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Sistema nervoso Principais componentes • Duas principais categorias: as células nervosas (neurônios) e as celulas neurogliais (células da glia) que servem de suporte • Os neurônios não funcionam de forma isolada, existindo tambem os circuitos neuronais Neurônios • Divididos em dendritos, corpo e axonios • Dendritos são o alvo primario de sinais de entradas sinópticas oriundos de outros neurônios • O Axônio é a porção especializada em transmitir os sinais elétricos - saída - Axônios curtos, no encefalo, são uma característica de neurônios de circuito local, ou interneuronios. - Axônios longos de neurônios de projeção, entretanto, se estendem para alvos distantes - axônios que vão da medula espinhal até os pés podem ter 1 m de comprimento • O numero de entradas para um único neurônio reflete o grau de convergência, enquanto o numero de alvos enervados pelo mesmo reflete sua divergência • Doutrina neuronal - sinais começam nos dendritos e terminam nos terminais sinápticos Células neurogliais • As células da glia, muito diferentes dos neurônios, não conduzem sinais elétricos • Funções: - Manter o ambiente ionico dos neurônios - Modular a velocidade de propagação do sinal nervos - Modular a atividade sináptica por meio da captação de neurotransmissores na fenda sináptica ou próximos a ela - Fornecer o arcabouço estrutural durante alguns aspectos do desenvolvimento neural • Há 3 tipos de células gliais; - Astrocitos - mantem um abiente químico propicio para a sinalização neuronal - Oligodendrocitos - restritos ao SNC, depositam um envoltório laminado rico em lipídios, a melanina, sobre os axonios (no periferico, a mielina é denominada célula de Shwann) - Células microgliais - parecidas com os macrofagos - são recicladoras e sinalizadoras para as células imunes Organização do SN humano Sinapses do sistema nervoso central Sinapse elétrica • Citoplasma das células adjacentes estao conectados diretamente por aglomerados de canais - junções comunicantes GAP • Movimento livre de ions e transmissão dos sinais elétricos Sinapse química • Mediada por neurotransmissores • Condução unidirecional - neurônios pré e pós sinápticos • Importante para o direcionamento de estímulos e sinais ate determinado alvo Anatomia fisiologica das sinapses Terminais pré sinápticos • Dois tipos de estruturas internas importantes: as vesículas contendo os neurotransmissores e as mitocôndrias, que fornecem energia para a síntese dos neutransmissores • Quando o PA chega na membrana dos terminais, a despolarização e a entrada de cálcio mobiliza as vesículas para a fenda Mecanismo de liberação dos neurotransmissores • A chegada do PA despolariza a membrana pré-sináptica, que contem varios canais de cálcio • A entrada de cálcio promove a mobilização das vesículas contendo neurotransmissor, que serão liberados na fenda sináptica • Íons cálcio se ligam a proteínas especiais na superfície interna da membrana pré-sináptica, chamadas sítios de liberação. • A quantidade de neurotransmissor liberada é proporcional ao número de íons cálcio que entram. • Cada vesícula de acetilcolina contém de 2.000 a 10.000 moléculas. • Há vesículas suficientes no terminal pré-sináptico para manter a neurotransmissão de poucos centenas a 10.000 potenciais de ação. • Apos a liberação dos neurotransmissores, ocorre a reciclagem das vesículas e a degradação** Proteínas receptoras • A membrana do neutonio pós-sinaptico contem proteínas receptoras, que possuem dois componentes principais: componente de ligação e componente intracelular, que atravessa a membrana ate alcançar o interior do neurônio pós sináptico • A ativação ocorre por controle direto dos canais iônicos para permitir a passagem de ions ou mediante um segundo mensageiro, que nao é um canal, mas sum uma molécula que, ativa outras substancias no citoplasma e desencadeia as funções Estrutura do complexo SNARE • Ancoramento vesicular desencadeado por Ca2+, as proteínas SNARE da vesícula e da membrana formam um complexo, que aproxima as membranas • O Ca2+ então se liga à sinaptotagmina na vesícula levando a região ciroplasmatica da proteina a se inserir na membrana plasmática catalisando a fusão das membranas Sistema de segundos mensageiros Receptores acoplados a proteína G são o maior exemplo desse sistema • São conhecidos como receptores metabotrópicos - atuantes no metabolismo (M1, M3 e M5 → GMPc / M2 e M4 → AMPc) • Familia mais importante quantitativamente quanto aos fármacos e atuantes no corpo • Os fármacos que agem inibindo sua ação são chamados de antagonistas e os que estimulam de agonistas • A proteina G é uma proteína de membrana que consiste em 3 subunidades (alfa, beta e gama), em que a subunidade alfa possui atividade GTPase e, quando se encontra em repouso (ligada a GDP), esta ligada as outras subunidades • Quando a subunidade alfa, sob estimulo da interação do receptor com o fármaco (primeiro mensageiro), se ativa (trocando GDP por GTP), ela adquire a capacidade de se mobilizar na membrana plasmática, separando-se das demais unidades, e alcançar a enzimas catalíticas como a fosfolipase-C (PLC) e/ou a adenilato ciclose, alterando a capacidade catalítica dessas enzimas Via da fosfolipase C Esta enzima catalisa, a partir dos lipídios de membrana, a formação de dois mensageiros intracelulares: o trifosfato inositol (IP3) e o diacilglicerol (DAG): - O IP3, funcionado como segundo mensageiro, aumenta a concentração de cálcio intracelular, este aumento desencadeia eventos como contração, secreção, ativação enzimática e hiperpolarização de membrana - O DAG ativa a proteina quinase C que controla muitas funções celulares, como o aumento da atividade catalítica da fosfolipase-A2, enzima periferica da face interna da membrana que cliva diretamente fosforilando uma proteína quinas. Alem disso, a PKC fosforila e ativa canais para a passagem de cálcio do meio externo Via da adenilato ciclase Via da adenil ciclase: converte ATP em AMPc, o qual ativa proteínas quinases - PKA (responsáveis por fosforilar e ativar outras proteínas intracelulares), ex: fosforilação de um canal de cálcio - entrada de cálcio, contração do músculo cardíaco - aumenta frequência Via da guanilato ciclase Via da guanilato ciclase - forma o GMPc, o qual ativa PKG, que realiza a fosforilação de canais ou outras estruturas Excitação • Abertura de canais de sodio • Condução reduzida pelos canais de cloreto ou de potassio • Diversas alterações no metabolismo do neurônio pós sináptico, para excitar a atividade celular ou em alguns casos aumentar o numero de receptores de excitatoiros ou diminuir os inibitórios • Gera potencial excitatório pos sinatico PEPS Inibição • Abertura dos canais de cloreto • Aumento na condutância dos ions potassio para o exterior da cela • Ativação de enzimas receptoras que inibiem as funções metabólicas celulares, promovendo aumento do numero de receptores sinápticos inibitórios ou diminuindo os excitatorios • Gera potencial inibitorio pos sinaptico PIPS Neurotransmissores Neurotransmissores importantes e suas características Acetilcolina • Síntese: acetil- CoA se une com a colina e, sob ação da colina acetiltransferase, forma a acetilcolina. • A degradação é feita pela acetilcolinesterase, já que esse neurotransmissor não pode permanecer muito tempo na fenda pós-sináptica; • Possui efeitos excitatorios e inibitórios em algumas terminações parassimpaticas perifericas - tal como a inibição do coração pelo N vago Glutamato • O glutamato é o mais importante transmissor na função encefálica normal, quase todos os neurônios excitatórios no SNC são glutamatérgicos, e estima-se que mais da metade de todas as sinapses do encéfalo liberem esse agente • Síntese: a partir da glutamina se obtém o glutamato, pela ação da enzima glutaminase • Efeito provavelmente sempre excitatorio Gabae glicina • Neurotransmissores inibirotios - maior parte das sinapses inibitorioas no encéfalo e na medula utiliza o GABA (ácido