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1 @jumorbeck ↠ O sistema nervoso é o principal sistema de controle e comunicação do corpo. Cada pensamento, ação, instinto e emoção refletem a sua atividade. Suas células comunicam-se por meio de sinais elétricos, que são rápidos e específicos e, normalmente, produzem respostas quase imediatas (MARIEB, 7ª ed.). ↠ Com apenas 2 kg de peso, cerca de 3% do peso corporal total, o sistema nervoso é um dos menores, porém mais complexos, dos 11 sistemas corporais. Esta rede intrincada de bilhões de neurônios e de um número ainda maior de células da neuróglia está organizada em duas subdivisões principais: o sistema nervoso central e o sistema nervoso periférico (TORTORA, 14ª ed.). Morfologia do sistema nervoso central e periférico SISTEMA NERVOSO CENTRAL (SNC) ↠ O sistema nervoso central, ou parte central do sistema nervoso, (SNC) é formado pelo encéfalo e pela medula espinal, que ocupam o crânio e o canal vertebral, respectivamente (MARIEB, 7ª ed.). ↠ O encéfalo é a parte do SNC que está localizada no crânio e contém cerca de 85 bilhões de neurônios. A medula espinal conecta-se com o encéfalo por meio do forame magno do occipital e está envolvida pelos ossos da coluna vertebral. A medula espinal possui cerca de 100 milhões de neurônios (TORTORA, 14ª ed.). ↠ O encéfalo e a medula espinal são contínuos entre si no forame magno (SEELY, 10ª ed.). ↠ O SNC é o centro de integração e comando do sistema nervoso, pois recebe sinais sensitivos, interpreta- os e determina as respostas motoras com base em experiências pregressas, reflexos e condições atuais (MARIEB, 7ª ed.). ↠ O SNC processa muitos tipos diferentes de informações sensitivas. Também é a fonte dos pensamentos, das emoções e das memórias. A maioria dos sinais que estimulam a contração muscular e a liberação das secreções glandulares se origina no SNC (TORTORA, 14ª ed.). Encéfalo ↠ O encéfalo é a parte do sistema nervoso central (SNC) que está contida no interior da cavidade craniana (SEELY, 10ª ed.). Os anatomistas costumam classificar o encéfalo em quatro partes: tronco encefálico (bulbo, ponte e mesencéfalo), cerebelo, diencéfalo e telencéfalo (cérebro), composto de dois hemisférios cerebrais (MARIEB, 7ª ed.). ↠ O encéfalo humano adulto médio pesa aproximadamente 1.500 g (MARIEB, 7ª ed.). As funções do encéfalo variam de atividades comuns (porém essenciais) de manutenção da vida até funções neurais mais complexas. O encéfalo controla a frequência cardíaca, a frequência respiratória e a pressão arterial - e mantém o ambiente interno por meio do controle da divisão autônoma do sistema nervoso e do sistema endócrino. Sobretudo, o encéfalo executa tarefas de alto nível - aquelas associadas a inteligência, consciência, memória, integração sensório-motora, emoção, comportamento e socialização (MARIEB, 7ª ed.). BÔNUS Para entender a terminologia utilizada para as principais divisões do encéfalo adulto, será útil compreender o seu desenvolvimento embriológico. O encéfalo e a medula espinal são derivados do tubo neural, que por sua vez se origina do ectoderma. A parte anterior do tubo neural se expande, junto com o tecido da crista neural, desenvolvendo constrições que determinam o aparecimento de três regiões chamadas de vesículas encefálicas primárias: prosencéfalo, mesencéfalo e rombencéfalo. Tanto o prosencéfalo quanto o rombencéfalo se subdividem, formando as vesículas encefálicas secundárias. O prosencéfalo dá origem ao telencéfalo e ao diencéfalo; o rombencéfalo, ao metencéfalo e ao mielencéfalo (TORTORA, 14ª ed.). As diversas vesículas encefálicas originam as seguintes estruturas no adulto: (TORTORA, 14ª ed.). • O telencéfalo forma o cérebro e os ventrículos laterais APG 01 2 @jumorbeck • O diencéfalo dá origem ao tálamo, ao hipotálamo, ao epitálamo e ao terceiro ventrículo • O mesencéfalo forma estrutura de mesmo nome e o aqueduto do mesencéfalo • O metencéfalo dá origem à ponte, ao cerebelo e à parte superior do quarto ventrículo • O mielencéfalo forma o bulbo (medula oblonga) e a parte inferior do quarto ventrículo. ↠ O tronco encefálico é contínuo com a medula espinal e é composto pelo bulbo, pela ponte e pelo mesencéfalo. Posteriormente ao tronco encefálico se encontra o cerebelo. Superiormente ao tronco encefálico se localiza o diencéfalo, formado pelo tálamo, pelo hipotálamo e pelo epitálamo. Apoiado no diencéfalo está o telencéfalo (cérebro), a maior parte do encéfalo (TORTORA, 14ª ed.). Tronco encefálico ↠ O tronco encefálico conecta a medula espinal ao restante do encéfalo (SEELY, 10ª ed.). ↠ A mais caudal das quatro partes principais do encéfalo é o tronco encefálico. Da posição caudal para a rostral, as três regiões do tronco encefálico são o bulbo, a ponte e o mesencéfalo (MARIEB, 7ª ed.). Cada região tem aproximadamente 2,5 cm de comprimento e, juntas, correspondem a apenas 25% da massa encefálica total. Situado na fossa do crânio posterior, na parte basilar do osso occipital, o tronco encefálico tem quatro funções gerais: (MARIEB, 7ª ed.). • Age como uma via de passagem para todos os tratos fibrosos que vão do cerebelo até a medula espinal. • Participa ativamente da inervação da face e da cabeça; 10 a 12 pares de nervos craniais conectam-se a ele. • Produz comportamentos rigidamente programados e automáticos, necessários para a sobrevivência. • Integra os reflexos auditivos e visuais. O tronco encefálico é responsável por várias funções essenciais. Lesões a pequenas áreas frequentemente resultam em morte, já que muitos reflexos vitais são integrados no tronco encefálico (SEELY, 10ª ed.). ↠ O tronco encefálico tem o mesmo plano estrutural da medula espinal, com substância branca externa circundando uma região interna de substância cinzenta. No entanto, os núcleos de substância cinzenta também estão situados na substância branca do tronco encefálico (MARIEB, 7ª ed.). BULBO (MEDULA OBLONGA) ↠ O bulbo é contínuo com a parte superior da medula espinal; ele forma a parte inferior do tronco encefálico. O bulbo se inicia na altura do forame magno e se estende até a margem inferior da ponte por uma distância de aproximadamente 3 cm (MARIEB, 7ª ed.). ↠ A substância branca do bulbo contém todos os tratos sensitivos e motores que se projetam entre a medula espinal e outras partes do encéfalo. Parte da substância branca forma protrusões na parte anterior do bulbo. Estas protrusões, chamadas de pirâmides, são formadas pelos tratos corticospinais que passam do telencéfalo (cérebro) para a medula espinal. Os tratos corticospinais são responsáveis pelos movimentos voluntários dos quatro membros e do tronco (TORTORA, 14ª ed.). Dois proeminentes alargamentos na superfície anterior do bulbo são as pirâmides, assim chamadas por possuírem maior extensão junto à ponte e afunilarem-se junto à medula espinal. As pirâmides são formadas por grandes tratos descendentes envolvidos no controle voluntário dos músculos esqueléticos (SEELY, 10ª ed.). 3 @jumorbeck IMPORTANTE: Logo acima da junção do bulbo com a medula espinal, 90% dos axônios da pirâmide esquerda cruzam para o lado direito, e 90% dos axônios da pirâmide direita cruzam para o lado esquerdo. Este cruzamento é conhecido como decussação das pirâmides e explica por que cada lado do encéfalo é responsável pelos movimentos voluntários do lado oposto do corpo (TORTORA, 14ª ed.). ↠ O bulbo também apresenta diversos núcleos. (Lembre-se de que núcleo é um agrupamento de corpos celulares neuronais no SNC.) (TORTORA, 14ª ed.). Seguindo pelo centro do tronco encefálico, há um agrupamento de pequenos núcleos que constituem a formação reticular. Os núcleos da formação reticular compõem três colunas em cada lado, que se estendem por todo o comprimento do tronco encefálico: os núcleos darafe adjacente à linha média, que são ladeados pelo grupo nuclear mediano e depois pelo grupo nuclear lateral (coluna medial e coluna lateral) (MARIEB, 7ª ed.). ↠ Alguns destes núcleos controlam funções vitais, como o centro cardiovascular e a área respiratória rítmica. O centro cardiovascular regula a frequência e a intensidade do batimento cardíaco, bem como o diâmetro dos vasos sanguíneos. O centro respiratório bulbar ajusta o ritmo basal da respiração (TORTORA, 14ª ed.). Além de regular os batimentos cardíacos, o diâmetro dos vasos sanguíneos e o ritmo respiratório, os núcleos bulbares também controlam os reflexos de vômito, da deglutição, do espirro, da tosse e do soluço. O centro do vômito é responsável pelo vômito, a expulsão forçada do conteúdo da parte alta do sistema digestório pela boca. O centro da deglutição controla a deglutição do bolo alimentar da cavidade oral em direção à faringe. O ato de espirrar envolve a contração espasmódica de músculos ventilatórios que expelem forçadamente o ar pelo nariz e pela boca. Tossir envolve inspiração longa e profunda sucedida por uma forte expiração que expele um jato de ar pelos orifícios respiratórios superiores. O soluço é causado por contrações espasmódicas do diafragma que geram um som agudo durante a inspiração (TORTORA, 14ª ed.). ↠ Lateralmente a cada pirâmide encontra-se uma protuberância oval chamada de oliva. Na oliva se localiza o núcleo olivar inferior, que recebe eferências do córtex cerebral, do núcleo rubro do mesencéfalo e da medula espinal. Neurônios do núcleo olivar inferior projetam seus axônios para o cerebelo, onde regulam a atividade dos neurônios cerebelares. Ao influenciar a atividade neuronal cerebelar, o núcleo fornece instruções que o cerebelo utiliza para ajustar a atividade muscular, à medida que você aprende novas habilidades motoras (TORTORA, 14ª ed.). Duas estruturas ovais, chamadas olivas, sobressaem-se na superfície anterior do bulbo, lateralmente às terminações superiores das pirâmides. As olivas são núcleos envolvidos com o equilíbrio, a coordenação e a modulação do som oriundo da orelha interna (SEELY, 10ª ed.). ↠ Os núcleos associados a tato, pressão, vibração e propriocepção consciente estão localizados na região posterior do bulbo: são os núcleos grácil e cuneiforme (TORTORA, 14ª ed.). ↠ O bulbo também apresenta núcleos que compõem as vias sensitivas responsáveis pela gustação, pela audição e pelo equilíbrio. O núcleo gustativo faz parte da via gustativa, que se estende da língua até o encéfalo; ela recebe aferências dos calículos gustatórios da língua. Os núcleos cocleares pertencem à via auditiva, que se estende da orelha interna até o encéfalo; eles recebem aferências da cóclea, situada na orelha interna. Os núcleos vestibulares do bulbo e da ponte fazem parte das vias do equilíbrio, que se estendem da orelha interna para o encéfalo; eles recebem informações sensitivas de proprioceptores do aparelho vestibular da orelha interna. 