sono vigília (ritmos biológicos)

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RITMOS BIOLÓGICOS 
Cronobiologia: disciplina que estuda os ritmos biológicos 
Ritmos 
a) Circadianos: vigília-sono (periodicidade em torno de 24h) 
b) Infradianos: batimento cardíaco (periodicidade < 24h) 
c) Ultradianos: ciclo menstrual, ciclo das marés (periodicidade > 24h) 
 
Marcapassos: osciladores primários, que exibem ritmicidade geneticamente 
determinada, auto-sustentada, endógena, mesmo na ausência de pistas temporais 
externas (= relógio biológico). 
 
EX: pessoas mantidas em cavernas por períodos de várias semanas ou meses continuam 
dormindo e acordando com uma periodicidade de aproximadamente 25h! 
Natureza rítmica dos processos biológicos 
Relógio ambiental =temporizador externo 
 
A privação de temporizadores externos (ritmo claro-escuro) não 
abole e nem desorganiza o ciclo vigília-sono, ainda que fique um 
pouco defasado. 
Ritmos Biológicos Vias eferentes Vias aferentes 
Temporizador externo 
Claro-escuro 
Duração do fotoperíodo 
Temporizador interno 
Relógio biológico 
SNC 
Relógio Biológico 
Trato retino-
hipotalâmico 
Núcleo-
supraquiasmático 
(HIPOTÁLAMO) 
Outras áreas do SNC 
Órgãos efetuadores 
Ritmos 
circadianos 
Órgão 
fotossensível 
Glândula 
Pineal 
Ritmos 
infradianos 
ZEITGEBERS 
AFERÊNCIAS 
 Retina (Trato retino-hipotalamico) 
 
EFERÊNCIAS 
 Outros núcleos do hipotálamo 
 Tálamo 
Mecanismos neurais da ritmicidade 
Núcleo supraquiasmatico (NSQ) : Relógio biológico 
O NSQ cicla mesmo quando as conexões neurais são 
eliminadas ou quando os núcleos são mantidos em 
cultura e possui um ritmo próprio. 
 
Porem pode se sincronizar aos ritmos ambientais externos 
como as oscilações fotoperiodicas. 
 
 
Lesão no NSQ: abole o ciclo vigília-sono e vários outros ritmos 
 
 
Glândula pineal: sintetiza e libera a melatonina 
 
Durante o dia, a retina estimula o NSQ cujos neurônios são inibitórios. Como conseqüência, os 
neurônios do núcleo paraventricular deixam de estimular os neurônios pré-ganglionares 
simpáticos da medula e a produção de melatonina é baixa durante o dia (ou quando o 
fotoperiodo é longo). 
A noite, acontece o contrário e a concentração de melatonina aumenta. O seu aumento induz o 
sono. 
 
GÂNGLIO CERVICAL SUPERIOR 
(neurônio pós-ganglionar) 
MEDULA TORACICA 
Coluna intermédio lateral 
(neurônio pre-ganglionar) 
HIPOTÁLAMO 
NSQ  N. paraventricular 
RETINA 
Trato 
retinohipotlamico 
Melatonina 
pré-ganglionar 
N. paraventricular 
Gl. pineal 
SNA simpático 
NSQ 
RETINA HIPOTÁLAMO 
pós-ganglionar 
EPITÁLAMO 
- 
- 
+ + 
parada de postura 
Primavera/Verão Outono/Inverno 
Regressão 
Gonadal 
Indução do sono 
Diminuição do efeito 
inibitório do NSQ 
Diminuição da luz Liberação do SNA simpático 
+ + 
Por que dormimos? 
- Não sabemos direito mas a sua privação causa muitos 
transtornos. 
 
O que é sono? 
 - Perda reversível do estado de consciência 
 - Estado de limiar reduzido aos estímulos ambientais, 
 postura estenotipada (deitado e de olhos fechados) e 
 período de reduzida atividade motora 
 - Experiências oníricas = sonho 
 
Caracterização do sono 
 1) Comportamento 
 2) Atividade cerebral (Eletroencefalograma – EEG) 
 3) Atividade muscular (Eletromiograma – EMG) 
 4) Movimentos oculares (eletro-oculograma – EOG) 
 5) Atividades viscerais (FC, Pa, FR, etc) 
Ciclo vigília-sono 
Não dormir ou dormir mal: dificuldades para realizar atividades cognitivas 
 
Medicina do trabalho 
VIGILIA 
Estado Consciente 
Atenção 
N
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e
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d
a
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Estado Inconsciente 
F
a
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SONO 
D
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 C
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a
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ta
l 
Nível de atividade cortical 
100% 
Euforia Coma 
Sono Vigília 
Nível máximo 
de atenção 
Características dos neurônios 
 
- Origem no tronco encefálico; 
- Cada neurônio influencia uma grande 
quantidade de células pós-sinápticas em 
diferentes regiões do SNC 
- Os NT são liberados no fluido extracelular 
ao invés de numa fenda sináptica; 
- Os receptores dos NT são metabotrópicos 
- A velocidade de transmissão nervosa é 
muito baixa. 
 
