfH4ixgJwg https://www.youtube.com/watch?v=RRfH4ixgJwg Substância Cinzenta Substância Branca Corpo dos neurônios, fibras amielínicas e neuroglia. Fibras nervosas mielínicas e neuroglia. NEUROGLIA Tanto no SNC como no SNP, os neurônios relacionam-se com células (gliócitos) coletivamente denominadas neuroglia ou glia. Ao contrário dos neurônios as células da glia são capazes de se multiplicar por mitoses, mesmo em adultos. Elas diferem morfologicamente dos neurônios não contendo dendritos ou axônios, e também não são envolvidas diretamente com sinalização elétrica. Neuroglia do SNC Neuroglia do SNP - Macroglia: + Astrócitos + Oligodendrócitos - Microglia: microgliócitos - Células ependimárias - Células de Schwann - Células satélites ou anfícitos Neuroglia do Sistema Nervoso Central Macroglia - ASTRÓCITOS: Seu nome vem da forma semelhante à estrela. São abundantes e caracterizados por inúmeros prolongamentos, restando pouca massa citoplasmática ao redor do núcleo. Possuem pés (podócitos) que fazem contato com capilares e arteríolas. - Tem função de sustentação e isolamento de neurônios. - Importante para a função neuronal, uma vez que participam do controle dos níveis de K extraneuronal, captando esse íon e, assim ajudando na manutenção de sua baixa concentração extracelular. - Recaptação de neurotransmissores, em especial o glutamato. Transforma glutamato em glutamina que é reutilizada pelos neurônios. Déficits na captação causam excitotoxicidade - Constituem também o principal sítio de armazenagem de glicogênio no SNC, havendo evidências de que pode liberar glicose pelos neurônios. - Controle de fluxo sanguíneo. - No caso de lesão do tecido, os astrócitos ativados aumentam localmente por mitoses e ocupam áreas lesadas à maneira de cicatriz. - Em caso de degeneração axônica, adquirem função fagocítica nas sinapses, ou seja, qualquer botão sináptico em degeneração é fagocitados por astrócitos. - Secretam fatores neurotróficos essenciais para a sobrevivência e manutenção de neurônios. - Sinalização neurônio-glia (auxílio nas sinapses): Modulação de ação do neurônio - Formação da barreira hemato-encefálica (BHE) São de dois tipos, astrócitos protoplasmáticos e astrócitos fibrosos: 1. Astrócitos Protoplasmáticos: prolongamentos mais espessos e curtos que se ramificam profusamente. Presentes na substância cinzenta, circulam células nervosas e sinapses. 2. Astrócitos Fibrosos: prolongamentos finos e longos que se ramificam pouco. Presentes na substância branca. Suas terminações fazem contato com os nódulos de Ranvier. Macroglia - OLIGODENDRÓCITOS: São menores que os astrócitos e possuem poucos prolongamentos, que também podem formar pés-vesiculares. Tem funções de: - Formação da bainha de mielina na substância branca do SNC - Envolvem e dão suporte aos neurônios na substância cinzenta - Participam da regeneração neuronal 2 proteínas estabilizadoras: - Proteína básica de mielina - Proteína proteolipídica Envolvidas na auto-imunidade da Esclerose múltipla Conforme sua localização distinguem-se em oligodendrócito satélite ou perineuronal e oligodendrócito fascicular: 1. Oligodendrócito Satélite: situado junto ao pericárdio e dendritos. 2. Oligodendrócito Fascicular: encontrado junto as fibras nervosas, produzem a mielina. Microglia - MICROGLIÓCITOS: São células pequenas e alongadas com núcleo denso também alongado e de contorno irregular, possuem poucos prolongamentos, que partem das suas extremidades. Não tem origem neuroectodérmica mas sim mesodérmica, já que são derivados da medula óssea. São encontrados tanto na substância branca como na cinzenta. - É uma célula apresentadora de antígenos e fagocitaria (transformam-se em macrófagos), além de iniciar a cascata inflamatória ao liberar citocinas (aumento da permeabilidade vascular) e quimiocinas. Fagocitam sinapses sem função (plasticidade neuronal), se fagocitam muito pode causar Alzheimer e se fagocitam pouco pode causar esquizofrenia e autismo. Células Ependimárias: constituem células cubóides ou prismáticasque forram, como epitélio de revestimento simples, as paredes dos ventrículos cerebrais, do aqueduto cerebral e do canal central da medula espinhal. Nos ventrículos cerebrais, um tipo de célula ependimária modificada recobre tufos de tecido conjuntivo, rico em capilares sanguíneos, que projetam da pia-máter, constituindo os plexos corióides, responsáveis pela formação do líquido cérebro-espinhal. Neuroglia do Sistema Nervoso Periférico Células de Schwann: circundam os axônios formando seu envoltório, seja bainha de mielina que neurilema. Têm núcleo ovóide ou alongado, com nucléolos evidentes. Em caso de injúria de nervos, as células de Schwann desempenham importante papel na regeneração das fibras nervosas, fornecendo substrato que permite o apoio e o crescimento dos axônios em regeneração. Possuem duas proteínas estabilizadoras: P0 e PMP22 (Envolvida na síndrome de Guillain-Barré, Neuropatias hereditárias). Tem ainda capacidade fagocítica e de secretar fatores tróficos. Células Satélites: envolvem pericários dos neurônios, dos gânglios sensitivos e do sistema nervoso autônomo. Geralmente são lamelares ou achatadas, dispostas de encontro aos neurônios. - Neurônios e neuroglia: https://www.youtube.com/watch?v=7k5ca2UeLqI&t=8s Líquido cefalorraquidiano (LCR): o líquor envolve o encéfalo e a medula, tem a função de absorver choques mecânicos e transportar nutrientes. O LCR é composto por água, íons Na, Cl e HCO3, principalmente. Pode também conter aminoácidos, proteínas e outros íons. O LCR forma-se nos ventrículos cerebrais pela filtração do plasma sanguíneo realizada pelos plexos corióides. Depois de formado circula pelos ventrículos, até atingir o espaço subaracnóideo, medula e circulação venosa. Formação do liquor: https://www.youtube.com/watch?v=asQo6cmOjd0 https://www.youtube.com/watch?v=7k5ca2UeLqI&t=8s https://www.youtube.com/watch?v=asQo6cmOjd0 Potenciais de Membrana e Potenciais de Ação Na membrana plasmática dos neurônios existe um potencial de repouso que quando alterado gera um potencial de ação que irá promover a geração de sinais e comunicação entre os neurônios. O potencial de repouso das membranas das fibras nervosas mais calibrosas, quando não estão transmitindo sinais nervosos, é de cerca - 90 milivolts. Isto é, o potencial dentro da fibra é 90 milivolts mais negativo que o potencial no líquido extracelular. Existem três principais fatores que influenciam o potencial de repouso da membrana: 1. Bomba de Na+/K+: Todas as membranas celulares do corpo contêm uma bomba de sódio e potássio. Ela transporta 3 Na+ para fora e 2 K+ para dentro, ou seja, saem 3 cargas positiva e entram somente duas, deixando o interior da membrana com uma carga negativa. Por isso é chamada de bomba eletrogênica, porque mais cargas positivas são bombeadas para fora do que para dentro. 