Resumo Sono e Vigília

Prévia do material em texto

Sono e vigília 1
😴
Sono e vigília
Ciclo circadiano
Sincronização e antecipação das atividades (comportamentais e fisiológicas) com 
as ambientais
Relógio interno com sinalizador temporal:
Núcleo supraquiasmático, hipotálamo, diencéfalo. Bilateral, logo acima do quiasma 
óptico e próximo ao III ventrículo. Remoção bilateral do núcleocausa 
dessincronização. Osciladores naturais, células marca passo. 
Potencial de repouso dinâmico, sofre flutuações ao longo do dia, de acordo com as 
propriedades que também se alteram. Períodos do dia com potencial de repouso 
mais perto do limiar (mais fácil gerar potenciais de ação)
Ciclo de transcrição de proteínas alteram essas propriedades. Alternância de qual 
proteína está em maior quantidade no citosol. 
Começo do dia: Transcrição dos genes CLOCK e BMAL1, que geram a síntese 
das proteínas CLOCK e BMAL. Dependente da luz.
União das proteínas formando um dímero, que se transloca para dentro do 
núcleo e ativa a transcrição de genes (principalmente CRY e PER) para 
transcrição de proteínas homônimas.
União dessas duas proteínas formando um dímero, que se transloca para dentro 
do núcleo.
CRY se liga ao dímero CLOCL-BMAL1, impedindo que esse dímero promova a 
síntese de proteínas CRY e PER. CRY inibe a própria síntese. PER estimula a 
transcrição de BMAL1 e CLOCK. 
Ao longo de 24h: alternância entre aumento de CLOCK e BMAL, depois 
aumento de CRY e PER. 
A transcrição não é totalmente dependente da luz (pista ambiental). Sem a luz, o 
indivíduo terá um ciclo de 24-26 horas, que vai aos poucos se dessincronizar do 
Sono e vigília 2
ritmo de claro e escuro do ambiente. 
Estímulos temporizadores
Sincronização do ciclo circadiano com os estímulos externos: trato retino-
hipotalâmico. 
Retina: células ganglionares que contém pigmento melanopsina. Luz atinge esse 
pigmento, que dispara potenciais de ação, que são transmitidos (potenciais 
excitatórios glutamatérgicos) para o núcleo supraquiasmático. 
Relógio epitalâmico: envia aferências diversas do tálamo para o núcleo 
supraquiasmático. Pistas sociais (horário de lazer, turno de trabalho ou estudo, etc). 
Melatonina: supraquiasmático responde também à melatonina, que é um hormônio 
da glândula pineal, derivado da serotonina. Secretada durante à noite (fase escura). 
Pineal detecta luminosidade também pelo trato retino-hipotalâmico. 
Núcleo supraquiasmático excitado pelas células ganglionares da retina lança 
sinapses inibitórias para o núcleo paraventricular (silencia esses neurônios). À 
noite, sem esse estímulo (desde que esteja escuro), não há inibição do núcleo 
paraventricular, que fica livre para disparar potenciais de ação excitatórios para 
as células pré ganglionares simpáticas (zona interomediolateral), que excita a 
glândula pineal, para que ela sintetize e libere melatonina. 
Melatonina é um sinalizador de sazonalidade: Inverno e outono: noites mais 
longas, mais melatonina. Regulação de funções metabólicas sazonais (animais: 
gônadas, hibernação, etc). 
Núcleo supraquiasmático recebe informações de: trato retino-hipotalâmico, tálamo, 
glândula pineal. 
Envia eferências para: núcleos hipotalâmicos (controle visceral, temperatura, 
hormônio do crescimento, cortisol, etc), prosencéfalo basal (controla 
comportamentos motivados e regulação do ciclo vigília-sono. 
Sono e vigília
Comportamentos periódicos nítidos com oscilação da atividade, controlado pelo 
núcleo supraquiasmático. 
Sono e vigília 3
1/3 do dia dormindo. Privação do sono pode levar à morte. 
Função do sono não está clara, mas as possibilidades são: 
Descanso de atividade e restauração de energia
Secreção de somatotrofinas (GH, GFs). Crianças e bebês que possuem maior 
taxa de secreção desses hormônios dormem mais. 
Restauração do sistema imune: sono causa imunodeficiência, mas pode ser 
porque a privação de sono é estressora, e o stress causa redução da resposta 
imunológica. 
Consolidação da memória: propagação de expressão gênica do hipocampo 
para o córtex no sono REM. Mamíferos. 
