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FISIOLOGIA DA GESTAÇÃO, DA CRIANÇA E DO ADOLESCENTE UNIDADE III FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA Elaboração Flávia Bulgarelli Vicentini Produção Equipe Técnica de Avaliação, Revisão Linguística e Editoração SUMÁRIO FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA ...........................................................................................1 UNIDADE III CAPÍTULO 1 DIGESTÃO ........................................................................................................................................................................................ 5 CAPÍTULO 2 APARELHO DIGESTIVO HUMANO .......................................................................................................................................... 8 CAPÍTULO 3 SISTEMA NERVOSO ................................................................................................................................................................... 19 REFERÊNCIAS ...............................................................................................................................................39 4 5 UNIDADE III FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA CAPÍTULO 1 DIGESTÃO O sistema digestivo é composto do trato gastrointestinal – também chamado de trato gastrointestinal ou trato digestivo – e do fígado, pâncreas e vesícula biliar. O trato gastrointestinal é uma série de órgãos ocos unidos em um longo tubo de torção da boca até o ânus. Os órgãos ocos que compõem o trato gastrointestinal são a boca, o esôfago, o estômago, o intestino delgado, o intestino grosso e o ânus. O fígado, o pâncreas e a vesícula biliar são os órgãos sólidos do sistema digestivo. Podemos definir por digestão o conjunto de transformações físico-químicas que os alimentos sofrem para se converterem em compostos menores hidrossolúveis e absorvíveis. O processo de digestão química ocorre devido à ação das enzimas que são secretadas em várias partes do aparelho digestivo. Essas enzimas promovem a hidrólise enzimática das macromoléculas ingeridas que, na presença da água, são transformadas em unidades capazes de serem absorvidas pelas células da mucosa gastrointestinal (nos animais que apresentam tubo digestivo). Vamos discutir mais adiante sobre as enzimas digestivas que são secretadas pelas diversas partes do aparelho digestivo, sua localização, os substratos em que atuam e os produtos que formam. Tipos de digestão A digestão pode variar de acordo com o local onde é realizada, podemos citar alguns tipos de processos digestivos: 6 UNIDADE III | FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA Digestão intracelular Esse processo ocorre totalmente dentro das células (protozoários e poríferos). Os lisossomos são organelas envoltas por membranas que contêm uma série de enzimas capazes de quebrar todos os tipos de polímeros biológicos – proteínas, ácidos nucleicos, carboidratos e lipídios. Os lisossomas funcionam como o sistema digestivo da célula, servindo tanto para degradar o material absorvido de fora da célula quanto para digerir componentes obsoletos da própria célula. Em sua forma mais simples, os lisossomas são visualizados como vacúolos esféricos densos, mas podem apresentar variações consideráveis de tamanho e forma, como resultado de diferenças nos materiais que foram absorvidos para a digestão. Os lisossomas representam, assim, organelas morfologicamente diversas, definidas pela função comum de degradação do material intracelular. As enzimas digestivas produzidas no lisossomo são responsáveis pela digestão de vários tipos de compostos orgânicos como os listados no quadro abaixo. Quadro 1. Digestão de compostos. ENZIMAS COMPOSTO DIGERIDO Desoxirribonuclease (DNA-ase) DNA Ribonuclease (RNA-ase) RNA Catepsina Proteínas Fosfatases Ésteres do ác. fosfórico Calagenase Colágeno Glicosidase Glicogênio Fonte: Pūtaiao, 2014. Se a membrana do lisossomo for fragmentada, as enzimas são lançadas no citoplasma e a célula morre por “autodigestão”. As partículas que penetram nas células por endocitose originam um vacúolo com alimento (pinossomo ou fagossomo). O lisossomo une-se ao vacúolo originando o vacúolo digestivo. Após a absorção das partes úteis, origina-se o corpo residual que defeca por clasmocitose. Quando o lisossomo digere componentes estruturais da própria célula, forma-se o vacúolo autofágico. As esponjas (poríferos) apresentam coanócitos que são células responsáveis pela digestão intracelular. 7 FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA | UNIDADE III Digestão extracelular Ocorre no interior do tubo digestivo do animal, nos invertebrados, protocordados e nos vertebrados. Em relação à alimentação, pode-se afirmar que o homem apresenta especialmente digestão extracelular, enquanto os lisossomos realizam a digestão de componentes celulares velhos, que devem ser renovados (autofagia ou digestão intracelular). Nessa digestão, as enzimas são produzidas pelos ribossomos por comando genético, que catalisam as reações químicas celulares. Geralmente essas enzimas são específicas para cada substrato e apresentam a terminação ASE, como Glicídios/ Glicosidases, Proteínas/Proteinases, DNA/DNA-ase, RNA/RNA-ase, Lipídeos/ Lipases. Digestão extracorpórea Esta é uma forma menos comum de digestão, observada em pequeno número de espécies. Na digestão extracorpórea, o organismo lança para fora, no meio externo, as suas enzimas digestivas, que vão fazer a hidrolise das macromoléculas extraorganicamente. Os fungos costumam difundir suas enzimas hidrolisastes sobre os substratos (substâncias orgânicas encontradas na madeira, na terra) em meio aos quais se desenvolvem. Só depois da fragmentação das macromoléculas em moléculas pequenas é feita a absorção dos nutrientes. As aranhas comumente injetam na presa uma quantidade de sucos digestivos juntamente com o veneno. Esses sucos vão proceder na vítima o amolecimento dos tecidos e a decomposição rápida das proteínas, lipídeos e polissacarídeos. Após este evento, as aranhas promovem a ingestão, sugando a matéria liquefeita do interior do corpo da presa que, por fim, resta seco e oco. A estrela-do-mar ejeta o estômago, englobando o alimento no meio externo. Após o amolecimento das substâncias pela ação do suco gástrico, o estômago é recolhido novamente ao interior do organismo onde ocorre o resto da digestão (assimilação). 8 CAPÍTULO 2 APARELHO DIGESTIVO HUMANO A evolução constante dos seres vivos permitiu por meio de transformações sucessivas que chegássemos à organização anatômico/fisiológica sofisticada dos animais superiores. Se por um lado vimos a complexidade atingida pelos órgãos e sistemas do corpo humano, considerado a máquina mais perfeita do mundo, por outro, ele necessita de muita energia para que possa estar em bom funcionamento. Essa energia é obtida pela nutrição. O trato gastrointestinal (TGI) consiste em um tubo muscular oco a partir da cavidade oral, onde a comida entra na boca, continuando pela faringe, esôfago, estômago e intestinos até o reto e ânus, onde a comida é expelida. Existem vários órgãos acessórios que auxiliam o trato secretando enzimas para ajudar a decompor os alimentos em seus nutrientes componentes. Assim, as glândulas salivares, fígado, pâncreas e vesícula biliar têm funções importantes no sistema digestivo. A comida é impulsionada ao longo do comprimento do TGI por movimentos peristálticos das paredes musculares. O objetivo principal do trato gastrointestinal é decompor os alimentos em nutrientes, que podem ser absorvidos pelo corpo para fornecer energia. O primeiro alimento deve ser ingerido na boca para ser mecanicamente processado e umedecido. Em segundo lugar, a digestão ocorre principalmente no estômago e no intestino delgado, onde proteínas, gorduras e carboidratos são quebrados quimicamente em seus blocos básicos de construção. Moléculas menores são, então, absorvidas através doepitélio do intestino delgado e, posteriormente, entram na circulação. O intestino grosso desempenha um papel fundamental na reabsorção do excesso de água. Finalmente, o material não digerido e os resíduos secretados são excretados do organismo através de defecação (passagem das fezes). A digestão humana é extracelular, pois ocorre no interior do tubo digestivo. Compreende processos físicos (mecânicos) como a mastigação, a deglutição e os movimentos peristálticos. É também um processo químico, graças à ação das enzimas secretadas por glândulas anexas. O processo digestivo inicia-se na boca pela ação trituradora dos dentes. O trato gastrointestinal é uma série de órgãos ocos unidos em um longo tubo de torção da boca até o ânus. Os órgãos ocos que compõem o trato gastrointestinal são a boca, o esôfago, o estômago, o intestino delgado, o intestino grosso e o ânus. O fígado, o pâncreas e a vesícula biliar são os órgãos sólidos do sistema digestivo. 