4 @jumorbeck Por fim, o bulbo contém núcleos associados aos cinco pares de nervos cranianos (TORTORA, 14ª ed.). PONTE ↠ A ponte está logo acima do bulbo e anterior ao cerebelo, com cerca de 2,5 cm de comprimento. Assim como o bulbo, a ponte é formada por núcleos e tratos. Como diz o próprio nome, a ponte liga partes do encéfalo entre si. Estas conexões são possíveis graças a feixes de axônios (TORTORA, 14ª ed.). ↠ A ponte é dividida em duas estruturas principais: uma região ventral e outra dorsal. A região ventral da ponte forma uma grande estação de transmissão sináptica composta por centros dispersos de substância cinzenta conhecidos como núcleos pontinhos. Vários tratos de substância branca entram e saem destes núcleos, e cada um deles conecta o córtex de um hemisfério cerebral com o córtex do hemisfério do cerebelo contralateral. (TORTORA, 14ª ed.). ↠ A região dorsal da ponte é semelhante às demais regiões do tronco encefálico – bulbo e mesencéfalo. Ela contém tratos ascendentes e descendentes e núcleos de nervos cranianos (TORTORA, 14ª ed.). ↠ Também na ponte está localizado o centro respiratório pontinho. Junto com o centro respiratório bulbar, ele auxilia no controle da respiração. Além disso, a ponte contém núcleos associados a alguns pares de nervos cranianos (TORTORA, 14ª ed.). MESENCÉFALO ↠ O mesencéfalo se estende da ponte ao diencéfalo e tem cerca de 2,5 cm de comprimento. O aqueduto do mesencéfalo (aqueduto de Silvio) passa pelo mesencéfalo, conectando o terceiro ventrículo (acima) com o quarto ventrículo (abaixo). Da mesma forma que o bulbo e a ponte, o mesencéfalo contém núcleos e tratos (TORTORA, 14ª ed.). ↠ A cavidade central do mesencéfalo é o aqueduto do mesencéfalo, que divide o mesencéfalo em teto, posteriormente, e pedúnculos cerebrais, anteriormente (MARIEB, 7ª ed.). ↠ O teto do mesencéfalo consiste em quatro núcleos que formam saliências na superfície dorsal, coletivamente denominados corpos quadrigêmeos. Cada saliência, por sua vez, é denominada colículo; as duas saliências superiores são os colículos superiores, e as duas inferiores, os colículos inferiores (SEELY, 10ª ed.). Os colículos superiores recebem aferências sensoriais dos sistemas visual, auditivo e tátil, e estão envolvidos nos movimentos reflexos da cabeça, olhos e corpo a esses estímulos, como sons muito altos, luzes piscando ou uma dor muito forte. Por exemplo, quando um objeto brilhante surge repentinamente no campo visual de uma pessoa, ocorre um reflexo que movimenta os olhos em direção ao objeto, focando-o. Os colículos inferiores estão envolvidos na audição e integram as vias auditivas do SNC. (SEELY, 10ª ed.). ↠ O tegmento do mesencéfalo é composto por tratos ascendentes, como o espinotalâmico e o lemnisco medial, que levam informações sensoriais da medula espinal ao encéfalo. O tegmento também contém o núcleo rubro, os pedúnculos cerebrais e a substância negra (SEELY, 10ª ed.). ↠ O núcleo rubro recebe essa denominação porque as amostras de tecido cerebral fresco aparecem em tonalidade rósea, como resultado do abundante 5 @jumorbeck suprimento sanguíneo local. Ele auxilia na regulação e coordenação das atividades motoras (SEELY, 10ª ed.). ↠ Os pedúnculos cerebrais constituem a porção do mesencéfalo ventral ao tegmento. São compostos principalmente por tratos descendentes que trazem informações motoras do cérebro ao tronco encefálico e à medula espinal. A substância negra é uma massa nuclear localizada entre o tegmento e os pedúnculos cerebrais, cujas células contêm em seu citoplasma grânulos de melanina que lhes conferem uma coloração escura (SEELY, 10ª ed.). FORMAÇÃO RETICULAR ↠ Além dos núcleos já descritos, grande parte do tronco encefálico é composta por pequenos aglomerados de corpos celulares neuronais (substância cinzenta) dispersos entre pequenos feixes de axônios mielinizados (substância branca). A ampla região na qual a substância branca e a substância cinzenta se arranjam em forma de rede é conhecida como formação (TORTORA, 14ª ed.). A parte ascendente da formação reticular é chamada de sistema reticular ativador ascendente (SRAA), formado por axônios sensitivos que se projetam em direção ao córtex cerebral, diretamente ou via tálamo. Muitos estímulos sensitivos podem ativar o SRAA, dentre eles os estímulos visuais e auditivos; atividades mentais; estímulos de receptores de dor, tato e pressão; e estímulos de receptores em nossos membros e na cabeça que nos mantêm informados sobre a posição de nosso corpo. Talvez a função mais importante do SRAA seja a manutenção da consciência, estado de vigília no qual o indivíduo está totalmente alerta, consciente e orientado. Estímulos visuais e auditivos, bem como atividades mentais, podem estimular o SRAA a manter a consciência.O SRAA também está ativo durante o despertar, ou acordar do sono. Outra função do SRAA é manter a atenção (concentração em um objeto ou pensamento) e a vigilância. Ele também evita sobrecargas sensitivas (excesso de estimulação visual e/ou auditiva) por meio da filtração de informações insignificantes, de modo que elas não se tornem conscientes. Por exemplo, enquanto você está esperando o começo da sua aula de anatomia, você pode não perceber o barulho a sua volta quando você está revisando suas anotações. A inativação do SRAA causa o sono, estado parcial de consciência a partir do qual o indivíduo pode ser despertado. Por outro lado, lesões do SRAA podem levar ao coma, estado de inconsciência do qual a pessoa não pode ser despertada (TORTORA, 14ª ed.). Cerebelo ↠ O cerebelo, com sua forma de couve-flor, a segunda maior parte do encéfalo, conforme prosseguimos da direção caudal para a rostral, corresponde a até 11% da massa do encéfalo (MARIEB, 7ª ed.). ↠ O cerebelo está situado em posição dorsal à ponte e ao bulbo, dos quais está separado pelo quarto ventrículo (MARIEB, 7ª ed.). ↠ O cerebelo, segunda maior estrutura encefálica (perdendo apenas para o telencéfalo [cérebro]), ocupa as regiões inferior e posterior da cavidade craniana. Assim como o telencéfalo (cérebro), o cerebelo tem uma superfície com vários giros que aumenta muito a área do córtex (substância cinzenta), permitindo a presença de um número maior de neurônios (TORTORA, 14ª ed.). ↠ Nas vistas superior e inferior, o cerebelo tem um formato que lembra o de uma borboleta. A área central menor é conhecida como verme do cerebelo, e as “asas” ou lobos laterais, como hemisférios do cerebelo. Cada hemisfério é composto por lobos separados por profundas e distintas fissuras. Os lobos anterior e posterior controlam aspectos subconscientes dos movimentos da musculatura esquelética. O lobo floculonodular da parte inferior contribui com o equilíbrio (TORTORA, 14ª ed.). ↠ A camada superficial do cerebelo, chamada de córtex do cerebelo, é formada por substância cinzenta disposta em uma série de dobras finas e paralelas conhecidas como folhas do cerebelo. Abaixo da substância cinzenta encontram-se tratos de substância branca chamados de árvore da vida, que se assemelham a galhos de uma árvore. Na substância branca estão localizados os núcleos do cerebelo, regiões de substância cinzenta onde se 6 @jumorbeck situam os neurônios que conduzem impulsos nervosos do cerebelo para outros centros encefálicos (TORTORA, 14ª ed.). ↠ Três pares de pedúnculos cerebelares conectam o cerebelo com o tronco encefálico. Estes feixes de substância branca são compostos por axônios que conduzem impulsos entre o cerebelo e outras partes do encéfalo (TORTORA, 14ª ed.). A função primária do cerebelo é avaliar como os movimentos iniciados nas áreas motoras do telencéfalo (cérebro) estão sendo executados. Quando estes movimentos não estão sendo executados corretamente, o cerebelo corrige estas discrepâncias. A seguir, ele envia sinais de retroalimentação para áreas motoras do córtex cerebral por meio de conexões com o tálamo. Estes sinais ajudam a corrigir os erros, tornam os movimentos mais naturais e coordenam sequências complexas de contrações da musculatura esquelética (TORTORA, 14ª ed.). Diencéfalo ↠ O diencéfalo forma o núcleo central de tecido encefálico logo acima do cerebelo. Ele é quase completamente circundado pelos hemisférios cerebrais e contém vários núcleos envolvidos com processamento sensitivo e motor entre os centros encefálicos superiores e inferiores. O diencéfalo se estende do tronco encefálico até o telencéfalo (cérebro) e circunda o terceiro ventrículo; ele inclui o tálamo, o hipotálamo e o epitálamo (TORTORA, 14ª ed.). TÁLAMO ↠ O tálamo é uma estrutura oval que corresponde a até 80% do diencéfalo e forma as paredes superolaterais do terceiro ventrículo. Tálamo, palavra grega que significa “recinto interno”, descreve bem essa região cerebral profunda. Normalmente os tálamos direito e esquerdo são unidos por uma conexão pequena na linha média, a aderência intertalâmica (MARIEB, 7ª ed.). ↠ Uma lâmina em forma de Y composta de substância branca, a lâmina medular, divide os núcleos do tálamo em três grupos: grupo anterior, grupo mediano e grande grupo lateral (MARIEB, 7ª ed.). Os impulsos aferentes de todos os sentidos conscientes, exceto o olfato, convergem no tálamo e comunicam-se por sinapses em pelo menos um de seus núcleos (MARIEB, 7ª ed.). Por esta razão, o tálamo é considerado o centro de retransmissão sensorial do encéfalo (SEELY, 10ª ed.). SUBTÁLAMO ↠ O subtálamo é uma pequena área imediatamente inferior ao tálamo. Essa estrutura contém diversos tratos ascendentes e descendentes, bem como núcleos subtalâmicos (SEELY, 10ª ed.). HIPOTÁLAMO ↠ O hipotálamo (“abaixo do tálamo”) é a parte inferior do diencéfalo e forma as paredes inferolaterais do terceiro ventrículo. Na face inferior do encéfalo, o hipotálamo está situado entre o quiasma óptico (ponto de cruzamento dos nervos cranianos II, os nervos ópticos) e a margem posterior dos corpos mamilares (mamilar = “pequena mama”), protuberâncias arredondadas que se projetam no assoalho do hipotálamo. No lado inferior do hipotálamo, projeta-se a hipófise (MARIEB, 7ª ed.). ↠ Ele é composto por cerca de doze núcleos agrupados em quatro regiões principais: (TORTORA, 14ª ed.). • A região mamilar (área hipotalâmica posterior), adjacente ao mesencéfalo, é a parte mais posterior do hipotálamo. Ela inclui os corpos mamilares e os núcleos hipotalâmicos posteriores. Os corpos mamilares são duas projeções pequenas e arredondadas que funcionam como estações de transmissão para reflexos relacionados com o olfato. • A região tuberal (área hipotalâmica intermédia), a maior porção do hipotálamo, inclui os núcleos dorsomedial, ventromedial e arqueado, além do infundíbulo, que conecta a hipófise com o 7 @jumorbeck hipotálamo. A eminência mediana