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ARA0332 - NEUROANATOMOFISIOLOGIA INTRODUÇÃO AO ESTUDO DA NEUROANATOMOFISIOLOGIA Prof. Me. André Mendonça • Neurociências envolve uma vasta gama de questões acerca de como se desenvolve e se organiza o sistema nervoso no homem, e de como ele funciona para gerar um comportamento. • Essas questões podem ser exploradas utilizando-se ferramentas da genética, da biologia celular e molecular, da anatomia e da fisiologia de sistemas, da biologia comportamental e da psicologia. • A diversidade de neurônios e células gliais de suporte já identificados agrupa-se em conjuntos chamados de circuitos neurais, e estes são os componentes primários dos sistemas neurais que processam tipos específicos de informação. Exemplos da rica variedade morfológica das células nervosas encontradas no sistema nervoso humano. Sistema nervoso O sistema nervoso é o sistema responsável pela interpretação e coordenação dos estímulos sensitivos do meio externo e interno, bem como pela elaboração e coordenação da resposta a estes estímulos quer seja no meio interno ou externo. Além disto, é responsável pela interpretação de sinais, arquivamento (memória), aprendizado, raciocínio e planejamento. Em última análise é o sistema que nos capacita pensar, sonhar, desejar e ter consciência Controla as funções orgânicas do organismo Integração com o meio ambiente Estímulo do meio ambiente Interpretação Desencadeamento de resposta adequada Divisão do SN Tecido Nervoso Rede de comunicação Nervosa Sistema Nervoso SNC • Encéfalo • Medula espinhal SNP • Nervos • Gânglios espinhais Sistema Nervoso Sistema Nervoso Central Sistema Nervoso Periférico Encéfalo Medula espinhal Nervos Gânglios Terminações nervosas Cérebro Cerebelo Tronco Encefálico Cranianos Espinhais Bulbo 12 pares Telencéfalo Diencéfalo Mesencéfalo Ponte 31 pares Neurônios Células responsáveis pela recepção e transmissão dos estímulos do meio (interno e externo), possibilitando ao organismo a execução de respostas adequadas para manutenção da homeostase. Neurônios são claramente diferenciados por serem especializados em comunicação intercelular. Esse atributo é evidente em sua morfologia geral, na organização específica de seus componentes de membrana para a sinalização elétrica e nas complexidades funcional e estrutural dos contatos sinápticos entre neurônios. De acordo com sua morfologia, os neurônios podem ser classificados nos seguintes tipos: Neurônios multipolares; Neurônios bipolares; Neurônios pseudo unipolares. Principais características de neurônios em microscopia óptica e microscopia eletrônica. (A) Diagrama de células nervosas e suas partes componentes. (B) Segmento inicial do axônio (azul) entrando na bainha de mielina (bronze). (C) Botões terminais (azul) carregados com vesículas sinápticas (cabeças de setas) for mando sinapses (setas) com um dendrito (púrpura). (D) Secção transversal de axônios (azul) embainhados pelos processos dos oligodendrócitos (dourado). (E) Dendritos apicais (púrpura) de células piramidais corticais. (F) Corpos de células nervosas (púrpura) ocupados por grandes núcleos redondos. (G) Porção de um axônio mielinizado (azul) ilustrando os intervalos entre segmentos adjacentes de mielina (dourado) referidos como nodos de Ranvier (setas). O número de entradas sinápticas recebidas por cada célula do sistema nervoso humano varia de 1 a cerca de 100.000. Esse limite reflete o propósito fundamental das células nervosas, que é integrar informação de outros neurônios. Neurônios multipolares Apresentam mais de dois dendritos. A grande maioria dos neurônios é desse tipo. Neurônios bipolares Possuidores de um dendrito e de um axônio. São encontrados nos gânglios cocleares e vestibulares, na retina e na mucosa olfatória. Neurônios pseudo-unipolares Apresentam próximo ao corpo celular, prolongamento único, mas este logo se divide em dois, dirigindo-se um ramo para a periferia e outro para o sistema nervoso central. São encontrados nos gânglios espinhais. http://3.bp.blogspot.com/_JXtI_b6x6ZI/Rg_2OqL_4JI/AAAAAAAAACw/Lk-vNBMqQbA/s1600-h/unipolar.gif Os neurônios podem ainda ser classificados segundo sua função: Neurônios motores: efetuam uma ação, enviam mensagem para execução (vísceras, músculos, glândulas). Sai do sistema nervoso central em direção ao periférico. Exemplo: neurônio multipolar. Neurônios sensoriais: captam a mensagem do meio externo, interno e de células sensoriais e manda para o sistema nervoso central. Exemplo: neurônio bipolar e pseudounipolar. Neurônios