9 FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA | UNIDADE III Os dentes são estruturas calcificadas cujo objetivo principal é a mastigação. Cada dente é composto por uma coroa, que é a porção exposta acima da linha da gengiva, e uma raiz, que está embutida no osso maxilar. Os dentes decíduos (também referidos como dentes primários ou temporários) são os primeiros a emergir na cavidade oral e são progressivamente substituídos pela dentição permanente (ou adulta). Existem 20 dentes decíduos, compreendendo 8 molares, 4 caninos (ou cúspides) e 8 incisivos. A dentição permanente consiste em 32 dentes: 12 molares (incluindo 4 chamados dentes do siso ou terceiros molares), 8 pré-molares (ou bicúspides), 4 caninos e 8 incisivos Os incisivos têm uma borda oclusal fina, uma coroa um tanto achatada e uma única raiz. Seu principal objetivo é cortar a comida. Caninos têm uma forma pontiaguda e raízes longas únicas. Sua principal função é perfurar e rasgar alimentos. A superfície oclusal (ou mastigatória) dos molares e pré-molares é caracterizada por estruturas pontiagudas denominadas cúspides. Os pré-molares geralmente possuem 1 ou 2 cúspides e 1 ou 2 raízes. Molares geralmente têm 4-5 cúspides e 2-3 raízes, cuja forma é altamente variável. O objetivo dos molares e pré-molares é moer e esmagar os alimentos. A mastigação é a primeira etapa do processo digestivo nos animais que possuem dentes. Uma etapa mecânica e o ato de engolir (deglutição), também mecânico, ocorrem graças ao músculo, revestido de tecido conjuntivo conhecido como língua. A língua tem sua extremidade posterior presa ao osso hioide. A língua é uma massa de músculo que é quase completamente coberta por uma membrana mucosa. Ocupa a maior parte da cavidade oral e orofaringe. É conhecida por seu papel no paladar, mas também auxilia na mastigação, na deglutição, na articulação (fala) e na limpeza bucal. Cinco nervos cranianos contribuem para a inervação complexa desse órgão multifuncional. As origens embriológicas da língua aparecem pela primeira vez às 4 semanas de gestação. O corpo da língua se forma a partir de derivados do primeiro arco branquial. Isso dá origem a 2 inchaços linguais laterais e 1 inchaço mediano (conhecido como tuberculum impar). Os inchaços linguais laterais crescem lentamente sobre o tubérculo impar e se fundem, formando os dois terços anteriores da língua. Partes do segundo, terceiro e quarto arcos branquiais dão origem à base da língua. Os somitos occipitais dão origem aos mioblastos, que formam a musculatura intrínseca da língua. 10 UNIDADE III | FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA De anterior para posterior, a língua tem 3 superfícies: ponta, corpo e base. A ponta é a parte anterior da língua, altamente móvel e pontiaguda. Posteriormente à ponta está o corpo da língua, que tem superfícies dorsal (superior) e ventral (inferior). A língua desempenha importante papel na percepção do gosto, pois nela estão localizadas as papilas gustativas. Tem papel importantíssimo também na fonação. É inervada por dois pares de nervos cranianos: glossofaríngeo e o hipoglosso. Mantém-se constantemente umedecida pela secreção das glândulas salivares. Da língua, o bolo alimentar é deglutido para a faringe, que pelos movimentos voluntários, leva o bolo alimentar para o esôfago. Do esôfago, por meio de contrações involuntárias, o alimento chega ao estômago. As paredes da faringe contêm músculos estriados. Durante a deglutição, o palato mole é levantado, o que divide a faringe em seções dorsal e ventral. O compartimento dorsal é a nasofaringe e o compartimento rostral é a orofaringe. A faringe laríngea é separada da orofaringe pela epiglote. As tonsilas estão presentes nas paredes laterais da orofaringe e estão cobertas por retalhos de mucosa. A musculatura lisa do tubo digestivo é inervada pelo sistema nervoso autônomo (simpático e parassimpático). A estimulação do parassimpático aumenta o peristaltismo da musculatura lisa gastrointestinal, enquanto a estimulação do simpático a modera ou inibe completamente. Concomitantemente, ao “trânsito” do bolo alimentar pelo tubo digestivo, ocorre a digestão química dos alimentos com a subsequente absorção dos componentes digeridos. No final deste processo, os “restos” dos alimentos ingeridos que não foram degradados, que conhecemos como fezes, são armazenados no ceco, para posteriormente serem eliminados pelo ato involuntário da defecação. Etapas da digestão química Os processos químicos constituem a transformação das grandes moléculas de proteínas, lipídios, glicídios e ácidos nucleicos em pequenas moléculas que serão absorvidas para corrente sanguínea pela mucosa intestinal. Neste processo intervêm as enzimas que são secretadas pelas glândulas anexas ao tubo digestivo. Na boca As principais glândulas salivares estão em íntima relação com as estruturas da cavidade oral, embora não façam parte da cavidade oral. 11 FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA | UNIDADE III A função final da cavidade oral é a absorção de pequenas moléculas, como glicose e água, através da mucosa. Da boca, a comida passa pela faringe e pelo esôfago pela ação da deglutição. O processo digestivo inicia-se na boca graças à ação de enzimas da saliva que é secretada pelas glândulas salivares parótidas, submaxilares, sublinguais e em outras glândulas salivares menores. A mucina (uma glicoproteína) na saliva atua como um lubrificante. A cavidade oral também desempenha um papel limitado na digestão de carboidratos. A principal enzima da saliva é a amilase salivar (ptialina). Outras enzimas presentes na saliva como a maltase e catalase são menos importantes porque são produzidas em quantidades menores. A saliva tem pH entre 6,4 - 7,5, que favorece a ação da amilase salivar. Esta catalisa a hidrólise de polissacarídeos (amido, glicogênio e seus derivados). A digestão do amido (polissacarídeo) pela saliva produz oligossacarídeos e maltose. Quando o alimento é colocado na boca, reflexos nervosos estimulam a secreção da saliva, especialmente se o alimento é saboroso ou apetitoso. Tal controle é realizado pelo sistema nervoso autônomo. O SNP estimula secreção e o SNS inibe a secreção. Digestão no estômago O esôfago é revestido por epitélio escamoso estratificado não queratinizado, que se transforma em epitélio colunar no estômago. As células colunares de todo o estômago secretam mucina; as células principais (zimogênicas) no fundo secretor digerem a proteína pré-enzima pepsinogênio; as células parietais (oxínticas) no corpo (corpo) do estômago secretam ácido (íons H +) e fator intrínseco; e as células G no antro secretam gastrina (que por sua vez atua nas células parietais). Múltiplos estímulos (no cérebro, estômago ou intestino delgado) são usados para ativar as várias glândulas do estômago. Por exemplo, a visão ou cheiro de comida pode estimular o estômago a secretar fluido digestivo. Ou quando a comida entra no estômago e a estica, os receptoressão pressionados e desencadeiam a secreção de líquido digestivo. Glândulas também podem sincronizar. Por exemplo, quando o conteúdo ácido do estômago cai muito baixo, as células reagem ao parar a secreção de HCI e aumentar a secreção mucosa. No estômago, o alimento sofre a ação do suco gástrico que é secretado pelas glândulas localizadas na parede estomacal. O muco é produzido pelas glândulas pilóricas e cárdicas do estômago e lubrifica o bolo alimentar, além de proteger a parede do estômago contra a ação das enzimas gástricas e do HCl. 12 UNIDADE III | FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA O HCl apresenta as seguintes funções: facilita a absorção de ferro; proporciona um pH ótimo para a digestão proteica; ativa o Pepsinogênio e a Pepsina; age contra os germes restringindo a fermentação microbiana (ação germicida). As enzimas do suco gástrico são: pepsina, lípase gástrica, amilase gástrica. » A pepsina é uma enzima proteolítica (digere proteínas em peptídeos), que atua num meio altamente ácido (pH = 2,0) e acima de pH = 5,0 apresenta pouca atividade proteolítica, tornando-se inativa. » A lípase gástrica (tributirase) age sobre a tributirina (um tipo de gordura encontrado no leite e seus derivados), quase não tem atividade lipolítica sobre as gorduras comuns. » A amilase gástrica não desempenha papel importante na digestão do amido. A secreção gástrica é regulada por mecanismos nervosos e hormonais. A regulação hormonal é realizada por meio de dois hormônios: gástrica e enterogastrona. A gástrica é produzida pela mucosa da região pilórica do próprio estômago e tem ação estimulante sobre a secreção gástrica. A enterogastrona é produzida no intestino delgado (duodeno) em presença de gordura e inibe a secreção gástrica. Digestão no intestino Do ponto de vista da absorção de nutrientes importantes, o jejuno proximal e o íleo distal são mais importantes; o jejuno distal e o íleo proximal (intestino médio-pequeno) podem ser mais facilmente sacrificados sem muita perturbação da absorção. A ressecção maciça do intestino delgado (por exemplo, na doença vascular mesentérica) ou ressecções repetidas (por exemplo, na doença de Crohn) podem resultar em síndrome do intestino curto. As enzimas encontradas no intestino delgado decorrem do suco pancreático, secretado por um órgão anexo ao aparelho digestivo, o pâncreas. Suco pancreático O suco pancreático é alcalino devido ao alto conteúdo de HCO3-. Ele neutraliza o quimo ácido do estômago, auxiliado pela bile e pelos sucos do intestino delgado. No jejuno, o quimo é mantido a um pH neutro, conforme necessário para o funcionamento ideal das enzimas digestivas pancreáticas. Um pâncreas normal segrega cerca de 1,5 a 2 L de suco por dia. 13 FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA | UNIDADE III O suco pancreático contém as pró-enzimas tripsinogênio, quimotripsinogênio, procarboxipeptidases e proelastase. Todos são ativados pela tripsina no lúmen intestinal. A enteropeptidase localizada na borda em escova da mucosa jejunal converte tripsinogênio em tripsina. Um inibidor de tripsina no suco pancreático protege contra autodigestão indiscriminada da ativação intraductal do tripsinogênio. Tripsina: é sintetizada nas células pancreáticas na forma do precursor inativo (tripsinogênio). A ativação do tripsinogênio é realizada pela enzima enteroquinase (produzida pelo intestino delgado). O tripsinogênio também pode ser ativado pela própria tripsina (autocatálise). Esta enzima atua sobre proteínas inteiras ou parcialmente digeridas produzindo frações menores (peptídeos). Quimotripsina: é produzida pelo pâncreas na forma de quimotripsinogênio que é ativado pela tripsina, passando, então, a quimotripsina. Esta enzima age sobre proteínas inteiras ou parcialmente digeridas produzindo frações menores (peptídeos). Carboxi e Aminopeptidase: digerem peptídeos a aminoácidos pela região carboxi e amino terminal, respectivamente. Amilase Pancreática: hidrolisa os polissacarídeos a dissacarídeos. Obs.: Alguns polissacarídeos, como a celulose e a quitina, não são hidrolisados pelas amilases humanas. Lipase Pancreática: hidrolisa as gorduras