gama-aminobutírico) e a glicina • São sintetizados a partir do glutamato • O GABA diminui a capacidade dos neurônios de disparar PAs, sendo encontrado principalmente em interneuronios • Precursor do gaba é a glicose, que é metabolizada até glutamato, e a enzima glutamato-descarboxilase (GAD), encontrada nos neurônios GABAérgicos, catalisa a conversão de glutamato em GABA • Precursor da glicina é a glicose, metabolizada em serina, e pela serina-transidroximetilase - glicina Aminas biogenicas Há 5 aminas reconhecidas como neurotransmissores: 3 catecolameinas: dopamina, noradrenalina e adrenalina; Histamina e Serotonina Dopamina • Síntese a partir da tirosina, forma dopa, dopamina, e pode dar origem a noradrenalina e adrenalina • Embora presente em diversas regioes, a area com maior conteúdo de dopamina é o corpo estriado, que recebe importantes aderências oriundas da substancia negra e desempenha papel importante na coordenação dos movimentos corporais • Parkinson, por exemplo, os neurônios dopaminergicos da substancia negra degeneram, levando a uma disfunção motora, pois a dopamina deixa de inibir a constante estimulação para movimentos* • Acredita-se que a dopamina tambem esteja envolvida na motivação, na recompensa e no reforço, e muitas drogas de abuso atuam afetando as sinapses dopaminergicas no SNC Noradrenalina • Os neurônios secretores de norepinefrina, localizados no locus ceruleus situado na ponte, enviam fibras nervosas para áreas encefálicas muito disseminadas do encéfalo auxiliando no controle da atividade geral e na disposição da mente, tal como o aumento do nível de vigília • Atuam nos neurônios noradrenérgicos, como as células ganglionares simpáticas • A noradrenalina é removida da fenda sináptica pelo transportador de noradrenalina (TNA), o qual tambem pode captar dopamina - TNA é alvo molecular para a anfetamina, que atua como estimulante, produzindo um aumento liquido na concentração de nora e dopa liberadas • Assim como a dopamina, é degradada pela MAO e pela COMT Adrenalina • Também chamada de epinefrina, esta presente no encéfalo em inceis mais baixos, neurônios que contem adrenalina no SNC são encontrados principalmente no sistema tegmentar lateral e no bulbo e projetam- se para o hipotálamo e para o tálamo • A função desses neurônios secretores de adrenalina não é bem conhecida Serotonina • A serotonina ou 5-hidroxitriptamina (5-HT) é encontrada principalmente em grupos de neurônios da região da rafe da ponde e da parte superior do tronco encefálico, projetando-se difusamente ao prosencéfalo • Regulam o sono e vigilia • Ocupa um lugar de destaque na neurofarmacologia, pois um grande numero de drogas antipsicóticos, atuam nas vias serotoninérgicas • Sintetizada a partir do triptofano, componente da dieta, captato e convertido pela enzima triptofano-5- hidroxilase, • Seu efeito é encerrado pelo seu transporte de volta aos terminais nervosos, por um transportador especifico se serotonina (TSER), muitos fármacos antidepressivos são inibitórios seletivos da recaptação de serotonina (ISRS), inibindo o transporte de 5-HT pelo TSER Histamina • Encontrada nos neurônios do hipotálamo, que se projetam de forma esparsa, porem bastante difusa, a todas as regioes do encéfalo e da medula espinhal • As projeções histaminérgicas centrais medeiam o alerta e a atenção, de forma similar às projeções centrais de acetilcolina e noradrenalina • Histamina também é liberada dos mastocitos na corrente sanguínea em resposta a reações alérgicas • Síntese a partir do aminoacido histidina, por uma histidina-descarboxilase • Importancia dos medicamentos antihistamínicos nas reacoes alérgicas, tambem induzem a sedação, pois atravessam a barreira HE e interferem no papel da histamina no alerta do SNC Neurotransmissores peptidérgicos Muitos peptídeos conhecidos como hormônios tambem atuam como neurotransmissores Peptídeos encontrados no encefalo e no intestino • Substancia P • Colecistocinina • Octapeptideo (CCK-8) • Peptídeo vasoativo Peptídeos opioides • Leucil-encefalina • α-Endorfina • Dinorfina A Peptídeos hipofisarios • Vasopressina • Ocitocina • Hormônio adrenocorticotrópico (ACTH) Peptídeos liberadores hipotalamicos • Hormônio liberador da tireotropina (TRH) • Hormônios liberador do hormônio luteinizante (LHRH) • Somatostatina 14 Outros como angiotensina, neurotensina… Mecanismos de sinalização Endocanabinoides • Família de sinais endógenos relacionados que interagem com receptores canabinoides • Esses receptores são alvos moleculares do Δ9-tetra-hidrocanabinol, componente psicoativo da planta que se obtém a maconha, a Cannabis • Função regulatoria sinaptica: inibem a comunicação entre células pós-sinápticas e aferências pré-sinápticas, atuando como sinais retrógrados regulando a liberação de GABA • Mecanismo de ação: a despolarização pós-sináptica aumenta Ca2+, desencadeando síntese e liberação de endocanabinoides, que se ligam a receptores CB1 nos terminais pré-sinápticos, diminuindo a liberação de GABA • Efeito na transmissão inibitória: reduzem a transmissão inibitória por possíveis efeitos sobre canais de Ca2+ dependentes de voltagem e/ ou canais de K+ Sensações e processamento sensorial Relacionam-se com o cortex somestesico primario, que corresponde ao giro pós central - homúnculo sensitivo Receptores são responsaveis pela aquisição de informações sensoriais, podendo ser classificados em: • Mecanorreceptores - compressão mecânica ou estiramento do receptor de tecidos adjacentes • Termorreceptores - alteração de temperatura • Nocirreceptores - danos (químicos ou físicos) no tecido • Receptores eletromagnéticos - luz que incide na retina • Quimiorreceptores - gosto, olfato, níveis de O2, CO2, osmolaridade Adaptação dos receptores: os receptores sensoriais podem se adaptar aos estímulos, podendo deixar de perceber o estimulo • Receptores tônicos - adaptação lenta - é ativado quando inicia o estimulo e permanece ativado ate o estimulo cessar • Receptores fásicos - adaptação rapida - é ativado quando estimulo começa, se adapta e deixa de gerar PA mesmo com estimulo, e é ativado novamente quando o estimulo cessa - ou seja, é ativado quando o estimulo começa e quando cessa Tato e propriocepção Mecanorreceptores de tato • Aferentes de Meissner (derme glabra → pequenos campos receptivos) - adaptação rapida • Aferentes de Pacini (áreas profundas da derme e musculos - grandes campos receptivos) - adaptação rapida • Aferentes de Merkel (pele glabra → campo receptivo pequeno) - adaptação lenta • Aferentes de Ruffini (pele pilosa, glabra e capsulas articulares → grandes campos receptivos) - adaptação lenta Area deformada (estimulo) • Entrada de Na+ na membrana - gera PA receptor • O sódio que entra estimula a abertura de mais canais sucessivamente • Circuito local: Atinge o 1º nó de ranvier → despolarização deflagra os PA de ação e segue adiante Mecanorreceptores de propriocepção "Receptores para si próprio" - fornecimento de informações acerca da posição dos membros e outras partes do corpo no espaço • Fusos musculares nos musculos estriados - fibras intrafusais, cercadas por capsula de tecido conjuntivo - sensíveis ao estiramento • Oragãos rendosos de Golgi - receptor encapsulado - detecta contração - estimulado pela tensão em pequenos feixes de fibras - tendão Vias somatossensoriais Duas principais: coluna dorsal (lemnisco medial) e trato espinotalamico Sistema coluna dorsal (lemnisco medial) • Funículo gracil (mais medial) - axônios que transmitem informação dos MMII • Funículo cuneiforme (mais lateral) - axônios que transmitem informações dos MMSS, tronco e pescoço • Etapas: - Neurônios de primeira ordem (receptor)- Neurônio de segunda ordem (bulbo) - Neurônio de terceira ordem (talamo) - Neurônio de quarta ordem (cortex) • Via rapida • Conduz informações de tato epicritico e propriocepção • Contralateral Sistema anterolateral (trato espinotalamico) • Etapas: - Neurônio de primeira ordem (receptor) - Neurônio de segunda ordem (medula espinhal) - Neurônio de