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Módulo II.I – Fisiologia Resumos do Livro “Fisiologia Médica”, por Guyton & Hall Sistema Nervoso Autónomo Fevereiro de 2012 Ana Carolina Alves Rodrigues Sistema Nervoso Autónomo O SNA é constituído por duas classes principais: o Sistema Nervoso Simpático e o Sistema Nervoso Parassimpático. Ao nível do intestino existem ainda fibras do SNA que formam o chamado Sistema Nervoso Entérico. Os corpos celulares do SNA encontram-se no Sistema Nervoso Central, mas existe uma solução de descontinuidade, ou seja, um gânglio autonómico, o que faz com que os neurónios do SNA sejam constituídos por uma fibra pré-ganglionar e uma fibra pós-ganglionar. Os órgãos efectores são os músculos liso e cardíaco e as glândulas e neurónios do tracto gastrointestinal. Existem diferenças entre os neurónios pré e pós-ganglionares do SNS e SNP. Sistema Nervoso Simpático: - Os neurónios pré-ganglionares são mais curtos que os parassimpáticos e fazem sinapse nos mesmos gânglios, que estão afastados do órgão; - Os neurónios pós-ganglionars são longos em comparação com os parassimpáticos. Sistema Nervoso Parassimpático: - Os neurónios pré-ganglionares são mais longos que os simpáticos e sinapsam nos gânglios, que estão quase sobre o órgão; - Os neurónios pós-ganglionares são muito curtos. Todos os órgãos são inervados, de forma geral, reciprocramente pelos sistemas nervoso simpático e parassimpático, os quais têm, também de uma forma geral, acções opostas. Simpático (exagera, aumenta) Parassimpático (diminui, medeia) Dilata a pupila Contrai a pupila Provoca taquicardia Provoca braquicardia Função de enchimento da bexiga Micção (função de esvaziamento da bexiga) O corpo celular de cada neurónio pré-ganglionar fica situado na coluna de células intermédio-lateral da medula espinhal e a sua fibra passa, pela raiz ventral, para o nervo espinhal correspondente. Depois do nervo espinhal ter saído da coluna medular, as fibras pré- ganglionares abandonam-no, passando para cada um dos gânglios da cadeia simpática. Em seguida, há três trajectos possíveis para as fibras: 1. Podem fazer sinapses com neurónios pós-ganglionares no gânglio onde chegam 2. Podem ascender ou descer, fazendo simples sinapses noutros gânglios 3. Podem percorrer a cadeia ganglionar, saindo por um dos nervos simpáticos que emergem dessa cadeia, terminando num dos gânglios pré-vertebrais. Assim, o neurónio pós-ganglionar pode ficar situado num dos gânglios da cadeia simpática ou então em gânglios pré-vertebrais. De qualquer das formas, as fibras pós-ganglionares partem desses dois locais para os seus destinos nos diversos órgãos. Sistema Nervoso Simpático Os nervos simpáticos emergem da medula espinhal nos níveis correspondentes aos elementos medulares T1 e L2, passando, a seguir, para a cadeia ganglionar simpática e daí para os tecidos e órgãos por eles estimulados. As fibras simpáticas do elemento medular T1 passam, em geral, para cima da cadeia ganglionar, dirigindo-se à cabeça; T2 para o pescoço; T3, T4, T5 e T6 para o tórax; T7, T8, T9, T10, T11 para o abdómen e T12, L1 e L2 para as pernas. Sistema Nervoso Parassimpático As fibras parassimpáticas saem do Sistema Nervoso Central pelos nervos cranianos motor ocular comum (III), facial e intermediário de Wrisberg (VII), glossofaríngeo (IX) e pneumogástrico (X). Os nervos vagos têm fibras parassimpáticas que vão para o coração, pulmões, esófago, estômago, todo o instestino delgado, a metade superior do cólon, fígado, vesícula biliar, pâncreas e porções superiores dos ureteres. O sistema parassimpático, como o simpático, contêm neurónios pré e pós- ganglionares. Contudo, as fibras pré-ganglionares passam, ininterruptas, até ao órgão que vão controlar. Assim, na parede desse órgão é que ficam situados os neurónios pós-ganglionares. Essa localização dos neurónios pós-ganglionares parassimpáticos no próprio órgão é bastante diferente do padrão encontrado nos gânglios simpáticos, dado que os corpos celulares dos neurónios pós-ganglionares simpáticos ficam sempre situados nos gânglios das cadeias simpáticas ou noutros gânglios isolados no abdómen, e não no próprio órgão excitado. Fibras Colinérgicas e Adrenérgicas – Secreção de Acetilcolina e Norepinefrina As fibras simpáticas e parassimpáticas secretam, sem excepção, uma de duas substâncias transmissoras sinápticas: acetilcolina ou norepinefrina. As que secretam acetilcolina são ditas colinérgicas e as que secretam norepinefrina designam-se adrenérgicas. Todos os neurónios pré-gânglionares são colinérgicos, quer sejam simpáticos ou parassimpáticos. Por conseguinte, a acetilcolina, quando aplicada a um gânglio, irá excitar os