neutras, ácidos graxos e glicerol. Nucleases: (ribonuclease e desoxirribonuclease) hidrolisam, respectivamente, o ácido ribonucleico e o desoxirribonucleico a frações menores (nucleotídeos). A secreção pancreática é regulada por mecanismo nervoso e também hormonal. A visão, o cheiro, o paladar e também a chegada do bolo alimentar ao estômago desencadeiam impulsos parassimpáticos pelo nervo vago até o pâncreas, determinando uma secreção moderada do suco pancreático. Quando o bolo alimentar chega ao intestino delgado ocorre o estímulo da mucosa duodenal e essa inicia a produção dos hormônios secretina e pancreosina, que, por sua vez, estimulam o pâncreas a secretar o suco pancreático. A secretina é produzida em resposta à estimulação da acidez do bolo alimentar que chega ao intestino delgado. O suco pancreático, que chega ao duodeno, é altamente rico em bicarbonato que tem por finalidade neutralizar a acidez do bolo alimentar e, 14 UNIDADE III | FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA assim, garantir a ação das enzimas pancreáticas que funcionam em pH ligeiramente alcalino e neutro. Outro anexo do aparelho digestivo é a vesícula biliar, que armazena um líquido denominado bile. Bile A principal função digestiva da bile é ajudar na emulsificação e digestão da gordura no lúmen do intestino delgado. A bile é formada inicialmente no hepatócito (célula hepática), e a taxa de formação depende principalmente da taxa na qual os ácidos biliares são secretados nos canais biliares ou canalículos. Não apresenta enzimas digestivas. Possui sais biliares (glicolato e taurocolato de sódio) que emulsionam as gorduras, facilitando a ação das lípases (aumentam a superfície de ação). Uma porção do fluxo biliar, no entanto, está relacionada a outros fatores, além da secreção de ácidos biliares; em particular, parece ser dependente da secreção de sódio do hepatócito e também é parcialmente governado pela ação de hormônios intestinais, como secretina, colecistocinina (CCK) e gastrina. Os sais biliares também possuem a função de solubilizar os produtos finais da digestão lipídica, facilitando assim a sua absorção pela mucosa intestinal. Quando presente no intestino delgado, a gordura estimula a mucosa duodenal a produzir o hormônio colecistoquinina, o qual age determinando a contração da parede da vesícula que, então, elimina a bile para o intestino. Em sua maior parte, os sais biliares são reabsorvidos pelo intestino e a seguir reutilizados pelo fígado várias vezes, antes de serem transformados em biliverdina (pigmento que dá a cor às fezes). Suco Entérico É produzido pelo epitélio glandular das criptas de Lieberkuhn, localizadas no intestino delgado. Ele contém muco, que tem a função de realizar a proteção da parede intestinal contra uma autodigestão. Também contém as enzimas: enteroquinase, erepsina e as enzimas produzidas pelo pâncreas: lípase, amilase, maltase, lactase e sucrase. Seu pH é de aproximadamente 6,5 a 7,5. A enteroquinase, além do papel de ativadora do tripsinogênio, digere peptídeos a aminoácidos. Importantes estímulos diretos ou reflexos regulam a secreção do intestino 15 FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA | UNIDADE III delgado. A distensão do intestino e estímulos táteis ou irritantes resultam em intensa secreção do suco intestinal. A secretina, um dos principais hormônios produzidos pelo intestino delgado, tem ação sobre as células do ducto pancreático e do trato biliar, aumentando a secreção de bicarbonato, o que produz um suco pancreático aquoso alcalino. O Quadro 2 resume a localização das enzimas envolvidas no processo digestivo, seus substratos e seus produtos de hidrólise. Quadro 2. Enzimas digestivas. Sucos digestivos e enzimas Substância digerida Substratos eprodutos de hidrólise Saliva (amilase) Amido Maltose Suco gástrico (protease – pepsina, ácido clorídrico) Proteínas Proteínas parcialmente digeridas Suco pancreático Proteases – Tripsina, Lipase Amilase Proteína Gordura emulsificada (bile) Amido Peptídeos e aminoácidos Ácidos graxos e glicerol Maltose Enzimas intestinais Peptidases Sacarase Lactase Maltase Peptídeos Sacarose (açúcar) Lactose Maltose Aminoácidos Glicose e frutose Glicose e galactose Glicose Bile Sais biliares Gordura Gordura emulsificada Fonte: Pūtaiao, 2011. Regulação hormonal do processo digestivo Já está bem estabelecido que os hormônios intestinais têm um papel fundamental no controle da ingestão de alimentos e no gasto de energia. O intestino é o maior órgão produtor de hormônios do corpo, liberando mais de 20 diferentes hormônios peptídicos, além de dois ou mais aminoácidos ligados entre si para formar uma cadeia, alguns dos quais direcionam o cérebro para regular o apetite e influenciar o prazer de comer. Os hormônios intestinais trabalham em associação com o extenso sistema nervoso do intestino (sistema nervoso entérico) e desempenham um papel coordenador 16 UNIDADE III | FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA no controle do apetite, na digestão dos alimentos, na regulação do balanço energético e na manutenção dos níveis de glicose no sangue. O intestino envia continuamente informações ao cérebro sobre a qualidade e quantidade do alimento que é consumido. Segue uma breve descrição do papel que alguns desses hormônios desempenham: » A grelina é produzida no estômago, e sua função é dizer ao cérebro que o corpo precisa ser alimentado. Aumenta o apetite. » A gastrina é produzida no estômago quando é esticada. Estimula a liberação de suco gástrico rico em pepsina e ácido clorídrico. » A secretina é produzida no duodeno e tem o efeito de estimular o pâncreas a produzir secreções alcalinas, além de retardar o esvaziamento do estômago. » A colecistocinina (CCK) é produzida no duodeno. Ele reduz o apetite, diminui o esvaziamento do estômago e estimula a liberação de bile da vesícula biliar. » O peptídeo YY (PYY) é produzido na última parte do intestino delgado, conhecido como íleo, bem como em partes do intestino grosso. Ele desempenha um papel no retardamento da passagem de alimentos ao longo do intestino, o que aumenta a eficiência da digestão e a absorção de nutrientes após a refeição. » O péptido 1, semelhante ao glucagon (GLP-1), é produzido no intestino delgado e no cólon e tem múltiplas ações, incluindo a inibição do esvaziamento gástrico e do apetite, bem como a estimulação da libertação de insulina. Hormônios reguladores de apetite Existem hormônios secretados pelos tecidos e órgãos do corpo que são transportados pela corrente sanguínea para o centro da saciedade, uma região do cérebro que desencadeia impulsos que nos dão sensação de fome ou ajuda a suprimir nosso apetite. A grelina é um hormônio que é liberado pelo estômago e atinge a glândula pituitária, sinalizando para o corpo que ele precisa comer. O PYY é um hormônio liberado pelo intestino delgado para combater a grelina. É liberado pelo hipotálamo e sinaliza que você acabou de comer e ajuda a suprimir nosso apetite. O pâncreas libera o hormônio insulina, que atua no hipotálamo e também ajuda a suprimir nosso apetite. Depois que acabamos de comer, há um aumento nos níveis de glicose no sangue. O último hormônio é a leptina, que também ajuda a suprimir o apetite. A leptina é produzida pelo tecido gorduroso adiposo e atinge o hipotálamo. 17 FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA | UNIDADE III Absorção dos alimentos A absorção dos alimentos ocorre principalmente no intestino delgado, que possui microvilosidades, estruturas responsáveis pelo aumento da superfície de absorção. Ao nível do jejuno-íleo há uma grande absorção de glicose, aminoácidos etc. O estômago e o intestino grosso também participam da absorção, principalmente de água. Algumas substâncias são absorvidas por pinocitose, porém, a maior parte da absorção ocorre por difusão e transporte ativo. Uma população bacteriana está presente no intestino grosso, sendo responsável pela produção de vitaminas: k, B12, tianina, riboflavina e vários gases. Sistema digestório na gravidez Durante a gravidez, náuseas e vômitos são queixas muito comuns, afetando 50-90% das gestações. Esse pode ser um mecanismo adaptativo da gravidez, com o objetivo de evitar que as mulheres grávidas consumam substâncias potencialmente teratogênicas, como frutas e vegetais com sabor forte. O mecanismo subjacente exato não é claro, mas os hormônios associados à gravidez, como a gonadotrofina coriônica humana (hCG), estrogênio e progesterona, podem estar envolvidos na etiologia. Os níveis de hCG atingem o pico no final do primeiro trimestre, quando o trofoblasto está produzindo mais ativamente hCG, correlacionando-se com os sintomas de náusea. A náusea também é mais frequente em gestações com altos níveis de hCG, como em gestações gemelares. Hormônios tireoidianos também podem estar envolvidos no desenvolvimento de sintomas de náusea, já que uma forte associação com náusea e testes anormais de função tireoidiana foram encontrados. O hormônio estimulante da tireoide (TSH) e o hCG têm estruturas biomoleculares semelhantes e, portanto, o hCG reage de forma cruzada com o TSH, estimulando a glândula tireoide. Causas psicológicas, incompatibilidade genética, fatores imunológicos, deficiências nutricionais e infecção por Helicobacter pylori têm sido propostos como fatores etiológicos de náuseas e vômitos durante a gestação. Os sintomas de náusea geralmente desaparecem na semana 20, mas cerca de 10 a 20% dos pacientes apresentam sintomas além da 20ª semana e outros até o final da gravidez. Na maioria dos casos, a modificação dietética menor e a observação do balanço eletrolítico são suficientes. Cerca de 0,5 a 3% das mulheres grávidas desenvolvem hiperemese gravídica, uma forma grave de náusea e vômito excessivo, frequentemente resultando em desidratação, 18 UNIDADE III | FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA desequilíbrio eletrolítico, cetonúria, perda de peso e deficiências de vitaminas ou minerais. Nestes casos, a reposição intravenosa de fluidos e vitaminas