é uma região levemente elevada que circunda o infundíbulo. • A região supraóptica (área hipotalâmica rostral) está situada acima do quiasma óptico (ponto de cruzamento dos nervos ópticos) e contém os núcleos paraventricular, supraóptico, hipotalâmico anterior e supraquiasmático • A região préóptica, anterior à região supraóptica, é geralmente considerada como parte do hipotálamo porque ela participa, junto com ele, na regulação de certas atividades autônomas. ↠ O hipotálamo controla muitas atividades corporais e é um dos principais reguladores da homeostase. Impulsos sensitivos relacionados com sensações somáticas e viscerais chegam ao hipotálamo, bem como impulsos de receptores visuais, gustatórios e olfatórios. Entre as funções importantes do hipotálamo estão: (TORTORA, 14ª ed.). • Controle do SNA: o hipotálamo controla e integra as atividades da divisão autônoma do sistema nervoso, que por sua vez, regula a contração dos músculos lisos e cardíacos e a secreção de várias glândulas. • Produção de hormônios: o hipotálamo produz vários hormônios e apresenta dois tipos importantes de conexões com a hipófise, uma glândula endócrina localizada inferiormente ao hipotálamo. • Regulação dos padrões emocionais e comportamentais: junto com o sistema límbico, o hipotálamo está relacionado com a expressão de raiva, agressividade, dor e prazer e com os padrões comportamentais associados aos desejos sexuais. • Regulação da alimentação: o hipotálamo regula a ingestão de alimento. Ele contém um centro da fome, que estimula a alimentação, e um centro da saciedade, que promove uma sensação de plenitude e de cessação da ingestão de alimentos. O hipotálamo também apresenta um centro da sede. Quando determinadas células no hipotálamo são • estimuladas pela elevaçãoda pressão osmótica do líquido extracelular, elas geram a sensação de sede. A ingestão de água leva a pressão osmótica de volta a seus níveis habituais, diminuindo o estímulo e aliviando a sede • Controle da temperatura corporal: hipotálamo também funciona como o termostato do corpo, que percebe a temperatura corporal e a mantém em um nível desejado. Se a temperatura do sangue que flui no hipotálamo está acima do normal, o hipotálamo faz com que a divisão autônoma do sistema nervoso estimule atividades que promovam a perda de calor. Por outro lado, quando a temperatura está abaixo do normal, o hipotálamo gera impulsos que promovem a produção e a retenção de calor • Regulação dos ritmos circadianos e níveis de consciência: o núcleo supraquiasmático do hipotálamo funciona como o relógio biológico do corpo porque ele estabelece ritmos circadianos (diários), padrões de atividade biológica - como o ciclo sonovigília - que acontecem em um período circadiano (ciclo de cerca de 24 h). EPITÁLAMO ↠ O epitálamo, pequena região superior e posterior ao tálamo, é composto pela glândula pineal e pelos núcleos habenulares. A glândula pineal tem o tamanho aproximado de uma ervilha e se projeta a partir da linha mediana posteriormente ao terceiro ventrículo. A glândula pineal faz parte do sistema endócrino, pois secreta o hormônio melatonina (TORTORA, 14ª ed.). ↠ Os núcleos habenulares, estão relacionados com o olfato, especialmente com respostas emocionais a odores (TORTORA, 14ª ed.). Telencéfalo (cérebro) ↠ O cérebro é a parte mais lembrada quando menciona o termo encéfalo. Ele compõe a maior porção da massa total do encéfalo, que é de aproximadamente 1.200 gramas nas mulheres e 1.400 gramas nos homens. O tamanho do encéfalo está relacionado ao tamanho corporal (SEELY, 10ª ed.). 8 @jumorbeck CÓRTEX CEREBRAL ↠ O córtex cerebral é uma região de substância cinzenta que forma a face externa do telencéfalo (cérebro). Embora tenha apenas 2 a 4 mm de espessura, ele contém bilhões de neurônios dispostos em camadas. Durante o desenvolvimento embrionário, quando o encéfalo cresce rapidamente, a substância cinzenta do córtex se desenvolve muito mais rápido que a substância branca, mais profunda. Consequentemente, o córtex se dobra sobre si mesmo, formando pregas conhecidas como giros ou circunvoluções. As fendas mais profundas entre os giros são chamadas de fissuras; as mais superficiais, de sulcos. (TORTORA, 14ª ed.). ↠ A fissura mais proeminente, a fissura longitudinal, separa o telencéfalo (cérebro) em duas metades chamadas de hemisférios cerebrais. Na fissura longitudinal está localizada a foice do cérebro. Os hemisférios cerebrais são conectados internamente pelo corpo caloso, uma grande faixa de substância branca contendo axônios que se projetam entre os hemisférios (TORTORA, 14ª ed.). LOBOS CEREBRAIS ↠ Cada hemisfério cerebral pode ser subdividido em vários lobos, que recebem seus nomes de acordo com os ossos que os recobrem: lobos frontal, parietal, temporal e occipital (TORTORA, 14ª ed.). ↠ O sulco central separa o lobo frontal do lobo parietal. Um giro importante, o giro pré-central - localizado imediatamente anterior ao sulco central - contém a área motora primária do córtex cerebral. Outro giro importante, o giro pós-central, o qual se situa imediatamente posterior ao sulco central, contém a área somatossensitiva primária (TORTORA, 14ª ed.). ↠ O sulco (fissura) cerebral lateral separa o lobo frontal do lobotemporal. O sulco parietoccipital separa o lobo parietal do lobo occipital. Uma quinta porção do telencéfalo (cérebro), a ínsula, não pode ser vista superficialmente porque se encontra dentro do sulco cerebral lateral, profundamente aos lobos (TORTORA, 14ª ed.). SISTEMA NERVOSO CENTRAL – HISTOLOGIA Uma análise macroscópica do cérebro, do cerebelo e da medula espinal revela que, quando esses órgãos são seccionados a fresco, mostram regiões esbranquiçadas, chamadas, em conjunto, de substância branca, e regiões acinzentadas, que constituem a substância cinzenta. Essa diferença de cor se deve principalmente à distribuição da mielina, presente nos axônios mielinizados – principais componentes da substância branca, junto com os oligodendrócitos e outras células da glia (JUNQUEIRA, 13ª ed.). A substância cinzenta predomina na camada superficial do cérebro, constituindo o córtex cerebral, enquanto a substância branca prevalece nas partes mais centrais do órgão. No interior da substância branca, encontram-se vários aglomerados de neurônios, formando ilhas de substância cinzenta denominadas núcleos (JUNQUEIRA, 13ª ed.). A substância cinzenta é o local do SNC onde ocorrem as sinapses entre neurônios (JUNQUEIRA, 13ª ed.). MENINGES, VENTRÍCULOS E LÍQUIDO CEREBROESPINHAL Meninges Três membranas de tecido conectivo, as meninges, circundam e protegem o encéfalo e a medula espinal. A membrana mais superficial e espessa é a dura-máter, a qual é composta por tecido conectivo denso irregular. No interior do canal vertebral, a dura-máter separa-se das vértebras, formando um espaço epidural. Já na cavidade craniana, essa meninge encontra-se firmemente aderida aos ossos do crânio, de modo que, nesse local, o espaço epidural é apenas potencial. Na cavidade craniana, a dura-máter apresenta-se em duas camadas. A camada mais externa, a lâmina periosteal, é o periósteo interno dos ossos cranianos. A camada interior, a lâmina meníngea, é contínua com a dura-máter da medula espinal. A lâmina meníngea separa-se da periosteal em diversas regiões para formar estruturas chamadas pregas durais e seios venosos durais (SEELY, 10ª ed.). A próxima meninge é bastante delgada e denomina-se aracnoide- máter (suas extensões lembram teias de aranha). O espaço localizado entre ela e a dura-máter é o espaço subdural, o qual contém apenas uma película de líquido. A terceira meninge, chamada pia-máter, está ligada firmemente à superfície encefálica. Entre a aracnoide-máter e a pia-máter há o espaço subaracnóideo, o qual contém granulações aracnóideas e vasos sanguíneos que irrigam o encéfalo, e é preenchido pelo LCS (SEELY, 10ª ed.). 9 @jumorbeck VENTRÍCULO O SNC se forma como um tubo oco, que no adulto pode ser reduzido significativamente em algumas áreas, no adulto, e expandido em outras. O interior dos ventrículos é revestido por uma camada única de células epiteliais, as células ependimárias. Cada hemisfério cerebral contém uma destas cavidades, os ventrículos laterais. Os ventrículos laterais são separados entre si pelo septo pelúcido, o qual se encontra na linha mediana, imediatamente inferior ao corpo caloso, e em geral são fundidos entre si (SEELY, 10ª ed.). As células ependimárias são células cúbicas ou colunares que, de maneira semelhante a um epitélio, revestem os ventrículos do cérebro e o canal central da medula espinal (ver adiante). Em alguns locais, as células ependimárias são ciliadas, o que facilita a movimentação do líquido cefalorraquidiano (LCR) (JUNQUEIRA, 13ª ed.). Uma pequena cavidade na linha média, o terceiro ventrículo, está localizada no centro do diencéfalo, entre as duas metades do tálamo. Os dois ventrículos laterais comunicam-se com o terceiro ventrículo por meio do forame interventricular. O quarto ventrículo está situado na porção inferior da ponte e superior do bulbo, na base do cerebelo (SEELY, 10ª ed.). LÍQUIDO CEREBROESPINHAL O líquido cerebrospinal (LCS) é um líquido claro, semelhanteao plasma sanguíneo, porém com menor quantidade de proteínas. Ele banha o encéfalo e a medula espinal, fornecendo proteção ao SNC. O LCS permite que o encéfalo flutue no interior da cavidade craniana, de modo a não repousar diretamente sobre a superfície do crânio ou da dura-máter. Além disso, protege o encéfalo de impactos causados por movimentosrápidos da cabeça, bem como fornece alguns nutrientes aos tecidos do SNC (SEELY, 10ª ed.). Medula Espinal ↠ A medula espinal passa pelo canal vertebral da coluna vertebral. O canal vertebral é formado de forames vertebrais sucessivos das vértebras articuladas. A medula espinal estende-se do forame magno na base do osso occipital até o nível da primeira ou segunda vértebra lombar (L I ou L II). Nessa extremidade inferior, a medula espinal afunila no cone medular (“cone da medula espinal”). Um filamento longo de tecido conjuntivo, o filamento terminal, estende-se do cone medular e conecta-se ao cóccix inferiormente ancorando a medula espinal de modo a não ser empurrada pelos movimentos corporais (MARIEB, 7ª ed.). Durante a infância, a medula espinal e a coluna vertebral crescem, se alongando, como parte do crescimento total do corpo. A medula espinal para de crescer entre 4 e 5 anos de idade, mas a coluna vertebral continua crescendo. Desse modo, a medula espinal do adulto não acompanha toda a extensão da coluna vertebral. A medula espinal do adulto varia entre 42 a 45 cm de comprimento. Seu diâmetro máximo é de aproximadamente 1,5 cm na região cervical inferior e é ainda menor na região torácica e em sua extremidade inferior (TORTORA, 14ª ed.). ↠ Em uma vista externa da medula espinal, são observadas duas intumescências. A superior, a intumescência cervical, se estende da quarta vértebra cervical (C IV) até a primeira vértebra torácica (T I). Os nervos dos membros superiores são derivados desta região. A inferior, chamada intumescência lombar, se estende da nona até a décima segunda vértebra torácica (T XII). Os nervos dos membros inferiores se originam desta região (TORTORA, 14ª ed.). ↠ Abaixo da intumescência lombar, a medula espinal se termina em uma estrutura cônica e afilada conhecida como cone medular, que se estende até o nível do disco intervertebral entre a primeira e a segunda vértebras lombares (L I–L II) em adultos. Do cone medular surge o filamento terminal, uma extensão de pia-máter que se estende inferiormente, se funde com a aracnoide-máter e com a dura-máter, e ancora a medula espinal no cóccix (TORTORA, 14ª ed.). 