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23/09/2015 1 Sistema Somatossensorial Prof Marcelo Kwiatkoski Definição de Sistema Sensorial Informações Somatossensorial Receptores Sensoriais Localização dos receptores Classificação dos receptores Transdução do estímulo Classificação das fibras sensitivas Resposta adaptativa dos receptores Receptores profundo Reflexo do estiramento Divergência e Convergência das Informações Dermátomos Vias Sensoriais Controle Motor Objetivos da aula 23/09/2015 2 Sistema Sensorial (definição) “Processamento neurológico que organiza a percepção do próprio corpo e do meio externo e faz com que seja possível a utilização do corpo de forma eficaz no meio ambiente” (Ayers, 1972) Sensibilidade cutânea (tato, temperatura, vibração e pressão) Dor Propriocepção Cinestesia Sistema Sensorial A sensação nos permite investigar o mundo, movermos- nos com precisão e evitar ou reduzir a um mínimo as lesões. 23/09/2015 3 Informação Somatossensorial Tato Pressão Vibração Dor Temperatura Propriocepção Estática Posição articular Cinestésica Vibração profunda Distensão dos mms Dor Superficiais ou Exterocepção Profunda Sistema Sensorial - Percepção - Controle do movimento - Regulação da funções dos órgão internos - Manutenção da vigília - Temperatura corporal - Pressão arterial - Freqüência cardíaca - Freqüência respiratória - Movimentos reflexos Estímulos Externos Estímulos Internos Informação Somatossensorial 23/09/2015 4 Receptores Sensoriais Localização dos receptores sensoriais na pele 23/09/2015 5 Classificação dos Receptores Sensoriais Mecanorreceptores Sensibilidade tátil da pele Classificação dos Receptores Sensoriais Mecanorreceptores Sensibilidade do tecido profundo 23/09/2015 6 Classificação dos Receptores Sensoriais Mecanorreceptores Sensibilidade do tecido profundo Terminações Musculares Classificação dos Receptores Sensoriais Mecanorreceptores Audição Receptores da Cóclea 23/09/2015 7 Classificação dos Receptores Sensoriais Mecanorreceptores Equilíbrio Receptores vestibulares Classificação dos Receptores Sensoriais Mecanorreceptores Pressão arterial barorreceptores do seio carotídeo e da aorta 23/09/2015 8 Classificação dos Receptores Sensoriais Termorreceptores Sensibilidade ao Frio Receptores para o Frio Sensibilidade ao Calor Receptores para o Calor Classificação dos Receptores Sensoriais Nociceptores Receptores da Dor 23/09/2015 9 Classificação dos Receptores Sensoriais Receptores Eletromagnéticos Visão Cones e Bastonetes Classificação dos Receptores Sensoriais Quimiorreceptores Paladar Botões Gustativos Olfato Epitélio Olfatório Oxigenação Arterial corpúsculos aórticos e carotídeos Osmolalidade Núcleo supraóptico Dióxido de Carbono Receptores Bulbares Glicose, Aminoácidos, Ácidos Graxos Plasmáticos Receptores Hipotalâmicos 23/09/2015 10 Transdução do estímulo sensorial Transdução do estímulo para a medula espinhal 23/09/2015 11 Classificação das Sensações Somáticas Exterocepção – superfície corpórea Visceral – vísceras Profundas – órgão profundos Pressão profunda; dor; vibração Propriocepção – estado físico do corpo tendão; músculo; pressão; equilíbrio (sensação especial) Classificação das Fibras Sensitivas 23/09/2015 12 Receptores Cutâneos Exterocepção tato fino superficial: corpúsculos de Meissner tato leve e vibração; discos de Merkel pressão; receptores dos folículos capilares deslocamento do pêlo; tato fino subcutâneo (profundo) corpúsculos de Pacini tato e vibração; corpúsculos de Ruffini distensão da pele tato grosseiro: terminações nervosas Obs.: Todos os receptores para o tato fino transmitem informações por aferentes Ab; 23/09/2015 13 Adaptação dos Receptores Ativação dos receptores Corpúsculo de Pacini 23/09/2015 14 Receptores Cutâneos Dor: nociceptores (terminações nervosas livres) > estímulos que lesam os tecidos ou os colocam em risco = dor; Temperatura: termorreceptores (terminações nervosas livres) > calor ou frio dentro de limites de variação