é comumente necessária. A suplementação de tiamina é importante para evitar o desenvolvimento da encefalopatia de Wernicke. À medida que a gravidez avança, também ocorrem mudanças mecânicas no trato alimentar, causadas pelo útero em crescimento. O estômago está cada vez mais deslocado para cima, levando a um eixo alterado e aumento da pressão intragástrica. O tônus do esfíncter esofágico também está diminuído e esses fatores podem predispor a sintomas de refluxo, além de náuseas e vômitos. Alterações nos níveis de estrogênio e progesterona também influenciam as alterações estruturais do trato gastrointestinal. Estes incluem anormalidades na atividade neural gástrica e na função do músculo liso, levando a disritmia gástrica ou gastroparesia. As alterações são pronunciadas em mulheres com doenças gastrointestinais preexistentes, como doença do refluxo gastroesofágico, gastroparesia diabética, cirurgia de bypass gástrico ou doença inflamatória intestinal. A motilidade digestiva pode diminuir, devido aos elevados níveis de progesterona, que diminui a produção de motilina. O aumento do tempo de trânsito dos alimentos pelo tubo digestivo promove a reabsorção de água, provocando obstipação. A salivação pode diminuir devido às dificuldades na deglutição associadas às náuseas. Se o pH da cavidade oral diminuir, podem surgir cáries dentárias, que não se devem à falta de cálcio, pois o cálcio dentário não é mobilizado durante a gravidez, ao contrário do que acontece com o cálcio ósseo. As gengivas podem hipertrofiar-se, tornando-se hiperêmicas e friáveis, o que se deve aos elevados níveis de estrogênios circulantes. Adeficiência de vitamina C também pode causar dor e hemorragias gengivais. Em nível esofagogástrico, verifica-se uma diminuição do peristaltismo esofágico e uma tendência ao refluxo gastroesofágico, devido à lentificação do trânsito e ao relaxamento do cárdia. Para além dos sintomas de refluxo (azia, pirose, regurgitação), estas alterações aumentam o risco anestésico pela possibilidade de aspiração do conteúdo gástrico. O refluxo tende a piorar com o avanço da gestação, pela compressão exercida pelo útero sobre o estômago. A produção de gastrina aumenta, levando à diminuição do pH gástrico. 19 CAPÍTULO 3 SISTEMA NERVOSO O sistema nervoso é composto de todas as células nervosas do corpo. É através do sistema nervoso que nos comunicamos com o mundo exterior e, ao mesmo tempo, muitos mecanismos dentro do nosso corpo são controlados. O sistema nervoso coleta informações através de nossos sentidos, processa as informações e desencadeia reações, como fazer com que seus músculos se movam ou causem dor. Por exemplo, se você tocar em uma chapa quente, você puxa sua mão reflexivamente e seus nervos enviam simultaneamente sinais de dor para o cérebro. Os processos metabólicos também são controlados pelo sistema nervoso. O sistema nervoso é um tecido originário de um folheto embrionário denominado exoderme, mais precisamente de uma área diferenciada deste folheto embrionário, a placa neural. Inicialmente a placa neural contém cerca de 130 mil células, que vão dar origem a um sistema que é composto por aproximadamente 100 bilhões de neurônios no futuro. A placa neural, aproximadamente na 3ª semana de gestação, se fecha, formando um tubo longitudinal (tubo neural) que na sua região rostral ou anterior, sofre uma dilatação que dará origem a uma parte fundamental do Sistema Nervoso Central, o Encéfalo. Nos pontos de encontro ou fechamento das extremidades da placa neural, no recém-formado tubo neural, forma-se a crista neural que dá origem a componentes que a neuroanatomia nomina como elementos periféricos e componentes celulares gliais, a serem compreendidos na leitura deste texto, adiante. Classificações O sistema nervoso pode ser classificado de várias formas, sendo a classificação mais comum aquela que o divide em: a. Sistema Nervoso Central (SNC), aquele que está contido no interior do chamado “estojo axial” (canal vertebral e crânio), ou seja, o encéfalo e a medula espinhal; b. Sistema Nervoso Periférico (SNP), aquele que é encontrado fora deste estojo ósseo, que se relaciona com o esqueleto apendicular, sendo os nervos (axônios) e gânglios (formações de corpos neuronais ganglionares dispersas em regiões do corpo ou mesmo dispostas ao longo da coluna vertebral, como os gânglios sensitivos). No entanto podemos dividir o sistema nervoso funcionalmente em 20 UNIDADE III | FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA somático ou de vida de relação, que lembra o sistema nervoso que atua em todas as relações que são percebidas por nossa consciência; e em visceral ou vegetativo, aquele que interage de forma inconsciente, no controle e na percepção do meio interno e vísceras. Tanto o somático quanto o vegetativo possuem componentes aferentes (sensitivos) e eferentes (motores). Sistema nervoso somático O sistema nervoso somático (SNS), também conhecido como sistema nervoso voluntário, faz parte do sistema nervoso periférico (SNP). Consiste em neurônios que estão associados a fibras musculares esqueléticas ou estriadas e influenciam os movimentos voluntários do corpo. O SNS contém ambos os nervos aferentes que viajam para o SNC e os nervos eferentes responsáveis por enviar sinais do SNC para o resto do corpo. O cérebro e a medula espinhal processam a entrada de uma variedade de fontes e as integram antes de elaborar uma resposta. Essa resposta determina a localização e a força da contração muscular em diferentes partes do corpo. Portanto, a principal função do sistema nervoso somático é conectar o SNC com órgãos e músculos estriados, a fim de permitir movimentos e comportamentos complexos. Além disso, o SNS também medeia um subconjunto de respostas musculares involuntárias chamadas de arcos reflexos. Um arco reflexo resulta em uma contração muscular extremamente rápida em resposta a um estímulo, com intervenção mínima do cérebro. Enquanto o impulso para a maioria das contrações musculares voluntárias se origina no cérebro ou tronco cerebral, uma ação reflexa pode ser realizada com apenas um único neurônio sensorial e motor que faz sinapse na medula espinhal. A resposta motora é praticamente “ligada por hardware” para um estímulo específico. A resposta instintiva à estimulação do ligamento patelar no joelho é um exemplo de resposta reflexa. Outros exemplos incluem a retirada imediata de uma mão ao tocar em um fogão quente ou uma mudança rápida na postura quando o pé é colocado em uma pedra afiada. Sistema nervoso visceral » Aferente: Sistema Nervoso Visceral Aferente. Ex.: percebe informações de paredes de vísceras, como dilatações, aumento da pressão ou relaxamentos. » Eferente: Sistema Nervoso Autônomo. » Simpático: ex.: aumenta os batimentos do coração. » Parassimpático: ex.: diminui os batimentos do coração. 21 FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA | UNIDADE III O SNC (Sistema Nervoso Central) recebe, analisa e integra informações. É o local onde ocorre a tomada de decisões e o envio de ordens. O SNP (Sistema Nervoso Periférico) carrega informações dos órgãos sensoriais para o sistema nervoso central e do sistema nervoso central para os órgãos efetores (músculos e glândulas). O SNC divide-se em encéfalo e medula. O encéfalo corresponde ao telencéfalo (hemisférios cerebrais), diencéfalo (tálamo e hipotálamo), cerebelo, e tronco cefálico (que se divide em: bulbo, situado caudalmente; mesencéfalo, situado cranialmente; e ponte, situada entre ambos). Proteção do sistema nervoso central Os órgãos do SNC são protegidos por estruturas esqueléticas (caixa craniana, protegendo o encéfalo; e coluna vertebral, protegendo a medula – também denominada raque) e por membranas denominadas meninges, situadas sob a proteção esquelética: dura- máter (a externa), aracnoide (a do meio) e pia-máter (a interna). Entre as meninges aracnoide e pia-máter, há um espaço preenchido por um líquido denominado líquido cefalorraquidiano ou líquor. O Sistema Nervoso Central (encéfalo e medula espinhal) está contido em um estojo ósseo denominado estojo axial. Este estojo é constituído pelo crânio, que abriga o encéfalo e a coluna vertebral, formada por vértebras nos segmentos cervical, torácica (ou dorsal) e lombar que contém em sua luz (no canal vertebral ou forame vertebral) a medula espinhal, que se entende somente até a primeira vértebra lombar. Já na região lombossacral o canal vertebral abriga a cauda equina e o filum terminale. Meninges O Sistema Nervoso Central possui uma proteção que é realizada por três envoltórios formados por tecido conjuntivo, denominados meninges, sendo estas, na ordem do interior para o exterior: a. Pia-máter: está acoplada mais intimamente ao sistema nervoso. Sendo assim, fica impossível de ser totalmente removida sem remover consigo o próprio tecido nervoso. b. Aracnoide: situada entre a pia-máter e dura-máter, é provida de trabéculas que permitem a circulação do líquor.c. Dura-máter: trata-se do envoltório mais externo e mais forte, que em conjunto com a Aracnoide, é denominado paquimeninge. 22 UNIDADE III | FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA O conjunto, pia-máter e aracnoide, é denominado leptomeninge. Figura 12. Meninges. Pele Periósteo Osso Dura-máter Aracnoide Pia-máter Fonte: TeachMeAnatomy, 2018. O líquor é produzido nos plexos coroides no interior dos ventrículos encefálicos e é absorvido no nível das granulações aracnoideas, junto ao seio venoso. Sua função é proteger o sistema nervoso, de acordo com as leis de Pascal(absorve os impactos) e Arquímedes (empuxo-flutuação). O líquor é renovado três vezes por dia, de 8 em 8 horas. Medula vertebral (medula espinhal) A medula espinhal é uma estrutura longa e frágil semelhante a um tubo, que começa no final do tronco encefálico e continua quase até o fundo da espinha. A medula espinhal consiste em nervos que transportam mensagens de entrada e saída entre o cérebro e o resto do corpo. É também o centro de reflexos, como o reflexo do reflexo do joelho. Etimologicamente, medula significa miolo e indica tudo o que está dentro. A medula espinhal é assim denominada por estar dentro do canal espinhal ou vertebral. A medula é uma massa de tecido nervoso alongada e cilindroide, situada dentro do canal vertebral, sem ocupá-lo completamente e ligeiramente achatada anteroposteriormente. Tem calibre não uniforme por possuir duas dilatações, as intumescências cervical e lombar, de onde parte o maior número de nervos por meio dos plexos braquial e lombossacral, para inervar os membros superiores e inferiores, respectivamente. 