terceira ordem (talamo) - Neurônio de quarta ordem (cortex) • Via mais lenta • Conduz informados de tato grosseiro, dor e temperatura • Ipsilateral ? • Neurônios de primeira ordem fazem sinapse com os de segunda ordem (decussacao), que fazem sinapse com os de terceira ordem no tálamo • A informação é processada na area sensorial primaria do cortex cerebral (sensação) e vai haver a percepção, tomada de decisão ou ato motor voluntario nas areas associativas Talamo • Região importante de retransmissão • Sensibilidade - relé sensitivo - Excitação: estímulos olfatorios - Reorganiza os estímulos provenientes dos terminais sensoriais Cortex sensorial • Áreas somatossensoriais 1 e 2 • Homúnculo somatossensorial - Areas de maior representatividade cortical são areas de maior sensibilidade e motricidade fina → mais neurônios corticais responsaveis por inervar aquela região (ex: sensações do pé mais medial e cabeça mais lateral) - Ha uma hierarquia somatotropica Nocicepção Receptores para dor - terminações nervosas livres que sinalizam lesão ou risco de lesão ao corpo Estímulos que tem potencial de causar lesão - mecânicos, térmicos e químicos Tipos de nociceptores • Fibras do tipo A gama: detecta estímulos térmicos e mecânicos - condução mais rapida (mais mielinizada) • Fibras do tipo C: detectam praticamente todas as modalidades sensitivas - condução lenta (amielinizadas) - Dor primeira: rapida, dor pontual, em agulhada, aguda e elétrica - conduzidas por fibras A gama - Dor secundaria: em queimada, persistente, pulsátil, nauseante e crônica - conduzidas por fibras C Transdução do sinal nocivo • Lesão tecidual causa produção de substancias que estimulam as terminações nervosas livres, como as prostaglandias • Isso estimula os mastocitos a liberarem histamina Hipersalgesia primaria • Sensibilizacao de áreas adjacentes à lesão. Concentração maio de substancias (prostaglandinas, bradicinina, substancia P) na região central faz com que elas se difunda para areas vizinhas, estimulando sua sensibilização Fibras aferentes primarias • A gama e C - adentram pelo corno posterior da medula, podendo fazer sinapse diretamente nesse nível ou fazer sinapses 1-2 segmentos acima ou abaixo - A sinapse ocorre nas laminas de Rexed, com os neurônios de segunda ordem - Dor referida: ramos das fibras para dor visceral fazem sinapse na medula espinal, nos mesmos neurônios de segunda ordem que recebem os sinais dolorosos da pele. Quando as fibras viscerais para dor são estimuladas, os sinais dolorosos das vísceras são conduzidos por alguns dos mesmos neurônios que conduzem os sinais dolorosos da pele e a pessoa tem a sensação de que as sensações se originam na pele (maior exemplo é a dor referida do infarto do miocárdio para o MS esquerdo) Fibras ascendentes da dor • Via espinotalamica - sistema anterolateral • Capacidade de modulação da dor • O sistema anterolateral (azul) cruza e ascende na coluna anterolateral contralateral da medula espinhal • Enquanto o sistema da coluna dorsal-lemnisco medial (rosa) ascende na coluna dorsal ipsilateral • Uma lesão restrita à metade esquerda da medula espinhal resulta em perda sensorial dissociada e déficits mecanossensoriais na metade esquerda do corpo, com déficits na percepção de dor e de temperatura experimentados à direita. Modulação da dor • O massageamento na pele alivia a dor, pois estimula outras vias, somatossensoriais, relacionadas a tato, pressão, vibração. Há fibras com mecanorreceptores relacionados ao tato no corno dorsal da medula. Interneurônios inibitórios estão sob estímulo das fibras mecanoreceptivas e também das fibras do tipo C. O massageamento estimula o interneurônio, que inibe o neurônio de segunda ordem, cessando a passagem da informação dolorosa • Estímulos estressantes aumentam a capacidade de suportar a dor, devido a um estimulo à analgesia endógena para sobrevivência ao ambiente. Região cinzenta periarquedutal: praziam ao aqueduto do mesencéfalo - corpos de neurônios importantes estimulados proporcionam essa capacidade analgésica endógena. O estimulo dessa região estimula o locus cerulius e os núcleos da rafe, estimulando a liberação de noradrenalina e serotonina respectivamente. Isso estimula o interneuronio inibitorio, reduzindo a informação dolorosa • Opiodes endógenos: interneuronio liberam encefalite, que age sobre receptores, inibindo a comunicação ente os neurônios de primeira e segunda ordem → mecanismo da MORFINA OBS: Imagem 1 - o sistema anterolateral supre informação para diferentes partes do tronco encefálico e do prosencéfalo que contribuem para os diferentes aspectos da experiência da dor: aqueles responsáveis pela discriminação senso- rial da dor e aqueles responsáveis pelas respostas afetivas e motivacionais à dor Imagem 2 - Os sistemas descendentes que modulam a transmissão das vias ascendentes da dor. Esses sistemas modulatórios originam-se no córtex sensorial somático, no hipo-tálamo, na substância cinzenta periaquedutal do mesencéfalo, nos núcleos da rafe e em outros núcleos da parte ventral rostral do bulbo. Efeitos modulatórios complexos ocorrem em cada um desses locais, bem como no corno dorsa Sentidos especiais Visão** Audição • A orelha externa e media são preenchidas de ar e a interna por perilinfa e endolinfa • Ouvido externo - pavilhão, concha e meato acústico - coletam a energia sonora e concentram no tímpano, ou membrana timpanica • Ouvido medio - martelo, bigorna e estribo - janela oval • Ouvido interno - coclea e canais semicirculares • Músculo estapédio e tensor do tímpano - freiam as vibrações e protegem o sistema auditivo Cóclea • Sistema de tubos espiraladas contendo as rampas vestibular, média e timpânica; • Duas membranas importantes separam os três compartimentos: membrana de Reissner e basilar • Órgão de Corti (células ciliadas): conjunto de células que tem a capacidade de transduzir sinal mecanismo em elétrico - membrana tenctorial, células ciliadas internas e externas (estereocilios em contato com a membrana tenctorial) • A passagem da ondulação do liquido movimenta a membrana basilar e os estereocilios, abrem canais de potassio e despolarizam ou hiperpolarizam as células ciliadas • Endolinfa passa pela rampa media e é aquosa, rica em potassio e pobre em sodio • Perilinfa circula nas demais rampas e é rica em sodio e pobre em potassio Estrutura da cóclea Dentro da cóclea, a membrana basilar (a de baixo) e a de Reissner (de cima) separam três compartimentos • Rampa vestibular (acima) - contem perilinfa - rica em Na+ • Rampa media (media) - endolinfa - rica em K+ • Rampa timpanica (abaixo) - perilinfa • Entre a rampa media e timpanica, na membrana basilar, esta o órgão de CORTI • Onde estao os estereocilios que, ao se mover em direção ao maior, abrem os canais de potassio e despolarizam, transmitindo sinais (despolarização pelo K+) • A membrana basilar, no começo é rígida e curta (frequências mais altas) e no ápice é longa e flexível (para frequências baixas) Membrana basilar • Mais fina e rígida na base e longa e flexível no ápice • Fibras curtas e rigidas - frequencias altas • Fibras longas e flexíveis - frequências baixas Órgão de corti • Órgão receptor que gera impulsos nervosos em resposta à vibrações da membrana basilar • Localização: superficie da membrana basilar • Receptores sensoriais: • Células ciliadas interna (fileira única - maior parte da transmissão p nervo) • Células ciliadas externas (3 a 4 fileiras) • Repouso - células ciliadasestáticas • Curvatura dos cílios - despolariza ou hiperpolariza Transdução de sinal e celula ciliada A celula ciliada é responsável pela transferência de energia vibracional em sinal elétrico • Deslocamento do estereocilio em direção ao maior despolariza • Abertura de canais de cátions próximos à ponta do estereocilios - influxo de K+ • Despolarização - abertura de canais de Ca2+ • Influxo de Ca2+ - liberação de glutamato • Sinapse com nervo auditivo - SNC - cortex auditivo primario no lobo temporal Vias auditivas • Células