Sono de ondas lentas: não paradoxal, não REM. Sono mais leve, onde ainda 
conseguimos nos mover. Poucos sonhos, raros, lógicos, cotidianos. EEG 
sincronizado: células piramidais corticais disparando em ritmo sincronizado, na 
mesma taxa e no mesmo momento. 
Sono e vigília 4
Sono REM: paradoxal. Quase completa atonia (movimento rápido dos olhos 
apenas). Sonhos frequentes, ilógicos, emocionais, visuais, fantasiosos. EEG 
dessincronizado. Atividade neuronal localizada e muito aumentada (amígdala, 
tálamo, etc). Sono não é para descansar o encéfalo. 
Na vigília, o EEG é dessincronizado.
Classificação do sono pelo eletroencefalograma (EEG).
Ondas geradas pela atividade sináptica: células piramidais do córtex (árvore 
dendrítica). 
Medição feita por eletrodos colocados no couro cabeludo. 
Sinapse excitatória: disparo do axônio aferente → liberação de glutamato (fenda 
sináptica) → abertura dos canais de cálcio → corrente positiva no dendrito → 
negatividade no meio extracelular → difusão da corrente e escape de cálcio pela 
membrana → meio celular levemente positivo. 
Eletrodo do EEG mede o padrão da diferença entre locais com fluido extracelular 
positivo e fluido extracelular negativo.
Eletrodo pega a atividade de todos os neurônios piramidais em torno do 
eletrodo. 
As ondas do EEG são a soma da atividade elétrica de todos os neurônios da 
área. 
Se os neurônios estão sincronizados, o somatório será uma bagunça 
(dessincronizado), sem padrão claro. 
Se os neurônios estão sincronizados, o somatório será padronizado, com o 
traçado do EEG com um padrão mais claro (padrão de ondas lentas, 
sincronizados). 
Classificação do sono de ondas lentas a partir da frequência, do ritmo, dos 
disparos dos neurônios piramidais. 
Ritmos do EEG: 
Vigília: Ritmo . Frequência alta, >14Hz. Dessincronizado (várias células 
recebendo sinais de várias áreas ao mesmo tempo). 
Sono de ondas lentas: gradual sincronização das ondas, com gradual redução 
da frequência. Informações sensoriais passam pelo tálamo, que passa a 
transmitir em modo de “salvas”, com um ritmo mais lento dos disparos de 
potencial de ação que vão ao córtex. 
β
Sono e vigília 5
Estágio 1: Ritmo (8-13Hz) e (4-7Hz). Estágio de sono mais leve, já em 
ondas lentas. Ainda tem uma quantidade de movimentos corporais .
Estágio 2: Indivíduo mais adormecido. Início de ondas de alta voltagem 
(fuso de sono e complexo K). Maior sincronização. 
Estágio 3: Ritmo (0,5-4Hz) e fusos de sono espaçados. Frequência vai 
diminuindo. 
Estágio 4: Apenas ritmo . Maior profundidade do sono. Mais difícil de 
acordar. Maior sincronização cortical e do EEG. 
Sono paradoxal: dessincronização. REM. Volta para um ritmo > 14Hz, igual ao 
da vigília. Ritmo . Atonia muscular e movimento rápido dos olhos. Sonhos 
vívidos e córtex dessincronizado. 
Padrões de sono 
Ciclos de sono de +/- 90min entre ondas lentas e sono REM. 
Início-30min: estágios 1 e 2 do sono de ondas lentas. 
30min-1h: estágios 3 e 4 alternados. Sono de ondas lentas. 
1h-1h30: sono REM com duração de 20-30min. 
Repetição a cada 90min com aumento gradual da duração de cada estágio. 
Humanos adultos: sono monofásico (dormir 1x/dia) com 20% REM. Variações, 
como sesta, etc. 7h-9h. 
Bebês: sono polifásico, 18h, sem ritmo até os 4 meses, 80% REM. Proporção do 
sono REM muito maior. 
Crianças e idosos: sono bifásico. Cochilo no meio do dia. 
α θ
δ
δ
β
Sono e vigília 6
Ao longo da noite não temos mais estágios 3 e 4? Como que pula direto do 2 para o 
REM? 
Envelhecimento: menos sono REM, vão deixando de entrar nos estágios 3 e 4 de 
ondas lentas (fica no estágio 1 e 2 e passa direto para o REM). 
Em torno de 90 anos, o sono REM desaparece completamente. 
Fenômenos autonônicos do sono de ondas lentas
 Atividade parassimpática e atividade simpática
 Frequência cardíaca, respiratória, temperatura corporal, taxa metabólica, 
motilidade gastrointestinal, atividade motora, reflexos musculares, tônus 
muscular.Sonhos raros e lógicos. 