23 FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA | UNIDADE III Figura 13. Corte da medula espinhal. Substância cinzenta Gânglio espinhal Canal ventral Raiz posterior de um nervo espinhal Nervo espinhal Substância branca Fissura mediana anterior Raiz anterior de um nervo espinhal Fonte: Gonçalves, 2018. Seu comprimento médio é de 42 cm na mulher adulta e de 45 cm no homem adulto. Sua massa total corresponde a apenas 2% do Sistema Nervoso Central humano, contudo, inerva áreas motoras e sensoriais de todo o corpo, exceto as áreas inervadas pelos nervos cranianos. Na sua extremidade rostral, é contínua com o tronco cerebral (bulbo) aproximadamente ao nível do forame magno do osso occipital. Termina ao nível do disco intervertebral entre a primeira e a segunda vértebra lombares. A medula termina afilando-se e forma o cone medular que continua com o filamento terminal- delgado filamento meníngeo composto da pia-máter e fibras gliais. Algumas estruturas são de extrema importância na fixação da medula, como o ligamento coccígeo que se fixa no cóccix, a própria ligação com o bulbo, os ligamentos denticulados, a emergência dos nervos espinhais e a continuidade da dura-máter com o epineuro que envolve os nervos. A medula espinhal recebe impulsos sensoriais de receptores e envia impulsos motores a efetuadores tanto somáticos quanto viscerais. Ela pode atuar em reflexos dependente ou independentemente do encéfalo. Este órgão é a parte mais simples do Sistema Nervoso Central tanto ontogenético (embriológico), quanto filogeneticamente (evolutivamente). Daí o fato de a maioria das conexões encefálicas com o Sistema Nervoso Periférico ocorrer via medula. Tecido nervoso No SNC, existem as chamadas substâncias cinzenta e branca. A substância cinzenta é formada pelos corpos dos neurônios e a branca, por seus prolongamentos. Com exceção 24 UNIDADE III | FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA do bulbo e da medula, a substância cinzenta ocorre mais externamente e a substância branca, mais internamente. O tecido nervoso é o termo para grupos de células organizadas no sistema nervoso, que é o sistema de órgãos que controla os movimentos do corpo, envia e transporta sinais de e para as diferentes partes do corpo e tem um papel no controle das funções corporais, como digestão. O tecido nervoso é agrupado em duas categorias principais: neurônios e neuroglia. A unidade funcional e estrutural do sistema nervoso é o neurônio ou célula nervosa. São os neurônios que fazem a ligação entre as células receptoras dos diversos órgãos sensoriais e as células efetoras, nomeadamente músculos e glândulas. Os neurônios são células muito especializadas que apresentam um ou mais prolongamentos, ao longo dos quais se desloca um sinal elétrico. Podem ser classificados, com base no sentido em que conduzem impulsos relativamente ao sistema nervoso central, em: neurônios sensoriais ou aferentes – os que transmitem impulsos do exterior para o Sistema Nervoso Central; neurônios motores ou eferentes – os que transmitem impulsos do Sistema Nervoso Central para o exterior; neurônios de conexão – os que conduzem impulsos entre os outros dois tipos de neurônios. É composto basicamente por dois tipos celulares: I. Os neurônios: são a unidade fundamental do tecido nervoso, cuja função é receber, processar e enviar informações; estes, após o nascimento, geralmente não se dividem. Os que morrem, seja naturalmente ou por efeitos de toxinas ou traumatismos, jamais serão substituídos. II. Células gliais (neuroglia): são as células que ocupam os espaços entre os neurônios, com função de sustentação, revestimento, modulação da atividade neuronal e defesa; diferente dos neurônios, essas células mantêm a capacidade de mitose. Os neurônios são compostos basicamente por três estruturas: corpo celular, dendritos e axônio. Neurônio A unidade básica de trabalho do sistema nervoso é uma célula chamada neurônio. O cérebro humano contém cerca de 100 bilhões de neurônios. Um neurônio consiste em um corpo celular contendo o núcleo e extensões especiais chamadas axônios (pronunciado AK-sonz) e dendritos (pronuncia-se DEN-drahytz). 25 FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA | UNIDADE III Os neurônios se comunicam usando axônios e dendritos. Quando um neurônio recebe uma mensagem de outro neurônio, ele envia um sinal elétrico pelo comprimento de seu axônio. No final do axônio, o sinal elétrico é convertido em um sinal químico, e o axônio libera mensageiros químicos chamados neurotransmissores (pronuncia-se noor-oh-TRANS-mit-erz). Os neurotransmissores são liberados no espaço entre a extremidade de um axônio e a ponta de um dendrito de outro neurônio. Esse espaço é chamado de sinapse (pronuncia- se SIN-aps). Os neurotransmissores percorrem a curta distância através da sinapse até o dendrito. O dendrito recebe os neurotransmissores e os converte de volta em um sinal elétrico. O sinal, então, viaja através do neurônio, para ser convertido novamente em um sinal químico quando chega aos neurônios vizinhos. Os neurônios motores transmitem mensagens do cérebro para controlar o movimento voluntário. Os neurônios sensoriais detectam a luz, o som, o odor, o gosto, a pressão e o calor que chegam e enviam mensagens ao cérebro. Outras partes do sistema nervoso regulam os processos involuntários, como a liberação de hormônios como a adrenalina, a dilatação do olho em resposta à luz ou a regulação do sistema digestivo, que estão envolvidos na função dos órgãos e glândulas do corpo. O cérebro é composto de muitas redes de neurônios em comunicação. Dessa forma, diferentes partes do cérebro podem “conversar” umas com as outras e trabalhar juntas para enviar mensagens para o resto do corpo. » Corpo Celular ou Pericário: contém núcleo e citoplasma nos quais estão contidos ribossomos, retículo endoplasmático granular, agranular e aparelho de Golgi. Centro metabólico do neurônio, este tem como função sintetizar todas as proteínas neuronais e realizar a maioria dos processos de degradação e renovação de constituintes celulares. Do corpo celular partem prolongamentos: dendritos (que assim como o pericárdio, recebem estímulos) e axônios. » Dendritos: os dendritos do neurônio são extensões efetivamente ramificadas do corpo celular. Coletivamente, essas estruturas ramificadas dos dendritos são conhecidas como “árvore dendrítica”. A árvore dendrítica é o local onde a entrada para o neurônio ocorre através de sinapses com axônios de outras células nervosas. Na maioria dos casos, os impulsos nervosos viajam de outras células nervosas para o corpo celular e, em seguida, são conduzidos ao longo do axônio da própria célula nervosa para outros corpos celulares. No entanto, os próprios dendritos são incapazes de propagar impulsos nervosos à maneira dos axônios, pois os dendritos são incapazes de secretarneurotransmissores. Da mesma forma, os axônios não possuem os quimiorreceptores que são encontrados dentro dos 26 UNIDADE III | FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA dendritos e, portanto, são incapazes de receber impulsos nervosos. Os impulsos nervosos são, portanto, conduzidos em apenas uma direção. » Axônio: o axônio é uma projeção muito fina que pode medir até milhares de vezes o diâmetro do soma em comprimento. O axônio carrega sinais nervosos do soma. A estrutura e função do axônio é muito semelhante entre o SNC e o SNP. Os axônios têm uma membrana externa chamada axolema e dentro dela há o axoplasma que é contínuo com o citoplasma do neurônio. Não há ribossomos, livres ou ligados ao retículo endoplasmático em axônios e, portanto, sem síntese proteica. A síntese proteica ocorre dentro do corpo celular e alguns dendritos e toda a reposição de proteína necessária para a manutenção do axônio dependem da importação de proteínas do corpo celular. Uma característica crítica do axônio é seu citoesqueleto, que consiste em dois elementos-chave; neurofilamentos e microtúbulos. Neurofilamentos são filamentos intermediários de cerca de 10 nm de diâmetro e pertencem à mesma classe que outras proteínas do citoesqueleto, como queratina, desmina, vimentina ou GFAP de astrócitos. Os neurofilamentos são formados a partir de um tripleto de subunidades polipeptídicas de pesos moleculares pesados (~ 200 kD), médios (~ 150 kD) e baixos (~ 60 kD). Tipicamente, estas subunidades são fortemente fosforiladas e são mais numerosas do que os microtúbulos, especialmente em axônios de grande diâmetro, tendo um papel fundamental na determinação do diâmetro do axônio. Eles são formados no corpo celular, transportados pelo axônio pelo transporte axoplasmático e degradados nos terminais por proteases ativadas por Ca 2+. Em outras palavras, há um turnover constante de neurofilamento dentro do axônio saudável. Microtúbulos dentro dos axônios são semelhantes aos microtúbulos em outros lugares, consistindo em dímeros polimerizados de tubulina alfa e beta dispostos como um tubo oco de cerca de 28 nm. Eles são relativamente abundantes em axônios de menor diâmetro e também são sintetizados no corpo celular. Um componente importante do citoesqueleto são as proteínas associadas aos microtúbulos ou as proteínas MAP e tau. Estas proteínas são importantes na montagem e estabilidade dos microtúbulos. Diferentes classes de MAPs ocorrem nos dendritos e nos axônios e, em certa medida, explicam as diferentes características ultraestruturais que distinguem esses dois tipos de processos neuronais. Eles formam ligações cruzadas entre os microtúbulos adjacentes, mas também se conectam a neurofilamentos e microfilamentos de actina, implicando interações complexas entre os vários componentes do esqueleto do axônio. 