10 @jumorbeck ↠ A medula espinal dá origem a 31 pares de nervos espinais, que saem da coluna vertebral através dos forames intervertebrais e sacrais. Cada nervo espinal é constituído de um feixe de axônios, células de Schwann e bainhas de tecido conectivo (SEELY, 10ª ed.). A membrana mais espessa e superficial é a dura-máter, a qual forma um saco, geralmente denominado saco tecal, que envolve a medula espinal. O saco tecal adere-se à borda do forame magno e termina ao nível da segunda vértebra sacral (SEELY, 10ª ed.). Uma secção transversal revela que a medula espinal consiste em uma porção esbranquiçada superficial e uma porção acinzentada profunda. A substância branca consiste em axônios mielinizados, que formam as vias nervosas, e a substância cinzenta consiste em corpos celulares de neurônios, dendritos e axônios. Uma fissura mediana ventral e um sulco mediano dorsal são fendas profundas que separam parcialmente as duas metades da medula espinal. A substância branca em cada metade da medula espinal é organizada em três colunas, ou funículos, denominadas colunas ventral (anterior), dorsal (posterior) e lateral. Cada coluna é subdividida em tratos, ou fascículos, também referidos como vias. Um conjunto de axônios dentro do SNC é chamado de trato, enquanto fora do SNC é chamado de nervo (SEELY, 10ª ed.). A substância cinzenta central é organizada em cornos. Cada metade dessa substância da medula espinal consiste em um corno posterior (dorsal) relativamente fino e um corno anterior (ventral) maior. O canal central, situado no centro da comissura cinzenta, ajuda a circular o LCS associado com o sistema ventricular (SEELY, 10ª ed.). SISTEMA NERVOSO PERIFÉRICO (SNP) ↠ O SNP consiste em todos os tecidos nervosos fora do SNC. Isso inclui receptores sensoriais, nervos, gânglios e plexos (SEELY, 10ª ed.). DEFINIÇÕES • Nervo é um feixe composto por centenas de milhares de axônios, associados a seu tecido conjuntivo e seus vasos sanguíneos, que se situa fora do encéfalo e da medula espinal (TORTORA, 14ª ed.). • Os gânglios são pequenas massas de tecido nervoso compostas primariamente por corpos celulares que se localizam fora do encéfalo e da medula espinal. Estas estruturas têm íntima associação com os nervos cranianos e espinais (TORTORA, 14ª ed.). • Os plexos entéricos são extensas redes neuronais localizadas nas paredes de órgãos do sistema digestório (TORTORA, 14ª ed.). • O termo receptor sensitivo refere-se à estrutura do sistema nervoso que monitora as mudanças nos ambientes externo ou interno. São exemplos de receptores sensitivos os receptores táteis da pele, os fotorreceptores do olho e os receptores olfatórios do nariz. (TORTORA, 14ª ed.). • Terminações motoras: são as terminações dos axônios dos neurônios motores que inervam os efetores: órgãos, músculos e glândulas (MARIEB, 7ª ed.). ↠ O SNP é dividido em sistema nervoso somático (SNS), sistema nervoso autônomo (SNA, divisão autônoma do sistema nervoso segundo a Terminologia Anatômica) e sistema nervoso entérico (SNE) (TORTORA, 14ª ed.). ↠ O SNP é dividido funcionalmente em sensitivo e motor (MARIEB, 7ª ed.). 11 @jumorbeck ↠ As entradas sensitivas e as saídas (motoras) do SNP são subdivididas em somáticas (inervação do tubo externo) ou viscerais (inervação dos órgãos viscerais ou tubo interno). Dentro da divisão sensitiva, as aferências são diferenciadas em gerais (disseminadas) ou especiais (localizadas, isto é, sentidos especiais). O componente motor visceral do SNP é a divisão autônoma do sistema nervoso (SNA), que possui as partes parassimpática e simpática (MARIEB, 7ª ed.). Neurônios ↠ As células nervosas ou neurônios são responsáveis pela recepção e pelo processamento de informações, atividades que terminam com a transmissão de sinalização por meio da liberação de neurotransmissores e de outras moléculas informacionais (JUNQUEIRA, 13ª ed.). ↠ O neurônio é a unidade funcional do sistema nervoso (uma unidade funcional é a menor estrutura que pode realizar as funções de um sistema) (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Os neurônios são formados pelo corpo celular, ou pericário, constituído pelo núcleo e por parte do citoplasma. O pericário emite prolongamentos, cujo volume total é geralmente maior do que o do corpo celular (JUNQUEIRA, 13ª ed.). ↠ Os neurônios têm morfologia complexa, mas quase todos apresentam três componentes: • Dendritos: prolongamentos cujo diâmetro diminui à medida que se afastam do pericário. São ramificados e numerosos e constituem o principal local para receber os estímulos do meio ambiente, de células epiteliais sensoriais ou de outros neurônios (JUNQUEIRA, 13ª ed.). A maioria das células nervosas tem numerosos dendritos, que aumentam consideravelmente a superfície celular, tornando possível receber impulsos trazidos por numerosas terminações axonais de outros neurônios (JUNQUEIRA, 13ª ed.). Os neurônios que têm um só dendrito (bipolares) são pouco frequentes e localizam-se somente em algumas regiões específicas. Ao contrário dos axônios, que mantêm o diâmetro constante ao longo de seu comprimento, os dendritos tornam-se mais finos à medida que se ramificam, como os galhos de uma árvore (JUNQUEIRA, 13ª ed.). A composição do citoplasma da base dos dendritos, próximo ao pericário, é semelhante à do corpo celular; porém, não há complexo de Golgi (JUNQUEIRA, 13ª ed.). A maioria dos impulsos que chegam a um neurônio é recebida por pequenas projeções dos dendritos, os espinhos dendríticos. São formados por uma parte alongada presa ao dendrito e terminam com uma pequena dilatação. Os espinhos dendríticossão muito numerosos e um importante local de recepção de sinalização (impulsos nervosos) que chega à membrana dos dendritos (JUNQUEIRA, 13ª ed.). • Corpo celular ou pericárdio: é o centro trófico da célula, onde se concentram organelas, e que também é capaz de receber estímulos (JUNQUEIRA, 13ª ed.). O corpo celular, ou pericário, é a porção do neurônio que contém o núcleo e o citoplasma que envolve o núcleo. Na maioria dos neurônios o núcleo é esférico e aparece pouco corado, pois seus cromossomos são muito distendidos, indicando a alta atividade sintética dessas células (JUNQUEIRA, 13ª ed.). 12 @jumorbeck O corpo celular dos neurônios é rico em retículo endoplasmático granuloso, que forma agregados de cisternas paralelas, entre as quais existem numerosos polirribossomos livres. Esses conjuntos de cisternas e ribossomos são vistos ao microscópio óptico como manchas basófilas espalhadas pelo citoplasma, os corpúsculos de Nissl (JUNQUEIRA, 13ª ed.). O complexo de Golgi localiza-se exclusivamente no pericário e é formado por vários grupos de cisternas localizados em torno do núcleo. As mitocôndrias existem em quantidade moderada no pericário, mas são encontradas em grande número nas terminações axonais (JUNQUEIRA, 13ª ed.). • Axônio: prolongamento único, de diâmetro constante na maior parte de seu percurso e ramificado em sua terminação. É especializado na condução de impulsos que transmitem informações do neurônio para outras células (nervosas, musculares, glandulares) (JUNQUEIRA, 13ª ed.). Cada neurônio emite um único axônio, cilindro de comprimento e diâmetro que dependem do tipo de neurônio. Na maior parte de sua extensão, os axônios têm um diâmetro constante e não se ramificam abundantemente, ao contrário do que ocorre com os dendritos (JUNQUEIRA, 13ª ed.). Alguns axônios são curtos, mas, na maioria dos casos, são mais longos do que os dendritos das mesmas células. Os axônios das células motoras da medula espinal que inervam os músculos do pé de um adulto, por exemplo, podem ter mais de 1 m de comprimento (JUNQUEIRA, 13ª ed.). Geralmente, o axônio se origina de uma pequena formação cônica que se projeta do corpo celular, denominada cone de implantação. O trecho do axônio que parte do cone de implantação, denominado segmento inicial, não é recoberto por mielina. É um trecho curto, mas muito importante para a geração do impulso nervoso, fato que se deve à existência de grande quantidade de canais iônicos para Na+ em sua membrana plasmática (JUNQUEIRA, 13ª ed.). O citoplasma do axônio, ou axoplasma, é muito pobre em organelas. Tem poucas mitocôndrias, algumas cisternas do retículo endoplasmático liso e muitos microfilamentos e microtúbulos. A ausência de retículo endoplasmático granuloso e de polirribossomos demonstra que o axônio é mantido pela atividade sintética do pericárdio (JUNQUEIRA, 13ª ed.). CARACTERÍSTICAS DAS CÉLULAS NERVOSAS As dimensões e a forma das células nervosas e seus prolongamentos são muito variáveis. O corpo celular pode ser esférico, piriforme ou anguloso. Em geral, as células nervosas são grandes, podendo o corpo celular medir até 150 µm de diâmetro. Uma célula com essa dimensão, quando isolada, é visível a olho nu. Todavia, os neurônios denominados células granulosas do cerebelo estão entre as menores células dos mamíferos, tendo seu corpo celular 4 a 5 µm de diâmetro (JUNQUEIRA, 13ª ed.). CLASSIFICAÇÃO DOS NEURÔNIOS De acordo com sua morfologia, os neurônios podem ser classificados nos seguintes tipos: (JUNQUEIRA, 13ª ed.). • Neurônios bipolares: que têm um dendrito e um axônio. • Neurônios multipolares: que apresentam vários dendritos e um axônio • Neurônios pseudounipolares: que apresentam junto ao corpo celular um prolongamento único que logo se divide em dois, dirigindo-se um ramo para a periferia e outro para o SNC. A maioria dos neurônios é multipolar (JUNQUEIRA, 13ª ed.). Os neurônios podem ainda ser classificados segundo a sua função. Os motores controlam órgãos efetores, tais como glândulas exócrinas e endócrinas e fibras musculares. Os sensoriais recebem estímulos sensoriais do meio ambiente e do próprio organismo. Os interneurônios estabelecem conexões entre neurônios, sendo portanto, fundamentais para a formação de circuitos neuronais desde os mais simples até os mais complexos (JUNQUEIRA, 13ª ed.). Obs.: No SNC os corpos celulares dos neurônios localizam-se somente na substância cinzenta. A substância branca não apresenta pericários, mas apenas prolongamentos deles. No SNP os pericários são encontrados em gânglios e em alguns órgãos sensoriais, como a mucosa olfatória (JUNQUEIRA, 13ª ed.). Células da neuroglia do SNC A neuróglia ou glia constitui aproximadamente metade do volume do SNC. Seu nome deriva da concepção de antigos histologistas que acreditavam que a neuróglia era a “cola” que mantinha o tecido nervoso unido. Agora sabemos que a neuróglia não é uma mera expectadora e de fato participa ativamente nas funções do tecido nervoso. Geralmente as células da neuróglia são menores que os neurônios, mas são 5 a 25 vezes mais numerosas. Ao contrário dos neurônios, a neuroglia não gera ou propaga potenciais de ação e pode se multiplicar e se dividir no sistema nervoso maduro. Quando ocorre uma lesão ou uma doença, a neuróglia se multiplica para preencher os espaços anteriormente ocupados pelos neurônios (TORTORA, 14ª ed.). ↠ Sob a designação de neuróglia ou glia incluem-se vários tipos celulares encontrados no SNC ao lado dos neurônios (JUNQUEIRA, 13ª ed.). 