da temperatura que não lesam os tecidos; Obs.: Todas as terminações nervosas livres transmitem informações por aferentes Ad ou C; 23/09/2015 15 Receptores Profundos Fuso Neuromuscular Responde ao estiramento de fibras musculares especializadas Estrutura alongada; 4 - 10 mm de comprimento; Está paralelo às fibras musculares; Possui três componentes: Fibras musculares intrafusais; Axônios sensoriais; Axônio motor; 23/09/2015 16 Receptores Profundos Fuso Neuromuscular Distensão mmr alteração no comprimento do mm Velocidade de alteração do comprimento Distensão rápida Fibras Ia Distensão tônica Fibras II Receptores Profundos Fibras intrafusais Fibras de cadeia nuclear – São curtas, delgadas e seus núcleos estão ao longo da fibra. Fibras saco nuclear - São mais grossas, seus núcleos estão na região central, e tem aspecto central ondulado. “Estáticas” “Dinâmicas”. 23/09/2015 17 Receptores Profundos Axônios Sensoriais dos fusos musculares: Axônios de neurônios Ia e II; Primárias: Terminações do neurônio Ia. fásica e tônica; Secundárias: Terminações do neurônio II nas fibras de cadeia nuclear e na de saco nuclear estática. Respondem apenas tonicamente. Reflexo de Estiramento Prevenção do estiramento muscular. A sinalização tônica produz o tônus muscular 23/09/2015 18 Receptores Profundos Órgão Tendinoso de Golgi (OTG) terminações nervosas encapsuladas entrelaçadas aos feixes de colágeno do tendão nas proximidades da junção músculo-tendínea; São sensíveis a alterações muito pequenas (<1g) na tensão sobre um tendão contração ativa distensão passiva de um músculo; aferentes Ib. Receptores Profundos - Articulares As terminações de Ruffini sinalizam os extremos do limite articular e respondem mais ao movimento passivo do que ao ativo Os corpúsculos de Pacini respondem ao movimento Os receptores nos ligamentos são semelhantes OTGs e sinalizam tensão As terminações nervosas livres são estimuladas mais comumente pela inflamação Os receptores articulares respondem à deformação mecânica da cápsula e dos ligamentos; 23/09/2015 19 Dermátomos A área da pele inervada por axônios de uma única raiz dorsal; Nos plexos braquial e lombossacral, axônios sensoriais que inervam partes específicas dos membros são separados de outros axônios originados da mesma raiz dorsal e reagrupados para formar nervos periféricos; 23/09/2015 20 Vias Sensoriais Prof Marcelo Kwiatkoski 23/09/2015 21 Conceitos Trato - feixe de axônios com a mesma origem eum término comum. As vias retransmissoras conscientes transmitem ao córtex cerebral informações de alta fidelidade em arranjo somatotópico; As vias divergentes transmitem a muitas áreas do encéfalo informações que não são somatotopicamente organizadas; As vias retransmissoras não-conscientes transmitem ao cerebelo informações relacionadas ao movimento. 23/09/2015 22 23/09/2015 23 Vias Retransmissoras Conscientes (Discriminativas) Reconhecimento de 2 pontos, (1,6mm). Somatotopia Envolvem 3 neurônios de projeção Primário Gânglio da raiz dorsal ME/bulbo Secundário ME/bulbo Tálamo Terciário Tálamo Córtex cerebral Coluna dorsal/lemnisco medial Tato discriminativo Propriocepção consciente 23/09/2015 24 espinotalamico Lateral espinotalamico Anterior Fibras espino-olivares Rubroespinhal Reticuloespinhal Vestibuloespinal Olivoespinhal Fascículo grácil Cuneiforme Corticoespinhal Lateral Corticoespinhal Anterior Tratos Descendentes Tratos Ascendentes Rafespinhal Coluna dorsal/lemnisco medial Tato discriminativo e Propriocepção consciente Núcleo sensorial do trigêmeo Lemnisco medial Complexo Ventrobasal do Tálamo Núcleo grácil e cuneiforme 23/09/2015 25 Organização espacial das Fibras nervosas no Sistema Coluna Dorsal – Lemnisco Medial Córtex Somatossensorial Homúnculo Somatossensorial 23/09/2015 26 espinotalamico Lateral espinotalamico Anterior Fibras espino-olivares Rubroespinhal Reticuloespinhal Vestibuloespinal Olivoespinhal Fascículo grácil Cuneiforme Corticoespinhal Lateral Corticoespinhal Anterior