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Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 1 SISTEMA NERVOSO Rede de células nervosas conectadas de modo altamente organizado para fazer um controle rápido do corpo. Suas funções são controlar, coordenar , interpretar, perceber o ambiente. Níveis de análise do Sistema Nervoso são níveis cognitivos, celular, submolecular e molecular. A divisão anatômica consiste em sistema nervoso central (encéfalo e medula) e sistema nervoso periférico (nervos e gânglios) Célula Nervosa São células excitáveis chamadas de neurônios que tem a capacidade de gerar e propagar impulso nervoso, comunicam-se entre si através de sinapses e processam os estímulos integrando potenciais elétricos excitatórios e inibitórios. Comunicam-se com células efetuadoras musculares ou glandulares. Os dendritos fazem a comunicação e aumentam a área de contato Os axônios e suas terminações fornecem a propagação do estímulo nervoso. A velocidade de condução pode variar em razão do tamanho e diâmetro do axônio. Cone de implantação é o local de ligação do axônio com o corpo celular e onde o potencial de ação é formado, possui muitos canais de sódio voltagem dependentes. Formas dos neurônios Unipolar Bipolar Pseudounipolar Multipolar Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 2 Bainha de Mielina Mecanismo para aumentar a condução do impulso nervoso. No sistema nervoso central quem produz são os oligodendrócitos, levando a formação de um isolante elétrico, no qual o impulso fica impossibilitado de passar e para isto realiza uma condução saltatória. Sendo que esta condução saltatória ocorre através dos nodos de ranvier. No sistema nervoso periférico quem produz a bainha de mielina são as células de Schawn, que também apresenta fatores neurotróficos. Função metabólica dos neurônios Sintetiza substâncias químicas específicas que são os neurotransmissores, estes ficam armazenados em vesículas e para serem liberados sofrem um processo de Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 3 exocitose quando abrem canais de cálcio na membrana pré sináptica. Existem neurotransmissores de baixo peso e também de alto peso molecular, sendo que o transporte axonal pode ser tanto retrogrado quanto anterogrado. Células da Glia SNP ( células de Schawn e células satélites) Células de Schawn – produzir bainha de mielina e também fatores neurotróficos. Obs: o sistema nervoso periférico apresenta grande capacidade de regeneração, se comparado ao SNC. Células Satélites – Dão suporte ao corpo celular SNC ( Oligodendrócitos, Astrócitos, Micróglia, Células Ependimárias) Oligodendrócitos – formam a bainha de mielina. Obs: a produção de mielina é diferente da que ocorre pelas células de Schawn Astrócito – dão sustentação e nutrição para os neurônios, formam a barreira hematoencefálica e também secreta fator neurotrófico. Micróglia – funcionam como os macrófagos, sendo a linha de defesa, responsável por fazer fagocitose. Células Ependimárias – responsável pela proteção. E auxiliam na formação do plexo corioide que produz o liquor. Transmissão sináptica Comunicação entre neurônios onde o mecanismo básico para transmissão é o potencial de ação. As sinapses podem ser elétricas e também podem ser químicas Sinapses Elétricas – apresentam junções comunicantes (GAP). Vai haver um fluxo iônico, onde vai existir um íntimo contato entre as células. A direção de propagação do impulso é bidirecional e o retardo sináptico nestes casos é ausente. Este tipo de sinapse é comum no músculo cardíaco e músculo liso. Sinapses Químicas – Diferente das sinapses elétricas, este tipo de sinapse não apresenta um íntimo contato, ou seja não se encostam. Neste processo vão existir mediadores químicos, que são neurotransmissores para realizarem o processo de comunicação. A direção da propagação do impulso ele é unidirecional e o retardo sináptico é significativo. Mecanismo da Sinapses Químicas Estas sinapses podem ocorrer de várias formas: axossomáticas, axodendríticas, e axoaxônicas. O mecanismo inicia-se por um potencial de ação que provoca a abertura de canais de cálcio voltagem dependentes, esta abertura leva a um influxo de Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 4 cálcio para o meio intracelular, que estimula o complexo de golgi a secretar vesículas com neurotransmissores para a fenda sináptica. O neurotransmissor já na fenda se liga a um receptor na membrana pós sináptica. Esta ligação altera a permeabilidade da membrana, o que é conhecido como potencial do receptor. A alteração do potencial da membrana pode ser tanto excitatório quanto inibitório. Quando este for excitatório e o potencial de ação atingir o limiar vai haver despolarização da célula pós sináptica. Quando for inibitório a célula pós sináptica vai hiperpolarizar. Excitatória: despolarização (abertura de canais de sódio). Altera a permeabilidade da membrana abrindo canais catiônicos Inibitória: hiperpolarização (abertura de canais de cloreto). Vão abrir canais aniônicos. Lembrando que na hiperpolarização fica mais difícil gerar um novo potencial de ação. Tipos de canais iônicos Canais catiônicos Canais aniônicos Remoção de neurotransmissor O neurotransmissor que fica na fenda sináptica precisa sofrer um processo de reciclagem ou de degradação. O processo de reciclagem pode ocorrer mediante a recaptação deste neurotransmissor, lembrando também que as interações desses com os receptores são de baixa afinidade, o que consequentemente já favorece os processos já citados. Receptores Diretamente – Receptores Ionotróficos: É aquele no qual o receptor e o neurotransmissor se ligam diretamente já permitindo a abertura do canal. Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 5 Nestes casos o receptor já é parte do próprio canal. Indiretamente – Receptor metabotrófico: É aquele no qual o receptor não é parte do canal e assim necessita-se de um sistema de segundos mensageiros. O receptor vai apresentar uma parte externa, na qual faz-se a ligação com o neurotransmissor e uma parte interna que contém a proteína G ( que apresenta três subunidades – alfa, beta e gama). A subunidade alfa é estimulada pelo neurotransmissor o que a faz deslocar- se em direção ao canal para que a sua abertura seja realizada. Contudo este sistema de segundo mensageiro também pode inibir a subunidade alfa pela quebra de GTP em GDP havendo inibição da abertura do canal. Neurotransmissores Sintetizados e estocados no terminal pré sináptico. Liberado sob estimulação do terminal pré sináptico (potencial de ação que gera abertura de canais de cálcio). Quando experimentalmente aplicado na célula pós sináptica deve produzir uma resposta que mimetize a resposta produzida pelo neurotransmissor liberado pelo neurônio pós sináptico. Possui mecanismos de remoção da fenda sináptica. Classificação: Classe I – acetilcolina Classe II – aminas Classe III – aminoácidos Além dos neuropeptídeos Integração sináptica Ocorrem várias sinapses ao mesmo tempo e estes estímulos podem se somar. Somação espacial – são quando todas as informações sinápticas estão chegando ao mesmo tempo, sendo que os estímulos vem de diferentes terminações Somação temporal – a diferença de estímulos varia com o tempo e depois eles se somam. Vai haver umsucessão de estímulos em curto intervalo de tempo. Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 6 SISTEMA SENSORIAL Conjunto de neurônios relacionados com as funções de decodificação e interpretação de estímulos originados em órgãos somáticos e viscerais. A percepção sensorial é a capacidade de associar as informações à memória e a cognição gerando conceitos sobre o mundo, sobre nós e sobre os outros. Funções: manutenção do estado consciente percepção sensorial e interpretação de estímulo controle de movimentos somáticos regulação de funções de órgãos internos Divisão: Sistema nervoso sensorial é dividido em somático e visceral. Sendo que o sistema somático pode ser classificado em exteroceptivo (fora do corpo) e proprioceptivos (próprios do corpo). E o visceral sendo classificado como interoceptivo. Desta forma a informação pode ser de forma consciente ou inconsciente. Ex: conscientes: visão, olfato, gustação. Ex: inconsciente: pressão e ph Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 7 Receptores Sensoriais Mecanorreceptores – estimulados por deformação. Ex: barorreceptores, audição, equilíbrio, tato Termorreceptores – terminações nervosas livres de neurônios aferentes Nociceptores – estimulados por ação nociva. Ex: dor e calor excessivo. São também terminações nervosas livres de neurônios aferentes Receptores eletromagnéticos – captam a luz Quimiorreceptores – Olfato, ph e gustação Propriedades dos Receptores Especificidade dos estímulos sensoriais – princípio das vias rotuladas (cada receptor está associado a uma cadeia de neurônios específicos que chegam a um local específico). Decodificam vários aspectos relacionados à intensidade, duração,etc. (o estímulo quando dura mais é mais forte sendo assim capaz de ativas mais receptores , aumentando consequentemente a taxa de despolarização e a frequência do potencial de ação). Adaptação ao estímulo – alguns receptores cutâneos se adaptam rapidamente à presença de estímulos inofensivos (roupa), outros não se adaptam (peso de mochila). Decodificação do estímulo – se faz com a alteração da permeabilidade e abertura de canais. Processo conhecido como transdução sensorial. Transdução Sensorial É o processo pelo qual o estímulo do ambiente ativa o receptor e é convertido em atividade elétrica. Esse processo é mediado pela abertura ou fechamento de canais iônicos específicos que alteram o potencial de membrana. A alteração do potencial de membrana é chamado de potencial do receptor. O receptor sensorial é o transdutor. Estímulo Externo ------------ Estímulo Elétrico Receptores Fásicos ou de adaptação rápida – detectam informações sobre a variação do estímulo, ou seja, início e fim. Tônico ou de adaptação lenta – detectam estímulos constantes Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 8 Esquema Receptor – Local de transdução (transdutor) Neurônio de primeira ordem – gânglio da raiz dorsal da medula espinhal Neurônio de segunda ordem – medula ou tronco encefálico Neurônio de terceira ordem – tálamo (exceto na via olfativa) Neurônio de quarta ordem – córtex Unidade sensorial – constituída por uma fibra aferente e todos os receptores sensoriais que ela inerva Circuito Neuronal divergente Circuito Neuronal convergente Interneurônio inibitório – ajuda a precisar a resposta com a finalidade de torná-la menos difusa. Ativam outros neurônios que vão inibir a região periférica. Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 9 Sentido Somestésico Somestesia: capacidade que um ser vivo tem de receber informação sobre diferentes partes do corpo. Sentido somático oriundo de superfícies e interior do corpo. Tato – percepção sobre a característica de objetos que tocam a pele de leve Termorrecepção – temperatura Nocicepção – estímulos que podem causar dor, lesão Propriocepção – percepção do corpo no espaço Tipos de Receptores Os receptores cutâneos são de dois tipos: terminações nervosas livres e encapsulados. Terminações nervosas livres – Disco de Merkel, Corpúsculo de Paccini, Corpúsculo de Ruffini e terminações do folículo piloso. Corpúsculo de Paccini – adaptação rápida (receptores fásicos). Campo receptivo é grande e vago. Corpúsculo de Meissner – adaptação rápida (reptores fásicos). Campo receptivo é pequeno e definido. Corpúsculo de Ruffini – adaptação lenta (receptores tônicos). Campo receptivo é grande e vago. Disco de Merkel – adaptação lenta (receptores tônicos). Campo receptivo é pequeno e definido. Dermátomo A área cutânea inervada pelos nervos espinhais segue um padrão topográfico Vias Somestésicas Sistema da Coluna Dorsal – Processa as sensações do tato fino, pressão, discriminação de dois pontos, vibração e propriocepção. Consiste basicamente em fibras do tipo II. Trajeto: os neurônios aferentes primários têm seus corpos celulares na raiz dorsal. Os axônios destes neurônios ascendem até os núcleos grácil e cuneiforme do bulbo. A partir do bulbo cruzam a linha média onde sofrem decussação e ascendem até o tálamo contralateral onde fazem sinapse com o neurônio de terceira Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 10 ordem. Os neurônios de terceira ordem ascendem até o córtex somatossensorial (no giro pós central) onde fazem sinapses com neurônios de quarta ordem. Sistema Anterolateral – Processa as sensações de temperatura, dor, tato superficial. Consiste basicamente em fibras dos grupos III e IV que entram na medula espinhal e terminam no corno dorsal. Trajeto: Os neurônios de segunda ordem decussam imediatamente na comissura branca no quadrante anterolateral da medula espinhal e ascendem até o tálamo contralateral, onde faz sinapse com neurônios de terceira ordem, que ascendem até o cóxtex somatossensorial fazendo sinapses com neurônios de quarta ordem. Áreas de Brodman Dividiu o córtex cerebral em 50 áreas funcionais. Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 11 Área 5 – associação interhemisférica (área de associação terciária) Área 7 – combina informações somestésicas e visuais (área de associação terciária) Área somestésica primária – tem representação somatotópica semelhante ao tálamo. Esse mapa do corpo é denominado de homúnculo somatosensorial, onde as áreas maiores representam a face, as mãos e os dedos das mãos, locais onde a localização precisa é mais importante. Sendo assim o tamanho da somestesia é diretamente proporcional a densidade de receptores sensoriais de cada área do corpo Córtex somestésico secundário – recebe aferências do S1 e tem projeções para o lobo temporal e o córtex insular (memória e aprendizado tátil) Córtex parietal posterior – área de associação somestésica tátil e proprioceptiva Obs: Lesão na área de associação: síndrome da negligência corporal Obs: O mapa somático não é fixo, apresenta plasticidade de uso e desuso, assim conforme o uso que é dado a determinadas partes faz com que a representação se torne proporcionalmente maior ou menor (pessoas criam novas conexões). Temperatura Captada por receptores sendo importante ressaltar que existe uma faixa de temperatura que é possível perceber as sensações. Sendo que existemreceptores Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 12 para frio e para calor Receptores para frio – funcionam na faixa de temperatura de 10 a 40 graus, sendo que em 25 graus a sensibilidade é máxima, tornando a despolarização mais acentuada. Em temperaturas extremas o receptor perde a sua capacidade de transdução, ou seja de transformar um estímulo externo em corrente elétrica e consequentemente abrir canais. Receptores para calor – funcionam na faixa de temperatura de 30 a 50 graus, sendo que em 40 graus a sua sensibilidade é máxima. Receptores termolábeis Receptores periféricos, são receptores profundos da pele em pontos distintos. Apresentam maior concentração nos lábios e dedos. Sendo que é importante também ressaltar que existem muito mais receptores para frio do que para calor. Fibras de transmissão - Calor: fibras nervosas do tipo C - Frio: fibra nervosa mielínica do tipo A delta e C Ativação do termorreceptor: acredita-se que este mecanismo ocorre por estimulação metabólica. Sendo que o receptor não se adapta de forma significativa. A temperatura quando é elevada rapidamente, a tendência do corpo é sentir mais calor do que ele sentiria após a adaptação. A temperatura segue o padrão de transmissão pela via anterolateral Mecanismo que aumentam a temperatura - estímulo para causar calafrios - inibir processos de sudorese - vasoconstrição cutânea para reduzir a transferência de calor corporal para pele Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 13 Mecanismo que reduzem a temperatura - Vasodilatação - Sudorese - Diminuição da produção de calor. Como por ex inibição dos calafrios Obs: Na febre vai haver modificação do centro regulador não conseguindo fazer a interpretação do aumento de temperatura. Sentidos Especiais Olfação e Gustação Sentidos mais antigos Receptores Químicos – voláteis (odorantes) evocam sensações olfativas e solúveis que evocam sensações gustativas Função: proteção (para substâncias tóxicas ou estragadas), defesa (olfato), reprodução (ferormônios) GUSTAÇÃO Permite distinguir os odores. Os receptores estão nos botões gustativos, sendo que estes são constantemente renovados. Apresentam microvilosidades e é também um fator a se considerar que o olfato também é capaz de interferir no gosto. Os receptores são então quimiorreceptores, onde cada receptor tem afinidade para um determinado sabor. É importante também considerar a determinação genética na expressão dos receptores. Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 14 Distribuição dos botões linguais Papilas circunvaladas – parte posterior da língua, percepção de sabor amargo Papilas filiformes – parte lateral da língua, percepção de sabor ácido Papilas fungiformes – parte anterior da língua, percepção de sabor doce, salgado e umami Mecanismo de transdução gustativa Sal: Sódio – atravessa canais de sódio e ocorre despolarização. Canais de cálcio se abrem, ocorre influxo de cálcio e exocitose de vesículas contendo neurotransmissores. Substância ácida – fechamento dos canais de potássio e ocorre despolarização. Canais de cálcio se abrem, ocorre influxo de cálcio e exocitose de vesículas contendo neurotransmissores. Umami, Doce e Amargo – aumento de IP3Ca+2, abertura de canais PRT e ocorre despolarização. Este processo sintetizado ocorre mediante a ativação de uma proteína G que ativa uma Adenil ciclase fechando canais de potássio e levando a despolarização da célula, isto ocorre no caso do Doce e no caso só Amargo a proteína G ativa a fosfolipase C (inusitoltrifosfato). Via Gustativa Células Gustativas – neurônios aferentes – núcleos do trato solitário – tálamo – córtex gustativo (ínsula) Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 15 Inervação somestésica - nervo vago: epiglote e esôfago superior - nervo glossofaríngeo: papilas circunvaladas na região posterior e foliadas na parte lateral da língua além da nasofaringe - nervo facial: papilas fungiformes anteriores (corda do tímpano) e palato molecular Diferenciação de sabores Cada fibra gustativa responde melhor a um estímulo. Ou seja, a fibra aferente recebe respostas da população de receptores, porém com padrões de respostas diferentes. OLFAÇÃO Existem vários tipos de fragrâncias e os receptores são do tipo quimiorreceptores voláteis, onde assim como ocorre no sistema gustativo também vai haver renovação constante pelas células basais. O neurônio sensorial olfatório é unipolar. Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 16 Transdução olfatória 1) Odorante se liga a receptor específicos 2) Estimulação da proteína G 3) Ativação da Adenil ciclase pela proteína G 4) Formação de AMPc (abre canal catiônico) 5) AMPc liga-se a canais de cálcio e sódio 6) Aumenta a quantidade de cálcio intracelular 7) Propagação do potencial receptor despolarizante A frequência do PA nas fibras aferente corresponde a intensidade dos estímulos. A informação olfativa pode seguir dois destinos: o sistema límbico e o córtex olfatório Via olfatória Área olfatória medial – sistema límbico (hipotálamo), sistema olfatório mais antigo, apresenta reflexos olfatórios básicos como salivação e lamber os lábios Área olfatória lateral – sistema menos antigo (hipocampo), controle automático porém parcialmente aprendido na ingestão alimentar. Córtex pré piriforme e piriforme, local onde faz a análise consciente de odores. Esquema Células Olfatórias Células mitrais córtex olfatório córtex piriforme (projeção), córtex entorrinal (associação) Obs: no olfato não vai haver presença de relés talâmicos Adaptação Os receptores se adaptam em 50% dentro do primeiro segundo, daí em diante Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 17 eles se adaptam muito pouco e muito lentamente. AUDIÇÃO Propriedade do Som – é uma mistura de tons puros, transmitido por meio elástico (ar, líquido e sólido) Frequência (Hertz) – som agudo (alta frequência), som grave (baixa frequência) Decibel – permite distinguir se um som é fraco ou forte Limites da audição humana – 20 a 20.000 hertz Som acima de 90 db podem causam lesões Divisão Anatômica Ouvido externo – pavilhão auditivo (capta o som e fornece proteção para o tímpano), meato acústico externo (transmite o som e é preenchido por ar). Ouvido médio – cadeia de ossículos e também é preenchido por ar. Para diminuir a impedância faz-se a relação entre a janela oval e a membrana timpânica. Atenuação do som – enrijecimento das articulações dos ossículos da audição pelos músculos tensor do tímpano e m. estapédio Logo, conclui-se, que as funções do ouvido médio são atenuação do som e equalizar a impedância acústica. Ouvido Interno Cóclea- possui uma membrana ressonante (membrana basilar), local onde faz- se a transdução sonora e é possível fazer análise tonotópica. Rampa média – grande concentração de potássio intracelular Órgão de Corti – A deformação mecânica dos cílios levam a abertura de canais de potássio, permitindo um grande influxo de potássio que levará a despolarização e abertura de canais de cálcio voltagem dependente que consequentemente liberaram neurotransmissores. Mapa tonotópico – Alta frequência: deformação na base, baixa frequência: Resumo de Fisiologia Sistema NervosoGabriela Carvalho Abreu Página 18 deformação no ápice. Tem também mapa tonotópico no córtex cerebral Esquema 1) Receptores Ciliados 2) Neurônios aferentes (VIII) 3) Núcleos Cocleares 4) Oliva Superior 5) Colículo Inferior 6) Tálamo 7) Córtex Auditivo Obs: Núcleos Olivares: localização do som Obs: Área de Wernick: interpretação da linguagem VISÃO Luz- onda eletromagnética Faixa de visão dos humanos: 380 a 750 nm No vácuo a luz viaja em linha reta (não sofre refringência), mas ao chegar na atmosfera terrestre interage com diferentes meios sofrendo reflexão, absorção e refração Refração Propriedade de certos materiais que modificam a trajetória da luz, como as lentes Lentes convergentes: concentram a luz Lentes divergentes : dispersam a luz Dioptria: mede a capacidade de refração da lente Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 19 Quanto maior o poder de refração maior será o poder de convergência Anatomia do Olho Lentes – Córnea e Cristalino Pupila – miose (constritor da pupila – parassimpático) midríase (dilatador da pupila – simpático ) Músculos extrínsecos oculares – movimentos oculares Retina – local de focalização