ciliadas internas - nervos cocleares aferentes • O nervo auditivo chega no bulbo - bifurcação axonal - núcleos cocleares anterior e posterior • Essa bifurcação forma múltiplas vias paralelas, que tem alta conectividade bilateralmente: Via primaria: - Nervo auditivo parte da cóclea até nucleo coclear anterior no bulbo - neurônio de 1 ordem - Segue do núcleo coclear anterior p/ oliva superior na ponte (ambos os lados), e depois para o coliculo inferior no mesencefalo - neurônio de 2 ordem - Ascensão pelos lemniscos lateral p/ corpo geniculado medial do talamo- neurônio de 3 ordem - Núcleo geniculado medial do talamo p/ córtex auditivo (giro temporal superior) - neurônio de 4 ordem A informação que chega de uma nuca orelha segue tanto ipsi como contralateralmente - por isso, lesões mais internas não necessariamente acarretam em surdez, devido ao suprimento contralatertal Sistema vestibular** Sentidos químicos • OLFATO E GUSTAÇÃO são sentidos químicos conscientes, fortemente ligados às funções emocionais e comportamentos primitivos do SN • Outros quimiorreceptores: ajustes homeostaticos inconscientes - PCO2, PO2, níveis de pH… Olfato • É um dos sentidos químicos pouco desenvolvidos em humanos • Anosmia: ausência de olfato • Hiposmia: diminuição do sentido de olfato • Disosmia: disfunção do sentido do olfato • Lesões cefálicas, infecções no trato respiratório superior, tumores e exposição a substancias toxicas podem prejudicar o olfato Cavidade nasal • Conhas nasais: fluxo turbulento de ar • Regiões superiores - epitélio olfatorio - células de sustentação e olfatorias • Axonios - cruzam a lamina cribriforme - neurônios de 1 ordem • Bulbo olfatorio - sinapse dos neurônios de 1 e 2 ordem - havendo despolarização das célula e condução da informaria ao SNC - glomérulos Células olfatorias e detecção dos odores 1. Cílios: camada mucosa - substancia odorifera se dufunde 2. Receptores odoriferos: Proteína G - sinalização intracelular 3. Alteração na condutância iônica 4. Despolarização da membrana e corpo celular 5. Geração de PAs e liberação de neurotransmissores (bulbo olfatorio • Cada celula olfatoria responde a muitos estímulos odoríferos (não seletivas) • Cada substancia produz um padrão diferente de ativação desses receptores, possibilitando a distinção dos cheiros - mais de 1000 proteínas receptoras • Células com o mesmo receptor - mesmo glomérulo Vias olfativas Via principal • Células receptoras com seus axônios até o glomérulo (bulbo olfatorio) - neurônio de 1 ordem • As células mitrais e tufosas recebem os sinais - neurônio de 2 ordem • Não há retransmissão talâmico nesse sistema sensitivo Projeções • Os axônios das células mitrais e tufosas formam o trato olfativo, que se projeta para várias regiões do cérebro: - Córtex Olfativo Primário: Inclui o córtex piriforme, o tubérculo olfativo, a amígdala e partes do hipocampo, que possui a função de processamento inicial dos estímulos olfativos - Córtex Orbitofrontal: Envolvido na percepção consciente dos cheiros. - Outras áreas: Incluem a região entorrinal, que se conecta com o hipocampo (memória olfativa) • Cortex associativo frontal: informações olfatorias, gustativas, visuais, lembranças - paladar Gustação • Percepção do sabor dos alimentos • Cinco sabores fundamentais nos humanos: doce, salgado, amargo, ácido e umami • Receptores específicos - quanto mais se espalha os alimentos mais se pode perceber o gosto pela ampla ativação dos motores gustativos Receptores da gustação - botões gustativos - Papilas circunvaladas: grande quantidade de botões - formam um linha em V - posterior da língua - Papilas fungiformes: quantidade moderada de botões - superfície anterior - Papilas foliacas: quantidade moderada de botões - região lateral Botões gustativos • Regiões especializadas (sulco); • Substâncias dissolvidas; • Poro gustativo • Líquido e saliva (percepção gustativa); • Células gustativas (receptoras) - Despolarização - Liberação de NT - Ativação de células basais - Axônios aferentes para o SNC - Informação consciente; • Células gustativas respondem a mais de uma substância química (=olfação) • Expressa varios receptores (*olfatorio) • Preferencia ou seletividade reativa Transdução dos diferentes sinais (sabores) SALGADO • Ingestão de alimento salgado → maior concentração de Na+ • Canais para Na+ continuamente abertos • Influxo de Na+ • Despolarização da membrana • Geração de potenciais de ação AZEDO • Ingestão de alimento azedo → diminuição de pH • Maior concentração de H+ • Canais para H+ continuamente abertos • Influxo de H+ • Despolarização da membrana • Geração de potenciais de ação DOCE e AMARGO Ocorrem de maneira similar - receptores acoplados a proteina G - fosfolipase C - IP3 - aumento de cálcio e sodio - cascata de sinalização ate o neurônio de primeira ordem Vias gustativas • Células receptoras - botões gustativos - liberam neurotransmissores • Nervos cranianos envolvidos: - NC VII (facial) - 2/3 anteriores da língua - NC IX (gsossofaringeo) - terço posterior da lingua - NC X (vago) - base da lingua e partes da faringe • Axônios projetam para o nucleo do trato solitario (NTS) no bulbo - neurônio de 1 ordem • Neurônios no NTS recebem as sinapses e projetam para o núcleo VPM tálamo - neurônio de 2 ordem • Neurônios do núcleo recebem as sinapses e projetam para o córtex gustativo - neurônio de 3 ordem • Há também o córtex orbitofrontal - associa diversas sensações que contribuem na seleção dos alimentos - tem relação com o sistema límbico - Estimulo → receptor gestatório → nucleo do trato solitario → nucelo salivatorio → nucelo salivatorio superior e inferior → ganglio parasimpáticos → glándulas salivares → salivação → ingestão e digestão dos alimentos Sistema motor Hierarquia do controle neural da função motora • Alto - estratergia - áreas de associação do neocortex, núcleos da base (informcacao sensorial gera uma imagem mental do corpo) • Medio - tática - córtex motor, cerebelo (decisão baseada na memória sensorial) • Baixo - excecução - tronco encefálico, medula espinhal (retroalimentação sensorial de postura e tensão) - Neuronios motores superiores - cortex e tronco encefalico, enviam comandos aos inferiores - Neuronios motores inferiores - medula e tronco encefálico - inervam diretamente os musculos • Os sistemas perceptivos fornecem a informação sensorial necessária para as ações mediadas pelo sistema motor Disrtribuição sensorial e motora do encéfalo • Córtex somestésico primário (giro pós-central). • Lobo parietal → processamento de informações somestésicas. • Lobo occipital → visual • Lobo temporal → auditiva • Lobo da ínsula → gustação • Branco (áreas associativas). • Parietal, occipital, temporal, insula (sensoriais). • Lobo frontal → Motor Circuitos do neurônio motor inferior • Os neuronio motores inferiores estao localizados no corno ventral da medula e núcleos motores dos nervos cranianos no tronco E. • Inervam diretamente as fibras musculares esqueléticas Tipos de neurônios motores inferiores • Alfa-motoneurônios: inervam fibras musculares extrafusais - força muscular • Gama-motoneurônios: inervam fibras musculares intrafusais - regulação do tonus muscular Controle motor e vias principais Vias laterais da medula Trato corticoespinhal (piramidal)• Origem: cortex motor primario, cortex pré motor e cortex motor suplementa) • Função: controle voluntario dos movimentos finos e precisos • Decussação: a maioria das fibras cruza para o lado oposto no bulbo (decussação das pirâmides) Trato rubroespinal • Nucleo rubro (mesencefalo) • Desusam na ponte • Trato corticoespinal lateral • Via indireta de estimulação do musculo • Menos precisão • Motricidade voluntaria - musculatura distal de membros • Facilitação da flexão e inibição da extensão dos membros Outros tratos extrapiramidais Vias vetromediais Trato vestibuloespinal • Núcleos vestibulares do bulbo • Labirinto vestibular da orelha interna • Postura da cabeça Trato tectoespinal • Colículo superior do mesencefalo • Aferencias diretas da