interneurônios: estabelecem conexões entre outros neurônios, formando circuitos complexos. SINAPSE Os neurônios estabelecem comunicações entre si por meio de estruturas denominadas sinapses nervosas. A comunicação entre os neurônios motor e as células musculares ocorre por meio da junção neuromuscular. Sinapse: conexão funcional entre um neurônio e uma segunda célula. As sinapses nervosas podem ser químicas ou elétricas SINAPSE QUIMICA Forma de comunicação dos neurônios com outros neurônios ou com as células efetuadoras por meio de mediadores químicos denominados neurotransmissores (NT). Os NT são sintetizados pelos próprios neurônios e armazenados dentro de vesículas. Essas vesículas concentram-se no terminal axônico e quando os impulsos nervosos chegam a esses terminais os NT são liberados por meio de exocitose. A membrana do terminal que libera os NT denomina-se membrana pré-sináptica e a imediatamente vizinha, membrana pós-sinaptica. Entre elas há um espaço em torno de 100-500A chamado fenda sináptica. A interação dos NT com a membrana pós-sinaptica é realizada por meio de receptores protéicos altamente específicos. Além dos NT, os neurônios sintetizam mediadores conhecidos como neuromoduladores cujo efeito é o modular (controlar, regular) a transmissão sináptica. SINAPSE ELETRICA Comunicação nervosa que dispensa mediadores químicos; a neurotransmissão é estabelecida através da passagem direta de íons por meio das junções abertas ou comunicantes (gap junctions). Os canais iônicos ficam acoplados e formas unidades funcionais denominadas conexinas. A transmissão da informação é muito rápida, mas oferece quase nenhuma versatilidade quanto ao controle da neurotransmissão. São particularmente úteis nas vias reflexas rápidas e nas respostas sincrônicas de alguns neurônios do SNC. As sinapses elétricas são encontradas no coração (discos intercalares), no músculo liso (útero), e no sistema nervoso central (dendritos). Propriedade Sinapse elétrica Sinapse química Tamanho da fenda sináptica 3,5 nm 30-50nm Continuidade citoplasmática entre as células pré e pós sim não Componentes Ultraestruturais típicos Canais iônicos através a sinapse Vesículas présinápticas e Receptores póssinápticos Agente da transmissão Corrente Iônica Transmissor Químico Retardo Sináptico Ausente Em geral entre 1 a 5 ms Direção da Transmissão Nos dois sentidos Sentido único SINAPSE QUIMICASINAPSE ELETRICA O impulso nervoso que se propaga através do neurônio é de origem elétrica e resulta de alterações nas cargas elétricas das superfícies externa e interna da membrana celular. A membrana de um neurônio em repouso apresenta-se com carga elétrica positiva do lado externo (voltado para fora da célula) e negativa do lado interno (em contato com o citoplasma da célula). Quando essa membrana se encontra em tal situação, diz-se que está polarizada. Quando um estímulo químico, mecânico ou elétrico chega ao neurônio, pode ocorrera alteração da permeabilidade da membrana, permitindo grande entrada de sódio na célula e pequena saída de potássio dela. Com isso, ocorre uma inversão das cargas ao redor dessa membrana, que fica despolarizada gerando um potencial de ação. Essa despolarização propaga-se pelo neurônio caracterizando o impulso nervoso. O potencial de ação só consegue percorrer a extensão do neurôniose cada ponto ao longo da membrana for despolarizado ao seu potencial limiar conforme o potencial de ação vai se deslocando pelo axônio O novo potencial de ação produz correntes locais por si só que despolarizam a região adjacente a ele, produzindo ainda outro potencial de ação no local seguinte e assim por diante, para promover a propagação do potencial de ação ao longo da extensão da membrana. Desse modo, ocorrem abertura e fechamento sequencial dos canais de K+ e Na+ dependentes de voltagem ao longo da membrana. É como acender um trilho de pólvora – o potencial de ação não se move, mas “dispara” um novo potencial na região do axônio logo depois dele. MECANISMO DA NEUROTRANSMISSÃO QUÍMICA Liberação dos NT Com a chegada do PA no terminal (1), Os canais de Ca++ voltagem dependentes abrem-se e ocorre a difusão de Ca++ para o interior do terminal (2). O aumento de Ca++ intracelular estimula a exocitose dos NT para a fenda sináptica (3, 4). Os NT ligam-se a receptores da membrana pós-sinaptica (5) e causam mudanças de permeabilidade iônica. O fluxo resultante de íons muda o potencial de membrana pós- sinaptico transitoriamente, causando uma resposta pós- sinaptica. Os NT por outro