2. Canais de vazamento/escoamento: é uma proteína de canal na fibra nervosa, por onde o K pode vazar mesmo na célula em repouso. Também vazam quantidades mínimas de íons Na. Permitem a circulação de íons, uma vez que não dependem de energia. 3. Gradiente eletroquímico: Relaciona o gradiente de concentração do soluto e a voltagem da membrana. O K tem maior concentração no meio intracelular e o Na, Cl e Ca, tem maior concentração no meio extracelular. A permeabilidade da membrana ao K é cerca de 100x maior do que a permeabilidade ao Na. Potencial de Ação do Neurônios Os sinais nervosos são transmitidos por potenciais de ação, que são rápidas alterações do potencial de repouso/normal negativo da membrana para um potencial positivo, terminando com um retorno quase tão rápido para o potencial negativo. Para conduzir o sinal nervoso, o potencial de ação se desloca ao longo da fibra nervosa até sua extremidade final. O potencial de ação ocorre seguindo os seguintes estágios: 1. Estágio de Repouso: potencial de repouso da membrana, antes do início do potencial de ação. Diz-se que a membrana está "polarizada" durante esse estágio (- 90 mv). 2. Despolarização: membrana fica subitamente muito permeável ao íon sódio, abrem-se canais de Na, permitindo que grande quantidade desse íon, positivamente carregado, se difunda para dentro do axônio. Graças a este influxo de cargas positivas o potencial da membrana passa a ter valor positivo. 3. Repolarização: Em milésimos de segundos após a despolarização, canais de Na começam a se fechar e canais de K abrem-se mais do que o normal. Então ocorre um rápido efluxo de K da célula, provocando a saída de muitas cargas positivas, assim restabelecendo a voltagem negativa do potencial de repouso. 4. Hiperpolarização: aumento de carga negativa, descendo do limiar inicial de voltagem, pelo retardo no fechamento dos canais de K. Canal de sódio dependente de voltagem - Possuem duas comportas, uma de ativação e outra de inativação. - Em repouso (-90 mv) a comporta de ativação encontra-se fechada, não permitindo a entrada de íons. - Quando o potencial de membrana se torna menos negativo, entre - 90 e + 35 mv, o canal é ativado, abrindo a comporta de ativação e promovendo um influxo de íons Na. - Logo em seguida que a comporta é ativada ela é inativada pela mesma voltagem da membrana, assim fechando a comporta de inativação. O potencial da membrana então começa a voltar para seu estado de repouso. Canal de potássio dependente de voltagem - O canal de potássio possui apenas uma comporta que encontra-se fechada durante o potencial de repouso, impedindo que os íons K saiam. - Com o aumento da voltagem a comporta do canal de k abre-se permitindo o efluxo do íon, e levando a queda do potencial da membrana para valores negativos. - O canal de potássio é de ativação lenta o que explica sua abertura simultânea aos fechamentos dos canais de Na e a hiperpolarização. → Limiar do potencial de ação: por volta do -55, é o limiar que deve ser alcançado para acontecer a abertura dos canais de sódio dependentes de voltagem para ocorrer o potencial de ação. → Princípio do tudo ou nada: uma vez em que o potencial de ação foi gerado em algum lugar da membrana da fibra normal, o processo de despolarização trafega por toda a membrana, se as condições forem adequadas, ou não se propaga de qualquer modo, se as condições não forem adequadas. → Período Refratário: existe um período refratário após o potencial de ação onde um novo estímulo não pode ser evocado, pois os canais de Na e K estão inativados. → A intensidade do potencial de ação não se altera, mas sim a frequência. - Somação espacial: integração de potenciais pós-sinápticos que ocorrem em locais diferentes, mas ao mesmo tempo. - Somação temporal: integração de potenciais pós-sinápticos que ocorrem no mesmo lugar, mas em momentos ligeiramente diferentes. Sinapse O neurônio pré-sináptico vai emitir informações para o neurônio pós-sinápticos. Os tipos de sinapse podem ser elétrica ou químicas. Sinapse Elétrica: os citoplasmas das células adjacentes estão conectados por junções comunicantes (GAP Junctions) que permitem o movimento livre de íons de uma célula para outra. Transmitesinal em ambas as direções. Exclusivamente interneuronais. Sinapse Química: constituem a maioria das sinapse. O primeiro neurônio ou neurônio pré-sináptico secreta por seu terminal a substância química chamada neurotransmissor, e esse neurotransmissor, por sua vez, vai atuar em proteínas receptoras, presentes na membrana do neurônio pós-sináptico, para promover excitação, inibição ou ainda modificar de outro modo a sensibilidade da célula. Transmite sinal em apenas uma direção (Princípio da condução unidirecional). Interneurais e neuroefetuadoras. As sinapses químicas caracterizam-se por serem polarizadas, ou seja, apenas um dos dois elementos em contato, o chamado elemento pré-sináptico, possui o neurotransmissor. Este é armazenado em vesículas sinápticas. Vesículas sinápticas: depende do neurotransmisor - Vesículas agranulares: acetilcolina ou aminoácidos. - Vesículas granulares pequenas: monoaminas - Vesículas granulares grandes: monoaminas e/ou peptídeos. - Vesículas opacas grandes: peptídeos. Exocitose das Vesículas 1. Ancoragem das vesículas 2. Formação do complexo SNARE para aproximar as membranas 3. Íons cálcio se ligam à sinaptotagmina 4. Sinaptotagmina ativada catalisa a fusão da membrana + Snare: Soluble N-ethylmaleimide fusion attachment protein receptor Sinapse química interneuronal: 1. Unidade pré-sináptica: zona ativa. Repleta de vesículas sinápticas. 2. Fenda sináptica: espaço que separa as duas membranas. 