retina • Cortex visual, somatossensorial e auditivo Trato reticuloespinais - Pontino: aumenta os reflexos antigravitacionais - Bulbar: linera os musculos antigravitacionais do controle reflexo • Formação reticular do TE • Aderência de varias regiões e participa de varias funções (principalmente cerebelo e córtex pré motor) FUNÇÃO GERAL: controle dos movimentos automáticos, posturais e de coordenação Feedback sensório motor Tem a função de integração das informações sensoriais para ajustar e corrigir os movimentos em tempo real Circuitos do neurônio motor superior • Os neurônios motores superiores estão localizados no córtex motor primário, pré-motor e motor suplementar • Também estão no tronco encefalico, incluindo núcleos de origem de varios tratos motores descendentes • Emitem comandos que modulam a atividade dos neuronios motores inferiores, coordenando movimentos e ajustando os automáticos Controle motor e vias principais Via corticoespinal (trato piramidal) • Origem: cortex motor primario, cortex pré motor e cortex motor suplementa) • Função: controle voluntario dos movimentos finos e precisos • Decussação: a maioria das fibras cruza para o lado oposto no bulbo (decussação das pirâmides) • Fazem sinapse com os neuronios motores inferiores na medula Tratos corticobulbares • Origem: cortex motor • Função: controle motor dos musculos da face, cabeça e pescoço • Fazem sinapse com núcleos motores dos nervos cranianos no tronco encefálico Demais tratos extrapiramidais • Trato rubroespinhal, trato reticuloespinhal, trato vestibuloespinhal, e trato tectoespinhal • Controle dos movimentos automáticos, posturais e de coordenação. Movimentos simples • Controle pelo cortex motor primario • Nucleo rubro tambem facilita os movimentos flexores dos membros, atuando em movimentos simples de MMSS • Movimentos simples e diretos • Aferências: recebe informações sensoriais do cortex somatossensorial • Eferências: envia comandos diretamente aos neuronios motores inferiores via trato corticoespinal Movimentos complexos • Controle pelo cortex pré-motor e motor suplementar (cortex pré frontal) • Cortex pré-motor planeja e prepara os movimentos complexos • Cortex motor suplementar recebe e envia informações do cortex pré-motor, motor primário e núcleos da base • Núcleos da base modulam e selecionam os movimentos complexos - recebe do cortex motor e pré motor e enviam saídas moduladas de volta ao cortex via tálamo • Cerebelo faz o ajuste fino e coordenação, recebendo informações do cortex e enviando correções de volta ao cortex motor via tálamo Modulação do movimento pelos núcleos da base Componentes principais dos núcleos da base • Nucleo estriado (caudado e putamen) - funções motoras • Nucleo lentiforme (globo palido + putamen) • Corpo estriado dorsal (nucleo lentiforme + caudado) • Amigdala - funções emotivas • Nucleo rubro - substancia negra - pars reticulada e compactada Circuitos funcionais Via direta • Facilitação da iniciação e execução do movimento voluntário • Conexões: - O cortex excita o estriado (nucleo caudado e putamen) - neuronios espinhsos medios (NEM) - O estriado inibe o globo pálido interno (GPi) e a substancia negra reticulada (SNr), que inibem o talamo na ausencia de estímulos - A inibição do GPi e SNr reduz a inibição tônica do tálamo - O talamo, então, excita o córtex motor, promovendo o movimento Via indireta • Supressão dos movimentos indesejados e controle da amplitude dos movimentos • Conexões: - O cortex exit o estriado - O estriado inibe o globo palido externo (GPe) - A inibição do GPe reduz a inibição do núcleo subtalâmico - O núcleo subtalamico excita o GPi e a SNr - O GPi e a SNr aumetam ainibicao tonica no talamo - A inibição do talamo reduz a excitação do cortex RESUMO Estimulo dos neurônios vindos do cortex →(A) NEM (inibitório) → (B) neurônios do globo palido (inibitórios tônicos) → (C) neurônio talâmico (complexo do tálamo VA/VL do tálamo) - (D) neurônios do cortex motor Modulação pela substancia negra • Substancia negra pars compacta (SNc) • Libera dopamina no estriado • Dopamina tem efeito excitatorio na via direta (receptores D1) e inibitórios na via indireta (receptores D2) OBS: Ausencia de movimento - inibição tonica do tálamo - prevenção de movimentos involuntários Lesões nos núcleos da base - Huntington (movimentos coreicos: aleatorios e involuntarios) - movimentos hipercineticos - Parkinson - movimentos hipocinéticos Interações e funções Integração sensoriomotora, planejamento e iniciação do movimento, supressão de movimentos indesejados e aprendizado de habilidades motoras Modulação do movimento pelo cerebelo Componentes principais do cerebelo Lobo anterior Lobo posterior Lobo floculonodular Zonas funcionais Vermis: parte central do cerebelo, envolvida no controle da postura e dos movimentos axiais Hemisferios cerebelares: - Zona intermedia: controle dos movimentos dos membros - Zona lateral: planejamento e coordenação dos movimentos complexos e aprendizados motores Núcleos profundos Núcleo fastigiada Nucleo interposto (globoso e emboliforme) Nucleo denteado Circuitos funcionais Aferências Via espinocerebelar - informa sobre a posição e o movimento dos membros do tronco (propriocepção) Via vestibulocerebelar - informa sobre o equilibrio e a posição da cabeça Via pontocerebelar - informa sobre o planejamento motor do cortex cerebral Eferências • Vérmis - envia sinais p/ nucleo fastigial, que projeta para os núcleos vestibulares e formação reticular, controlando postura e equilibro • Zona intermedia - envia sinais para o nucleo interposito, que projeta para o nucleo rubro e o talamo, controlando movimentos dos membros • Zona lateral - envia sinais para o nucleo denteado, que projeta para o tálamo e cortex motor, inlfuenciando o planejamnto e coordenação dos movimentos complexos Funções do cerebelo na modulação do movimento Coordenação e precisão dos movimentos • Ajusta e afina os movimentos voluntários para torna-los suaves e precisos Manutenção do equilibrio e postura • Integra informações vestibulares e proprioceptivas para manter o equilíbrio Aprendizado motor • Participa no aprendizado e na automação de novas habilidades motoras • Facilita a adaptação e correção de movimentos através do feedback sensorial Circuitaria interna • Diversos tipos neuronais no cortex cerebelar • Camada molecular, de células de purkinge e granulosa • Lesão: - Disdiadococinesia (nao consegue fazer movimentos alternados ao mesmo tempo, mão pra cima e pra baixo) - Disimetría (erro de medida) - Tremores Medula espinhal Neurônios motores inferiores altamente organizados Controle dos NMI: - Células sensitivas - Interneuronios - Neurônios motores superiores • Os músculos estão constantemente em um estado parcial de contracao para manter o tonus musuclar • Para que se haja esses níveis de tonus muscular, ha a participação de 2 receptores musculares sensoriais importantes: Fuso muscular • Receptor proprioceptivo, constituido por fibras musculares,detectam variações de comprimento (estiramento) muscular • Via de manutenção monossinaptica • Avaliação dos reflexos extensores: avalia o tonus muscular, a quantidade de excitação que o cérebro esta enviando para a medula espinal - reflexo patelar de extensão de joelhos por exemplo • O fuso é ativado quando a fibra muscular é estirada, e inativado quando o musculo contrai OBS: fibras musculares extrafusais e intrafusais, dentro do fuso, nesse fuso, essas fibras possuem os receptores sensoriais (fuso muscular) que detectam o estiramento - o neurônio sensitivo da fibra intrafusal detecta o estiramento, a informação vai para o neurônio motor pela medula e contrai as fibras extrafusais, que realizam a contracao e param o estiramento (numa situação em que se aumenta o peso na mão por exemplo, o braço começa a descer, detecta e logo a contração ajusta o braço para manter parado) - circuitaria monossinaptica Órgão tendinoso de Golgi (OTG) • Receptore sensorial encapsulado • São terminações nervosas aferentes