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SISTEMA NERVOSO MOTOR E AUTONÔMICO FUNÇÕES E CARACTERÍSTICAS GERAIS. Rita de Cássia Siqueira Pestana AULA 4 – FISIOLOGIA HUMANA AULA 4 – FISIOLOGIA HUMANA OBJETIVOS: · Descrever os aspectos morfofuncionais do Sistema Nervoso Somático. · Descrever a via somática, a junção neuromuscular e suas características. · Identificar os neurotransmissores e receptores específicos da junção neuromuscular e seu mecanismo de ação. DIVISÃO FUNCIONAL DO SISTEMA NERVOSO AFERENTE – exteroceptores, proprioceptores S.N. SOMÁTICO – VIDA DE RELAÇÃO EFERENTE – terminações nervosas motoras (órgãos efetuadores: músculo estriado esquelético) AFERENTE - interoceptores S.N. VISCERAL – VIDA VEGETATIVA EFERENTE – terminações nervosas motoras (órgãos efetuadores: músculo estriado cardíaco, músculo liso e glândulas) DIVISÃO FUNCIONAL DO SISTEMA NERVOSO AFERENTE S.N. SOMÁTICO – VIDA DE RELAÇÃO EFERENTE AFERENTE S.N. VISCERAL – VIDA VEGETATIVA EFERENTE = SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO SIMPÁTICO PARASSIMPÁTICO ATIVIDADES SIMPÁTICAS PREPARAM O CORPO PARA AS EMERGÊNCIAS. ATIVIDADES PARASSIMPÁTICAS SÃO VOLTADAS PARA A CONSERVAÇÃO E A RESTAURAÇÃO DE ENERGIAS. COMPARAÇÃO ENTRE O SISTEMA NERVOSO SOMÁTICO E VISCERAL SOMÁTICO VISCERAL Neurônios sensoriais originados nos receptores paraos sentidos especiais e somáticos Neurônios sensoriais associados ainteroceptores Neurôniosmotores regulam as atividadesexcitatóriasdos músculos estriados esqueléticos (ações voluntárias e conscientes) Neurôniosmotores regulam as atividades visceraisexcitatóriasou inibitórias dos músculos liso, estriado cardíaco e glândulas (ações involuntárias e inconscientes) Via motora consiste em 1 neurônio motor Via motora consiste em 2 neurônios motores (pré e pós-ganglionar) SISTEMA NERVOSO MOTOR COMPONENTES EFERENTES DOS SISTEMA NERVOSO SOMÁTICO CONTROLE MOTOR 1) O encéfalo que comanda e controla os programas motores na medula espinal. 2) A medula espinal que comanda e controla a contração coordenada dos músculos. TIPOS DE MÚSCULOS SISTEMA NERVOSO VISCERAL MÚSCULOS ESTRIADO CARDÍACO E LISO SISTEMA NERVOSO SOMÁTICO MÚSCULOS ESTRIADOS ESQUELÉTICOS MÚSCULO ESTRIADO ESQUELÉTICO Compostos por numerosas fibras que variam de diâmetro. Órgão efetuador do sistema nervoso somático, realiza ação voluntária. INERVAÇÃO DA FIBRA MUSCULAR Cada fibra muscular é inervada por uma ramificação de axônio proveniente do sistema nervoso central formando o sistema motor sómático, que gera o comportamento. NEURÔNIO MOTOR INFERIOR A musculatura somática é inervada pelos neurônios motores somáticos do corno anterior ou ventral da medula espinal. Os neurônios motores inferiores são distribuídos no corno ventral de cada segmento espinal, dependendo da sua função. As células que inervam os músculos axiais são mediais em relação àquelas que inervam os músculos distais e as que inervam os flexores são dorsais em relação aos que inervam os extensores. ORGANIZAÇÃO SEGMENTAR DOS NEURÔNIOS MOTORES INFERIORES Os axônios dos neurônios motores inferiores agrupam-se para formar as raízes anteriores ou ventrais. A raiz anterior (motora) junta-se com a raiz posterior (sensitiva) para formar o tronco do nervo espinal misto que deixa a medula espinal pelos forames intervertebrais da coluna vertebral. SEGMENTOS MEDULARES 8 CERVICAIS 12 TORÁCICOS 5 LOMBARES 5 SACRAIS 1 COCCÍGEO A medula espinal ocupa parcialmente o canal vertebral. O limite superior é num plano horizontal em nível da base do crânio; o limite inferior é num plano horizontal em nível da primeira e segunda vértebra lombar (cone medular). Os nervos espinais (sistema nervoso periférico) estão conectados à medula espinal (sistema nervoso central) segmentando-a. INTUMESCÊNCIAS DA MEDULA ESPINAL São áreas dilatadas da medula espinal com neurônios motores e sensitivos que suprem a inervação dos músculos estriados esqueléticos do corpo e formam plexos. Ex.: plexo cervical para cabeça e pescoço, plexo braquial para os membros superiores, plexo lombar e sacral para os órgãos pélvicos e membros inferiores. PLEXOS NERVOSOS PLEXO BRAQUIAL PLEXO LOMBOSSACRAL PLEXO CERVICAL LESÕES NA MEDULA ESPINAL Quanto mais alto o nível da lesão medular maior comprometimento das funções sensitivas e motoras. NEURÔNIOS MOTORES Os neurônios motores inferiores da medula espinal são divididos em 2 categorias: alfa e gama; Os neurônios alfa são responsáveis pela geração de força pelo músculo; Os neurônios gama inervam as fibras intrafusais nas 2 extremidades do fuso muscular; Os neurônios motores alfa e gama são simultaneamente ativados por comandos descencentes do encéfalo. NEURÔNIOS MOTORES ALFA Neurônio motor alfa e todas as fibras musculares por ele inervados são chamados de unidade motora (sherrington); A contração muscular resulta das ações individuais e combinadas dessas unidades motoras. UNIDADE MOTORA E UM CONJUNTO DE NEURÔNIOS MOTORES UNIDADE MOTORA: neurônio motor alfa e todas as fibras musculares que ele inerva. B) CONJUNTO DE NEURÔNIOS MOTORES: Formado por todos os neurônios motores alfa que inervam o músculo. CONTROLE DA GRADUAÇÃO DA CONTRAÇÃO MUSCULAR PELOS NEURÔNIOS MOTORES ALFA O neurônio motor alfa comunica-se com a fibra muscular liberando acetilcolina (ACh) na junção neuromuscular. ACh liberada em resposta a um potencial excitatório pré-sináptico desencadeia um potencial excitatório pós-sináptico (PEPS) na fibra muscular que é suficiente para desencadear um potencial de ação pós-sináptico (provoca uma rápida sequência de contração e relaxamento na fibra muscular). Uma contração sustentada requer uma sequência contínua de potenciais de ação. ACOPLAMENTO EXCITAÇÃO-CONTRAÇÃO ATIVAÇÃO DOS RECEPTORES COLINÉRGICOS NICOTÍNICOS PRODUÇÃO DE POTENCIAL EXCITATÓRIO PÓS SINÁPTICO – ABERTURA DE CANAIS DE SÓDIO DEPENDENTES DE VOLTAGEM PROVOCANDO UM POTENCIAL DE AÇÃO NA FIBRA MUSCULAR DESENCADEANDO A LIBERAÇÃO DE ÍONS CÁLCIO DO RETÍCULO SARCOPLASMÁTICO DENTRO DA FIBRA MUSCULAR, LEVANDO À CONTRAÇÃO DA FIBRA O RELAXAMENTO OCORRE QUANDO A CONCENTRAÇÃO DE CÁLCIO DIMINUI NA ORGANELA UMA SEGUNDA MANEIRA DE GRADUAÇÃO DA CONTRAÇÃO MUSCULAR PELO SISTEMA NERVOSO CENTRAL É RECRUTAR UNIDADES MOTORAS SINÉRGICAS. EX: músculos antigravitacionais da perna - cada unidade motora inerva muitas fibras musculares músculos menores que controlam movimentos dos dedos - possuem inervação menor, possuem poucas fibras musculares inervadas por neurônio alfa motor. MÚSCULOS COM UMA QUANTIDADE GRANDE DE UNIDADES MOTORAS PEQUENAS PODEM SER MAIS CONTROLADOS PELO SISTEMA NERVOSO CENTRAL. ENTRADAS DOS NEURÔNIOS MOTORES ALFA OS NEURÔNIOS MOTORES ALFA SÃO CONTROLADOS POR SUAS ENTRADAS SINÁPTICAS NO CORNO VENTRAL. 