3. Elemento pós-sináptico: nessa membrana inserem-se os receptores específicos pós-sinápticos (proteínas transmembranas e no citoplasma). Sinapse química neuroefetuadora: - Envolvem os axônios dos nervos periféricos e uma célula efetuadora não neuronal. - Junções neuroefetuadoras somáticas: conexão com células musculares estriadas esqueléticas. - Junção neuroefetuadoras viscerais: conexão com músculo liso, cardíaco ou células glandulares. PEPS → excitatório (potencial excitatório pós-sináptico) PIPS → inibitório (potencial inibitório pós-sináptico) Anatomia da Medula Espinal A medula espinhal é uma massa cilindróide de tecido nervoso situada dentro do canal vertebral sem, entretanto, ocupá-lo completamente. No homem adulto mede aproximadamente 45 centímetros, sendo um pouco menor na mulher. Cranialmente a medula limita-se com o bulbo, aproximadamente ao nível do forame magno do osso occipital. O limite caudal da medula tem importância clínica e no adulto situa-se geralmente na 2a vertebra lombar (L2). A medula termina afilando-se para formar um cone, o cone medular, que continua com um delgado filamento meníngeo, o filamento terminal. O cone medular mais o filamento terminal constitui a cauda equina. - Limite cranial: Bulbo. - Limite caudal: Cone medular - L1 / L2 A medula apresenta forma aproximadamente cilíndrica, sendo ligeiramente achatada no sentido ântero-posterior. Seu calibre não é uniforme, pois apresenta duas dilatações denominadas intumescência cervical e intumescência lombar. Essas áreas de intumescência correspondem a origem de grandes nervos que formam o plexo braquial na intumescência cervical e o plexo lombossacral na intumescência lombar, que suprem os membros superiores e inferiores respectivamente. - Intumescência cervical (C4-T1) + comporta plexo cervical e braquial → Inervação dos membros superiores - Intumescência lombar (L1-S3) + comporta o plexo lombossacral → Inervação dos membros inferiores A superfície da medula apresenta os seguintes sulcos longitudinais, que a percorrem em toda a extensão: - sulco mediano posterior - fissura mediano anterior - sulco lateral anterior - sulco lateral posterior + Nos sulcos lateral anterior e lateral posterior fazem conexão, respectivamente, as raízes ventrais e dorsais dos nervos espinhais Na medula cervical existe ainda: - sulco intermédio posterior, situado entre o mediano posterior e o lateral posterior e que continua em um septo intermédio posterior no interior do funículo posterior. Na medula, a substância cinzenta localiza-se por dentro da branca e apresenta a forma de uma borboleta ou H. Nela distinguimos de cada lado três colunas que aparecem nos cortes como cornos e que são as colunas anterior, posterior e lateral. A coluna lateral, entretanto, só aparece na medula torácica e parte da medula lombar. No centro da substância cinzenta localiza-se o canal central da medula (ou canal do epêndima ), resquício da luz do tubo neural do embrião. A substância branca é formada por fibras, a maioria delas mielínicas, que sobem e descem na medula e que podem ser agrupadas de cada lado em três funiculus ou cordões: - Funículo anterior: situado entre a fissura mediana anterior e o sulco lateral anterior; - Funículo lateral: situado entre os sulcos lateral anterior e lateral posterior; - Funículo posterior: entre o sulco lateral posterior e o sulco mediano posterior, este último ligado à substância cinzenta pelo septo mediano posterior. Na parte cervical da medula, o funículo posterior é dividido pelo sulco intermédio posterior em fascículo grácil e fascículo cuneiforme . Nos sulcos lateral anterior e lateral posterior fazem conexão pequenos filamentos nervosos denominados filamentos radiculares, que se unem para formar, respectivamente, as raízes ventral e dorsal dos nervos espinhais. As duas raízes, por sua vez, se unem para formar os nervos espinhais, ocorrendo a união em um ponto situado distalmente ao gânglio espinhal que existe na raiz dorsal. Existem 31 pares de nervos espinhais aos quais correspondem 31 segmentos medulares assim distribuídos: - 8 cervicais - 12 torâcicos - 5 lombares - 5 sacrais - 1 coecígeo. Topografia Vertebromedular Para compreender a topografia vertebromedular é preciso entender que no desenvolvimento embrionário do SN existe uma diferença no crescimento da medula e coluna vertebral, a partir do quarto mes gestacional a coluna começa a crescer mais rapidamente principalmente em sua porção caudal. Por isso que a medula não preenche o canal vertebral como um todo. Nesse processo ocorre um afastamento dos segmentos medulares das vertebras correspondentes, como as raízes nervosas mantêm suas relações com os respectivos forames intervertebrals, há o alongamento das raízes. Existem oito pares de nervos cervicais, mas somente sete vértebras. O primeiro par cervical (C1) emerge acima da 1a vértebra cervical, portanto, entre ela e o osso occipital. Já o 8 par (C8) emerge abaixo da 7a vértebra, o mesmo acontecendo com os nervos espinhais abaixo de C8 , que emergem, de cada lado, sempre abaixo da vértebra correspondente, ou seja, segmento medular T1 abaixo da vértebra T1, segmento medular T2 abaixo da vértebra T2 e assim por diante. As vértebras T11 e T12 já não estão mais relacionadas com segmentos nodulares torácicos mas sim com os cinco segmentos lombares. Já a vértebra L1 corresponde aos cinco segmentos sacrais. As vértebras L2 a L5 correlacionam-se com a cauda equina. A topografia vertebromedular é importante para compreender as consequências que lesões na coluna vertebral podem causar na medula. Envoltório da Medula Como todo o sistema nervoso central, a medula é envolvida pormembranas fíbrosas denominadas meninges, que são: dura-máter , pia-máter e aracnóide . A duramáter é a mais espessa, razão pela qual é também chamada paquimeninge. As outras duas constituem a leptomeninge. - Dura-máter: mais externa e mais espessa, formada por abundantes fibras colágenas, que a tornam muito resistente. A dura-máter espinhal envolve toda a medula e o saco dural. - Aracnóide: se dispõe entre a dura-máter e a pia-máter. Compreende um folheto justaposto à dura-máter e um emaranhado de trabéculas, as trabéculas aracnóideas, que unem este folheto a pia-máter. - Pia-máter: é a meninge mais delicada e mais interna. Ela adere intimamente ao tecido nervoso da superfície da medula e penetra na fissura mediana anterior. Quando a medula termina no cone medular, a pia-máter continua caudalmente, formando um filamento esbranquiçado denominado filamento terminal. Este filamento perfura o fundo-do-saco dural e continua caudalmente até o hiato sacral. Ao atravessar o saco dural, o filamento terminal recebe vários prolongamentos da dura-máter e o conjunto passa a ser denominado filamento da dura-máter espinhal. Este, ao inserir-se no periósteo da superfície dorsal do cóceix constitui o ligamento coccígeo. A pia-máter também forma de cada lado da medula uma prega longitudinal denominada ligamento denticulado. Espaço entre as meninges Em relação com as meninges que envolvem a medula existem três cavidades ou espaços, epidural, subdural e subaracnóideo. - Epidural: espaço epidural, ou extradural situa-se entre a dura-máter e o periósteo do canal vertebral. Contém tecido adiposo e um grande número de veias que constituem o plexo venoso vertebral interno. - Subdural: situado entre a dura-máter e a aracnóide, é uma fenda estreita contendo uma pequena quantidade de líquido, suficiente apenas para evitar a aderência das paredes. - Subaracnóideo: é o mais importante e contém uma quantidade razoavelmente grande de líquido cérebro-espinhal ou liquor. Espaço Localização Conteúdo Epidural (extradural) Entre a dura máter e o periósteo do canal vertebral