27 FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA | UNIDADE III Os neurônios são classificados em: » Multipolares: possuem vários dendritos e um axônio; conduzem potenciais graduáveis ao pericárdio, e este em direção à zona de gatilho, em que é gerado o potencial de ação. » Bipolares: possuem um dendrito e um axônio. » Pseudounipolares: corpos celulares localizados em gânglios sensitivos, de onde parte apenas um prolongamento que logo se divide em dois ramos, o periférico (que se dirige à periferia, formando terminações nervosas sensitivas) e o central (que se dirige ao sistema nervoso central, estabelecendo contato com outros neurônios). Como os axônios não possuem ribossomos, toda a proteína necessária à manutenção destes deriva do pericárdio (fluxo anterógrado), e para que haja a renovação dos componentes das terminações é necessário um fluxo oposto, em direção ao corpo (fluxo retrógrado). Esse fluxo de substâncias e organelas pelo axoplasma é denominado fluxo axoplasmático. Neurônios como células excitáveis são células altamente excitáveis que se comunicam entre si ou com células efetuadoras (células musculares e secretoras) usando basicamente uma linguagem elétrica, as alterações do potencial de membrana. A membrana celular separa o meio intracelular, em que predominam íons com cargas negativas e certa quantidade do íon potássio (K+), do meio extracelular, no qual predominam cargas positivas, Sódio (Na+), Cálcio (Ca+) e certa quantidade do íon Cloro (Cl-). As fibras nervosas têm a propriedade de propagar impulsos muito rapidamente, em todo o seu comprimento, e de transmiti-los à célula que se lhe segue, pelos contatos conhecidos por sinapses. As sinapses podem existir entre dois neurônios, entre célula sensorial e neurônio ou entre neurônio e órgão efetor (músculo ou glândula). Quando a célula efetora é um músculo, o local da sinapse é chamado de placa motora. O impulso é captado pelos dendritos, passa ao corpo celular e deste para o axônio, que o envia para a célula seguinte. No estado de repouso, o neurônio encontra-se polarizado, ou seja, o interior está carregado mais negativamente que o exterior. Ao atingir a membrana celular, o estímulo altera a permeabilidade aos íons Na+ e K+ no ponto excitado, permitindo, assim, um influxo (entrada) de íons sódio (Na+) e a saída de íons potássio (K+). 28 UNIDADE III | FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA Neste momento ocorre a despolarização, ou seja, diminui a negatividade no interior da célula. A entrada inicial de íons Na+ provoca a abertura de canais para esses íons nos segmentos seguintes, de modo que o processo se repete e o impulso nervoso se transmite por todo o neurônio. Em alguns casos, a união de neurônios é tão estreita que a onda de despolarização passa diretamente do axônio de um neurônio a um dendrito do neurônio seguinte, o que se denomina sinapse elétrica. Geralmente o que ocorre são as sinapses químicas. Nestas, o sinal elétrico que chega à terminação axônica provoca a liberação de neurotransmissores, mensageiros químicos presentes no interior de vesículas na terminação axônica. Ao atingir a terminação axônica, o potencial de ação faz com que as vesículas se fusionem com a membrana da terminação, liberando os neurotransmissores que estavam contidos para a fenda sináptica (espaço virtual entre o neurônio e a célula efetora). Ao serem liberados na fenda sinóptica, os neurotransmissores se ligam a receptores específicos presentes na membrana da célula pós-sináptica (célula efetora). A ligação do neurotransmissor com o seu receptor específico gera uma alteração no potencial de membrana da célula efetora, transmitindo o impulso nervoso e gerando uma resposta (contração muscular, por exemplo). Podemos, então, concluir que a transmissão do impulso implica a transformação de um sinal elétrico em um sinal químico que, posteriormente, é transformado em outro sinal elétrico. Os axônios são cobertos por uma membrana denominada bainha de mielina, que possui a característica de isolante elétrico, impedindo que as cargas elétricas se dispersem. Assim, condução do impulso nervoso nas fibras mielínicas (com bainha de mielina) e amielínicas (sem bainha de mielina) difere na sua velocidade, sendo maior nas mielínicas. No trajeto do axônio, há regiões chamadas nódulos de Ranvier, em que a bainha de mielina é interrompida, gerando assim a condução saltatória, nos quais o impulso nervoso é transmitido, aos saltos, de um nódulo de Ranvier ao outro, ao longo da fibra (axônio). Sinapses Os neurotransmissores são liberados no espaço entre a extremidade de um axônio e a ponta de um dendrito de outro neurônio. Esse espaço é chamado de sinapse. Os neurotransmissores percorrem a curta distância através da sinapse até o dendrito. O dendrito recebe os neurotransmissores e os converte de volta em um sinal elétrico. O sinal então viaja através do neurônio, para ser convertido novamente em um sinal químico quando chega aos neurônios vizinhos. 29 FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA | UNIDADE III a. Sinapses elétricas: são exclusivamenteinterneuronais (entre neurônios) e raras em vertebrados. A comunicação entre dois neurônios se dá através de canais iônicos presentes em cada uma das membranas em contato, que permitem a passagem direta de pequenas moléculas do citoplasma de uma das células para o da outra. b. Sinapses químicas: estas não são polarizadas, ou seja, a comunicação se faz nos dois sentidos. As s c. inapses químicas ocorrem na maioria das sinapses interneuronais e em todas as sinapses neuroefetuadoras. Esta comunicação depende da liberação de uma substância química chamada neurotransmissor, que está presente no elemento pré-sináptico armazenado em vesículas sinápticas. d. Sinapses químicas interneuronais: geralmente ocorrem entre uma terminação axônica e qualquer outra parte de outro neurônio, formando sinapses axodendríticas (entre o axônio de um neurônio com o dendrito de outro), axossomáticas (entre o axônio de um neurônio e o corpo de outro) ou axoaxônicas (entre axônios). Porém, é possível que o elemento pré-sináptico seja um dendrito ou um pericárdio, gerando sinapses dendrodendríticas, somatossomáticas, somatoaxônicas etc. Quando o axônio é o elemento pré-sináptico, os contatos ocorrem por meio de botões sinápticos, estruturas que ficam na sua extremidade ou por meio de varicosidades, terminações azoicas em que se acumulam as vesículas sinápticas. Uma sinapse química apresenta sempre um elemento pré-sináptico (que armazena e libera o neurotransmissor, ex.: botão sináptico), um elemento pós-sináptico (que contém o receptor para o neurotransmissor) e uma fenda sináptica (que separa as duas membranas). Na célula pré-sináptica, encontramos a membrana pré-sináptica, que possui projeções densas que mantêm, de forma organizada, as vesículas sinápticas (estruturas que contêm em seu interior os neurotransmissores). Na célula pós-sináptica, encontramos a membrana pós-sináptica, que possui os receptores específicos para os neurotransmissores. a. Sinapses químicas neuroefetuadoras: também chamadas junções neuroefetuadoras, envolvem os axônios dos nervos periféricos e uma célula efetuadora não neuronal. Estas podem ser: › junção neuroefetuadora somática: faz-se com células musculares estriadas esqueléticas (células pós-sinápticas) em que o elemento pré-sináptico é uma terminação axônica de um neurônio motor somático, cujo corpo se localiza 30 UNIDADE III | FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA na medula espinhal ou no tronco encefálico. São sinapses direcionadas, denominadas placa motora. › junção neuroefetuadora visceral: é o contato de células musculares lisas ou cardíacas ou glandulares com terminações nervosas de neurônios do sistema nervoso autônomo simpático e parassimpático, cujos corpos se encontram em gânglios. Não são direcionadas, ou seja, a transmissão ocorre nas duas direções. › transmissão sináptica: quando um impulso nervoso atinge a membrana pré-sináptica (neurônio) ocorre uma alteração no seu potencial, abrindo os canais de sódio que permitem a sua entrada na célula, aumentando, assim, a quantidade deste íon no seu interior. Este aumento estimula a liberação do neurotransmissor na fenda sináptica, que atinge os receptores da célula pós- sináptica. Estes receptores podem ser canais iônicos que se abrem quando em contato com o neurotransmissor, permitindo a entrada ou saída de determinados íons. Figura 14. Sinapses. Mitocôndrias Vesículas Axônio Sinapse Axônio Fnte: Santos, 2018. A movimentação de íons, tanto para dentro, quanto para fora, causa alterações no potencial de membrana (no caso de entrada de sódio uma despolarização, e quando há entrada de cloro, uma hiperpolarização). Quando o receptor não é um canal iônico, a sua combinação com o neurotransmissor gera uma nova molécula chamada de segundo mensageiro, que causará modificações na célula pós-sináptica. Após o contato com o receptor, é necessário que o neurotransmissor seja removido da fenda sináptica para que não haja excitação ou inibição por tempo prolongado. Essa remoção pode ser feita por ação enzimática ou por receptação pela membrana 31 FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA | UNIDADE III pré-sináptica; e uma vez dentro da terminação nervosa, o neurotransmissor pode ser reutilizado ou inativado. Neurotransmissores: existem muitos tipos diferentes de neurotransmissores e novos ainda estão sendo descobertos! Com o passar dos anos, a própria ideia do que faz de algo um neurotransmissor mudou e se ampliou. Como a definição se expandiu, alguns neurotransmissores descobertos recentemente podem ser vistos como “não tradicionais” ou “não convencionais” (em relação às definições mais antigas). A maioria dos neurotransmissores situam-se