Tratos Descendentes Tratos Ascendentes Rafespinhal Colunas Ântero-Laterais Pressão/tato grosseiro e Dor/Temperatura Núcleo espinhal do trigêmeo Gânglio da raiz dorsal Colunas ântero- laterais (trato espinotalâmico) Tálamo Ventral Póstero lateral Lateral spinothalamic tract Anterior spinothalamic tract Gracile faciculus Cuneate faciculus Ascending Tracts spino-olivary fibers Leminisco espinhal 23/09/2015 27 Vias divergentes Dor lenta e imprecisa + q 3 neurônios Não possui organização somatotópica Neurônio Primário Fibra C (terminações nervosas livres) Gânglio da raiz dorsal Interneurônios Corno dorsal da ME Trato espinomesencefálico Trato espinorreticular Trato paleoespinotalâmico Colunas Ântero-Laterais Pressão/tato grosseiro e Dor/Temperatura Colunas Ântero-Laterais Pressão/tato grosseiro e Dor/Temperatura • Trato espinomesencefálico: informações nociceptivas ao colículo superior e à substância cinzenta periaquedutal. movimento de virar os olhos e a cabeça para a origem do estímulo nocivo e na ativação de tratos descendentes que controlam a dor; • Trato espinorreticular: leva informações à formação reticular Trato paleoespinotalâmico: Formação reticular núcleos da linha média e intralaminares do tálamo áreas do córtex cerebral envolvidas nas emoções, na integração sensorial, personalidade e movimento, assim como para os núcleos da base. A atividade nos tratos espinorreticular e paleoespinhotalâmico leva a respostas de ativação, retraimento, repostas autonômicas e afetivas à dor. 23/09/2015 28 Colunas Ântero-Laterais Pressão/tato grosseiro e Dor/Temperatura 23/09/2015 29 espinotalamico Lateral espinotalamico Anterior Fibras espino-olivares Rubroespinhal Reticuloespinhal Vestibuloespinal Olivoespinhal Fascículo grácil Cuneiforme Corticoespinhal Lateral Corticoespinhal Anterior Tratos Descendentes Tratos Ascendentes Rafespinhal Tratos Espinocerebelares Vias de alta fidelidade receptores de músculos, tendões e articulações Propriocepção Tratos de Feedback interno atividade em interneurônios espinhais e tratos motores Ajuste de movtos 23/09/2015 30 Trato espinocerebelar Posterior/Cuneocerebelar Vias de alta fidelidade espinocerebelar Posterior gânglio da raiz dorsal Núcleo de Clark (T1-L2) Trato Espinocerebelar posterior Córtex Cerebelar Pedúnculo cerebelar inferior Trato de Feedback Interno Vias de alta fidelidade Espinocerebelar Anterior Corno lateral e ventral Trato Espinocerebelar anterior Córtex Cerebelar Pedúnculo cerebelar superior 23/09/2015 31 TEORIA DA COMPORTA ESPINHAL (Melzack and Wall, 1965) ( - ) INi Neurônio de transmissão Corno Dorsal Fibra A (tato) Fibras A e C (dor) ( - ) ( + ) Para a coluna dorsal Lâmina V (SG) Teoria da Comporta Espinhal da Dor de Melzack e Wall, 1965 23/09/2015 32 Características dos Principais Tratos e Fascículos Ascendentes da ME 23/09/2015 33 Controle da Atividade Motora 23/09/2015 34 Sistema Motor Neurônios motores superiores fazem projeção de centros supra-espinhais a neurônios motores inferiores (alfa e gama) no TE e na ME; Tratos Motores Descendentes Eles podem ser classificados de acordo com o ponto em que fazem sinapse: Sistema ativador medial: termina medialmente e controla os neurônios motores inferiores que inervam os músculos posturais e proximais dos membros; Sistema ativador lateral: termina lateralmente e controla os neurônios motores inferiores que inervam músculos distalmente localizados, usados para movimentos finos; Tratos ativadores inespecíficos: termina em todo o corno ventral e contribui para os níveis basais de excitação na medula espinhal e facilita os arcos reflexos locais. 