encapsuladas localizadas na junção entre o músculo e o tendão • Estimulado pela tensão produzida por pequenos feixes de fibras • Detectam variações de tensão muscular • Detecta a contração - ativa interneurônio inibitório - inibe o motoneuronio - promove relaxamento • Reflexo de retirada Lei da inervação reciproca: a quantidade de estimulo que chega ao músculo para contração é igual e simultânea à que chega ao seu antagonista para relaxamento Lesão: hipotonia, arreflexia, paralisia e paresia Circuitaria medular espinhal responsável pelo reflexo de flexão / extensão cruzada Estimulação de receptores cutâneos no pé leva à ativação de circuitos locais da medula que retiram (flexionam) a extremidade estimulada e estendem a outra para suporte compensatório Sistema nervoso autônomo Dividido em simpático, parassimpático e entérico Dois neurônios chave Neuronios pré ganglionares Neuronios pós ganglionares (ou ganglionares) Sistema simpatico • Sistema tóraco-lombar - medula toracica e lombar apenas • Neurônio pré ganglionar e pós ganglionar Trajeto dos neurônios simpáticos Origem na medula • O corpo dos neuronios pré ganglionares estão na coluna intermediara da medula (T1 a L2) • Os axonios saem pelo corno ventral Ramo comunicante branco • Os axonios pré-ganglionares entram nos ramos comunicantes brancos, que contem as raizes centrais aos gânglios simpáticos paravertebrais Ganglios paravertebrais • Nos gânglios paravertebrais, os axonios pré g podem: - A cadeia simpatica é uma serie de gânglios dispostos em pares ao longo da coluna vertebral, dos níveis cervicais aos sacrais - Ascender ou descender na cadeia simpatica e fazer sinapse em um gânglio em nível diferente - Passar através do ganglio sem sinapse e continuar como nervo esplêncnico para sinapse em um gânglio pré-vertebral Ramo comunicante cinzento • Os axonios dos neuronios pós-ganglionares saem dos gânglios paravertebrais através dos ramos comunicantes cizentos • Esses ramos conectam os gânglios simpáticos aos nervos espinhais, permitindo que os axonios pós-ganglionares sejam distribuídos para o corpo • Apos passarem pelos ramos comunicantes cinzentos, os axonios pós- ganglionares entram nos nervos espinhais e se distribuem para o alvo Ganglio pré-vertebral • Estão frente à coluna vertebral • Principais incluem o ganglio celiaco, mesentérico superior e inferior Nervos esplancnicos • Alguns axonios pré-ganglionares passam pelos gânglios paravertebrais sem sinapsar e continuar como nervos esplâncnicos • Esses nervos esplâncnicos terminam em gânglios pré-vertebrais, onde fazem sinapse com neuronios pós-ganglionares Sistema parassimpático • Neuronios cranio-sacrais • Neuronios pré-ganglionar - Tronco encefalico: NC III, VII, IX, X - regula funções na cabeca e visceras torácicas e abdominais - Medula sacral: S1-S5 - regula funções de defecação, micção e funções sexuais Trajeto dos neurônios parassimpáticos Nervos cranianos e esplâncnicos • Nervo oculomotor III - inerva o m ciliar e esfíncter da pupila • Nervo facial VII - inerva glândulas lacrimais, submandibulares e sublinguais • Nervo glossofaringeo IX - inerva a parotida • Nervo vago X - inerva coração, pulmões e a maioria das vísceras abdominais • Nervos esplâncnicos: originam-se dos segmentos sacrais da medula espinal e inervam o intestinal grosso, bexiga e órgãos genitais Neuronios pré-ganglionares • Axonios longos que se projetam diretamente para ou perto dos órgãos alvos • A maioria faz sinapse com os pós-ganglionares em gânglios intramurais (dentro dos órgãos-alvo) ou gânglios próximos aos órgãos Neuronios pós-ganglionares • Nos ganglios intramurais ou próximos aos órgãos alvos • Axonios curtos que se projetam diretamente para os tecidos alvos Resumo simpatico x parasimpatico Origem dos Neurônios Pré-Ganglionares • Simpático: Coluna intermediolateral da medula espinhal (T1-L2). • Parassimpático: Núcleos dos nervos cranianos (III, VII, IX, X) e região sacral da medula espinhal (S1-S5). Localização dos Gânglios • Simpático: Gânglios paravertebrais (cadeia simpática) ou pré-vertebrais. • Parassimpático: Gânglios intramurais ou próximos aos órgãos-alvo. Comprimento dos Axônios • Neurônios Pré-Ganglionares: - Simpático: Axônios curtos. - Parassimpático: Axônios longos. • Neurônios Pós-Ganglionares: - Simpático: Axônios longos. - Parassimpático: Axônios curtos. Ramos Comunicantes: • Simpático: Possui ramos comunicantes brancos (mielinizados) e cinzentos (não mielinizados). • Parassimpático: Não possui ramos comunicantes brancos e cinzentos. Função Geral: • Simpático: Prepara o corpo para situações de "luta ou fuga" (fight or flight). • Parassimpático: Promove "repouso e digestão" (rest and digest) Sistema enterico • Sistema intrínseco- trato gastrointestinal; • Redes de neurônios interligados: - Plexo mioentérico: entre as camadas musculares das vísceras; - Plexo submucoso: próximo à camada mucosa • Mobilidade gastrointestinal e controle das células secretoras • Aproximadamente 100 milhões de neurônios; • Neurônios locais autônomos (independentes de ativação simpática e parassimpática) Neurotransmissores • Liberação de neurotransmissores colinergicos nos pré-ganglionares, que reagem com receptores colinergicos para induzir um potencial de ação pós-sináptico excitatório extremamente rápido • Neuronios pré-ganglionares: acetilcolina • Neuronios pós-ganglionares: - simpatico - noradrenalina - parassimpático - acetilcolina Sistema cardiovascular • Regulação precisa - monitoramento sensorial - quimio e barorreceptores • Nivel de atividade sináptica e parassimpatica • Controle simpatico atua nos nodos e no musculo • Controle parassimpático atua apenas nos nodos Controle por “centros superiores” Hipotálamo Regula funções homeostáticas como temperatura corporal, fome, sede, equilíbrio hídrico, e ritmos circadianos. Coordena respostas viscerais a emoções. Recebe informações sensoriais do corpo e do ambiente. Envia comandos aos centros autônomos no tronco encefálico e medula espinhal. Tronco Encefálico • Núcleo do Trato Solitário (NTS): - Recebe informações viscerais aferentes dos nervos cranianos (VII, IX, X). - Processa sinais sensoriais viscerais e distribui informações para outras áreas do tronco encefálico e hipotálamo. • Formação Reticular - Controla a frequência cardíaca, pressão arterial, e respiração. - Distribui sinais autônomos para os neurônios motores preganglionares simpáticos e parassimpáticos. • Centros Autônomos no Tronco Encefálico: - Centro Cardiorregulador: Controla a frequência cardíaca e a força de contração do coração. - Centro Vasomotor: Regula o diâmetro dos vasos sanguíneos e a pressão arterial. - Centro Respiratório: Controla a taxa e a profundidade da respiração. Sistema Límbico • Media respostas emocionais• Influencia o SNA através do hipotálamo - Amígdala: Processa emoções como medo e raiva, modulando respostas autonômicas. - Hipocampo: Envolvido na formação de memórias, podendo influenciar respostas autonômicas baseadas em experiências passadas. Atividade cerebral - anki Raciocínio e cognição cortex cerebral • Interpretação e integração de informações • Fina camada de substância cinzenta • Divisão do cortex em 6 camadas: - Molecular - Granulosa externa - Piramidal externa - Granular interna - Piramidal interna - Multicelular Detalhamento?? Principais Áreas Envolvidas na Cognição Córtex Pré-Frontal Planejamento, tomada de decisões, comportamento social, controle dos impulsos. CPF Dorsolateral: Associado ao controle executivo, memória de trabalho, e raciocínio abstrato. CPF Ventromedial: Envolvido na tomada de decisões baseadas em recompensas e emoções Córtex Parietal Integração sensorial, orientação espacial, atenção. Lobo Parietal Superior: Processamento sensorial e coordenação visuoespacial. Lobo Parietal Inferior: Atenção visual e integração de informações sensoriais. Córtex Temporal Funções: Processamento auditivo, reconhecimento de objetos, memória. Córtex Temporal Superior: Processamento de som e linguagem. Córtex Temporal