13 @jumorbeck ↠ Neuróglia são as principais células de suporte no SNC; elas participam da formação e permeabilidade da barreira entre o sangue e os neurônios, fagocitam substâncias estranhas, produzem líquido cerebrospinal e formam bainha de mielina na volta dos axônios. Existem quatro tipos de neuróglia do SNC (SEELY, 10ª ed.) Nas lâminas coradas pela hematoxilina-eosina (HE), as células da glia não se destacam bem, aparecendo apenas os seus núcleos entre os de dimensões geralmente maiores dos neurônios. Para o estudo da morfologia das células da neuróglia, utilizam-se métodos especiais de impregnação metálica por prata ou ouro (JUNQUEIRA, 13ª ed.). ↠ Calcula-se que no SNC haja 10 células da glia para cada neurônio; no entanto, em virtude do menor tamanho das células da neuróglia, elas ocupam aproximadamente a metade do volume do tecido. O tecido nervoso tem uma quantidade mínima de material extracelular, e as células da glia fornecem um microambiente adequado em torno dos neurônios, desempenhando ainda outras funções (JUNQUEIRA, 13ª ed.). ↠ As várias células da glia são formadas por um corpo celular e por seus prolongamentos. Os seguintes tipos celulares formam o conjunto das células da glia: oligodendrócitos, astrócitos, células ependimárias e células da micróglia. (JUNQUEIRA, 13ª ed.). OLIGODENDRÓCITOS ↠ Os oligodendrócitos, por meio de seus prolongamentos, que se enrolam várias vezes em volta dos axônios, produzem as bainhas de mielina, que isolam os axônios emitidos por neurônios do SNC (JUNQUEIRA, 13ª ed.). ↠ Cada oligodendrócito pode emitir inúmeros prolongamentos, e cada um reveste um curto segmento de um axônio. Dessa maneira, ao longo de seu trajeto, um axônio é revestido por uma sequência de prolongamentos de diversos oligodendrócitos (JUNQUEIRA, 13ª ed.). ASTRÓCITOS ↠ Os astrócitos são células de forma estrelada com múltiplos prolongamentos irradiando do corpo celular. Eles 14 @jumorbeck têm muitos feixes de filamentos intermediários constituídos pela proteína fibrilar ácida da glia, os quais são um importante elemento de suporte estrutural dos prolongamentos (JUNQUEIRA, 13ª ed.). ↠ Há dois tipos de astrócitos: fibrosos e protoplasmáticos. Os astrócitos fibrosos têm prolongamentosmenos numerosos e mais longos, e se localizam preferencialmente na substância branca. Os astrócitos protoplasmáticos, encontrados principalmente na substância cinzenta, apresentam maior número de prolongamentos, curtos e muito ramificados (JUNQUEIRA, 13ª ed.). ↠ Além da função de sustentação dos neurônios, os astrócitos participam do controle da composição iônica e molecular do ambiente extracelular. Alguns apresentam prolongamentos, chamados de pés vasculares, que se dirigem para capilares sanguíneos e se expandem sobre curtos trechos deles. Admite-se que esses prolongamentos transfiram moléculas e íons do sangue para os neurônios (JUNQUEIRA, 13ª ed.). ↠ Os astrócitos comunicam-se por meio de junções comunicantes, formando uma rede por onde informações podem transitar de um local para outro, alcançando distâncias relativamente grandes dentro do SNC (JUNQUEIRA, 13ª ed.). MICRÓGLIA ↠ As células da micróglia são pequenas e ligeiramente alongadas, com prolongamentos curtos e irregulares, geralmente emitidos em ângulos retos entre si (JUNQUEIRA, 13ª ed.). ↠ Essas células podem ser identificadas nas lâminas histológicas coradas por HE, porque seus núcleos são escuros e alongados, contrastando com os esféricos das outras células da glia (JUNQUEIRA, 13ª ed.). ↠ As células da micróglia são fagocitárias e derivam de precursores que provavelmente penetraram no SNC durante a vida intrauterina. Por isso, são consideradas pertencentes ao sistema mononuclear fagocitário. As células da micróglia participam da inflamação e da reparação do SNC. Quando ativadas, elas retraem seus prolongamentos, assumem a forma dos macrófagos e tornam-se fagocitárias e apresentadoras de antígenos (JUNQUEIRA, 13ª ed.). ↠ A micróglia secreta diversas citocinas reguladoras do processo imunitário e remove os restos celulares que surgem nas lesões do SNC (JUNQUEIRA, 13ª ed.). CÉLULAS EPENDIMÁRIAS ↠ Células ependimárias alinham os ventrículos (cavidades) do encéfalo e o canal central da medula espinal. Células ependimárias especializadas e vasos sanguíneo formam o plexo corioide, que estão localizadas dentro de certas regiões dos ventrículos. O plexo corioide secreta o líquido cerebrospinal que flui pelos ventrículos do encéfalo (SEELY, 10ª ed.). Células da neuroglia do SNP ↠ A neuróglia do SNP envolve completamente os axônios e os corpos celulares. Os dois tipos de células gliais do SNP são as células de Schwann e as células satélites (TORTORA, 14ª ed.). CÉLULAS DE SCHWANN ↠ As células de Schwann, presentes no SNP, têm a mesma função dos oligodendrócitos; no entanto, cada uma delas forma mielina em torno de um curto segmento de um único axônio. Consequentemente, cada axônio do SNP é envolvido por uma sequência de inúmeras células de Schwann (JUNQUEIRA, 13ª ed.). CÉLULAS SATÉLITES ↠ As células satélites cercam corpos celulares dos neurônios nos gânglios sensoriais e autônomos. Além de fornecer suporte e nutrição para os corpos celulares dos neurônios, as células satélites protegem os neurônios de envenenamento por metais pesados, como chumbo e mercúrio, absorvendo-os e reduzindo o seu acesso aos corpos celulares (SEELY, 10ª ed.). Axônios mielinizados e não mielinizados ↠ As extensões citoplasmáticas das células de Schwann no SNP e dos oligodendrócitos no SNC envolvem os axônios para formar axônios mielinizados ou não mielinizados. A mielina protege e isola eletricamente os axônios uns dos outros. Além disso, potenciais de ação viajam ao longo do axônio mielinizado mais rapidamente do que ao longo de axônios não mielinizados (SEELY, 10ª ed.). ↠ Nos axônios mielinizados, as extensões das células de Schwann ou oligodendrócitos repetidamente se enrolam ao redor do segmento de um axônio para formar uma 15 @jumorbeck série de membranas firmemente embrulhadas, ricas em fosfolipídeos, com pouco citoplasma prensado entre as camadas de membrana. As membranas fortemente embrulhadas constituem a bainha de mielina e dão uma aparência branca aos axônios mielinizados por causa da alta concentração de lipídeos (SEELY, 10ª ed.). ↠ A bainha de mielina não é contínua, mas é interrompida a cada 0,3-1,5 mm. Nesses locais, existem leves constrições onde as bainhas de mielina das células adjacentes mergulham em direção ao axônio, mas não o cobrem, deixando uma área descoberta de 2-3 µm de comprimento. Essas interrupções da bainha de mielina são os nódulos de Ranvier. Embora o axônio não seja coberto por mielina no nódulo de Ranvier, as células de Schwann ou os oligodendrócitos se estendem pelo nó e se conectam umas às outras (SEELY, 10ª ed.). ↠ Axônios não mielinizados descansam em invaginações das células de Schwann ou dos oligodendrócitos. A membrana plasmática celular envolve cada axônio, mas não o em rola muitas vezes (SEELY, 10ª ed.). Potenciais de Ação IMPORTANTE RELEMBRAR O potencial de membrana em repouso das células vivas é determinado primeiramente pelo gradiente de concentração do K+ e a permeabilidade em repouso da célula ao K+, Na+ e Cl-. Uma mudança tanto no gradiente de concentração de como na permeabilidade iônica altera o potencial de membrana (SILVERTHORN, 7ª ed.). Em repouso, a membrana celular de um neurônio é levemente permeável ao Na+. Se a membrana aumentar subitamente a sua permeabilidade ao Na+, o sódio entra na célula, a favor do seu gradiente eletroquímico. A adição do Na+ positivamente carregado ao líquido intracelular despolariza a membrana celular e gera um sinal elétrico (SILVERTHORN, 7ª ed.). O movimento de íons através da membrana também pode hiperpolarizar a célula. Se a membrana celular subitamente se torna mais permeável ao K+, sua carga positiva é perdida de dentro da célula e esta se torna mais negativa (hiperpolariza). Uma célula também pode hiperpolarizar, se íons carregados negativamente, como o Cl-, entrarem na célula a partir do líquido extracelular (SILVERTHORN, 7ª ed.). Como uma célula muda a sua permeabilidade iônica? A maneira mais simples é abrir ou fechar canais existentes na membrana. Os neurônios contêm uma grande variedade de canais iônicos com portão que alternam entre os estados aberto e fechado, dependendo das condições intracelulares e extracelulares (SILVERTHORN, 7ª ed.). Os canais iônicos, em geral, são denominados de acordo com os principais íons que passam através deles. Existem quatro tipos principais de canais iônicos seletivos no neurônio: (1) canais de Na+, (2) canais de K+, (3) canais de Ca2+e (4) canais de Cl-. A facilidade com que os íons fluem através um canal é denominada condutância do canal (G) (SILVERTHORN, 7ª ed.). A grande maioria dos canais com portão é classificada dentro de uma destas três categorias: (SILVERTHORN, 7ª ed.). • Os canais iônicos controlados mecanicamente são encontrados em neurônios sensoriais e se abrem em resposta a forças físicas, como pressão ou estiramento. • Os canais iônicos dependentes de ligante da maioria dos neurônios respondem a uma grande variedade de ligantes, como neurotransmissores e neuromoduladores extracelulares ou moléculas sinalizadoras intracelulares. • Os canais iônicos dependentes de voltagem respondem a mudanças no potencial de membrana da célula. Os canais de Na+ e K+ dependentes de voltagem possuem um importante papel na inicialização e na condução dos sinais elétricos ao longo do axônio. O fluxo de carga elétrica carregada por um íon é chamado de corrente de um íon, abreviada como Ión. A direção do movimento iônico depende do gradiente eletroquímico do íon (combinação do elétrico com a concentração). Íons potássio, em geral, movem-se para fora da célula. O Na+, o Cl- e o Ca2+ geralmente fluem para dentro da célula. O fluxo de íons através da membrana despolariza ou hiperpolariza a célula, gerando um sinal elétrico (SILVERTHORN, 7ª ed.). As alteraçõesde voltagem ao longo da membrana podem ser classificadas em dois tipos básicos de sinais elétricos: potenciais graduados e potenciais de ação. Os potenciais graduados são sinais de força variável que percorrem distâncias curtas e perdem força à medida que percorrem a célula. Eles são utilizados para a comunicação por distâncias curtas. Se um potencial graduado despolarizante é forte o suficiente quando atinge a região integradora de um neurônio, ele inicia um potencial de ação. Os potenciais de ação são grandes despolarizações muito breves que percorrem longas distâncias por um neurônio sem perder força. A sua função é a rápida sinalização por longas distâncias, como do seu dedo do pé até o seu cérebro (SILVERTHORN, 7ª ed.). 