Tecido adiposos e plexo venosos vertebral interno Subdural Espaço virtual entre a dura máter e a aracnóide Pequena quantidade de líquido Subaracnóide Entre a aracnóide e a pia máter Líquido cerebroespinhal (líquor) Vantagem clínica do espaço subaracnóideo: Sabe-se que o saco dural e a aracnóide que o acompanha terminam em S2, enquanto a medula termina mais acima, em L2. Entre estes dois níveis, o espaço subaracnóideo é maior, contém maior quantidade de liquor e nele se encontram apenas o filamento terminal e as raízes que formam a cauda equina. Não havendo perigo de lesão da medula, esta área é ideal para a introdução de uma agulha no espaço subaracnóideo. Anatomia do encéfalo supratentorial O encéfalo supratentorial é composto por telencéfalo e diencéfalo. O telencéfalo constitui os hemisférios cerebrais que são divididos em lobos, já o diencéfalo compreende as seguintes partes: tálamo, hipotálamo, epitálamo, e subtálamo, todos em relação pelo III ventrículo. TELENCÉFALO O telencéfalo compreende os dois hemisférios cerebrais, hemisfério direito e hemisfério esquerdo, e uma pequena parte mediana situada na porção anterior do III ventrículo Os dois hemisférios cerebrais são incompletamente separados pela fissura longitudinal do cérebro, cujo assoalho é formado por uma larga faixa de fibras comissurais, o corpo caloso, principal meio de união entre os dois hemisférios. Os hemisférios cerebrais possuem cavidades, os ventrículos laterais direito e esquerdo, que comunicam com o III ventrículo pelos forames interventriculares. O telencéfalo possui três faces: 1. Súpero Lateral, convexa 2. Medial, plana 3. Inferior, base do cérebro Os lobos do cérebro são: 1. Frontal 2. Parietal 3. Temporal 4. Occipital 5. Insula (profundamente no sulco lateral) O telencéfalo possui depressões chamadas de sulco que delimitam os giros ou circunvoluções cerebrais. A existência dos sulcos permite considerável aumento de superfície sem grande aumento do volume cerebral. Em cada hemisfério cerebral os dois sulcos mais importantes são o sulco lateral e sulco central. De modo geral as áreas situadas adiante do sulco central relacionam-se com a motricidade, enquanto as situadas atrás deste sulco relacionam-se com a sensibilidade. A divisão em lobos não corresponde a nenhuma divisão funcional, exceto pelo lobo occipital, que parece estar todo, direta ou indiretamente, relacionado com a visão. * Giro pré-central: principal área motora do cérebro. * Giro temporal transverso anterior: centro cortical da audição. * Giro pós-central: área somestésica (importante área sensitiva do cérebro) A face inferior ou base do hemisfério cerebral pode ser dividida em duas partes: uma pertence ao lobo frontal e outra ao lobo occipital. Na face inferior do lobo temporal os principais sulcos são o occipito-temporal, colateral, rinal, calcarino e sulco do hipocampo. Na face inferior do lobo frontal encontra-se o bulbo olfatório, que é uma dilatação ovoide e achatada de substância cinzenta que continua posteriormente com o tracto olfatório, ambos alojados no sulco olfatório. O bulbo olfatório recebe os filamentos que constituem o nervo olfatório ( I par craniano). Além dos sulcos e giros, o telencéfalo possui outras três estruturas importantes que são o corpo caloso, fórnix e septo pelúcido, visíveis na face medial do telencéfalo. DIENCÉFALO Tálamo: duas massas volumosas de substância cinzenta, de forma ovóide, dispostas uma de cada lado, na porção látero-dorsal do diencéfalo. A extremidade posterior, maior que a anterior, apresenta uma grande eminência, o pulvinar do tálamo que se projeta sobre os corpos geniculados lateral e medial. - Metatálamo: corpo geniculado lateral (via óptica) + corpo geniculado medial (via auditiva). Hipotálamo: área localizada abaixo do tálamo com importantes funções relacionadas principalmente com o controle da atividade visceral. O hipotálamo compreende estruturas como os corpos mamilares, quiasma óptico, túber cinéreo (onde prende-se a hipófise por meio do infundíbulo) e infundíbulo. Epitálamo: o epitálamo limita posteriormente o III ventrículo, acima do sulco hipotalâmico, já na transição com o mesencéfalo. Seu elemento mais evidente é a glândula pineal, cercada pelos trígonos da habênula. Subtálamo: zona de transição entre o diencéfalo e o tegmento do mesencéfalo. O elemento mais evidente do subtálamo é o núcleo subtalâmico. VENTRÍCULOS CEREBRAIS Os ventrículos laterais (direito e esquerdo) se originam da luz do telencéfalo. O III (terceiro) ventrículo origina da luz do diencéfalo. Os ventrículos laterais comunicam com o III através do forame interventricular. O aqueduto cerebral origina-se da luz estreitada do mesencéfalo, e comunica o III com IV ventrículo. O IV (quarto) ventrículo origina da luz do rombencéfalo. Este é continuado pelo canal central da medula e se comunica com o espaço subaracnóide. Anatomia do encéfalo infratentorial TRONCO ENCEFÁLICO O tronco encefálico interpõe-se entre a medula e o diencéfalo,situando-se ventralmente ao cerebelo. Na sua constituição entram corpos de neurônios que se agrupam em núcleos e fibras nervosas, que, por sua vez, se agrupam em feixes denominados tractos, fascículos ou lemniscos. O tronco encefálico se divide em: bulbo, situado caudalmente, mesencéfalo, situado cranialmente, e ponte, situada entre ambos. O tronco encefálico tem funções de conduto, nervo craniano e integrativas: todos os tratos longos atravessam o tronco encefálico em seu caminho de/para a medula espinhal, portanto, o tronco encefálico tem funções de conduto. Além disso, através de conexões com os nervos cranianos, o tronco encefálico atende às mesmas funções sensitivas e motoras básicas para a cabeça que a medula espinal para o corpo, e também a alguns sentidos especiais (audição, equilíbrio, gustação). Por fim, o tronco encefálico contém uma formação reticular anatomicamente difusa, cuja atividade é fundamental para uma série de funções, incluindo a manutenção da consciência e a respiração. Mesencéfalo: possui neurônios motores somáticos que controlam os movimentos oculares. Esses neurônios localizam nos núcleos dos NC III e NC IV. Outros neurônios do mesencéfalo fazem parte de um sistema, junto com o cerebelo e córtex, para o controle motor. O mesencéfalo também contém grupos de neurônios que estão envolvidos na retransmissão de sinais relacionados com a audição e a visão. - Principais estruturas: colículos superiores e inferiores, os pedúnculos cerebrais e o aqueduto do mesencéfalo. Ponte: contém os neurônios motores somáticos que controlam a mastigação (núcleo do NC V), o movimento ocular (núcleo do NC VI) e os músculos faciais (núcleo do NC VII). A ponte também recebe a informação sensorial somática da face, do