23/09/2015 35 Organização Segmentar dos Neurônios Motores Córtex Motor e Trato Córtico-espinhal Áreas Sensóriomotoras Organização somatotópica Área 4, 5, 6 e 7 de Brodmann 23/09/2015 36 Área Pré- Motora “6” Sinais nervosos geram "padrões“ mais complexos de movimento do que os padrões discretos gerados no Motora primária. Por exemplo, o padrão pode ser para posicionar os ombros e os braços de modo que as mãos são adequadamente orientados para realizar tarefas específicas. O córtex pré-motor envia os seus sinais, diretamente para o Motora primária para excitar os músculos específicos ou, muitas vezes, por meio dos Núcleos da Base e tálamo. Assim, o córtex pré-motor, Núcleos da Base, tálamo e Motora primária constituem um complexo sistema geral de controle de padrões complexos de atividade muscular coordenada. Área Motora Suplementar “6” Contrações induzidas pela estimulação dessa área são frequentemente bilateral e não unilateral. Funciona em conjunto com a área pré-motora para fornecer fixação dos diferentes segmentos do corpo, e movimentos de posição da cabeça e dos olhos, Sustentação para o controle motor fino dos braços e mãos exercidos pela área pré-motora e M1 23/09/2015 37 Córtex Motor Primário “4” Homúnculo de Penfield Organização somatotópica Córtex Motor Primário “4” Regiões motoras altamente especializadas do córtex cerebral humano que controlam funções motoras específicas. Habilidades manuais Rotação daCabeça Movto. dos olhos contralaterais Formação da Palavra (área de Broca) Representação dos Diferentes músculos do corpo 23/09/2015 38 Trato Córtico-espinhal Formação do trato 30% - M1 30% - Cx pré-motor e Motor Suplementar 40% - Áreas Somatossensoriais Maior parte cruzado – Pirâmides Bulbares Trato córtico-espinhal lateral Interneurônios Neurônios sensoriais Neurônios Motores Não Cruzado nas Pirâmides Trato córtico-espinhal ventral Maior parte cruzam na região cervical ou torácica controle de movimentos posturais bilaterais pelo córtex motor suplementar Células de Betz Grandes fibras mielinizadas Células piramidais gigantes encontradas apenas no M1. 70 m/s - taxa mais rápida de transmissão de quaisquer sinais do cérebro para a medula 34.000/ trato córtico-espinhal Nº fibras/trato = 1 milhão Betz = 3% 23/09/2015 39 Núcleo Rubro – Trato Rubro-espinhal Via alternativa para transmissão dos sinais corticais para a ME Recebe fibras do M1 Trato córtico-rubral Mesencéfalo Terminam nas colunas laterais da ME Músculos distais Junto com o trato córtico- espinhal é chamado de sistema ântero-lateral Camadas corticais Entrada de fibras de associação Entrada de aferentes específicos Saída Trato Córtico-espinhal Saída Fibras para outras partes do córtex II III V VI IV Saída Fibras para outras partes do córtex Além disso, cada coluna pode funcionar como um sistema de amplificação e estimular um grande número de fibras piramidais para o mesmo músculo ou músculos sinérgicos simultaneamente. Isto é importante, porque a estimulação de uma única célula piramidal raramente pode excitar um músculo. Normalmente, 50 a 100 células piramidais precisam ser excitadas, simultaneamente ou em sucessão rápida para atingir a contração muscular definitiva. Os neurônios de cada coluna funcionam como um sistema de processamento integrativo, utilizando informações a partir de fontes múltiplas para determinar a resposta de saída da coluna. 23/09/2015 40 Trato Corticais Corticoespinhal lateral Rubroespinhal Corticoespinhal Ventral Corticoreticulo espinhal Sistema Ativador Medial Papel do Tronco Encefálico no controle da Atividade Motora 23/09/2015 41 Localização dos Sistemas Reticular e Vestibular do TE O tronco encefálico serve como uma estação de passagem para "sinais de comando" de centros neurais superiores. Nas seções seguintes, discutiremos o papel do tronco encefálico no controle do movimento e equilíbrio do corpo. Especialmente importante para esses fins são núcleos reticulares e vestibulares do TE. Sistema Ativador Medial Trato tetoespinhal colículo superior > NMI, por uma via cruzada o colículo superior processa informações visuais, auditivas e somáticas, ativando NMI na medula cervical a voltar reflexamente a cabeça em direção ao estímulo; 23/09/2015 42 Sistema Ativador Medial Trato reticuloespinhal medial formação reticular > NMI ipsilaterais ativa NMI ipsilaterais que inervam