16 @jumorbeck Quando um potencial de ação acontece em um neurônio, ele é chamado potencial de ação nervoso (impulso nervoso) (TORTORA, 14ª ed.). POTENCIAIS GRADUADOS ↠ Os potenciais graduados nos neurônios são despolarizações ou hiperpolarizações que ocorrem nos dendritos e no corpo celular ou, menos frequentemente, perto dos terminais axonais. Essas mudanças no potencial de membrana são denominadas “graduadas” devido ao fato de que seu tamanho, ou amplitude, é diretamente proporcional à força do estímulo. Um grande estímulo causa um grande potencial graduado, e um estímulo pequeno vai resultar em um potencial graduado fraco (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Nos neurônios do SNC e da divisão eferente, os potenciais graduados ocorrem quando sinais químicos de outros neurônios abrem canais iônicos dependentes de ligante, permitindo que os íons entrem ou saiam do neurônio. Estímulos mecânicos (como estiramento) ou estímulos químicos ocasionam a abertura de canais iônicos em alguns neurônios sensoriais. Os potenciais graduados também podem ocorrer quando um canal aberto se fecha, diminuindo o movimento de íons através da membrana celular (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Os potenciais graduados que são fortes o suficiente finalmente atingem a região do neurônio conhecida como zona de gatilho. Nos neurônios eferentes e interneurônios, a zona de gatilho é o cone de implantação e a porção inicial do axônio, uma região chamada de segmento inicial. Nos neurônios sensoriais, a zona de gatilho localiza-se imediatamente adjacente ao receptor, onde os dendritos encontram o axônio (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ A zona de gatilho é o centro integrador do neurônio, e a sua membrana possui uma alta concentração de canais de Na+ dependentes de voltagem. Se os potenciais graduados que chegam à zona de gatilho despolarizarem a membrana até o limiar, os canais de Na+ dependentes de voltagem abrem-se, e o potencial de ação é iniciado. Se a despolarização não atinge o limiar, o potencial graduado simplesmente desaparece à medida que se move pelo axônio (SILVERTHORN, 7ª ed.). Como a despolarização torna mais provável que o neurônio dispare um potencial de ação, os potenciais graduados despolarizantes são considerados excitatórios. Um potencial graduado hiperpolarizante move o potencial de membrana para mais longe do valor limiar, tornando menos provável que o neurônio dispare um potencial de ação. Como resultado, potenciais graduados hiperpolarizantes são considerados inibidores (SILVERTHORN, 7ª ed.). A habilidade de um neurônio de responder ao estímulo e disparar um potencial de ação é chamada de excitabilidade celular (SILVERTHORN, 7ª ed.). POTENCIAIS DE AÇÃO ↠ Os potenciais de ação, também conhecidos como picos, são sinais elétricos que possuem força uniforme e atravessam da zona de gatilho de um neurônio até a porção final do seu axônio. Nos potenciais de ação, os canais iônicos dependentes de voltagem presentes na membrana axonal se abrem sucessivamente enquanto a corrente elétrica viaja pelo axônio. Como consequência, a entrada adicional de Na+ na célula reforça a despolarização, e é por isso que, diferentemente do potencial graduado, o potencial de ação não perde força ao se distanciar do seu ponto de origem. Pelo contrário, o potencial de ação no final do axônio é idêntico ao potencial de ação iniciado na zona de gatilho: uma despolarização com uma amplitude de aproximadamente 100 mV SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ O movimento em alta velocidade de um potencial de ação ao longo do axônio é chamado de condução do potencial de ação (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Em um potencial de ação, uma onda de energia elétrica se move ao longo do axônio. Em vez de perder força com o aumento da distância, os potenciais de ação são reabastecidos ao longo do caminho, de modo que eles consigam manter uma amplitude constante (SILVERTHORN, 7ª ed.). O Na+ e o K+ movem-se através da membrana durante os potenciais de ação ↠ A condução do impulso elétrico ao longo do axônio requer apenas alguns tipos de canais iônicos: canais Na+ dependentes de voltagem e canais de K+ dependentes de voltagem mais alguns canais de vazamento que auxiliam na manutenção do potencial de repouso da membrana (SILVERTHORN, 7ª ed.). 17 @jumorbeck ↠ Os potenciais de ação iniciam quando os canais iônicos dependentes de voltagem se abrem, alterando a permeabilidade da membrana (P) para Na+ (PNa) e K+ (PK) (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Antes e depois do potencial de ação, em 1 e 2, o neurônio está no potencial de membrana em repouso de – 70 mV. O potencial de ação propriamente dito pode ser dividido em três fases: ascendente, descendente e pós-hiperpolarização (SILVERTHORN, 7ª ed.). FASE ASCENDENTE DO POTENCIAL DE AÇÃO ↠ A fase ascendente ocorre devido a um aumento súbito e temporário da permeabilidade da célula para Na+ (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Um potencial de ação inicia quando um potencial graduado que atinge a zona de gatilho despolariza a membrana até o limiar (-55 mV) 3. (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Conforme a célula despolariza, canais de Na+ dependentes de voltagem abrem-se, tornando a membrana muito mais permeável ao sódio. Então, Na+ flui para dentro da célula, a favor do seu gradiente de concentração e atraído pelo potencial de membrana negativo dentro da célula (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ O aumento de cargas positivas no líquido intracelular despolariza ainda mais a célula (representado no gráfico pelo aumento abrupto da fase ascendente 4). No terço superior da fase ascendente, o interior da célula tornou- se mais positivo do que o exterior, e o potencial de membrana reverteu a sua polaridade. Essa reversão é representada no gráfico pelo overshoot (ultrapassagem), a porção do potencial de ação acima de 0 mV (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Assim que o potencial de membrana da célula fica positivo, a força elétrica direcionando o Na+ para dentro da célula desaparece. Entretanto, o gradiente de concentração do Na+ se mantém, e o sódio continua se movendo para dentro da célula. Enquanto a permeabilidade ao Na+ continuar alta, o potencial de membrana desloca-se na direção do potencial de equilíbrio do sódio (ENa) de +60 mV. (Lembre-se que o ENa é o potencial de membrana no qual o movimento de Na+ para dentro da célula a favor do seu gradiente de concentração é contraposto pelo potencial de membrana positivo. O potencial de ação atinge seu pico em +30 mV quando os canais de Na+ presentes no axônio se fecham e os canais de potássio se abrem 5. (SILVERTHORN, 7ª ed.). FASE DESCENDENTE DO POTENCIAL DE AÇÃO ↠ A fase descendente corresponde ao aumento da permeabilidade ao K+. Canais de K+ dependentes de voltagem, semelhantes aos canais de Na+, abrem-se em resposta à despolarização. Contudo, os canais de K+ abrem-se muito mais lentamente, e o pico da permeabilidade ocorre mais tarde do que o do sódio. No momento em que os canais de K+ finalmente se abrem, o potencial de membrana da célula já alcançou +30 mV, devido ao influxo de sódio através de canais de Na+ que se abrem muito maisrapidamente (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Quando os canais de Na+ se fecham durante o pico do potencial de ação, os canais de K+ recém se abriram, tornando a membrana altamente permeável ao potássio. Em um potencial de membrana positivo, os gradientes de concentração e elétrico do K+ favorecem a saída do potássio da célula. À medida que o K+ se move para fora da célula, o potencial de membrana rapidamente se torna mais negativo, gerando a fase descendente do potencial de ação 6 e levando a célula em direção ao seu potencial de repouso (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Quando o potencial de membrana atinge -70 mV, a permeabilidade ao K+ ainda não retornou ao seu estado de repouso. O potássio continua saindo da célula tanto pelos canais de K+ dependentes de voltagem quanto pelos canais de vazamento de potássio, e a membrana fica hiperpolarizada, aproximando-se do EK de -90 mV 7 (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Por fim, os canais de K+ controlados por voltagem lentos se fecham, e uma parte do vazamento de potássio para fora da célula cessa 8. (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ A retenção de K+ e o vazamento de Na+ para dentro do axônio faz o potencial de membrana retornar aos -70 mV 9, valor que reflete a permeabilidade da célula em repouso ao K+, Cl- e Na+ (SILVERTHORN, 7ª ed.). 