3 ORIGENS DAS ENTRADAS: # CÉLULAS DA RAIZ DORSAL QUE INERVAM O FUSO MUSCULAR (receptor sensorial especializado; informa o comprimento do músculo) # NEURÔNIOS MOTORES SUPERIORES (localizados no córtex cerebral e tronco encefálico) # INTERNEURÔNIOS DA MEDULA ESPINAL (pode ser excitatória ou inibitória) ESCLEROSE AMIOTRÓFICA LATERAL Enfermidade degenerativa neuromuscular na qual os neurônios motores diminuem gradualmente seu funcionamento e morrem. Provoca paralisia muscular progressiva. Prognóstico mortal. ESCLEROSE AMIOTRÓFICA LATERAL Primeiros sinais: fraqueza e atrofia muscular. Em 3 a 5 anos todo movimento voluntário é perdido. A doença não afeta as sensações, intelecto ou funções cognitivas. Doença rara. Causa desconhecida (genética e produção de radical superóxido (O2-) que provocam danos celulares irreversíveis; excititoxicidade- estimulação excessiva por glutamato e aminoácidos causam a morte de neurônios) ESCLEROSE AMIOTRÓFICA LATERAL A lesão lenta e cumulativa, desencadeada pelos subpro- dutos tóxicos do metabolismo celular, ocorre nos neurônios ao longo da vida das pessoas. As vitaminas C, E aceitam elétrons dos radicais superóxido e podem ser neuroprotetoras. Suplementos dietéticos com estas vitaminas podem ajudar a barrar a perda neuronal que ocorre no encéfalo à medida que envelhecemos. ESTRUTURA DA FIBRA MUSCULAR No desenvolvimento fetal são formadas pela fusão dos mioblastos. # fusão de células precursoras originadas no mesoderma, faz com que as células musculares sejam multinucleadas; # alonga as células (“fibra”) ESTRUTURA DA FIBRA MUSCULAR SARCOLEMA – Membrana celular da fibra muscular MIOFIBRILA – Estruturas cilíndricas que se contraem em resposta a um potencial de ação que se propaga ao longo do sarcolema; _ Filamentos de actina e miosina * RETÍCULO SARCOPLASMÁTICO – rodeiam as miofibrilas; organela que armazena íons Ca2+ * TÚBULOS T – rede de túneis que permite que os potenciais de ação do sarcolema ganhe acesso ao retículo sarcoplasmático, preenchido com líquido extracelular. ESTRUTURA DA FIBRA MUSCULAR No local onde o túbulo T está justaposto ao retículo sarcoplasmático há uma união entre as 2 membranas; A chegada de um potencial de ação na membrana do túbulo T aciona o canal de cálcio na membrana do retículo sarcoplasmático; O aumento de íons cálcio livre intracelular faz com que a miofibrila se contraia. BASE MOLECULAR DA CONTRAÇÃO MUSCULAR A miofibrila é dividida em segmentos por discos = LINHAS Z Um segmento consiste de 2 linhas Z, entre elas a miofibrila é denominada SARCÔMERO FILAMENTOS FINOS estão ancorados nas linhas Z (actina). FILAMENTOS GROSSOS entre 2 filamentos finos (miosina). * NA CONTRAÇÃO MUSCULAR: os filamentos finos deslizam ao longo dos filamentos grossos, aproximando as linhas