em três categorias: aminoácidos, aminas e peptídeos. Os neurotransmissores peptídeos constituem-se de grandes moléculas armazenadas e liberadas em grânulos secretores. A síntese dos neurotransmissores peptídicos ocorre no retículo endoplasmático rugoso do soma. Após serem sintetizados, são clivados no complexo de Golgi, transformando-se em neurotransmissores ativos, que são secretados em grânulos secretores e transportados ao terminal axonal (transporte anterógrado) para serem liberados na fenda sináptica. Endorfinas e encefálicas: bloqueiam a dor, agindo naturalmente no corpo como analgésicos. Dopamina: neurotransmissor inibitório derivado da tirosina. Produz sensações de satisfação e prazer. Os neurônios dopaminérgicos podem ser divididos em três subgrupos com diferentes funções. O primeiro grupo regula os movimentos: uma deficiência de dopamina neste sistema provoca a doença de Parkinson, caracterizada por tremuras, inflexibilidade, e outras desordens motoras, e em fases avançadas pode verificar-se demência. Serotonina: neurotransmissor derivado do triptofano, regula o humor, o sono, a atividade sexual, o apetite, as funções neuroendócrinas, temperatura corporal, sensibilidade à dor, atividade motora e funções cognitivas. Atualmente vem sendo intimamente relacionada aos transtornos do humor, ou transtornos afetivos e a maioria dos medicamentos chamados antidepressivos age produzindo um aumento da disponibilidade dessa substância no espaço entre um neurônio e outro. Tem efeito inibidor da conduta e modulador geral da atividade psíquica. Influi sobre quase todas as funções cerebrais, inibindo-a de forma direta ou estimulando o sistema GABA. GABA (ácido gama-aminobutírico): principal neurotransmissor inibitório do SNC. Ele está presente em quase todas as regiões do cérebro, embora sua concentração varie conforme a região. Está envolvido com os processos de ansiedade. Seu efeito ansiolítico seria fruto de alterações provocadas em diversas estruturas do sistema límbico, inclusive a amígdala e o hipocampo. A inibição da síntese do GABA ou o bloqueio de 32 UNIDADE III | FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA seus neurotransmissores no SNC resultam em estimulação intensa, manifestada por meio de convulsões generalizadas. Ácido glutâmico ou glutamato: principal neurotransmissor estimulador do SNC. A sua ativação aumenta a sensibilidade aos estímulos dos outros neurotransmissores. Neuroglia (Células Gliais): são as células mais frequentes do tecido nervoso, que se relacionam com os neurônios. No sistema nervoso central, a neuroglia apresenta quatro tipos celulares: a. astrócitos: têm a forma de estrela, com inúmeros prolongamentos; em grande quantidade, apresentam-se sob duas formas: astrócitos protoplasmáticos, localizados na substância cinzenta; e astrócitos fibrosos localizados na substância branca. Têm como funções sustentação e isolamento de neurônios, controle dos níveis de potássio extraneuronal e armazenamento de glicogênio no SNC. b. oligodendrócitos: em conjunto com os astrócitos, denominam-se micróglia. São células menores que as primeiras, com poucos prolongamentos. Organizam- se em dois tipos: oligodendrócito satélite (junto ao pericárdioe dendritos) e oligodendrócito fascicular (junto às fibras nervosas), sendo os últimos responsáveis pela formação da bainha de mielina em axônios no SNC. c. microgliócitos: células pequenas com poucos prolongamentos, presentes tanto na substância branca, como na substância cinzenta, com principal função de fagocitose. d. células ependimárias: com disposição epitelial e geralmente ciliadas, revestem as paredes dos ventrículos cerebrais, do aqueduto cerebral e do canal da medula espinhal. Em conjunto com os microgliócitos, formam a micróglia. No SNP, a neuroglia compreende dois tipos celulares: as células satélites, que envolvem os pericárdios dos neurônios dos gânglios sensitivos e do sistema nervoso autônomo; e as células de Schwann, que circundam os axônios formando a bainha de mielina e o neurilema e que têm importante função na regeneração das fibras nervosas. Fibras nervosas: geralmente são formadas por um neurônio e seus envoltórios. As fibras envolvidas pela bainha de mielina são denominadas fibras mielínicas, sendo denominadas de amielínicas as fibras não envolvidas pela bainha de mielina. No SNC, a região que contém apenas fibras nervosas mielínicas e células da Glia é denominada substância branca; e a região em que estão presentes corpos dos neurônios, fibras amielínicas e algumas neuróglias denomina-se substância cinzenta. No SNC as fibras reunidas formam fascículos e no SNP formam os nervos. 33 FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA | UNIDADE III No SNP, o axônio, ao longo de seu comprimento, é envolvido por células de Schwann (em axônios motores e na maioria dos sensitivos, formam-se duas bainhas, a de mielina mais interna e o neurilema mais externamente), que se interrompem em intervalos regulares chamados nódulos de Ranvier (onde se encontram os canais de sódio e potássio), sendo os espaços situados entre eles denominados internódulos. Na terminação axônica, a bainha de mielina desaparece, porém permanece o neurilema (no SNC não há formação de neurilema). A bainha de mielina funciona como um isolante e, portanto, permite a condução mais rápida do impulso nervoso, que em consequência dos nódulos de Ranvier, é saltatória. Duas classes de transmissores não convencionais são os endocanabinoides e os gasotransmissores (gases solúveis, como o óxido nítrico e monóxido de carbono). Essas moléculas não são convencionais, pois não são armazenadas em vesículas sinápticas e podem levar mensagens do neurônio pós-sináptico para o neurônio pré-sináptico. Além disso, ao invés de interagir com os receptores na membrana plasmática de suas células-alvo, os gasotransmissores podem atravessar a membrana celular e agir diretamente sobre as moléculas dentro da célula. Outros mensageiros não convencionais provavelmente serão descobertos à medida que aprendemos mais e mais sobre como os neurônios funcionam. Quando esses novos mensageiros químicos forem descobertos, talvez tenhamos que mudar ainda mais a nossa ideia do que significa ser um neurotransmissor. O processo de formação da bainha de mielina se dá em etapas: 1º em cada célula de Schwann forma-se um sulco que contém o axônio. 2º fechamento do sulco com a formação de uma dupla membrana denominada mesaxônio. 3º o mesaxônio enrola-se várias vezes em volta do axônio expulsando o citoplasma entre as voltas. Ocorre a oposição das faces citoplasmáticas da membrana, formando a linha densa principal. 4º as faces externas do mesaxônio se encontram e formam a linha densa menor; e o restante da célula de Schwann forma o neurilema. No SNP há fibras do sistema nervoso autônomo e algumas sensitivas que são envolvidas por célula de Schwann sem que haja a formação de mielina. Fibras amielínicas conduzem mais lentamente o impulso nervoso devido à pequena distância entre os canais sensíveis à voltagem. 34 UNIDADE III | FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA Estrutura do Nervo: um nervo contém feixes de fibras nervosas (utiliza-se o termo fibra nervosa para designar o axônio ou os dendritos) envolvidas por uma membrana conjuntiva resistente. Cada feixe é, por sua vez, envolvido por uma bainha conjuntiva; entre os feixes existe tecido conjuntivo que encerra vasos sanguíneos. Os nervos apresentam cor branca porque são formados por grande quantidade de fibras mielínicas (a mielina, invólucro principalmente lipídico, apresenta coloração esbranquiçada). O sistema nervoso periférico é constituído, principalmente pelos nervos, que são representantes dos axônios (fibras motoras) ou dos dendritos (fibras sensitivas). São as fibras nervosas dos nervos que fazem a ligação dos diversos tecidos do organismo com o sistema nervoso central. Para a percepção da sensibilidade, na extremidade de cada fibra sensitiva há um dispositivo captador, denominado receptor, e uma expansão que coloca a fibra em relação com o elemento que reage ao impulso motor; este elemento na grande maioria dos casos é uma fibra muscular, podendo ser também uma célula glandular. A estes elementos é dado o nome de efetor. Portanto, o sistema nervoso periférico é constituído por fibras que ligam o sistema nervoso central ao receptor, no caso da transmissão de impulsos sensitivos; ou ao elemento efetor, quando o impulso é motor. Os nervos do sistema periférico se dividem em dois grandes grupos: os nervos espinhais e cranianos. As fibras que constituem os nervos são em geral mielínicas com neurilema. São três as bainhas conjuntivas que entram na constituição de um nervo: epineuro (envolve todo o nervo e emite septos para seu interior), perineuro (envolve os feixes de fibras nervosas), endoneuro (trama delicada de tecido conjuntivo frouxo que envolve cada fibra nervosa). As bainhas conjuntivas conferem grande resistência aos nervos sendo mais espessas nos nervos superficiais, pois estes são mais expostos aos traumatismos. Durante o seu trajeto, os nervos podem se bifurcar ou se anastomosar. Os nervos espinhais se originam na medula e os cranianos, no encéfalo. Encéfalo O encéfalo, ou cérebro, é a porção do eixo cérebro-espinhal que se aloja dentro da cavidade craniana e constitui (em peso) cerca de 98% do todo. Consiste no cérebro, no cerebelo, na ponte Varolii e na medula oblonga. A medula é contínua com a medula espinhal na decifração das pirâmides. O encéfalo, tomado como um todo, tem forma elipsoidal ou ovoidal, apresentando-se acima de uma convexidade toleravelmente uniforme formada pelos hemisférios cerebrais, mas abaixo de uma superfície mais irregular, correspondente à fossa na base do crânio. O cérebro compreende os hemisférios cerebrais contendo os ventrículos laterais (prosencéfalo), os 35 FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA | UNIDADE III tálamos ópticos com o terceiro ventrículo entre eles (o talamencéfalo) e o mesencéfalo. Ocupa o compartimento