músculos posturais e extensores dos membros; formação reticular > NMI ipsilaterais Inibe NMI ipsilaterais que inervam músculos posturais e extensores dos membros; Pontino Bulbar elevado grau de excitabilidade natural. recebe fortes sinais excitatórias núcleo vestibular, núcleos profundos do cerebelo. recebe fortes sinais excitatórias Trato córtico-espinhal Trato rubroespinhal Outras vias motoras Contrabalançam os sinais excitatórios do SRPontino Tônus postural normal Pontino Bulbar Sistema Ativador Medial Trato reticuloespinhal medial 23/09/2015 43 Atuam em conjunto com A FRPontina. Sem este apoio, A FRPontina perderia muito sua exciitação sobre os músculos antigravitacionais axiais. Controla seletivamente os sinais excitatórioas a esses mms para manter o equilíbrio em resposta aos sinais vestibulares Sistema Ativador Medial Trato Vestibular Medial e Lateral Sistema Ativador Medial Trato Vestibular Medial e Lateral Trato vestibular medial recebem informações a respeito do movimento e da posição da cabeça provenientes do aparelho vestibular. ME cervical e torácica (bilateralmente) controlando os músculos cervicais e lombares superiores. Trato Vestibular Lateral inerva NMI ipsilaterais e responde a informações sobre a gravidade. Por esta via são excitados músculos extensores e inibidos músculos flexores; 23/09/2015 44 Decorticação vs Decerebração Decorticado Decerebrado Extensão pronação flexão Plantiflexão adução Flexão Flexão Rotação interna Plantiflexão adução Sensações Vestibulares e a Manutenção do Equilíbrio 23/09/2015 45 Aparato Vestibular órgão sensorial para a detecção das sensações de equilíbrio sistema de tubos ósseos e câmaras localizadas na porção petrosa do osso temporal, o chamado labirinto ósseo. dentro deste sistema são tubos membranosos e câmaras chamado labirinto membranoso. O labirinto membranoso é a parte funcional do aparelho vestibular Cóclea - audição 3 canais semi-circulares 2 câmaras Utrículo sáculo Aparato Vestibular - Mácula Órgão sensorial do utrículo e sáculo para a orientação da cabeça em relação à gravidade A mácula do utrículo reside no plano horizontal determinação da orientação da cabeça, quando a cabeça está na posição vertical. mácula do sáculo está localizada em um plano vertical orientação da cabeça quando a pessoa está deitada. A mácula é coberta por uma camada gelatinosa em que muitos cristais de carbonato de cálcio chamado estatocônios são incorporados 23/09/2015 46 Também na mácula uns milhares de células ciliadas, projetadas acima para a camada gelatinosa. As bases e os lados das células ciliadas fazem sinapse com terminações sensoriais do nervo vestibular. O peso das estatocônias curvam o cílios na direção da força gravitacional. Aparato Vestibular - Mácula Órgão sensorial do utrículo e sáculo para a orientação da cabeça em relação à gravidade Sensibilidade direcional das Células quinocílio 50-70 cílios pequenos – estereocílios Progressivamente mais curtos Filamentos anexos ligam uns aos outros e ao quinocílio 1 cílio grande - quinocílio Quando tracionados em direção ao quinocílio Abertura de canais permitindo a entrada de íons positivos a partir da endolinfa circundante Despolarização da membrana receptora Quando tracionados em direção oposta ao quinocílio Fechamento dos canais ionicos Hiperpolarização da membrana receptora 23/09/2015 47 Anterior Posterior Lateral/horizontal Cada um tem uma ampola Preenchidas com endolinfa Rotação da cabeça faz com que a cúpula incline para a direção oposta Despolarização das células ciliadas Aparato Vestibular – Canais Semi-circulares Conexões do Sistema Vestibular com o SNC 23/09/2015 48 Percepção da Informação Vestibular Percepção da Orientação Corporal Giro Pós-Central Córtex Vestibular Córtex Parietal Posterior “5” RegiãoPróxima a Representação Facial - S1 Núcleo Ventral Posterior do Tálamo Núcleo Vestibular Lateral e Superior Aferentes musculares e cutâneos Ponte
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