escalpo, da boca e do nariz (parte do núcleo do NC V). Também está envolvida no processamento da informação relacionada com a audição e o equilíbrio (núcleo do NC VIII). Neurônios da ponte ventral recebem informações do córtex, e esses neurônios em sequência formam uma conexão maciça direta com o cerebelo, o que é crucial para a coordenação dos movimentos motores. - Principais estruturas: parte basilar, os pedúnculos cerebelares médios e parte do quarto ventrículo. Bulbo: contém neurônios motores somáticos que inervam os músculos do pescoço (núcleo do NC XI) e a língua (núcleo do NC XII). Junto com a ponte, o bulbo está envolvido no controle da pressão sanguínea, do batimento cardíaco, da respiração e da digestão (núcleos do NC IX e X). O bulbo é a primeira estação do SNC na condução da informação dos sentidos especiais da audição e do equilíbrio. - Principais estruturas: pirâmides, olivas e parte do quarto ventrículo. O bulbo também é dotado de três centros importantes: - centro respiratório (que controla o ato de respirar); - centro do vômito (que controla tal ação); - centro vasomotor (que regula os batimentos cardíacos). Mesencéfalo CEREBELO Funcionalmente e em virtude de suas conexões, o cerebelo pode ser dividido em três partes. Filogeneticamente, o vestibulocerebelo (também chamado de arquicerebelo) é a região mais antiga dessas três partes, seguida pelo espinocerebelo (também chamado de paleocerebelo) e por fim o cérebro-cerebelo (também chamado de neocerebelo). Vestibulocerebelo está intimamente relacionado com o sistema vestibular, cujos sensores estão localizados na orelha interna, e as estações de relé estão localizadas na ponte e no bulbo. Esta região ajuda a manter o equilíbrio do corpo. Espinocerebelo recebe muita informação dos receptores de estiramento dos músculos através de conexões na medula espinhal e no tronco encefálico. Esta região ajuda a regular o tônus muscular. Cérebro-cerebelo, a maior parte, recebe um grande número de projeções das porções sensório-motoras do córtex cerebral através de conexões com neurônios pontinos. Essa região coordena o comportamento motor. Muitas das eferências cerebelares alcançam o córtex motor contralateral através do tálamo. Neurotransmissores Os neurotransmissores podem ser classificados por sua função, ou por sua constituição. Eles podem ter função inibitória sobre o neurônio, eles diminuem a probabilidade do neurônio disparar um potencial de ação. Alguns dos principais neurotransmissores inibidores incluem a serotonina e o ácido gama-aminobutírico (GABA). Já os neurotransmissores excitatórios aumentam a probabilidade de o neurônio disparar um potencial de ação. Alguns dos principais neurotransmissores excitatórios incluem epinefrina e norepinefrina. Analisando a constituição os neurotransmissores podem se originar de aminas ou aminoácidos. Principais Transmissores Constituídos por Pequenas Moléculas Aminas Aminoácidos Acetilcolinas Serotonina Dopamina Norepinefrina Glutamato GABA (ácido-𝜸-aminobutírico) ACETILCOLINA: a acetilcolina é o único neurotransmissor da sua classe. Encontrado nos sistemas nervosos central e periférico, é o principal neurotransmissor associado aos neurônios motores. Ela desempenha um papel nos movimentos musculares, bem como na memória e na aprendizagem. Etapas da transmissão de Acetilcolina: - Captação do precursor - Biosíntese - Armazenamento - Liberação - Ação 1. A acetilcolina (Ach) é sintetizada a partir de colina e acetil CoA, e posteriormente armazenada em vesículas sinápticas. 2. Na fenda sináptica a Ach é quebrada pela enzima acetilcolinesterase. 3. A colina é transportada de volta para o terminal axônico e utilizada para a síntese de mais Ach. Receptores pós sinápticos: - Receptores nicotínicos: São encontrados nas junções neuromusculares, gânglios da porção autônoma do sistema nervoso e no SNC, onde a acetilcolina atua de maneira excitatória se ligando diretamente a esses canais que por meio do aumento da condutância ao sódio ou diminuição da condutância ao potássio ou cloreto permitem uma despolarização celular que consequentemente propaga o potencial de ação excitatório, levando eventualmente a uma contração muscular esquelética. - Receptores muscarínicos: São classificados como não iônicos, pois através de sua ligação com a acetilcolina promovem uma cascata de sinalização intracelular associada à ProteÍna G, que quando disparada, tem como objetivo final inibir o potencial de ação propagado. Esse tipo de interação neurotransmissor e receptor é muito comum nas fibras musculares cardíacas, onde a acetilcolina atua de maneira inibitória reduzindo a frequência dos batimentos cardíacos. Efeitos: - Contração do músculo esquelético - Vasodilatação (Aumento da perfusão tecidual) - Redução da frequência cardíaca - Aumento de secreções (salivação, sudorese e lacrimejamento) - Contração do músculo liso (Aumento da motilidade gastrointestinal, broncoconstrição e contração da bexiga urinária) - Secreção de suco gástrico - Secreção de muco - Efeitos no sistema nervoso - excitação, ganho de memória e tremores. SEROTONINA: a serotonina desempenha um papel importante na regulação e modulação do humor, sono, ansiedade, sexualidade e apetite. Os inibidores seletivos da recaptação da serotonina, geralmente referidos como ISRSs, são um tipo de medicação antidepressiva comumente prescritapara tratar depressão, ansiedade, transtorno do pânico e ataques de pânico. SSRIs trabalham para equilibrar os níveis de serotonina, bloqueando a recaptação de serotonina no cérebro, o que pode ajudar a melhorar o humor e reduzir sentimentos de ansiedade. O primeiro passo para a síntese da serotonina no sistema nervoso central (SNC) e em outras áreas do corpo, como, por exemplo, nas células enterocromafins encontradas na mucosa intestinal, plaquetas e mastócitos, é a captação do triptofano. O L-triptofano passa por uma ação da enzima triptofano-hidroxilase, passando para a forma de L-5 hidroxitriptofano. Por conseguinte, ocorre a transformação dessa última forma em serotonina, pela ação da L-amina ácida descarboxilase. Liberação de Serotonina - TVMA: carrega serotonina para as vesículas - Potencial de ação - Influxo de cálcio - Fusão das vesículas - Liberação da serotonina - Ligação ao receptor - A degradação da serotonina é mediada pela MAO Receptores na membrana pós-sináptica - Efeito inotrópico e metabotrópico. - Consistem em receptores acoplados à proteína G (exceção: 5-HT3 - canal de cátion regulado por ligante) - Todos são expressos no SNC - 5-HT1: INIBITÓRIO - 5-HT2: EXCITATÓRIO - 5-HT3: EXCITATÓRIO - 5-HT4: EXCITATÓRIO Recaptação de Serotonina - ANTIDEPRESSIVOS - Recaptação é feita pelo transportador TSER - Depressão: alteração na concentração da