lado, são inativados por enzimas específicas (6). Células neurogliais Células neurogliais – também chamadas de células gliais ou, simplesmente, glia – são muito diferentes das células nervosas. No encéfalo, células gliais estão em maior número do que neurônios, suplantando-os em uma razão provável de 3 para 1. Apesar de sua superioridade numérica, a glia não participa de modo direto nas interações sinápticas e na sinalização elétrica, ainda que, em suas funções de suporte, auxilie na definição de contatos sinápticos e na manutenção das habilidades sinalizadoras dos neurônios. As neuroglias assumem diferentes funções no sistema nervoso. elas cercam os neurônios, mantendo-os fixos, cada um no seu lugar, e fornecendo-lhes o oxigênio e os nutrientes que necessitam. Elas diferem em forma e função e são elas: Oligodendrócitos; Astrócitos; Células de Schwann; Células ependimárias; Micróglia. As funções gliais de fato bem estabelecidas incluem manter o ambiente iônico das células nervosas, modular a velocidade de propagação do sinal nervoso, modular a atividade sináptica por meio da captação de neurotransmissores na fenda sináptica ou próximos a ela, fornecer arcabouço estrutural durante alguns aspectos do desenvolvimento neural e auxiliar (e, às vezes, impedir) a regeneração neural após lesão. No sistema nervoso central maduro, há três tipos de células gliais: astrócitos, oligodendrócitos e células microgliais. Oligodendrócitos Os oligodendrócitos, que também são restritos ao sistema nervoso central, depositam um envoltório laminado, rico em lipídeos, chamado de mielina, em torno de muitos (mas não de todos) axônios. A mielina possui efeitos importantes sobre a velocidade de transmissão de sinais elétricos Possuem prolongamentos que se enrolam ao redor dos axônios, produzindo a bainha de mielina. Astrócitos Restritos ao sistema nervoso central possuem processos locais elaborados que lhes dão uma aparência estrelada. Uma das principais funções é manter, por diversos mecanismos, um ambiente químico propício à sinalização neuronal. Além disso, observações recentes sugerem que um subgrupo de astrócitos no encéfalo adulto pode conservar certas características de células-tronco neurais – isto é, a capacidade de entrar em mitose e gerar todos os tipos celulares encontrados no sistema nervoso. Estas células ligam os neurônios aos capilares sanguíneos e a pia-máter. Células de Schwann Possuem a mesma função dos oligodendrócitos, no entanto, se localizam ao redor dos axônios do sistema nervoso periférico. Cada uma destas células forma uma bainha de mielina em torno de um segmento de um único axônio. Células Ependimárias São células epiteliais colunares que revestem os ventrículos do cérebro e o canal central da medula espinhal. Em algumas regiões, estas células são ciliadas, facilitando a movimentação do líquido cefalorraquidiano. Micróglia Estas células são pequenas e alongadas, com prolongamentos curtos e irregulares. São fagocitárias e derivam de precursores que alcançam a medula óssea através da corrente sanguínea, representando o sistema mononuclear fagocitário do SNC. Participam também da inflamação e reparação do SNC; secretam também diversas citocinas reguladoras do processo imunitário e remove os restos celulares que surgem nas lesões do SNC. Atividade Autônoma Aura Questão 1: • São considerados a unidade fundamental do sistema nervoso, com a função básica de receber, processar e enviar informações: • a)Astrócitos. • b)Oligodendrócitos. • c)Neurônios. • d)Microgliócitos. • e)Células de Schwann. Questão 2: Sentido correto do estímulo nervoso através da estrutura do neurônio: a) Corpo – dendrito – axônio. b) Dendrito – corpo – axônio. c) Axônio – corpo – dendrito. d) Dendrito – axônio – corpo. e) Corpo – axônio – dendrito. Slide 1: ARA0332 - NEUROANATOMOFISIOLOGIA Slide 2 Slide 3 Slide 4: Sistema nervoso Slide 5: Divisão do SN Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10: Neurônios Slide 11 Slide 12 Slide 13: Neurônios multipolares Slide 14: Neurônios bipolares Slide 15: Neurônios pseudo-unipolares Slide 16: Os neurônios podem ainda ser classificados segundo sua função: Slide 17 Slide 18: SINAPSE Slide 19: SINAPSE QUIMICA Slide 20: SINAPSE ELETRICA Slide 21 Slide 22 Slide 23 Slide 24 Slide 25 Slide 26: MECANISMO DA NEUROTRANSMISSÃO QUÍMICA Slide 27: Células neurogliais Slide 28 Slide 29: Oligodendrócitos Slide 30: Astrócitos Slide 31: Células de Schwann Slide 32: Células Ependimárias Slide 33: Micróglia Slide 34: Atividade Autônoma Aura Slide 35