da imagem e transdução sensorial Interfases refrativas do sistema de lentes do olho Maior poder de refração do olho é dado pela córnea Menor papel do cristalino: 20 dioptrias Mácula Depressão na região central da retina, o ponto mais fundo é chamado de fóvea Olho – máquina fotográfica Olho – procura focalizar o objeto de interesse por meio de movimentos oculares precisos e complexos. Revela e transmite a imagem praticamente em tempo real. Filme com sensibilidade variável. A visão é tridimensional, colorida e capaz de detectar movimentos. O controle da luz é feito pela pupila cujo diâmetro é regulável. E devido às lentes do olho serem biconvexas e convergentes a imagem na retina está completamente invertida. Reflexo de Acomodação Músculo Ciliar relaxado – aumenta tensão dos ligamentos e a lente fica mais plana. Objetos distantes, diminui a refração Músculo Ciliar contraído – diminui tensão dos ligamentos e a lente fica mais curva. Objetos próximos, aumenta refração Via aferente – centro de integração – via eferente (potencial de ação estimula a Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 20 acomodação visual) Correlações Emetropia: pessoa de visão normal Hipermetropia : dificuldade para ver de perto (lente convergente, imagem forma depois da retina, globo ocular pequeno) Miopia: dificuldade para ver de longe (lente divergente, imagem forma antes da retina, globo ocular alongado) Catarata – opacificação Astigmatismo – objetos próximos e distantes ficam distorcidos (uso de lentes cilíndricas) Obs: Até os 4 anos a acomodação da lente pode se normalizar, depois dos 40 anos a elasticidade do cristalino fica comprometida. Controle da luz no olho Midríase: pupila dilatada – músculo dilatador da pupila (simpático) Miose: pupila contraída – músculo esfíncter da pupila (parassimpático) Reflexo Córneo – Palpebral Secreção lacrimal. Fechamento da pálpebra – espalhamento da secreção lacrimal e protege contra estímulos nocivos e luz intensa Transdução Sensorial Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 21 Existem dois tipos de fotorreceptores: cones e bastonetes, os fotorreceptores convertem o sinal luminoso em potencial receptor por meio de reações fotoquímicas. Na fóvea há maior concentração de cones. Nos bastonetes existem vários discos onde os fotopigmentos ficam armazenados Retina Nasal e Temporal: mais bastonetes Retina Central: Mais cones Retina Central Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 22 Alta resolução Maior densidade de cones Pouca convergência Integra uma pequena área da retina 1 receptor – 1 célula bipolar Retina Nasal e Lateral Baixa resolução Maior densidade de bastonetes Grande convergência Integra uma grande área da retina 5 receptores – 1 célula bipolar Acuidade visual – relaciona-se a capacidade de resolução espacial de dois pontos Bastonetes 120 milhões Sensível a luz de baixa intensidade Visão noturna (escotópica) Acuidade baixa Cones 6 milhões Sensível a alta intensidade de luz (fotópica) Visão diurna Acuidade alta Fototransdução Os fotorreceptores convertem o sinal luminoso em potencial receptor por meio de reações fotoquímicas Nos cones são encontrados pigmentos de cor e nos bastonetes fotopigmento de rodopsina. Rodopsina Opsina + Retinal (na presença de luz) 1. Presença de luz 2. Reação fotoquímica 3. Fechamento de canais de sódio na GTP dependente Escuro: Canais de sódio abertos (despolarização) Claro: Canais de sódio fechados (hiperpolarização) Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 23 11 cis rodopsina Rodopsina toda-trans metarrodopsina (mudança de conformação) Alterações da transducina (proteína G) Ativação da fosfodiesterase (GMPc - 5´GMP) Diminuição de GMPc Fechamento dos canais de sódio Hiperpolarização da membrana do receptor Diminuição da liberação do neurotransmissor Receptor positivo – hiperpolarização das células bipolares e horizontais Receptor negativo – despolarizaçãp das células bipolares e horizontais Na fototransdução o potencial gerado no fororreceptor é hiperpolarizante. As células ganglionares são excitadas, pois os fotorreceptores fazem sinapses com as células bipolares e horizontais. As células bipolares fazem sinapse com as células amácrinas e ganglionares A luz pode despolarizar ou hiperpolarizar as células bipolares dependendo do tipo de receptor ser excitatório ou inibitório. Neurotransmissores inibitórios: GABA, serotonina, dopamina, glicina. Neurotransmissores excitatórios: Glutamato Neurotransmissores mistos: Acetilcolina, norepinefrina O olho humano consegue detectar as graduações de cor quando luzes monocromáticas verde, vermelho e azul são apropriadamente misturadas com diferentes combinações. Sendo que a falta de algum cone leva a problemas como o daltonismo. Células Ganglionares Tipo W – detecção direcional Tipo Y – visão mais grosseira Tipo X – visão de cor, detalhada Via Visual Retina Nasal se cruz no quiasma Retina nervo óptico quiasma óptico trato óptico corpo geniculado lateral (tálamo) córtex Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 24 Funções do Corpo Geniculado Lateral Transmitir informações trato óptico córtex Os sinais provenientes dos 2 olhos são mantidos separados em camadas (mapa retinotópico). Camada magnocelular – 1,2 informação mais grosseira Camada parvocelular – 3,6 informação mais detalhada Córtex Primário Início de processamento da cor, forma e movimento Campo receptor pequeno Áreas de associação secundárias Continua o processamento visual Aumento dos campos receptores V3A – percepção do movimento V4A – desconhecido V5 – detecção do movimento V8 – percepção de cor Tipos celulares na discriminação visual 1. Células Simples – respondem