superior da cavidade craniana, descansando em um assoalho formado pelas fossas cranianas anterior e média e pelo tentorium cerebelli. O cerebelo ocupa a fossa craniana posterior e é colocado acima e atrás do quarto ventrículo. Está ligado por três pares de pedúnculos ou crura ao cérebro, ponte e a medula, respectivamente. O quarto ventrículo é delimitado abaixo e na frente pela ponte e medula. Em cada parte do encéfalo, dois tipos distintos de substância nervosa devem ser encontrados, denominados matéria cinzenta e branca. A substância cinzenta é principalmente disposta sobre a face siu, como nas circunvoluções do cérebro e do cerebelo, mas também é encontrada em massas ou núcleos destacados ou parcialmente separados, como os corpora striata e os tálamos ópticos no cérebro, núcleos da medula e da ponte, e do corpo dentado do cerebelo, composto de grupos de células gpmglion, que possuem o poder de originar impulsos nervosos, ou de receber impulsos produzidos pela ação de estímulos externos nos órgãos terminais do cérebro, nervos, ou de modificar e redirecionar tais impulsos. A matéria branca ocorre em maiorquantidade nas partes centrais dos hemisférios cerebrais. É composta de fibras nervosas mielinizadas que conduzem os impulsos de e para as células ganglionares na matéria cinzenta. Tanto a substância cinzenta como a branca são suportadas por um delicado tecido intersticial denominado neuroglia. O telencéfalo O encéfalo humano contém cerca de 35 bilhões de neurônios e pesa aproximadamente 1,4 kg. O telencéfalo ou cérebro é dividido em dois hemisférios cerebrais bastante desenvolvidos. O telencéfalo compreende um conjunto complexo de estruturas que são necessárias para algumas das funções mais complexas e evoluídas do cérebro de mamíferos. Grande parte dessa complexidade está relacionada à grande diversidade de classes neuronais que ela contém, um processo que é grandemente facilitado pelos diferentes mecanismos de migração celular que operam no telencéfalo. Assim, enquanto a migração radial estabelece a organização citoarquitetônica geral das principais subdivisões do telencéfalo, a migração tangencial permite a dispersão generalizada de tipos neuronais gerados a partir de diferentes domínios histogenéticos. 36 UNIDADE III | FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA Este último mecanismo é, portanto, fundamental para entender a complexidade celular dos circuitos telencefálicos. Nos hemisférios cerebrais, situam-se as sedes da memória e dos nervos sensitivos e motores. Entre os hemisférios, estão os ventrículos cerebrais (ventrículos laterais e terceiro ventrículo); contamos ainda com um quarto ventrículo, localizado mais abaixo, ao nível do tronco encefálico. São reservatórios do Líquido Céfalo-Raquidiano (Líquor), participando na nutrição, proteção e excreção do sistema nervoso. Em seu desenvolvimento, o córtex ganha diversos sulcos para permitir que o cérebro esteja suficientemente compacto para caber na calota craniana, que não acompanha o seu crescimento. Por isso, no cérebro adulto, apenas 1/3 de sua superfície fica “exposta”, o restante permanece por entre os sulcos. O cérebro apresenta dois hemisférios ambos têm reentrâncias e saliências: as circunvoluções cerebrais. É o órgão no qual se radicam a sensibilidade consciente, a mobilidade voluntária e a inteligência; por este motivo é considerado o centro nervoso mais importante de todo o sistema. Apresenta um profundo sulco que chega até o corpo caloso e o divide em dois hemisférios simétricos (esquerdo e direito). O córtex cerebral constitui o nível superior na organização hierárquica do sistema nervoso; se encontra repregada apresentando pregas ou circunvoluções e figuras ou canais. O córtex cerebral não é homogêneo, encontrando-se diferenças na espessura total, nas das diferentes capas e na conformação celular fibrilar. O cérebro contém os centros nervosos relacionados com os sentidos, a memória, o pensamento e a inteligência. O cérebro coordena também as ações voluntárias desenvolvidas pelo indivíduo, além de comandar atos inconscientes. Observando a figura de um cérebro, você vê que ele se divide em duas partes ou hemisférios cerebrais: um direito, outro esquerdo. Repare também nas reentrâncias e saliências que o cérebro apresenta: elas são denominadas circunvoluções cerebrais. 1. Hipocampo: região do córtex que está dobrada sobre si e possui apenas três camadas celulares; localiza-se medialmente ao ventrículo lateral. 2. Córtex olfativo: localizado ventral e lateralmente ao hipocampo; apresenta duas ou três camadas celulares. 3. Neocórtex: córtex mais complexo; separa-se do córtex olfativo mediante um sulco chamado fissura rinal; apresenta muitas camadas celulares e várias áreas sensoriais e motoras. As áreas motoras estão intimamente envolvidas com o controle do movimento voluntário. 37 FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA | UNIDADE III Desenvolvimento neurológico na criança e adolescente Evidências da neurociência sugerem que fases críticas do desenvolvimento do cérebro ocorrem além dos primeiros 1.000 dias e, em alguns casos, muito tempo depois. Aos seis anos, o cérebro atingiu aproximadamente 95% de seu volume adulto, mas o tamanho não é tudo; em vez disso, as conexões dentro do cérebro são de crescente importância até a meia infância e adolescência. Diferentes áreas do cérebro têm funções diferentes e se desenvolvem em taxas diferentes. O pico de desenvolvimento do córtex sensório-motor – que está associado à visão, audição e controle motor – ocorre relativamente cedo, e o desenvolvimento é limitado após a puberdade. O complexo de associação parietal e temporal, responsável por habilidades de linguagem e numeramento, desenvolve-o mais rápido um pouco mais tarde; assim, por volta dos 14 anos, embora seja possível aprender novas línguas, é mais difícil falar uma nova língua da mesma maneira que um falante nativo. O córtex pré-frontal se desenvolve mais tarde ainda; essa área está associada a funções cerebrais superiores, como o controle executivo. O desenvolvimento do cérebro durante a infância e a primeira infância é marcado pelo desenvolvimento de habilidades cognitivas e emocionais primárias. Com o início das mudanças hormonais da puberdade no meio da infância, uma nova fase do desenvolvimento cerebral começa em que as interações do indivíduo com o ambiente social, cultural e educacional moldam os processos de mielinização e poda sináptica dos centros envolvidos no processamento emocional e funcionamento executivo. Embora as habilidades cognitivas primárias em crianças deficientes possam melhorar durante a infância média, o desenvolvimento do cérebro durante esses anos e durante a adolescência concentra-se principalmente na aquisição de habilidades cognitivas, emocionais e sociais de nível superior essenciais para o funcionamento em sistemas sociais complexos... Como na primeira infância, ambientes nutricionais e sociais moldam o desenvolvimento do cérebro. A intervenção precoce é fundamental para estabelecer o desenvolvimento humano em uma trajetória efetiva. No entanto, a ênfase na proposição de que o dano experimentado no início da vida é irreversível não é apenas fracamente apoiada pelas evidências, mas também levou a uma infeliz falta de ênfase na exploração de intervenções mais tarde na infância. Da mesma forma, a estrutura conceitual amplamente citada de taxas de retorno continuamente decrescentes com a idade está em desacordo com o que agora se sabe 38 UNIDADE III | FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO E NEUROFISIOLOGIA sobre a plasticidade do desenvolvimento cerebral e crescimento físico durante grande parte da meia infância, e também não leva em conta os benefícios intergeracionais das ações na infância e adolescência posteriores. Algumas intervenções só fazem sentido em pontos específicos do desenvolvimento; por exemplo, alguns tenistas famosos atribuem seu sucesso a aprender a jogar aos oito anos, mas reconhecem que nenhuma quantidade de aulas de tênis aos três anos teria alcançado o mesmo resultado. Evidências atuais sugerem que há retornos substanciais nos investimentos feitos nas duas primeiras décadas de vida. Na adolescência, o desenvolvimento do cérebro envolve dois processos-chave: crescimento e mudança significativos nas regiões do córtex pré-frontal e melhor conectividade entre regiões do córtex pré-frontal e regiões do sistema límbico. Acredita-se que essas mudanças sustentem funções cognitivas de ordem superior, como o raciocínio, as interações interpessoais, a percepção do risco e recompensa a curto e longo prazo e a regulação do comportamento e da emoção. Os processos normativos de desenvolvimento neurológico preparam o cérebro para responder às demandas da adolescência e da vida adulta, mas também podem tornar os adolescentes vulneráveis a comportamentos de risco e psicopatologia. Domínios cognitivos, incluindo aprendizagem, raciocínio, processamento de informação e memória, melhoram à medida que os adolescentes se desenvolvem. As capacidades de funcionamentoexecutivo, que facilitam a autorregulação de pensamentos, ações e emoções, continuam a se desenvolver paralelamente às mudanças no córtex pré-frontal. Acredita-se que esses aumentos no controle autorregulatório apoiam o raciocínio dedutivo; processando informação; eficiência; e a capacidade de pensamento abstrato, planejado, hipotético e multidimensional. 39 REFERÊNCIAS BERNAL, J. La ciencia en la historia. México: Nueva Imagen; 1979. BERNE, R. M.; LEVY, M. N. Fisiologia. 5. ed. São Paulo: Elsevier, 2007. BHAGAVAN, N. V. Gastrointestinal Digestion and Absorption. Medical Biochemistry (Fourth Edition). Pages 197-224. 2002. BIRSKEN, C.; ATACA, D. Endocrine hormones and local signals during the development of the mouse mammary gland. WIREs Dev Biol, 4:181-195. 2015. CARLSON, B. M. Embriologia Humana e Biologia do Desenvolvimento. 5. ed. 2014. CENTRALX, Atlas do corpo humano. Pericárdio, 2018. 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