Fenômenos autonômicos do sono REM
Funções irregulares (podem aumentar ou diminuir): frequência cardíaca e 
respiratória, pressão arterial, motilidade gastrointestinal. 
Temperatura corporal tende a temperatura ambiente
Taxa metabólica baixa 
Reflexos musculares e tônus muscular ausentes (atonia, arreflexia). 
Atividade neural localizada
Sonhos frequentes, ilógicos, fantasioso, vívidos e visuais.
Controle do ciclo: sistemas de projeção difusa 
Sincronização de atividade e atenção no encéfalo
Existem, no encéfalo, sistemas específicos (para funções específicas, lançam 
aferências para áreas específicas do encéfalo. Ex. visão, audição, etc). E 
existem sistemas moduladores com projeções difusas, que controlam o SNC em 
conjunto. 
Neurônios difusos da formação reticular do tronco, ou núcleos bulbares e 
pontinos. Axônios finos, muito generalizados, para várias áreas do SNC. 
Somas pequenos, axônios finos de baixa velocidade de condução (disparos com 
frequências regulares de 1 a 10Hz). 
↑ ↓
↓
Sono e vigília 7
Alterações de microclimas neuroquímicos de amplas regiões inervadas. 
Ex. Sistema de projeção difusa colinérgico. Quanto ativado, microclima de 
acetilcolina. Quando desativado, várias áreas ficarão sem esse 
neurotransmissor, ou o terão em menores quantidades. 
Nomenclatura dos sistemas: neurotransmissor + número. Menor número indica 
níveis mais caudais. Maior número indica níveis mais rostrais. Exceção: 
acetilcolina, que recebe condificação contrária. 
Vias de sistemas mais importantes para o sono e vigília:
Vias histaminérgicas (E1-E5) nascem no hipotálamo e se projetam para o córtex, 
excitatórias ativas na vigília. Modula a atividade cortical. Silenciadas no sono 
REM. Antihistamínicos que atravessam a barreira hematoencefálica causam 
sono, pois inibem essa via de vigília. 
Sistema noradrenérgico: 
Vias ativadoras ascendentes: A4 e A6: pontinos, do locus ceruleus. Ativo na 
vigília. Tálamo e córtex. Altamente difusas. Praticamente todo o SNC. Modula 
excitabilidade global. 
A5 e A6: pontinos, formação reticular. Descendente. Reduz o tônus muscular 
no sono. 
A1: núcleo ambíguo. A3: formação reticular do bulbo. Regiões hipotalâmicas. 
Controle cardiovascular e endócrino do ritmo sono-vigília. 
Sistema serotoninérgico: 
Vias ativadoras ascendentes: saem do núcleo da rafe. B5-B9. Ativos na 
vigília. Tálamo, cerebelo e córtex. Altamente difusos. Praticamente todo o 
SNC. Modula excitabilidade global. 
Sistema colinérgico: 
Saem dos núcleos colinérgicos da junção ponte-mesencéfalo. Ativos na 
vigília e sono REM. 
Neurônios-relés tálamo-corticais: 
Núcleos específicos do tálamo.
Particularidade: canais de cálcio diferentes, ativados na hiperpolarização, 
inativados durante a despolarização. Disparos cíclicos. 
Possuem dois modos:
Sono e vigília 8
Modo de transmissão: vigília. Ativação permanente por fibras aferentes 
sensoriais e corticais. Sinapses excitatórias. Neurônios mantidos em alto nível 
de excitabilidade. São mantidos sempre ligeiramente despolarizados, para 
facilitar o potencial de ação. Transmissão sináptica altamente eficaz, ativação 
massiva de dendritos corticais. EEG dessincronizado. Canais de cálcio 
fechados. 
Modo de disparo em salvas: ativação dos canais de cálcio especiais no início 
das ondas lentas: 
Núcleo reticular talâmico faz uma sinapse inibitória gabaérgica com os 
núcleos relés talâmicos → entrada de cloreto (já que é GABA) → 
hiperpolarização → abertura dos canais de cálcio especiais → entrada de 
cálcio no neurônio → despolarização do neurônio relé → disparo de alguns 
potenciais de ação → fechamento dos canais de cálcio (já que a célula está 
despolarizada) → final do estímulo → repolarização → hiperpolarização por 
nova sinapse gabaérgica. 
O ciclo continua, e os disparos são: disparo - silenciamento - disparo - 
silenciamento. Nos neurônios piramidais corticais, a informação chega - para 
- chega - para de forma sincronizada → o EEG registra o ritmo sincronizado 
do sono de ondas lentas. 