Z, diminuindo o comprimento do sarcômero Cada miofibrila contém, lado a lado cerca de 1500 filamentos de miosina e 3000 filamentos de actina, responsáveis pela contração muscular. Os filamentos de actina e miosina se interdigitam, fazendo que as miofibrilas apresentem faixas alternadas claras e escuras ACTINA MIOSINA (banda I) (faixa A) O deslizamento dos filamentos ocorre devido à interação entre a miosina e actina. Quando o músculo está em repouso a miosina não pode interagir com a actina # porque os locais de ligação da miosina na molécula de actina estão cobertos pelo proteína TROPONINA. O Ca2+ inicia a contração muscular unindo-se a troponina, expondo os locais onde a miosina se liga à actina. CONTRAÇÃO MUSCULAR RESUMO PASSOS DO ACOPLAMENTO EXCITAÇÃO-CONTRAÇÃO 1- Potencial de ação ocorre em um neurônio motor alfa, abre canais de Ca2+. 2- A Ach é liberada no junção neuromuscular e ligada à canais receptores causando a despolarização do sarcolema. 3- Canais de sódio dependentes de voltagem se abrem, gerando um potencial de ação na fibra muscular que se propaga ao longo do sarcolema. 4- A despolarização dos túbulos t provoca a liberação de cálcio do retículo sarcoplasmático. CONTRAÇÃO MUSCULAR 1- O cálcio se liga à troponina. 2- Os sítios de ligação para a miosina , na actina, são expostos. 3- As cabeças da miosina conectam-se à actina. 4- As cabeças de miosina fazem um movimento de rotação e os filamentos de actina e miosina deslizam, ocorrendo a contração. TROPONINA CABEÇA DA MIOSINA SÍTIO DE LIGAÇÃO PARA MIOSINA ACTINA MIOSINA CONTRAÇÃO MUSCULAR 5- As cabeças de miosina desconectam-se ás custas de ATP. 6- O ciclo prossegue enquanto Ca2+ e ATP estiverem presentes. RELAXAMENTO MUSCULAR 1- O Ca2+ é sequestrado pelo retículo sarcoplasmático por uma bomba dependente de ATP. 2- Os sítios de ligação para miosina na actina são cobertos por troponina. RIGOR MORTIS Enrijecimento dos músculos pelo não fornecimento de ATP às células musculares. # impedindo o desligamento das cabeças de miosina; # deixando os sítios de ligação dos ligamentos de actina expostos para a ligação permanente entre os ligamentos grossos e finos. CONTROLE ESPINAL DAS UNIDADES MOTORAS FUSO NEUROMUSCULAR Estrutura formada por diversas fibras musculares esqueléticas especializadas contidas numa cápsula fibrosa; * Na região central, os axônios sensoriais enrolam-se nas fibras musculares do fuso; CONJUNTO ESPECIALIZADO EM DETECTAR ALTERAÇÕES (ESTIRAMENTO) DE COMPRIMENTO MUSCULAR PROPRIOCEPTORES FUSOS NEUROMUSCULARES # Encontrados nos músculos estriados esqueléticos. # São mais numerosos próximo às fixações tendinosas e aponeuróticas. # Transmitem informações sensoriais que são usadas pelo sistema nervoso central para o controle da atividade muscular. # É circundado por uma cápsula fusiforme de tecido conjuntivo, que contém fibras musculares intrafusais. * fibras musculares extrafusais estão fora da cápsula. REFLEXO MIOTÁTICO * Quando o músculo é estirado, ele tende a reagir contraindo-se. Os neurônios motores devem receber uma entrada sináptica contínua dos músculos. À medida que o músculo é estirado, a descarga dos neurônios aferentes Ia