18 @jumorbeck RESUMO O potencial de ação é uma alteração no potencial de membrana que ocorre quando canais iônicos dependentes de voltagem se abrem, inicialmente aumentando a permeabilidade da célula ao Na+ (que entra) e posteriormente ao K+ (que sai). O influxo (movimento para dentro da célula) de Na+ despolariza a célula. Essa despolarização é seguida pelo efluxo (movimento para fora da célula) de K+, que restabelece o potencial de membrana de repouso da célula (SILVERTHORN, 7ª ed.). INFORMAÇÕES EXTRAS ↠ Em geral, os íons que se movem para dentro ou para fora da célula durante os potenciais de ação são rapidamente transportados para seus compartimentos originais pela Na+-K+ATPase (também conhecida como bomba Na+-K+). A bomba utiliza a energia proveniente do ATP para trocar o Na+ que entra na célula pelo K+ que vazou para fora. Entretanto, esta troca não precisa ocorrer antes que o próximo potencial de ação dispare, uma vez que o gradiente de concentração iônica não foi significativamente alterado por um potencial de ação! (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Os canais de Na+ dependentes de voltagem possuem não apenas um, mas dois portões envolvidos na regulação do transporte de íons. Esses dois portões, conhecidos como portões de ativação e inativação, movem-se para a frente e para trás para abrir e fechar o canal de Na+ (SILVERTHORN, 7ª ed.). PERÍODO REFRATÁRIO ↠ A presença de dois portões nos canais de Na+ possui um importante papel no fenômeno conhecido como período refratário (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ O adjetivo refratário provém de uma palavra em Latim que significa “teimoso”. A inflexibilidade do neurônio refere-se ao fato de que, uma vez que um potencial de ação tenha iniciado, um segundo potencial de ação não pode ser disparado durante cerca de - 2 ms, independentemente da intensidade do estímulo. Esse retardo, denominado período refratário absoluto, representa o tempo necessário para os portões do canal de Na+ retornarem à sua posição de repouso (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Devido ao período refratário absoluto, um segundo potencial de ação não ocorrerá antes de o primeiro ter terminado. Como consequência, os potenciais de ação não podem se sobrepor e não podem se propagar para trás (SILVERTHORN, 7ª ed.). POTENCIAIS DE AÇÃO SÃO CONDUZIDOS ↠ O axônio possui um grande número de canais de Na+ dependentes de voltagem. Sempre que uma despolarização atinge esses canais, eles abrem-se, permitindo que mais sódio entre na célula e reforce a despolarização – o ciclo de retroalimentação positiva (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Inicialmente, um potencial graduado acima do limar chega à zona de gatilho 1. A despolarização abre os canais de Na+ dependentes de voltagem, o sódio entra no axônio e o segmento inicial do axônio despolariza 2. As cargas positivas provenientes da zona de gatilho despolarizada se espalham por um fluxo corrente local para porções adjacentes da membrana 3, repelidas pelos íons Na+ que entraram no citoplasma e atraídas pelas cargas negativas do potencial de membrana em repouso (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ O fluxo corrente local em direção ao terminal axonal inicia a condução do potencial de ação. Quando a membrana localizada distalmente à zona de gatilho despolariza devido ao fluxo de corrente local, os seus canais de Na+ abrem-se, permitindo a entrada de sódio na célula 4. Isso inicia o ciclo de retroalimentação positiva: a despolarização abre os canais de sódio, Na+ entra na célula, ocasionando uma maior despolarização e abrindo mais canais de Na+ na membrana adjacente (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ A entrada contínua de Na+ durante a abertura dos canais de sódio ao longo do axônio significa que a força do sinal não reduzirá enquanto o potencial de ação se propaga (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Apesar de a carga positiva de um segmento despolarizado da membrana poder voltar em direção à zona de gatilho 5, a despolarização nessa direção não tem efeito no axônio. A porção do axônio que recentemente finalizou um potencial de ação está no período refratário absoluto, com os seus canais de Na+ inativados. Por essa razão, o potencial de ação não pode se mover para trás (SILVERTHORN, 7ª ed.). Dois parâmetros-chave físicos influenciam a velocidade de condução de potenciais de ação em um neurônio de mamífero: (1) o diâmetro do axônio e (2) a resistência do axônio ao vazamento de íons para fora da célula (a constante de comprimento). Quanto maior o diâmetro do axônio ou maior a resistência da membrana ao vazamento, mais rápido um potencial de ação se moverá (SILVERTHORN, 7ª ed.). A condução dos potenciais de ação ao longo do axônio é mais rápida em fibras nervosas que possuem membranas altamente resistentes, 19 @jumorbeck assim minimizando o vazamento do fluxo corrente para fora da célula. O axônio não mielinizado possui uma baixa resistência ao vazamento de corrente, uma vez que toda a membrana do axônio está em contato com o líquido extracelular e contém canais iônicos pelos quais a corrente pode vazar (SILVERTHORN, 7ª ed.). Sinapses ↠ A região onde o terminal axonal encontra a sua célula- alvo é chamada de sinapse. O neurônio que transmite um sinal para a sinapse é denominado célula pré-sináptica, e o neurônio que recebe o sinal é chamado de célula pós- sináptica. O espaço estreito entre duas células é a fenda sináptica. Apesar de as ilustrações caracterizarem a fenda sináptica como um espaço vazio, ela é preenchida por uma matriz extracelular com fibras que ancoram as células pré e pós-sinápticas no lugar (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ As sinapses são locais de grande proximidade entre neurônios, responsáveis pela transmissão unidirecional de sinalização. Há dois tipos: sinapses químicas e sinapses elétricas (JUNQUEIRA, 13ª ed.). A grande maioria das sinapses no corpo são sinapses químicas, em que a célula pré-sináptica libera sinais químicos que se difundem através da fenda sináptica e se ligam a um receptor de membrana localizado na célula pós-sináptica. O SNC humano também possui sinapses elétricas, em que a célula pré-sinápticas e a célula pós- sináptica estão conectadas através de junções comunicantes. As junções comunicantes permitem que correntes elétricas fluam diretamente de uma célula à outra. A transmissão de uma sinapse elétrica além de ser bidirecional também é mais rápida do que uma sinapse química. (SILVERTHORN, 7ª ed.). SINAPSES ELÉTRICAS ↠ As sinapses elétricas transmitem um sinal elétrico, ou corrente, diretamente do citoplasma de uma célula para outra atravésde poros presentes nas proteínas das junções comunicantes. A informação pode fluir em ambas as direções em quase todas as junções comunicantes, porém, em alguns casos, a corrente pode fluir em apenas uma direção (uma sinapse retificadora) (SILVERTHORN, 7ª ed.). SINPASES QUÍMICAS ↠ Apesar das membranas plasmáticas dos neurônios pré e pós sinápticos em uma sinapse química estarem próximas entre si, elas não se tocam. Elas são separadas pela fenda sináptica, um espaço de 20 a 50 nm que é preenchido com líquido intersticial (TORTORA, 14ª ed.). ↠ Os impulsos nervosos não podem ser conduzidos pela fenda sináptica; assim, ocorre uma forma alternativa e indireta de comunicação. Em resposta a um impulso nervoso, o neurônio pré-sináptico libera um neurotransmissor que se difunde pelo líquido da fenda sináptica e se liga a receptores na membrana plasmática do neurônio pós-sináptico (TORTORA, 14ª ed.). ↠ O neurônio pós-sináptico recebe o sinal químico e, na sequência, produz um potencial pós-sináptico, um tipo de potencial graduado. Desse modo, o neurônio pré-sináptico converte o sinal elétrico (impulso nervoso) em um sinal químico (neurotransmissor liberado). O neurônio pós- sináptico recebe o sinal químico e, em contrapartida, gera um sinal elétrico (potencial pós-sináptico) (TORTORA, 14ª ed.). ↠ A maior parte das sinapses no sistema nervoso são sinapses químicas, as quais utilizam moléculas neurócrinas para transportar a informação de uma célula à outra. Nas sinapses químicas, o sinal elétrico da célula pré-sináptica é convertido em um sinal neurócrino que atravessa a fenda sináptica e se liga a um receptor na sua célula-alvo (SILVERTHORN, 7ª ed.). A composição química neurócrina é variada, e essas moléculas podem funcionar como neurotransmissores, neuromoduladores ou neuro- hormônios. Os neurotransmissores e os neuromoduladores atuam como sinais parácrinos, com as suas células-alvo localizadas perto do neurônio que as secreta. Em contrapartida, os neuro-hormônios sãosecretados no sangue e distribuídos pelo organismo (SILVERTHORN, 7ª ed.). Em geral, se uma molécula atua principalmente em uma sinapse e gera uma resposta rápida, ela é chamada de neurotransmissor, mesmo ela também atuando como um neuromodulador. Os neuromoduladores agem tanto em áreas sinápticas quanto em áreas não sinápticas e produzem ação mais lenta (SILVERTHORN, 7ª ed.). Os receptores neurócrinos encontrados nas sinapses químicas podem ser divididos em duas categorias: receptores de canal, que são canais iônios dependentes de ligante, e receptores acoplados à proteína G (RPG). Os receptores de canais medeiam a reposta rápida, alterando o fluxo de íons através da membrana, por isso eles são chamados de receptores ionotrópicos (SILVERTHORN, 7ª ed.). Os receptores ionotrópicos são proteínas compostas por quatro ou cinco subunidades que dão origem a uma macromolécula. Estes alteram a sua forma tridimensional quando há ligação do neurotransmissor, que leva à abertura do canal. Isto significa que a ativação do canal iónico é feita pelo próprio neurotransmissor (COSTA,2015). 20 @jumorbeck Os receptores acoplados à proteína G medeiam uma resposta mais lenta, pois é necessária uma transdução do sinal mediada por um sistema de segundos mensageiros. Os RPGs para os neuromoduladores são descritos como receptores metabotrópicos. (SILVERTHORN, 7ª ed.). A ligação do neurotransmissor vai ativar a proteína G que se dissocia do receptor e interage diretamente com os canais iónicos ou liga-se a proteínas efetoras. Estes recetores devem o seu nome ao facto dos receptores se ligarem diretamente a pequenas proteínas intercelulares conhecidas como proteínas G (COSTA,2015). Neurotransmissores ↠ Os neurotransmissores são compostos químicos sintetizados nos neurônios responsáveis pela sinalização celular por meio de sinapses (DINIZ et. al., 2020). ↠ As funções principais desses mediadores químicos são de regular atividades do sistema nervosos central e periférico, para gerir a homeostase (DINIZ et. al., 2020). ↠ Devido a inúmeras definições existentes de neurotransmissores foram estabelecidos critérios para determinar se uma substância química é considerada um neurotransmissor. A substância deve ser: (COSTA,2015). • sintetizada em neurónios pré-sinápticos; • armazenada em vesículas nos terminais sinápticos; • libertadas após um estímulo nervoso; • atuar em recetores específicos pré ou pós- sinápticos; • removida ou degradada após exercer a sua ação; • a sua aplicação exogénea deve mimetizar o efeito pós-sináptico ↠ As moléculas neurócrinas podem ser agrupadas informalmente em sete classes diferentes, de acordo com a sua estrutura: (1) acetilcolina, (2) aminas, (3) aminoácidos, (4) peptídeos, (5) purinas, (6) gases