melhor a feixes de luz que tem posição e orientação correta 2. Células Complexas – respondem melhor a feixes móveis de luz ou bordas de luz com orientação correta 3. Células Hipercomplexas– respondem melhor a linhas de larguras Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 25 específicas, curvas e ângulos. SISTEMA MOTOR Conjunto de neurônios relacionados com funções motoras sejam elas somáticas ou viscerais Músculo Estriado Cardíaco – rítmico, controle involuntário (sistema motor visceral) Músculo Estriado Esquelético – efetuadores da postura e do movimento, voluntário (sistema motor somático) Músculo Liso – contração mista, involuntário (sistema motor visceral). Músculo Esquelético Manter em posição, apesar de a gravidade tender a aproximá-lo do chão. Locomover-se O movimento humano depende da transformação da energia química do ATP em energia mecânica Epimísio – envolve todo o músculo Perimísio – envolve os fascículos Endomísio – envolve cada fibra Fibra Muscular (própria célula muscular) A célula é composta por miofibrilas que são compostas pelas proteínas contráteis actina e miosina O núcleo é periférico e miosina corresponde aos filamentos grossos e actina corresponde aos filamentos finos. Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 26 Possui reserva de cálcio localizada no retículo sarcoplasmático. A membrana da célula se invagina para o interior formando os túbulos T, sendo que esses estão lado a lado com as cisternas do retículo. Diidropiridina – receptor no túbulo T (altera conformação – abertura) Rianodina (canais) Transdução eletro – mecânica 1. Condução do PA pelo sarcolema 2. Despolarização dos túbulos T 3. Abertura dos canais de Cálcio voltagem dependentes do retículo 4. Difusão de cálcio 5. Aumento de cálcio no mioplasma 6. Início da contração muscular. Obs: após uma fração de segundos depois da contração muscular, os íons cálcio são bombardeados para dentro do sarcolema (processo que vai cessar a contração muscular). O sarcômero é constituído de moléculas com propriedades mecânicas, ATP e Ca dependente. O deslizamento dos filamentos finos sobre os grossos causam contração do sarcômero, ou seja, a contração das fibras musculares Filamentos grossos – miosina Filamentos finos – actina, tropomiosina e troponina A cabeça da miosina possui atividade ATPásica Ciclo das Pontes Cruzadas Cálcio dependente ATP dependente Quanto mais tempo dura o PA no sarcolema, mais tempo dura a quantidade de cálcio no sarcoplasma Quanto mais vezes o ciclo se repete mais aumenta a capacidade de Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 27 deslizamento Miofibrila Faixas claras, actina, faixas I, isotrópica à luz Faixas escuras, miosina, faixas A, antrópica à luz Rigor Mortis Não há ATP para a miosina desligar Músculo permanece em estado de contração Pontes cruzadas: interação entre as pontes cruzadas e os filamentos de actina que acarreta a contração. Junção Neuromuscular Placa motora – parte do músculo em contato com o neurônio Eventos da neurotransmissão: 1. Chegada do PA nos terminais 2. Liberação de acetilcolina 3. Complexo receptor-nicotínico 4. Abertura dos canais de sódio na membrana pós sináptica 5. Potencia pós- sináptico 6. Abertura de canais sódio voltagem dependentes do sarcolema 7. Geração e propagação do PA pelo sarcolema Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 28 Causas de Fadiga Muscular Baixa de ATP Alteração do potencial de membrana Inibições enzimáticas pelo acúmulo de ácido lático (ph ácido) Esgotamento de acetilcolina Atividade Motora Córtex Motor tálamo tronco encefálico medula espinhal músculo Córtex Motor Cerebelo Córtex Motor tálamo tronco encefálico medula espinhal músculo Medula espinhal Cerebelo Córtex Motor tálamo tronco encefálico medula espinhal músculo Córtex Motor medula espinhal músculo Córtex Motor tronco encefálico medula espinhal músculo Além disto, o córtex também faz comunicação com núcleos da base e o próprio músculo faz comunicações com o córtex motor. Músculo agonista: realiza uma ação – resposta, estímulos voluntários ou involuntário Músculo antagonista: ação contrária de um músculo agonista Arcos Reflexos Medulares O que desencadeia o arco reflexo é uma informação sensitiva Neurônio sensitivo Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 29 Corno posterior da medula Dois neurônios motores Alfa – músculo esquelético Gama – receptores Receptores proprioceptivos musculares 1. Fuso muscular – disposto paralelamente as fibras musculares , cuja função é monitorar o comprimento das fibras musculares 2. Órgãos tendinosos de Golgi – função de variação mecânica sobre os tendões Neurônios alfa – inerva o músculo em si (fibras extrafusais) Neurônio gama – inerva fibras intrafusais (regula sua sensibilidade) Fibras aferentes anulo- espirais (Ia) – bolsa nuclear e cadeia nuclear Fibras aferentes em buque (II) – cadeia nuclear Co – ativação alfa-gama Durante o início de um movimento (ativação dos motoneurônios alfa) há uma co-ativação gama. Assim a sensibilidade do fuso é sempre garantida mesmo durante o encurtamento das fibras extra-fusais Na contração das fibras extrafusais. Os fusos detectam a variação do comprimento das fibras extrafusais. O sistema gama serve para regular a sensibilidade do fuso muscular durante a contração muscular Sem co-ativação gama o fuso fica insensível às variações de comprimento durante a contração muscular. Reflexo Miotático Estimulação do fuso muscular causando contração reflexa no músculo Função: garantir o tônus muscular e proteção contra estiramento passivo Aplicação: grau de facilitação dos centros superiores medulares Excepcionalmente monossináptico Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 30 Órgão tendinoso de Golgi – Reflexo miotático inverso Durante a contração das fibras extrafusais além da co-ativação gama nos fusos, os órgãos tendinosos de golgi também são estimulados Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 31 Reflexo Nociceptivo, da dor ou de retirada. Ex: queimar a mão ou furar o pé Reflexo de inibição cruzada O membro do lado oposto por sua vez deve se estender, isto é, contrair os extensores e relaxar os flexores para suportar o peso. Reflexo de inibição recíproca Quando o membro flete, os músculos flexores contraem-se e os antagonistas são inibidos. Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 32 Tronco Encefálico Integração sensorial e motora entre os núcleos sensitivos e motores Regular a medula espinhal Regular o estado de consciência através da formação reticular Núcleos que originam tratos descentes para medula: Trato Rubro – espinhal Trato Retículo – espinhal Trato Teto – espinhal Trato Vestíbulo – espinhal Sistema Lateral: músculos distais (antebraço, mão e perna). Controle coadjuvante da motricidade voluntária apendicular. Trato cortico-espinhal lateral e trato cortico-espinhal medial Sistema Ventro Medial: músculos proximais e músculos axiais. Trato teto-espinhal, trato retículo-espinhal, trato vestíbulo-espinhal Núcleos motores do tronco encefálico Mesencéfalo Núcleos do III e IV Áreas integrativas visuais e pupilares Ponte Núcleosdo V,VI e VII Áreas de integração visceral (mastigação, salivação), expressão facial, equilíbrio e postura do corpo Bulbo Núcleos do VIII, IX, X, XI, XII Áreas de integração visceral(respiratório, vasomotor, vômito, tosse) Sistema Ventro-Medial Trato vestíbulo-espinhal lateral: Ajuste da postura/equilíbrio do corpo Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 33 Trato vestíbulo – espinhal medial: Ajuste postural do tronco e cabeça. Neurônios motores: proprioceptores: retroalimentação sensorial a partir dos mm que controlam. Está sob influência descendentes do tronco cerebral e córtex Trato Retículo-espinhal: Pontino: ajustes posturais antecipatórios (excitatórios). Via excitatória onde motoneurônios homolaterais dos músculos extensores dos membros inferiores e superiores estabilizando articulações. Tonicamente estimulados por núcleos vestibulares e profundos do cérebro. Bulbar: ajustes posturais antecipatórios (inibitórios). Via inibitória para os mesmo motoneurônios laterais. Trato teto-espinhal Reações de orientação visual e auditiva Paciente Descorticado (Flexão) As influências corticais inibitórias sobre o tronco e a medula foram removidas. Os motoneurônios inferiores só tem influências do tronco encefálico. A flexão do membro superior é explicada pela presença do núcleo rubro. Paciente Descerebrado (Extensão) As influências corticais sobre o tronco, a medula e as influências mesencefálicas foram removidas. Só ponte e bulbo exercem efeitos sobre a medula. Quando o tronco cerebral é seccionado abaixo do nível do mesencéfalo preservando os sistemas pontino, bulbar e vestibular, a pessoa passa a ter uma rigidez descerebrada. Causada pelo bloqueio dos sinais do córtex cerebral. Desta forma, o R.bulbar para de inibir, possibilitanto hiperatividade do R.pontino, o que leva a rigidez. Principais funções do córtex cerebral Planejamento e iniciação de movimentos voluntários Processos mentais complexos (planejamento, raciocínio) Compreensão e expressão da linguagem Memória e aprendizado Experiências emocionais Cerebelo e núcleos da base participam indiretamente do planejamento motor Córtex motor primário – milhares de neurônios que controlam músculos Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 34 específicos (homúnculo de penfild). Representa vários grupos de músculos, sendo que um único motoneurônio recebe amplas conexões corticais motoras. Penfild: o estímulo de uma área primária causa o movimento completo e não uma contração muscular isolada. Mais da metade está associada ao controle da motricidade facial e da mão. Área motora cingulada – correlação afetiva da motricidade. Relaciona-se com o sistema límbico, e acredita-se que seja responsável por movimentos que denotem expressão de emoções. Ex: sorriso verdadeiro Lobo Parietal Coordenação espaciais Lobo frontal Associado a motricidade Córtex Motor Associativo Lesões causam distúrbios denominados Apraxias, mas não causam paralisias. Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 35 Apraxias é a dificuldade ou a incapacidade de realizar tarefas motoras voluntárias que dependem de aprendizado. Área pré – motora Planejamento de movimento Elabora uma imagem motora do movimento muscular a ser executado Estimula neurônios Sinais são enviados para o córtex motor primário Sinais são enviados para núcleos da base Córtex pré-motor núcleos da base tálamo córtex motor primário Área motora Suplementar Organização topográfica Estimulação produz resposta bilateral Funciona em associação com a área pré-motora Movimento de fixação Posicionamento dos olhos, cabeça Contribui para o controle motor mais fino das mãos e braços Obs: Existem áreas especializadas de controle motor no córtex pré-motor e córtex motor primário. Ex: área de broca envolvida no processo de formação das palavras. IMP: área da linguagem está localizada no hemisfério esquerdo. Vias Motoras Via direta – trato corticoespinhal Vias do sistema lateral e ventro-medial Obs: no córtex motor primário, onde está presente a via corticoespinhal existem células de BETZ que são capazes de conduzir os impulsos de forma mais rápida. Organização do córtex motor Células são organizadas em colunas com 6 camadas Cada coluna constitui uma unidade motora Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 36 Cerebelo Funções na motricidade: Equilíbrio e postura Controle do tônus muscular Planejamento de movimento voluntário Coordenação da marcha Aprendizagem motora Divisão Anatômica 1. Lóbulo flóculo-nodular 2. Lobo anterior 3. Lobo posterior Divisão funcional 1. Vermis 2. Zona intermediária 3. Zona lateral Divisão Filogenética 1. Arquicerebelo (lobo floculonodular) 2. Paleocerebelo (zona intermediária e parte do vermis) 3. Neocerebelo (zona lateral) – desenvolve-se paralelamente ao córtex cerebral para elaboração de movimentos delicados e assimétricos, de elevada coordenação motora. Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 37 Córtex Cerebelar 1. Camada molecular (fibras paralelas) 2. Camada de células de purkinje 3. Camada de células granulares Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 38 Todas as células são inibitórias, exceto a célula granular que é excitatória. As fibras trepadeiras se originam nos núcleos olivares As fibras musgosas fazem aferências de todos os lugares do corpo Circuito básico Modular a intensidade e o rítimo de saída dos impulsos eferentes do cerebelo que vão influenciar os diferentes níveis de motricidade. As células de Purkinje fazem sinapses inibitórias com os neurônios dos núcleos profundos do cerebelo. Vestíbulo Núcleos vestibulares cerebelo núcleos vestibulares músculo Lesão arquicerebelo Ataxia, abasia, nistagmo Principais conexões do cerebelo espinhal (paleocerebelo) Aferências: Trato espinocerebelar Anterior: co-ativado com o trato corticoespinhal Posterior: receptores proprioceptivos, propriocepção e informações cutâneas. Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 39 Função: influência os neurônios motores do grupo lateral, ou seja a musculatura distal Cérebro – Cerebelo Aferências: Córtex frontal, parietal e occipital, via núcleos da ponte Eferências: Para o córtex motor, via tálamo Funções: controle do tônus muscular e programação do movimento voluntário Núcleos da Base Massa de substância cinzenta na base do cérebro Aferência – córtex cerebral para o estriado Eferência – tálamo Funções: ajudam a planejar e controlar padrões complexos de movimento muscular, controlando a intensidade relativa dos movimentos distintos, as direções do movimento e as sequencias de movimentos múltiplos, sucessivos e paralelos, para o alcance de objetivos motores complexos. Controla amplitude e rapidez. Ex: escrever, cortar papel com tesoura, arremessar uma bola Conexões internas Conexões recíprocas entre o estriado e a substância negra Conexões recíprocas entre o pálido e o núcleo subtalâmico Conexões pálido – estriado Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso GabrielaCarvalho Abreu Página 40 Eferências pálido-talâmica Circuito básico subsidiário Circuito Caudado Cognição: indica os processos de processamento do encéfalo, utilizando tantos estímulos sensoriais para o encéfalo como as informações já armazenadas na memória. Controle cognitivo da atividade motora. Recebe informações dos lobos frontal, temporal, parietal e occipital, além de áreas associativas do córtex cerebral. Os sinais do circuito não retornam para o córtex motor primário. Dirigem-se para áreas motoras suplementares ligadas à montagem de padrões sequenciais de movimentos de 5 segundos ou mais de duração e não à excitação de movimentos musculares individuais. O controle cognitivo da atividade motora determina subconscientemente quais os padrões de movimento serão utilizados, sequência para alcançar o objetivo. Córtex parietal posterior –núcleos da base Coordenadas espaciais Marcação do tempo e escala de intensidade de movimentos Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 41 Neurotransmissores envolvidos Inibitórios: Dopamina, GABA, serotonina Excitatórios: Glutamato Desejo do movimento (+) córtex pré frontal (+) putamen (-) globo pálido (+) núcleo subtalâmico Globo pálido (-) tálamo área motora suplementar Putamen substância negra Globo pálido substância negra SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO Neurônios autônomos simpático e parassimpático Age no músculo liso, cardíaco e glândulas Centro de integração Córtex cerebral Sistema límbico Hipotálamo e tronco encefálico Resposta sistêmica Respostas motoras somáticas (voluntárias/inconscientes) Resposta autônoma Resposta endócrina No hipocampo há vários centro como a fome e a saciedade Funções: Controle involuntário Batimento cardíaco, secreção de hormônios, processos metabólicos, contração e relaxamento de músculo liso Sistema nervoso simpático Sistema nervoso parassimpático Sistema entérico Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 42 Sistema Nervoso Simpático Alerta, pupila dilatada, taquicardia, sudorese. Sendo que o parassimpático lentifica as funções. Junção neuromuscular esquelética Sinapse localizada Membrana pós sináptica especializada Junção neuromuscular visceral Não existe uma sinapse propriamente dita. Os NT são secretados das varicosidades e atingem os receptores pós sinápticos difusamente distribuídos. Neurônio motor somático Acetilcolina Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 43 Obs: Medula da adrenal Célula cromafins (secreção de catecolaminas) Adrenalina (epinefrina) Beta 2 (B2) Noradrenalina Quem chega na adrenal é o neurônio pré ganglionar. A adrenal funciona como um gânglio Resumo de Fisiologia Sistema Nervoso Gabriela Carvalho Abreu Página 44 Recptores pós- sinápticos simpáticos Resumo: Alfa 1 – proteína G ativa fosfolipase C Alfa 2 – inibição da Adenil ciclase Beta – proteína G ativa Adenil ciclase
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