serotonina em diferentes áreas do cérebro - Fármacos antidepressivos inibem a ação desse transportador - Chamados de inibidores seletivos da recaptação de serotonina (ISRS) - Com a recaptação inibida, a serotonina fica mais tempo disponível na fenda sináptica - O uso dos inibidores seletivos da recaptação de serotonina, portanto, aumenta a disponibilidade de serotonina e consequentemente reduz os sintomas da depressão. DOPAMINA: a dopamina desempenha um papel importante na coordenação dos movimentos do corpo. A dopamina também está envolvida em recompensa, motivação e acréscimos. Vários tipos de drogas viciantes aumentam os níveis de dopamina no cérebro. A doença de Parkinson, que é uma doença degenerativa que resulta em tremores e prejuízos no movimento motor, é causada pela perda de neurônios geradores de dopamina no cérebro. A dopamina é produzida nos chamados neurônios dopaminérgicos. No citoplasma desses neurônios, a dopamina é sintetizada com base na tirosina. Tirosina é convertida em dopa pela ação da tirosina-hidroxilase. Dopa é então convertida em dopamina pela ação da Descarboxilase dos Aminoácidos L-Aromáticos. Receptores na membrana pós-sináptica - Metabotrópicos Grupo D1 Grupo D2 D1 e D5 D2 , D3 e D4 Gs Gi Estimulam a enzima adenilciclase e aumentam o nível intracelular de AMP cíclico. Inibem a enzima adenilato ciclase e diminuem o AMP cíclico intracelular. Ação excitatória (via direta) sobre receptores tipo D1, liberando o movimento. Ação inibitória (via indireta) quando atua em receptores tipo D2, inibindo a estrutura que impede o movimento. NOREPINEFRINA: neurotransmissor que desempenha um papel importante no estado de alerta que está envolvido na resposta de luta ou fuga do corpo. Seu papel é ajudar a mobilizar o corpo e o cérebro para agir em momentos de perigo ou estresse. Níveis deste neurotransmissor são tipicamente mais baixos durante o sono e mais altos durante períodos de estresse. O sistema nervoso simpático utiliza as catecolaminas, que são sintetizadas a partir da tirosina: 1. Tirosina é convertida em dopa pela ação da tirosina-hidroxilase 2. Dopa é convertida em dopamina pela ação da Descarboxilase dos Aminoácidos L-Aromáticos 3. Dopamina é transportada para dentro das vesículas pelo VMAT (Transportador vesicular de monoaminas). 4. Dopamina dentro da vesícula é então transformada em noradrenalina pela ação da dopamina β-hidroxilase 5. Noradrenalina é então liberada na fenda sináptica. - O NET (Transportador de norepinefrina) funciona como recaptação de NE e é importante para a cessação da ação da noradrenalina liberada. Degradação metabólica das catecolaminas Duas enzimas são responsáveis pela degradação das catecolaminas: a MAO (monoamino-oxidase) localizada na membrana externa das mitocôndrias no terminal pré-sináptico e a COMT (catecol-O-metiltransferase) localizada em tecidos neuronais e não neuronais (principalmente fígado). - MAO-A degrada preferencialmente a serotonina, a norepinefrina e dopamina. - MAO-B degrada a dopamina mais rapidamente do que a serotonina e a norepinefrina. - COMT também degrada catecolaminas mas mais na periferia (principalmente fígado). → Efeitos excitatórios no sistema de luta ou fuga, ou seja, vasodilata a periferia, aumenta a frequência cardíaca e dilata a pupila, por exemplo. → Efeitos inibitórios no sistema colinérgico, portanto faz vasoconstrição do trato gastrointestinal e inibe a sudorese. GABA: o ácido gama-aminobutírico (GABA) age como o principal mensageiro químico inibidor do corpo (relacionado ao potencial sináptico inibitório - PIPS). O GABA contribui para a visão, controle motor e desempenha um papel na regulação da ansiedade. Os benzodiazepínicos, usados para ajudar no tratamento da ansiedade, funcionam aumentando a eficiência dos neurotransmissores GABA, o que pode aumentar a sensação de relaxamento e calma. O organismo sintetiza o GABA a partir do glutamato, utilizando a enzima L-ácido glutâmico descarboxilase e piridoxal fosfato (que é a forma ativa de B6) como cofator. Este processo converte o principal neurotransmissor excitatório (glutamato) em um dos principais inibitório (GABA). Receptores na membrana pós-sináptica - GABAA: são canais iônicos dependentes de ligantes (também conhecidos como receptores ionotrópicos), que abrem diretamente o canal de Cl, portanto tem ação inibitória. - GABAB: são receptores acoplados à proteína G inibitória, também chamados de receptores metabotrópicos, que ativam uma cascata de segundos mensageiros ativando indiretamente um canal de K+, causando inibição da célula, e a redução da excitabilidade pós-sináptica. - GABAC: é um receptor ionotrópico que está presente na retina. GLUTAMATO: o glutamato é o neurotransmissor mais abundante encontrado no sistema nervoso central, agindo como neurotransmissor excitatório. Este aminoácido não atravessa a barreira hematoencefálica, por isso deve ser sintetizado no tecido nervoso a partir de glicose e outros precursores. Não sofre nenhuma degradação ou conversão química no espaço extracelular, por isso, ela interage até que se difunda ou é regulado por EAATs (Transportadores de Aminoácidos Excitatórios). Quantidades excessivas de glutamato podem causar excitotoxicidade resultando em morte celular. Essa excitotoxicidade causada pelo acúmulo de glutamato está associada a algumas doenças e lesões cerebrais, incluindo a doença de Alzheimer, derrame cerebral e convulsões epilépticas. Seu metabolismo cerebral é controlado por receptores presentes nos neurônios pré e pós-sinápticos, definindo o tempo em que permanece na fenda sináptica e é controlado por enzimas encontradas nas células da glia. Via de síntese: No Ciclo de Krebs, ocorrendo na mitocôndria da célula de glia o alfa-cetoglutarato é transaminado, junto com a glutamina, para formar o neurotransmissorexcitatório glutamato.Este glutamato, pela ação da glutamina sintase, é então reduzido a glutamina. A seguir a glutamina é transferida para o neurônio que a converte novamente em glutamato através da glutaminase associada as mitocôndrias. O glutamato é então liberado para a fenda sináptica. Receptores na membrana pós-sináptica: - O glutamato pode atuar em quatro grandes classes de receptores: uma delas é o receptor metabotrópico (mGluRs), e três delas são canais iônicos ou receptores ionotrópicos (iGluRs). - Os iGluRs são: NMDA, AMPA e cainato. Eles contém um polo central, formados por suas subunidades agrupadas, que tem condutância seletiva para os íons cálcio e sódio. NEUROTRANSMISSOR SÍNTESE DEGRADAÇÃO RECEPTORES TIPO OBSERVAÇÃO ACETILCOLINA Colina + Acetil CoA (acetilcolinesterase) Acetilcolinesterase Nicotínicos Muscarínicos ionotrópico Metabotrópico JNM e gânglio Inervação do SN parassimpático DOPAMINA Tirosina → Dopa → Dopamina MAO e COMT (Recaptação) D1 e D5 (+) D2, D3, D4 (-) Metabotrópico Via nigroestriatal: movimento Via mesocortical: cognição Via mesolímbica: emoção Via tuber-infundíbulo: Da inibe prolactina GABA Glutamato GABA transaminase GABA A GABA B ionotrópico metabotrópico canais de Cl canais de K GLUTAMATO Glutamina (glicose) Não é degradada só recaptada NMDA AMPA Cianato Metabotrópico Ionotrópico Proteína G Aminoácido excitatório (PEPS) NORADRENALINA Tirosina → Dopa → Dopamina → NA MAO e COMT (Recaptação) 𝞪 1 𝞪 2 𝞫 1 𝞫 2 𝞫 3 metabotrópico Perifericamente é neurotransmissor do SN simpático No SNC é analgésico SEROTONINA Triptofano MAO 5 HT1 a 5HT7 Maior parte metabotrópico Perifericamente é angiogênica. No SNC é analgésico Embriologia do Sistema Nervoso O sistema nervoso origina-se do folheto embrionário ectoderma. O primeiro indício de formação do sistema nervoso consiste em um espessamento do ectoderma, situado acima da notocorda, formando a chamada placa neural. A placa neural cresce progressivamente, torna-se mais espessa e adquire um sulco longitudinal denominado sulco neural, que se aprofunda para formar a goteira neural. Os lábios da goteira neural se fundem para formar o tubo neural. No ponto em que este ectoderma encontra os lábios da goteira neural, desenvolvem-se células que formam de cada lado uma lâmina longitudinal denominada crista neural, situada dorsolateralmente ao tubo neural. O tubo neural dá origem a elementos do sistema nervoso central, enquanto a crista dá origem a elementos do sistema nervoso periférico, além de elementos não pertencentes ao sistema nervoso Tubo Neural → SN Central Crista Neural → SN Periférico O crescimento das paredes do tubo neural não é uniforme, dando origem às seguintes formações: - duas lâminas alares (sensibilidade - neurônios sensitivos) - duas lâminas basais (motricidade - neurônios motores) - uma lâmina do assoalho (sulco mediano do assoalho do IV ventrículo) - uma lâmina do teto (epêndima da tela corióide e dos plexos corióides) Separando, de cada lado, as lâminas alares das lâminas basais há o chamado sulco limitante. O sulco limitante separa formações motoras de formações sensitivas. As áreas situadas próximo ao sulco limitante relacionam-se com a inervação das vísceras; as mais afastadas inervam territórios somáticos (músculos esqueléticos e formações cutâneas). Dilatação do Tubo Neural Desde o início de sua formação, o calibre do tubo neural não é uniforme. A parte cranial, que dá origem ao encéfalo do adulto, torna-se dilatada e constitui o encéfalo primitivo, ou arquencéfalo; a parte caudal, que dá origem à medula do adulto, permanece com calibre uniforme e constitui a medula primitiva do embrião. No arquencéfalo distinguem-se inicialmente três dilatações, que são as vesículas encefálicas primordiais denominadas: prosencéfalo, mesencéfalo e rombencéfalo. Com o subseqüente desenvolvimento do embrião, o prosencéfalo dá origem a duas vesículas, telencéfalo e diencéfalo. O mesencéfalo não se modifica, e o rom- bencéfalo origina o metencéfalo (ponte e cerebelo) e o mielencéfalo (bulbo). Cavidade do tubo neural A luz do tubo neural permanece no sistema nervoso do adulto, sofrendo, em algumas partes, várias modificações. - A luz da medula primitiva forma, no adulto, o canal central da medula ou canal do epêndima que no homem é muito estreito e parcialmente obliterado. - A cavidade dilatada do rombencéfalo forma o IV ventrículo. - A cavidade do diencéfalo e a da parte mediana do telencéfalo formam o III ventrículo. - A luz do mesencéfalo permanece estreita e constitui o aqueduto cerebral (ou de Sylvius), que une o III ao IV ventrículo. - O metencéfalo e o mielencéfalo formam a parte superior e inferior do IV ventrículo respectivamente. Anatomia do Sistema Nervoso Autônomo Relembrando, o sistema nervoso divide-se em SN somático (relação com o meio) e SN visceral. O SN visceral relaciona-se com a inervação das estruturas viscerais e é muito importante para a integração da atividade das vísceras no sentido da manutenção da constância do meio interno (homeostase). O componente aferente do SN visceral conduz os impulsos nervosos originados em receptores das vísceras (visceroceptores) a áreas específicas do sistema nervoso central. O componente eferente do SN visceral é classificado como sistema nervo autônomo, ele traz impulsos de certos centros nervosos até as estruturas viscerais, terminando, pois, em glândulas, músculos lisos ou músculo cardíaco. O sistema nervoso autônomo divide-se em Simpático e Parassimpático. Componente Eferente do SN Visceral = Sistema Nervoso Autônomo Sistema Nervoso Visceral Aferente As fibras viscerais aferentes conduzem impulsos nervosos originados em receptores situados nas vísceras (visceroceptores). Em geral, estas fibras integram nervos predominantemente viscerais, juntamente com as fibras do sistema nervoso autônomo. Os impulsos nervosos aferentes viscerais, antes de penetrar no sistema nervoso central, passam por gânglios sensitivos. No caso dos impulsos que penetram pelos nervos espinhais, estes gânglios são os gânglio espinhal. Impulsos aferentes inconscientes: impulsos que informam sobre a pressão arterial ou teor de O2, sem que nós possamos percebê-los. Importantes para a realização de vários reflexos viscerais ou víscero somáticos. Existem alguns visceroceptores especializados para detectar este tipo de estímulo, sendo os mais conhecidos os do seio carotídeo e do glomo (ou corpo) carotídeo , situados próximo à bifurcação da artéria carótida comum. Os visceroceptores situados no seio carotídeo são sensíveis às variações da pressão arterial e os do glomo carotídeo, às variações na taxa de O2 do sangue. Impulsos neles originados são levados ao sistema nervoso central pelo nervo glossofaríngeo . Contudo, muitos impul- sos viscerais tornam-se conscientes manifestando-se sob a forma de sensações de sede, fome, plenitude gástrica ou dor. Dor referida: dor referida é a dor sentida pela pessoa num local diferente daquele onde é produzido o estímulo que causa a dor. Certos processos inflamatórios ou irritativos de vísceras e órgãos internos dão manifestações dolorosas em determinados territórioscutâneos. Assim, processos irritativos do diafragma manifestam-se por dores e hipersensibilidade na pele da região do ombro; a apendicite pode causar hipersensibilidade cutânea na parede abdominal da fossa ilíaca direita. Quando as fibras nervosas começam a transmitir sensações de “dor”, o cérebro tem dificuldade em localizá-la, pois os nociceptores das vísceras entram na medula pelo mesmo caminho dos exteroceptores e as duas formas de informação se misturam, ele então acaba interpretando que a dor está vindo de um lugar que normalmente (com mais