Inferior: Reconhecimento de formas e objetos visuais. Hipocampo Formação e consolidação de novas memórias declarativas. Interage com várias áreas do córtex cerebral para integrar e recuperar informações de memória. Amígdala Processamento emocional, especialmente medo e respostas de sobrevivência. Interage com o hipocampo e o córtex pré-frontal para integrar emoções e memória. Processos Cognitivos Memória Memória de Curto Prazo: Armazenamento temporário de informações, como um número de telefone. Memória de Trabalho: Manipulação e armazenamento temporário de informações para tarefas cognitivas complexas, como resolução de problemas. Memória de Longo Prazo: Armazenamento duradouro de informações, subdividida em memória declarativa (fatos e eventos) e não declarativa (habilidades e hábitos). Atenção Funções: Foco seletivo em informações relevantes enquanto ignora distrações. Redes de Atenção: Rede de Atenção Dorsal: Direcionamento da atenção voluntária. Rede de Atenção Ventral: Reorientação da atenção para estímulos inesperados. Linguagem Áreas Cerebrais: Área de Broca: Produção da fala. Área de Wernicke: Compreensão da linguagem. Processos: Produção, compreensão e processamento da linguagem falada e escrita. Tomada de Decisão e Planejamento Funções: Avaliação de opções, previsão de consequências, seleção de ações. Áreas Envolvidas: CPF dorsolateral (controle executivo), CPF ventromedial (avaliação de recompensas), CPF orbitofrontal (avaliação de risco e recompensa). Integração de Informações e Cognição Processamento Multissensorial: Integração de informações de diferentes modalidades sensoriais (visão, audição, tato) para formar uma percepção coerente do ambiente. Redes Neurais: Rede de Modo Padrão: Ativada durante o repouso e pensamento introspectivo. Rede de Controle Executivo: Ativada durante tarefas que requerem controle cognitivo e atenção. Rede de Saliência: Identifica e filtra estímulos relevantes e importantes. Resumo dos Componentes e Processos Cognitivos Áreas Envolvidas: Córtex pré-frontal, córtex parietal, córtex temporal, hipocampo, amígdala. Funções Principais: Memória, atenção, linguagem, tomada de decisão e planejamento. Integração: Redes neurais que facilitam a integração de informações sensoriais e coordenação de respostas cognitivas. Sistema modulatório do tronco encefalico • Sai do tronco e se direciona para todas as camadas do cortex cerebral • Gera aferências para o cortex • Síntese e armazenamento de diferentes neurotransmissores Ondas cerebrais • Ondulações dos potenciais elétricos registrados no EEG • Gama, beta, alfa, tera e delta, diferenciadas pela frequência • Gama - alta frequência e baixa amplitude • Beta • Alfa • Teta • Delta - baixa frequência e alta amplitude Eletroencefalograma • Registra a atividade elétrica a partir da superficie do crânio • Atividade generalizada do cortex cerebal • Metodo simples, não invasivo e indolor Diferentes padrões para colocação dos eletrodos Vigilia • Excitação e alta atividade cerebral • Orexina (hipocretina): hipotálamo lateral - ativação do sistema ativador ascendente SARA - Neurônios orexinérgicos tem a capacidade de ativar o próprio sistema ativador ascendente - Narcolepsia: disfunção nesses neuronios - estado de sonolência - Pode ativar o cortex cerebral por duas vias: intra e extratalamica - Quanto maior a ativação dos neuronios talamicos-corticais, maior o nível de consciência • Ciclo circadiano atua diretamente na capacidade de manter a vigília - regula os dois estados - sono e vigília • Nucleo supraquiasmatico pode estimular o hipotálamo lateral, que pode estimular o SARA, induzindo o estado de vigilia • Estimulação do nucleo pré-optico, inibindo o SARA e induzindo um estagio de sonolência e vigília • Quantidade circulante de residuos metabólicos (sonógenos) ao final do dia, como a adenosina, serve como um indicador de necessidade de relaxamento e descanso • Cafeina atua em receptores de adensia, inibindo o sono Principais estruturas envolvidas e suas funções • Formação Reticular e SARA: Mantêm a ativação cortical e a vigília. • Tálamo: Age como um relé para a transmissão de sinais sensoriais e motores. • Hipotálamo: Regula ritmos circadianos e libera histamina para promover a vigília. • Locus Coeruleus e Núcleos de Rafe: Liberam noradrenalina e serotonina, modulando a atenção, o humor e a vigília. • Sistema Colinérgico do Prosencéfalo Basal: Libera acetilcolina, facilitando a excitação cortical. • Neurotransmissores: Noradrenalina, serotonina, histamina, acetilcolina e orexina são cruciais para a manutenção do estado de vigília. Sono Estagio parcial de inconsciencia, no qual o individuo pode ser despertado por um estimulo sensorial, tatil… Periodos de sono - cíclicos Sono REM - paradoxal - movimento rapido dos olhos Sono não REM - sono de ondas lentas - sem movimentos rápidos dos olhos O sono geralmente constitui 75% não REM e 25% no sono REM - de maneira cíclica Sono não REM • Estado de vigilia - ondas alfa beta e gama • Estagio 1 - inicio do sono - ondas de alta frequência teta • Estagio 2 - diminuicao da atividade cerebral • Estagio 3 e 4 - sono profundo - predominancia de ritmos delta, alta amplitude e baixa frequência Núcleo reticular do tálamo: possui neurônios gabaérgicos, que inibem os neuronios talamocorticais, reduzindo o nível de consciência pela sincronização talamocortical Sono REM • Ritmo de alta frequência: ondas beta e gama • Atonia muscular, mas podem ocorrer movimentos involuntários - contudo, o musculo ocular permanece ativado • Aumento da forca e frequência cardiaca • Aumento da frequencia respiratoria e do consumo de O2, pela execução de diversas atividades mesmo durante o sono • Sistema de modulacao difusa: justifica o ritmo beta no EEG • Com a progressão dos estágios do sono há uma inibição do SARA • Observa-se que os neuronios dos núcleos da rafe e locus cerúleos (neuronios colinergicos da ponte e do bulbo) começam a diminuir sua atividade e liberam neuronios catecolaminérgicos para ativar o SARA • Acetilcolina permite que o ralado e o cortex se comportem de modo semelhante ao estado de vigília Epilepsia Causas: estrutural, genetica, infecciosa, metabolica, imune e desconhecida OBS: Crises epiléticas: alterações da função encefálica resultante de atividade anormal e excessiva Condição cronica caracterizada por crises epilépticas excessivas • Foco epileptogênico em vermelho na imagem, azul: area circundante inibitória • Não se alastra para áreas vizinhas pois a area inibitória controla o excesso de excitabilidade no foco • Quando essa excitabiilidadeultrapassa a capacidade inibitória, ela atinge áreas vizinhas e induz um estado de crise epiléptica Pode ter inicio focal, sendo ate perceptiva, como a epilepsia focal Pode ter inicio generalizado Psicose • Consequência da disfunção da rede • Condição que apresenta uma gama ade alterações do comportamento relacionada à perda de contato com a realidade de percepção • Esquizofrenia é a principal psicose Esquizofrenia Sintomas positivos: alucinações, ideias delirantes, pensamento desorganizado, incongruência afetiva Sintomas negativos: rigidez afetiva, anedonia, perda de motivação, falta de interação social Sintomas cognitivos: dificuldade de aprendizado e memória Hipotese dopaminergica da esquizofrenia Antipiscicoticos são agonistas de receptores dopaminergicas Pscicoestimulantes intensificam a dopamina - induzem a psicose - excesso de neurotransmissao dopaminergica Córtex cerebral Camadas 1. Molecular 2. Granular externa 3. Piramidal externa 4. Granular interna 5. Piramidal interna 6. Multiforme • Grande parte das informações sensitivas chegam na camada 4 - conexão talamo-cortical para ativação cerebral • Áreas primarias corticais: primeira via, onde chegam informações puramente motoras ou puramente sensitivas • Áreas secundarias: informação mais integrada, com certo grau de significância • Areas associativas: conjunto de informações motoras, sensitivas etc - Parieto-occipitotemporal - Pré-frontal - Limbica Principais áreas associativas Parieto-occiptotemporal Alto nivel de interpretação para os sinais de todas as áreas adjacentes • Analise das coordenadas especiais do corpo • Area de Wernicke • Area do giro angular • Area para nomear objetos Pré-frontal Intima associação com cortex pré-motor Elaboração de pensamentos Processa informações motoras e não motoras Áreas de Broca Cortex pré-frontal posterolateral e área pré-motora Planejamento dos padrões motores para a expressão de palavras individuais ou, até mesmo onde frases curtas são iniciadas e executadas Associação intima com area de Wernicke Límbica Polo anterior do lobo temporal, porção ventral do lobo frontal e no giro cinzelado Comportamentos, emoções e motivação Impulsos emocionais que ativam outras áreas do encéfalo, fornecendo comando motivacional para o próprio processo de aprendizado Areas associativas Area de Wernicke - União dos lobos temporal e occipital - Confluencia das áreas associativas somática, visual e auditivas - Muito desenvolvida no lado dominante - normalmente esquerdo, pelo próprio processo embrionário - Papel mais importante do cortex cerebral - inteligência - Area interpretativa geral - Area gnóstica - Area do conhecimento - Area associativa terciaria Cognição: capacidade de prestar atencao a estímulos externos ou à motivação interna, de identificar o significado desses estímulos e de planejar respostas apropriadas para eles Características do cortex associativo • Os sinais que chegam pelo tálamo refletem informações sensoriais e motoras que ja haviam sido processadas nas áreas primarias • Conexões corticocorticais: maior parte dos sinais de entrada • Sistema de modulação difusa Cortex associativo parieltal • atenção e percepção do corpo e dos estímulos que atuam sobre ele • Lesão leva déficits de atencao Cortex associativo temporal • Reconhecimento e identificação de informação sensorial altamente processada • Deficits de conhecimento - agnosias Cortex associativo frontal • Orientação de comportamentos complexos planejamento de respostas a uma estimulação em andamento • Deficiência de planejamento - personalidade Memoria Categorias qualitativas Declarativa • Explicita, consciente, palavras e significados, historia… Não declarativa • Inconsciente, habilidades motoras, associações, habilidades para solucionar problemas • Indicios de priming: submissao do individuo a determinado estimulo e o estimulo subsequente afeta a capacidade de memorização do estimulo anterior - um segundo estimulo induz a resposta de memória que se queira no primeiro estimulo Categorias temporais Curto prazo • Capacidade de manter na consciencia, durante frações de segundo, experiencias em andamento • Circuitos de neuronios reverberantes: atividade neural continua que se propaga em circuitos que se propaga em círculos em traço de memória temporária - recirculação constante de informações • Facilitação ou inibição pré-sinóptica Prazo intermediario - memoria de trabalho • Capacidade de manter e manipular informações na consciência enquanto ela é utilizada para atingir um objetivo • Sinapses químicas podem sofrer mudanças plasticas que reforçam ou enfraquecem a transmissão sináptica • Grande neuroplasticidade sináptica Longo prazo • Retenção da informaria mais permanente, dias, anos ou vida toda • Alterações estruturais reais, em vez de somente químicas que realcem ou suprimam a condutância de sinais • Reestruturacoao fisica das próprias sinapses de forma que mude sua sensibilidade para transmitir sinais neuronais - Aumento do numero de vesículas sinópticas - Aumento dos locais onde as vesículas liberam os NT - Aumento no numero dos terminais pré-sinapticos - Mudanças nas estruturas das espinhas dendríticos - Aumento na capacidade de transmitir sinapses Consolidação da memoria Ativação repetida da memoria de curto prazo - mudanças químicas, físicas e anatômicas nas sinapses que são responsaveis pela memória de longo prazo Consolidação - repetição - aumenta o grau de transferência Armazenamento de memoria • Hipocampo - região importante para o armazenamento - porção mais medial do lobo temporal • Amnesia anterógrada - remora nos dois hipocampos, incapacidade de estabelecer novas memórias a longo prazo dos tipos de informação que são a base da inteligência • Amnesia retrógrada - lesões talamicas - incapacidade de recordar memórias do passado • O processo de memoria não depende só de armazenamento, mas tambem da capacidade de procurar e encontrar posteriormente a memória (tálamo) OBS: a amnesia costuma estar atrelada a outras deficiências cognitivas, raramente aparece isoladamente Irrigação e LCR As funções cerebrais dependem profundamente do fluxo sanguíneo, do metabolismo e do LCR Importância do poligono de wilis O fluxo normal de sangue no encéfalo é de 750-900 ml/min - recebendo cerca de 15% do debito cardiaco de repouso Regulação - Concentração de CO2 - Conecntracao de ions H - Concentração de O2 - Substancias liberadas pelos astrocitos O aumento na PCO2 de 70% aumenta o fluxo 2x Íons H+ provocam a vasodilatação dos vasos cerebrais Metabólicos vasoativos Circulação do LCR Formação do LCR Velocidade 50 ml por dia Secreções pelos plexos coroides dos ventrículos laterais Superficies ependimatias Membranas aracnoides Espaços perivasculares Plasticidade sináptica Plasticidade de curta duração (segundos ou menos) • Facilitação sináptica - Rápido aumento na eficácia sináptica quando ocorre 2 ou mais P.A. sucessivos no terminal pré sináptico. - Elevação prolongada dos níveis pré-sinápticos de cálcio após a atividade sináptica. - Os mecanismos de retorno do cálcio aos níveis de repouso são muito mais lentos. - A concentração de cálcio aumenta dentro do terminal e permite que mais neurotransmissor seja liberado por um potencial de ação pré-sináptico subsequente. • Depressão sináptica: diminuição da eficácia da transmissão sináptica; • Potenciação sináptica • Aumento sináptico • Modificações rápidas, porém transitórias, na transmissão sináptica. Plasticidade de longa duração (30 minutos ou mais) • Potenciação de longa duração (LTP) • Depressão de longa duração (LTD) • Fosforilação de proteínas e mudanças na expressão gênica mais prolongados do que os períodos de atividade sináptica podem produzir mudanças na eficácia sináptica que duram porhoras, dias ou mais Absorção Pelas velocidades aracnoides - proyectes microscópicas da membrana aracnóide em forma de dedos que vao para o interior do crânio e para os seios venosos Revestimento das velocidades Neurônios Células neurogliais Sinapse elétrica Sinapse química Terminais pré sinápticos Sistema de segundos mensageiros Excitação Inibição Acetilcolina Glutamato Gaba e glicina Aminas biogenicas Dopamina Noradrenalina Adrenalina Serotonina Histamina Neurotransmissores peptidérgicos Endocanabinoides Mecanismos de sinalização Mecanorreceptores de tato Mecanorreceptores de propriocepção Vias somatossensoriais Tipos de nociceptores Transdução do sinal nocivo Cóclea Vias auditivas Cavidade nasal Células olfatorias e detecção dos odores Vias olfativas Receptores da gustação - botões gustativos Vias gustativas Hierarquia do controle neural da função motora Disrtribuição sensorial e motora do encéfalo Controle motor e vias principais Outros tratos extrapiramidais Feedback sensório motor Controle motor e vias principais Movimentos simples Movimentos complexos Componentes principais dos núcleos da base Circuitos funcionais Interações e funções Componentes principais do cerebelo Circuitos funcionais Funções do cerebelo na modulação do movimento Circuitaria interna Trajeto dos neurônios simpáticos Trajeto dos neurônios parassimpáticos Resumo simpatico x parasimpatico Sistema cardiovascular Controle por “centros superiores” cortex cerebral Principais Áreas Envolvidas na Cognição Processos Cognitivos Ondas cerebrais Vigilia Camadas Principais áreas associativas Categorias qualitativas Categorias temporais Consolidação da memoria Armazenamento de memoria Circulação do LCR