aumenta. Quando o músculo encurta e torna-se flácido, a descarga diminui. A fibra sensitiva Ia e os neurônios motores alfa sobre os quais estabelece sinapses constituem: ARCO REFLEXO MONOSSINÁPTICO MIOTÁTICO REFLEXO MONOSSINÁPTICO MIOTÁTICO Serve de alça de retroalimentação antigravitacional. Quando um peso é colocado no músculo e este começa a se alongar, o fuso muscular é estirado; * Estiramento do fuso leva a uma despolari- zação dos terminais axônicos Ia (abrem canais iônicos mecanossensíveis); * O aumento da descarga de potenciais de ação dos axônios Ia despolariza os neurônios motores alfa; * Aumentando as frequências de potenciais de ação, contraindo o músculo. REFLEXO PATELAR Testa a integridade do arco relexo monossináptico miotático. NEURÔNIOS MOTORES GAMA Inervam as fibras intrafusais nas 2 extremidades do fuso muscular; Causam a contração dos 2 pólos do fuso, tracionando a região equatorial, não-contrátil e mantendo ativas as referências aferenes Ia. OS NEURÔNIOS MOTORES ALFA E GAMA SÃO SIMULTANEAMENTE ATIVADOS POR COMANDOS DESCENCENTES DO ENCÉFALO. PROPRIOCEPÇÃO DOS ÓRGÃOS TENDINOSOS DE GOLGI ÓRGÃOS TENDINOSO DE GOLGI – Receptores propriocpetivos dos músculos esqueléticos; _ Monitoram a tensão muscular ou a força de contração; _ Localizados nas extremidades dos músculos; _ Inervados por axônios sensoriais Ib. As fibras Ia do fuso informa sobre o comprimento do músculo. As fibras Ib do órgão tendinoso de Golgi informa a tensão muscular. As aferênicas Ib penetram na medula espinal fazendo sinapse com neurônios de associação na coluna anterior da medula; Alguns neurônios de associação mantém conexões inibitórias com neurônios motores alfa do próprio músculo: REFLEXO MIOTÁTICO INVERSO REFLEXO MIOTÁTICO INVERSO Em situações extremas, protege o músculo de uma carga excessiva. A função normal é de regular a tensão do músculo numa faixa ótima. À medida que a tensão muscular aumenta, a inibição do neurônio motor alfa aumenta e diminui a contração muscular. À medida que a tensão muscular diminui, a inibição do neurônio motor alfa diminui e a contração muscular aumenta. RETROALIMENTAÇÃO PROPRIOCEPTIVA IMPORTANTE PARA A EXECUÇÃO DE ATOS MOTORES FINOS QUE REQUEREM UMA PREENSÃO ESTÁVEL E NÃO MUITO FORTE. BIBLIOGRAFIA ESTÁCIO ENSINO SUPERIOR. Programa do Livro Universitário. Fisiologia Humana. – Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. (cap 4, p. 96-136) (material extraído de: Fisiologia / Margarida de Mello Aires – Princípios de Anatomia e Fisiologia / Gerard J. Tortora, Sandra Reynolds Grabowisk) BIBLIOGRAFIA Textos complementares para consultas e/ou pesquisas: · BEAR , M.F. et al. Neurociências, desvendando o Sistema Nervoso, 2ªed, Artmed,2002 (cap. 8; p. 265, 266, 267 e 268; cap.12; p. 408, 422 e 432). · AIRES, Margarida de Mello. Fisiologia. 3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. (cap. 16; p. 242-257; cap.17: p.258-265; cap. 19: p.278-287). · TORTORA, Gerard J & GRABOWSKI, Sandra R. Princípios de Anatomia e Fisiologia. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2002.(cap.15, p.440-464; cap.16, p. 465-468).
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