Na vigília, o tálamo está no modo de transmissão, porque os sistemas 
moduladores difusos colinérgicos e aminérgicos bloqueiam o núcleo reticular 
talâmico → não há sinapse inibitória, e os neurônios relés ficam sempre 
levemente despolarizados (não há hiperpolarização, logo não há abertura dos 
canais de cálcio). 
No sono de ondas lentas, esses sistemas moduladores difusos silenciam, e não 
há bloqueio do núcleo reticular talâmico.
Vigília
Sistemas ativadores de projeção difusa ativos, excitando de forma geral o 
encéfalo. 
Tronco: colinérgicos, noradrenérgicos, serotoninérgicos (também inibem o 
núcleo reticular talâmico) 
Hipotálamo posterior: histamina
Núcleo reticular talâmico inativado (sem inibição da despolarização dos 
neurônios relés, sem hiperpolarização) → Tálamo em modo de transmissão e 
Sono e vigília 9
córtex dessincronizado
Indução do sono e vigília
 Intensos estimulos sensoriais + produção, no hipotálamo, de orexinas.
Orexinas inibem sono e ativam vigília. Agem no locus ceruleus e nos núcleos 
da rafe, estimulando os sistemas de projeção difusa. 
Sabemos que há alguma conexão do temporizador circadiano com os sistemas 
de projeção difusa, mas não sabemos como essa conexão é feita. 
Ao longo do dia, adenosina lentamente se acumula no espaço intracelular → 
efeito inibitório nos sistemas ascendentes difusos (um dos modos supostos de 
como o sono se instala). 
Durante o sono, os níveis de adenosina caem, e aumenta a atividade dos SAD 
(sistemas difusos) até acordarmos. Locus ceruleus + rafe + vias colinérgicas 
aumentam atividade, gerando vigília. 
Passagem da vigília para o sono de ondas lentas
Ativação do hipotálamo anterior (GABA) inibe, no hipotálamo posterior, o 
sistema de projeção difusa histaminérgico (inativação do sistema de projeção 
difusa histaminérgico). 
Acúmulo de adenosina no encéfalo.
Redução dos sistemas ativadores de projeção difusa do tronco: colinérgicos, 
noradrenérgicos e serotoninérgicos (param de inibir o núcleo reticular do 
tálamo)
Núcleo reticular do tálamo livre → liberação de GABA → inibição dos 
neurônios relés do tálamo → hiperpolarização → início do modo de disparo 
em salvas. 
Sincronização dos estímulos talâmicos → sincronização do córtex. 
💫 Essa sequência acontece tanto na passagem da vigília para o sono 
de ondas lentas quanto na passagem do sono REM de volta para o 
sono de ondas lentas!
Sono e vigília 10
Passagem do sono de ondas lentas para o sono REM
Silenciamento dos sistemas de projeção difusa noradrenérgicos (locus 
ceruleus) e serotoninérgicos (núcleos da rafe). Eles estavam reduzidos, 
agora ficarão totalmente silenciados. 
Ativação dos núcleos colinérgicos pontinos.
Microclima encefálico, que estava aminérgico, torna-se colinérgico. 
Reativação do tálamo (modo de transmissão)
Dessincronização do córtex 
Alta atividade do córtex visual e da amígdala → aparecimento de ondas de 
alta voltagem no EEG: complexos pontinogenículos-occipitais (PGO). 
Gera: sonhos visuais e emocionais, atonia muscular, movimentos rápidos nos 
olhos. 
Atonia: estimulação de cadeia neuronal. Vias colinérgicas estimulam 
neurônios glutamatérgicos, que fazem sinapse com neurônios de glicina 
(principal neurotransmissor inibitório da medula) → inibição dos neurônios 
motores inferiores (atonia e hiporreflexia) e inibição das células do núcleo 
da coluna dorsal → redução da resposta aos estímulos somatossensoriais 
(difícil acordar no sono REM, mesmo com toque ou alteração de 
temperatura). 
REM: ausência de estímulo externo. Sinais endógenos pontinos são 
transmitidos à região motora do colículo superior, que se projetam para a 
formação reticular paramedialpontina e para o núcleo intersticial rostral, 
que fazm o controle do movimento dos olhos. Movimento frequente e 
rápido. Único movimento muscular que existe no momento. 
Células que desencadeiam o sono REM: neurônios colinérgicos da ponte.
Células que encerram o sono REM: neurôniosnoradrenérgicos (l. 
ceruleus) e serotoninérgicos (rafe).
Sono e vigília 11
No REM os sistemas noradrenérgicos também estão inativos.