Sistema de modulação difuso 
Quando dormimos somos “desligados” de uma vez. E quando 
acordamos também. Haverá um sistema geral atenuador/ativador 
do córtex? 
Impulsos 
visuais 
FORMAÇÃO 
RETICULAR 
SARA 
Cerebelo 
Vias descendentes 
Medula 
Impulsos auditivos 
Vias ascendentes 
Tronco 
Encefálico 
Que mecanismos estão envolvidos no 
processo de alternância entre os estados 
de vigília e sono? 
Já que dormimos de uma vez haveria um sistema 
atenuador/ativador geral de todo o sistema nervoso 
central? 
 
Há um sistema modulador das atividades corticais? 
O sistema de modulação difuso 
Participação no ciclo 
O sistema de modulação difuso 
Alterações do estado de consciência 
 
CONSCIÊNCIA: capacidade de reconhecimento da realidade externa e interna e 
a capacidade de responder aos estímulos: refere-se ao grau de vigília que se 
encontra uma pessoa. 
 
ALTERAÇÕES DO ESTADO DE CONSCIÊNCIA 
 
Coma: estado em que não é possível despertar uma pessoa mesmo com fortes 
estímulos. 
Estupor: estado em que apenas estímulos externos vigorosos e diretos são 
capazes de despertar o paciente. 
Confusão/Obnubilação: compreensão inadequada das impressões exteriores, 
com perplexidade e prejuízos de atenção e orientação; é estar "sonolento". 
Hiperalerta: estado de hiperatividade autonômica e respostas exageradas 
(causadas por uso de drogas (anfetaminas, cocaína), abstinência 
(benzodiazepínicos), ou estresse pós-traumático. 
 
ELETROENCEFALOGRAFIA (EEG) 
O EEG revela a atividade elétrica cerebral 
resultante de populações de neurônios 
corticais em atividade em função do tempo. 
 
Dois eletrodos pareados na superfície do couro 
cabeludo captam essa atividade elétrica. 
FREQUENCIA 
- no. de ondas na unidade de tempo (ritmo) 
 
AMPLITUDE 
- tamanho da onda 
Ritmos das ondas do EEG (eletroencefalograma) 
EEG rápido: as células 
corticais estão em ritmo 
dessincronizado 
 
 
 
 
 
EEG lento: as células corticais 
estão em ritmo sincronizado; 
 
 
 
 
Eletrodo 
superficial 
Córtex 
cerebral 
Durante a vigília o EEG apresenta ritmos 
de ondas dessincronizadas e bastante 
rápidas. 
 
Ritmo : Ondas de baixa amplitude e 
freqüência entre 8-13Hz. 
 
Rítmo : Ondas de amplitude mais baixa 
de maior freqüência (14Hz) 
 
Quando começamos adormecer os rimos 
EEG alteram-se profundamente, 
apresentando 4 estágios distintos. 
Acordado de olhos fechados Olhos abertos 
O sono tem dois estados: 
 
a) SONO NÃO-REM 
b) SONO REM 
 
O sono Não-REM apresenta 4 
estágios, durante os quais as 
ondas se tornam cada vez 
mais lentas e aumentam a 
amplitude. O EEG se torna 
sincronizado e a profundidade 
do sono aumenta. 
 
O sono REM é um tipo de 
sono onde EEG fica 
dessicronizado e ocorre 
movimentos rápidos dos olhos 
(rapid eyes movements). 
 
Tipos e estágios do Sono 
Numa noite de sono (8horas), passamos por ciclos de sono que se repetem umas 5 vezes. Entre 
a fase IV e a I ocorre o sono REM. A medida que o sono chega ao fim, a profundidade diminui e a 
duração do sono REM aumenta. 
 Total de Sono 
Estagio I: 4 a 5% 
Estagio II: 45 a 55% 
EstagioIII: 4 a 6 % 
Estagio IV: 12 a 15% 
ESTÁGIO 1 (5 min) 
Predomina as ondas ; 
Responde a perguntas mas 
não se lembra do que disse ou 
ouviu; quando estimulado, 
desperta com sobressalto 
ESTÁGIO 2 (10 a 20min) 
Surgem os fusos e os 
complexos K 
ESTÁGIO 4: 
Sono profundo 
Predominam as ondas δ; 
redução do tônus cervical 
 
Ambos somam 20 a 40 min) 
ESTÁGIO 3: 
Fusos interrompidos por 
ondas d 
 
VIGILIA: 
Predominam as ondas  
SONO REM (5 a 15 min) 
Sono com sonhos 
O EEG e o EOG se 
assemelham da vigília 
Além das alterações cíclicas do EEG 
ocorrem oscilações viscerais e somáticas, 
particularmente durante os episódios de 
sono REM. 
 