frequência) emite esta sensação, tal como a pele. Diferenças entre o SN Somático Eferente e o SN Visceral Sistema Nervoso Somático Eferente Visceral Eferente Alvo Músculo estriado esquelético M. estriado cardíaco ou liso e glândula Ação Voluntário Involuntário Nº neurônios Um neurônio Dois neurônios Anatomia do Sistema Nervoso Autônomo No sistema nervoso autônomo temos dois neurônios unindo o sistema nervoso central ao órgão efetuador. Um deles tem o corpo dentro do sistema nervoso central (medula ou tronco encefálico), o outro tem seu corpo localizado no sistema nervoso periférico. Corpos de neurônios situados fora do sistema nervoso central tendem a se agrupar, formando dilatações denominadas gânglios. Assim, os neurônios do sistema nervoso autônomo cujos corpos estão situados fora do sistema nervoso central se localizam em gânglios e são denominados neurônios pós-gânglionares. Aqueles que têm seus corpos dentro do sistema nervoso central são denominados neurônios pré-ganglionares. Neurônios pré-ganglionares: - Corpos dos neurônios na medula e no tronco encefálico. - No tronco encefálico, eles se agrupam formando os núcleos de origem de alguns nervos cranianos, como o nervo vago. - Na medula eles ocorrem do 1º ao 12º segmentos torácicos (T1 até T12) nos dois primeiros segmentos lombares (L1 e L2) e nos segmentos S2, S3 e S4 da medula sacral. - Na porção toracolombar (T1 a L2) os neurônios pré-ganglionares se agrupam formando a coluna lateral, situada entre as colunas anterior e posterior da substância cinzenta. - O axônio do neurônio pré-ganglionar envolvido pela bainha de mielina e bainha de neurilema constitui a chamada fibra pré-ganglionar , assim denominada por estar situada antes de um gânglio, onde termina fazendo sinapse com o neurônio pós-ganglionar. Neurônio pós-ganglionar: - Os corpos dos neurônios pós-ganglionares estão situados nos gânglios do sistema nervoso autônomo, onde são envolvidos por um tipo especial de células neurogliais denominadas anfícitos. - São neurônios multipolares. - O axônio do neurônio pós-ganglionar envolvido apenas pela bainha de neurilema constitui a fibra pós-ganglionar , e difere da fibra pré-ganglionar por ser amielínica e terminar em contato com as vísceras (glândulas, músculos lisos ou cardíacos). Diferenças entre SNA Simpático e Parassimpático SNA SIMPÁTICO SNA PARASSIMPÁTICO Torácico e Lombar (T1 e L2) Crânio - sacral (crânio + S1, S3, S4) Fibra pré-ganglionar curta Fibra pré-ganglionar longa Fibra pós-ganglionar longa Fibra pós-ganglionar curta Fibra pós-ganglionar adrenérgica (NE) na maioria e também colinérgica* Fibra pós-ganglionar colinérgica (ACh) Neurônios pós-ganglionares localizados longe das vísceras e próximos da coluna vertebral (Gânglios paravertebrais e pré-vertebrais) → distantes dos alvos anatômicos. Neurônios pós-ganglionares localizam-se próximo ou dentro das vísceras. (Ex: Plexo submucoso de Meissner e mioentérico de Auerbach) → próximos ou dentro dos alvos anatômicos. Vesículas sinápticas granulares pequenas (NE) Vesículas sinápticas agranulares (ACh) * Exceção: colinérgicas para glândulas sudoríparas e para os vasos sanguíneos dos músculos estriados esqueléticos. Anatomia do Sistema Nervoso Simpático No SNA Simpático temos duas cadeias de gânglios simpáticos paravertebrais (tronco simpático), interconectadas com os nervos espinais, ao lado da coluna vertebral, uma de cada lado. A partir de T5 temos os nervos esplâncnicos (maior, menor, e imo) os quais tem trajeto descendente, atravessam o diafragma e penetram na cavidade abdominal, onde terminam nos gânglios pré-vertebrais (os gânglios celíaco, mesentérico superior, aórtico-renal, mesentérico inferior e o hipogástrico). - 3 gânglios cervicais: superior, médio, inferior + Fusão do gânglio cervical inferior com o primeiro torácico = gânglio estrelado (C7) - 10 a 12 gânglios torácicos - 3 a 5 gânglios lombares - 4 a 5 gânglios sacrais - 1 coccígeo (gânglio ímpar) Cadeia pré-vertebral: relacionada aos ramos da aorta abdominal - Gânglio celíaco (direito e esquerdo): destino do nervo esplâncnico torácico maior - Gânglio aórtico-renal (direito e esquerdo): destino do nervo esplâncnico torácico menor - Gânglio mesentérico superior: destino dos nervos esplâncnicos lombares maior e menor - Gânglio mesentérico inferior: destino dos nervos esplâncnicos lombares maior e menor Distribuição segmentar das Fibras Nervosas Simpáticas As vias simpáticas, que se originam nos diferentes segmentos da medula espinal, não são necessariamente distribuídas para as mesmas partes do corpo como as fibras nervosas espinais somáticas dos mesmos segmentos. Ao contrário, as fibras simpáticas: - T1: se projetam para cima da cadeia simpática, para terminar na cabeça. - T2: terminam no pescoço. - T3, T4, T5, T6: terminam no tórax. - T7, T8, T9, T10 e T11: terminam no abdomen. - T12, L2 e L2: vão para as pernas. Caminho dos neurônios simpáticos: NEURÔNIO PRÉ-GANGLIONAR: Corno intermediolateral da medula espinhal → Raiz ventral/anterior da medula → Ramo comunicante branco → Cadeia simpática A partir da cadeia simpática as fibras podem seguir um dos três seguintes cursos: 1. pode fazer sinapse com neurônios simpáticos pós-ganglionares, no gânglio em que entra; 2. pode se dirigir, para cima ou para baixo na cadeia e fazer sinapse com outro gânglio da cadeia; 3. pode percorrer distâncias variáveis pela cadeia e, então, por meio de um dos nervos simpáticos, dirigir-se para fora da cadeia, fazendo, finalmente, sinapse em gânglio simpático periférico. NEURÔNIO PÓS-GANGLIONAR: Gânglios da cadeia simpática → Ramo comunicante cinzento → alvos anatômicos ou Gânglio pré-vertebral → alvos anatômicos. As fibras pós-ganglionares podem chegar ao alvo anatômico por três trajetos: 1. Por intermédio de um nervo espinhal: as fibras voltam ao nervo espinhal pelo ramo comunicante cinzento e se distribuem no território de inervação deste nervo (Ex: glândulas sudoríparas, m. eretores dos pelos, vasos cutâneos). 2. Por intermédio de um nervo independente: o nervo liga diretamente o gânglio à víscera (Ex: N. cardíacos cervicais do simpático). 3. Por intermédio de uma artéria: as fibras pós-ganglionares acoplam-se a artéria e a acompanham em seu território de vascularização. (Ex: vísceras do abdômen, vasos intracranianos, corpo pineal, hipófise, e pupila). Anatomia do Sistema Nervoso Parassimpático No sistema nervoso parassimpático as fibras parassimpáticas deixam o sistema nervoso central pelos N. Oculomotor III, N. Facial VII, N. Glossofaríngeo IX e N. Vago X nervos cranianos; fibras parassimpáticas adicionais deixam a parte mais inferior da medula espinal, pelo segundo e pelo terceiro nervos espinais sacrais
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