e (7) lipídeos (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Os neurônios do SNC liberam vários tipos diferentes de sinais químicos, incluindo alguns polipeptídeos conhecidos principalmente pela sua atividade hormonal, como os hormônios hipotalâmicos ocitocina e vasopressina. Em contrapartida, o SNP secreta apenas três substâncias neurócrinas importantes: os neurotransmissores acetilcolina e noradrenalina e o neuro- hormônio adrenalina. Alguns neurônios do SNP cossecretam moléculas adicionais, como o ATP (SILVERTHORN, 7ª ed.). Os receptores, juntamente com os neurotransmissores, desempenham um papel fundamental fornecendo seletividade e sensibilidade ao sistema (COSTA,2015). ACETILCOLINA ↠ A acetilcolina (ACh) possui uma classificação química específica e é sintetizada a partir da colina e da acetil- coenzima A (acetil-CoA). A colina é uma molécula pequena também encontrada em fosfolipídeos de membrana. A acetil-CoA é o intermediário metabólico que liga a glicólise ao ciclo do ácido cítrico (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ A síntese de ACh a partir desses dois precursores é realizada em uma reação enzimática simples, que ocorre no terminal axonal. Os neurônios que secretam ACh e os 21 @jumorbeck receptores que se ligam à ACh são descritos como colinérgicos. (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Os receptores colinérgicos possuem dois subtipos principais: nicotínicos, assim denominados porque a nicotina é um agonista, e muscarínicos, da palavra muscarina, um composto agonista encontrado em alguns tipos de fungos (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Os receptores colinérgicos nicotínicos são encontrados no músculo esquelético, na divisão autônoma do SNP e no SNC. Os receptores nicotínicos são canais de cátions monovalentes, pelos quais tanto Na+ quanto K+ atravessam. A entrada de sódio na célula excede a saída de K+, uma vez que o gradiente eletroquímico para o Na+ é mais forte. Como resultado, a quantidade de Na+ que entra despolariza a célula pós-sináptica e a probabilidade de ocorrer um potencial de ação é maior (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Os receptores colinérgicos muscarínicos possuem cinco subtipos relacionados. Todos são receptores acoplados à proteína G ligados a sistemas de segundos mensageiros. A resposta do tecido à ativação dos receptores muscarínicos varia conforme o subtipo do receptor (SILVERTHORN, 7ª ed.). AMINAS ↠ Os neurotransmissores do tipo aminas são todos ativos no SNC (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ A serotonina, também chamada de 5-hidroxitriptamina ou 5-HT, é derivada do aminoácido triptofano (SILVERTHORN, 7ª ed.). A 5-HT é sintetizada por células específicas do trato gastrointestinal, denominadas células enterocromafins (cerca de 90%), além de neurônios do sistema nervoso entéric e pelas plaquetas (DINIZ et. al., 2020). Como funções, tem-se que a 5-HT coopera na modulação hidroeletrolítica e da motilidade gastrointestinal, além de atuar sobre o humor, emoções, o comportamento do indivíduo (incluindo o comportamento sexual), ciclos de sono, temperatura, êmese, tônus vascularperiférico e cerebral. Todavia, o aspecto mais relevante para a 5-HT está relacionado aos transtornos psiquiátricos, sendo que na depressão há redução dos níveis desse neurotransmissor no SNC (DINIZ et. al., 2020). ↠ A histamina, sintetizada a partir da histidina, possuiu um papel nas respostas alérgicas, além de atuar como um neurotransmissor (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ O aminoácido tirosina é convertido em dopamina, noradrenalina e adrenalina. A noradrenalina é o principal neurotransmissor da divisão simpática autônoma do SNP. Todas as três moléculas derivadas do triptofano podem agir como neuro-hormônios (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Os neurônios que secretam a noradrenalina são denominados neurônios adrenérgicos, ou neurônios noradrenérgicos (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Os receptores adrenérgicos são divididos em duas classes: (alfa) e(beta), cada uma com vários subtipos. Como os receptores muscarínicos, os receptores adrenérgicos são acoplados à proteína G (SILVERTHORN, 7ª ed.). AMINOÁCIDOS ↠ Vários aminoácidos atuam como neurotransmissores no SNC. O glutamato é o principal neurotransmissor excitatório do SNC, já o aspartato é um neurotransmissor excitatório apenas em algumas regiões do cérebro. O glutamato também age como um neuromodulador (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Os neurotransmissores excitatórios despolarizam as suas células-alvo, geralmente abrindo canais iônicos que permitem a entrada de íons positivos na célula (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ O principal neurotransmissor inibidor no encéfalo é o ácido gama-aminobutíruco (GABA) (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Os neurotransmissores inibidores hiperpolarizam as suas células-alvo, abrindo canais de Cl- e permitindo a entrada de cloreto na célula (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Os receptores AMPA são canais de cátions monovalentes dependentes de ligante similares aos receptores-canais nicotínicos de acetilcolina. A ligação do glutamato abre o canal, e a célula despolariza devido ao influxo de Na+ (SILVERTHORN, 7ª ed.). PEPTÍDEOS ↠ Entre esses peptídeos existe a substância P, envolvida em algumas vias da dor, e os peptídeos opioides (encefalina e endorfinas), substâncias que medeiam o alívio da dor, ou analgesia (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Os peptídeos que agem tanto como neuro-hormônios quanto como neurotransmissores incluem a colecistocinina (CCK), a arginina vasopressina (AVP) e o peptídeo natriurético atrial (ANP) (SILVERTHORN, 7ª ed.). 22 @jumorbeck PURINAS ↠ A adenosina, a adenosina monofosfato (AMP) e a adenosina trifosfato (ATP) podem atuar como neurotransmissores. Essas moléculas, conhecidas coletivamente como purinas ligam-se a receptores purinérgicos no SNC e a outros tecidos excitáveis, como o coração. Todas as purinas se ligam a receptores acoplados à proteína G (SILVERTHORN, 7ª ed.). GASES ↠ Um dos neurotransmissores mais interessantes é o óxido nítrico (NO), um gás instável sintetizado a partir do oxigênio e do aminoácido l-arginina. O óxido nítrico quando atua como neurotransmissor se difunde livremente para a célula-alvo, em vez de ligar-se a um receptor na membrana. Uma vez dentro da célula-alvo, o óxido nítrico liga-se a proteínas-alvo. Com uma meia-vida de apenas 2 a 30 segundos, o óxido nítrico é difícil de ser estudado (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Estudos recentes sugerem que o monóxido de carbono (CO) e o sulfito de hidrogênio (H2S), ambos conhecidos como gases tóxicos, são produzidos pelo organismo em pequenas quantidades para serem utilizados como neurotransmissores (SILVERTHORN, 7ª ed.). LIPÍDEOS ↠ As moléculas lipídicas neurócrinas incluem vários eicosanoides, que são ligantes endógenos para receptores canabinoides. O receptor canabinoide CB1 é encontrado no cérebro, e o CB2 é localizado nas células imunes (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Todos os sinais lipídicos neurócrinos se ligam a receptores acoplados à proteína G (SILVERTHORN, 7ª ed.). SÍNTESE DE NEUROTRANSMISSORES A síntese de neurotransmissores ocorre tanto no corpo celular quanto no terminal axonal. Os polipeptídeos devem ser sintetizados no corpo celular, pois os terminais axonais não possuem as organelas necessárias para a síntese proteica. O grande propeptídeo resultante é empacotado em vesículas, juntamente às enzimas necessárias para o modificar. As vesículas, então, movem-se do corpo celular para o terminal axonal via transporte axônico rápido. Dentro da vesícula, o propeptídeo é clivado em peptídeos ativos de menor tamanho (SILVERTHORN, 7ª ed.). LIBERAÇÃO DOS NEUROTRANSMISSORES Os neurotransmissores no terminal axonal são armazenados em vesículas, então sua liberação para a fenda sináptica ocorre via exocitose (SILVERTHORN, 7ª ed.). Quando a despolarização de um potencial de ação alcança o terminal axonal, a mudança no potencial de membrana dá início a uma sequência de eventos 1. (SILVERTHORN, 7ª ed.). A membrana do terminal axonal possui canais de Ca2+ dependentes de voltagem que se abrem em resposta à despolarização 2. (SILVERTHORN, 7ª ed.). Como os íons cálcio são mais concentrados no líquido extracelular do que no citosol, eles movem-se para dentro da célula. O Ca2+ entrando na célula se liga a proteínas reguladoras e inicia a exocitose 3. (SILVERTHORN, 7ª ed.). A membrana da vesícula sináptica funde-se à membrana celular, com o auxílio de várias proteínas de membrana. A área fundida abre-se, e os neurotransmissores movem-se de dentro da vesícula sináptica para a fenda sináptica 4. (SILVERTHORN, 7ª ed.). As moléculas do neurotransmissor difundem-se através da fenda para se ligarem com receptores na membrana da célula pós-sináptica. Quando os neurotransmissores se ligam aos seus receptores, uma resposta é iniciada na célula pós-sináptica 5. (SILVERTHORN, 7ª ed.). 23 @jumorbeck TÉRMINO DA ATIVIDADE DOS NEUROTRANSMISSORES Uma característica-chave da sinalização neural é a sua curta duração, devido à rápida remoção ou à inativação dos neurotransmissores na fenda sináptica (SILVERTHORN, 7ª ed.). A remoção de neurotransmissores não ligados da fenda sináptica pode ser realizada de várias maneiras. Algumas moléculas neurotransmissoras simplesmente se difundem para longe da sinapse, separando-se dos seus receptores. Outros neurotransmissores são inativados por enzimas na fenda sináptica. Muitos neurotransmissores são removidos do líquido extracelular por transporte de volta para a célula pré-sináptica, ou para neurônios adjacentes ou para a glia (SILVERTHORN, 7ª ed.). Referências SILVERTHORN, Dee U. Fisiologia Humana. Disponível em: Minha Biblioteca, (7th edição). Grupo A, 2017. JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Histologia básica: texto e atlas. 13. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2018 REGAN, J.; RUSSO, A.; VVANPUTTE, C. Anatomia e Fisiologia de Seely, 10ª ed. Porto Alegre: AMGH, 2016 MARIEB, E.; WILHELM, P.; MALLATT, J. Anatomia humana. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2014. TORTORA. Princípios de Anatomia e Fisiologia. Disponível em: Minha Biblioteca, (14th edição). Grupo GEN, 2016. DINIZ et. al. Ação dos neurotransmissores envolvidos na depressão. Ensaios, v.24, n. 4, p. 437-443, 2020. COSTA, A. S. V. Neurotransmissores e drogas: alterações e implicações clínicas. Trabalho de mestrado, Universidade Fernando Pessoa, Porto, 2015.