a) Aumento dos movimentos oculares 
b) Atonia muscular 
c) Aumento da freqüência cardíaca 
d) Aumento na freqüência respiratória 
e) Ereção peniana 
 
A arquitetura do sono varia entre as pessoas e com a idade 
MECANISMOS NEURAIS DO 
SONO 
Ao despertar as ondas cerebrais se tornam rápidas 
1) Ativação cortical 
2) Percepção sensorial, integração sensório-motora, orientação 
a) Animal dormindo: estimulação do SARA  desperta  EEG dessicronizado 
b) Animal acordado: estimulação do tálamo  dorme  EEG sincronizado 
O tálamo 
Neurônios talâmicos 
 
1. VIGÍLIA 
 - altamente excitáveis (Glu) 
 - modo de transmissão continuo 
 - EEG: ondas dessincronizadas 
 
2. SONO 
 - inexcitáveis (GABA) mas os canais de Ca++ 
sensíveis à hiperpolarizaçâo se abrem 
 - modo em salvas de PA 
 - EEG: ondas sincronizadas 
1 2 
Córtex 
Tálamo 
A estimulação glutamatérgica 
nos neurônios talâmicos geram 
PA em modo continuo, conforme 
a atividade da via aferente. 
os neurônios corticais estão em 
franca atividade arrítmica; EEG 
desssincronizado 
NGL 
Córtex 
Glu + 
Vias aferentes 
A estimulação gabaergica do 
núcleo reticular do tálamo 
causam salvas de PA. 
Os neurônios corticais passam a 
exibir ritmos sincronizadas. EEG 
sincronizado 
NGL 
Córtex 
Gaba - 
Núcleo reticular 
Vias aferentes visuais Glu 
Modo de 
Transmissão 
continuo 
VIGÍLIA EEG de ondas rápidas 
NGL TÁLAMO 
Relê 
 tálamo-cortical 
CÓRTEX 
CEREBRAL 
Salvas 
de PA 
N. reticular 
GABA 
Tronco 
encefálico 
FOR 
ACh 
SONO EEG de ondas lentas 
Neurônios 
colinérgicas 
do sistema de 
modulação difuso 
A atividade talâmica é regulada pelo sistema de modulação difuso 
? 
O que causa o sono REM? 
• Atividades do núcleo da formação reticular pontina (N. reticular 
pontino oral e caudal) pois sua destruição abole o sono REM e 
estão em atividade durante o sono REM 
 
• Dispara em salvas e quando isso acontece os núcleos tálamo-
corticais disparam em modo de transmissão dessincronizando o 
EEG (ondas PGO ou ponto-geniculo-occipitais). 
 
• São controladas por aferências colinérgicas e aminérgicas (5-HT e 
Dopamina) que se silenciam durante os estágios do sono. No sono 
REM predomina um clima colinergico. 
 
• Os neurônios colinergicos pontinos causam forte inibição dos 
neurônios motores somáticas causando intensa atonia 
 
Mecanismos neurais do Sono REM 
Lócus ceruleus (Nor) 
REM off 
Núcleos da Rafe (5HT) 
REM off 
Núcleo reticular pontino ACh 
REM On 
Tálamo 
Córtex Cerebral 
 
PA em salvas 
Modo de transmissão 
Sono REM 
EEG de ondas rápidas 
Ach 
Nor 
5HT 
REM REM REM REM REM 
Tálamo Vias aferentes 
sensoriais 
Glu 
Modo de 
Transmissão 
continuo 
VIGÍLIA EEG de ondas rápidas 
CÓRTEX 
CEREBRAL 
Hipotálamo 
posterior 
HIS 
+ 
Os neurônios histaminérgicos do HIPOTALAMO POSTERIOR 
Hipotálamo 
anterior 
GABA 
A atividade GABAergica 
do HA inibe o HP e induz 
o sono 
Coma permanente 
Sincronização do EEG 
Drogas anti-histamínicas 
causam sonolência 
Como despertamos? 
• Estimulação das vias sensoriais aferentes com maior 
intensidade, ativando o SARA 
 
• Atividade aumentada do locus ceruleus durante a 
transição sono REM e a vigília, dessincronizando ainda 
mais o EEG. 
 
GH 
N. paraventricular 
NSQ 
RETINA HIPOTÁLAMO 
Adeno-hipófise 
+ 
Diminuição do efeito inibitório do NSQ 
Liberação da atividade de núcleos 
hipotalâmicos neuroendócrinos. 
- 
+ 
+ 
Durante o sono há estimulação para o aumento de GH 
Sonho é uma experiência consciente enquanto 
dormimos. A matéria-prima dos sonhos é, 
evidentemente, informação memorizada no 
sistema nervoso. 
Cesar Timo-Iaria 
Hipnos 
Erebo Noite 
Morfeu 
Sono 
Sonhos