neurónios pós-ganglionares simpáticos e parassimpáticos. Os neurónios pós-ganglionares do sistema parassimpático também são todos colinérgicos. Por outro lado, a maioria dos neurónios pós-ganglionares do sistema simpático é adrenérgica (as fibras nervosas pós-ganglionares simpáticas que vão para as glândulas sudoríparas, músculos piloerectores e alguns vasos sanguíneos são colinérgicas). Desta forma, todas as terminações nervosas do sistema parassimpático secretam acetilcolina, enquanto a maioria das terminações nervosas simpáticas secreta norepinefrina. Estas hormonas, por sua vez, actuam sobre os diferentes órgãos para produzir efeitos simpáticos e parassimpáticos respectivos. Mecanismos de Secreção e da Remoção do Transmissor nas Terminações Pós-Ganglionares Algumas das terminações autonómicas pós-ganglionares são semelhantes, embora com dimensões muito menores, às da junção neuromucular esquelética. Onde os filamentos passam próximos das células efectoras, apresentam dilatações bulbosas, chamadas varicosidades: é nessas varicosidades que ficam as vesículas transmissoras, contendo acetilcolina e norepinefrina. Aí, também existe grande número de mitocôndrias para fornecer o ATP necessário para a síntese de acetilcolina ou norepinefrina. Quando um potencial de acção invade uma fibra, o processo de despolarização aumenta a permeabilidade da membrana da fibra aos iões cálcio, permitindo que se difundam para dentro da terminação nervosa. Aí, esses iões interagem com as vesículas que estão adjacentes à membrana, fazendo com que se fundam e esvaziem o seu conteúdo para o exterior. Desta forma, o transmissor é secretado. Síntese de Acetilcolina, sua destruição após ter sido secretada e duração da sua acção A acetilcolina é sintetizada nas terminações nervosas das fibras colinérgicas. A maior parte da sua síntese ocorre no axoplasma e, de seguida, é transportada para o interior das vesículas, onde fica armazenada, altamente concentrada, até ser libertada. Uma vez que a acetilcolina tenha sido secretada pela terminação nervosa colinérgica perdura no tecido por apenas alguns segundos; após esse período de tempo, é degradada num ião acetato e em colina pela enzima acetilcolinesterase. A colina que é formada, por sua vez, é transportada de volta para a terminação nervosa onde vai ser utilizada para formação de nova acetilcolina. Síntese de Norepinefrina, sua destruição e duração da acção A síntese de norepinefrina começa no axoplasma da terminação nervosa das fibras adrenérgicas, mas só é completada no interior das vesículas. Após ter ocorrido a secreção de norepinefrina pela terminação nervosa, ela é removida desse local por três meios diferentes: 1. Transporte activo da norepinefrina para o interior da terminação nervosa (50 a 80% da norepinefrina secretada) 2. Difusão, para longe da terminação, em direcção aos líquidos corporais circundantes e deles para o sangue 3. Destruiçãopor enzimas (monoaminoxidase ou catecol-o-metiltransferase) RECEPTORES DOS ÓRGÃOS EFECTORES Os receptores que actuam no SNA estão ligados a proteínas G (classe de proteínas envolvida na transdução de sinais celulares) e a segundos mensageiros (como o AMPc, descrito mais à frente). Antes que a acetilcolina e a norepinefrina possam estimular um órgão efector, devem, primeiro, ligar-se a receptores muito específicos das células efectoras. O receptor fica, geralmente, situado na face externa da membrana celular ligado a uma molécula de proteína que atravessa toda a espessura da membrana. Quando o transmissor se fixa ao receptor causa uma alteração conformacional na estrutura da molécula de proteína. Isto, provoxa a excitação ou inibição da célula, na maioria das vezes por produzir uma alteração na permeabilidade da membrana para um ou mais iões ou então activando ou inactivando uma enzima ligada à outra extremidade da proteína receptora, onde esta faz protrusão para o interior da célula. Excitação ou inibição da célula efectora – Alteração da Permeabilidade da sua Membrana Celular Dado que a proteína receptora é parte integral da membrana celular, qualquer alteração conformacional da estrutura dessas proteínas abrirá ou fechará canais iónicos alterando a permeabilidade da membrana a vários iões. Por exemplo, os canais de sódio e/ou cálcio são muitas vezes abertos, permitindo o influxo rápido dos iões respectivos para a célula, despolarizando a membrana celular e excitando a célula. Outras vezes, são abertos os canais de potássio, permitindo a difusão, para fora da célula, desses iões e provocando a sua inibição. Acção do receptor por alteração de enzimas intracelulares Outro modo de actuação do receptor é por activação ou inactivação de uma enzima (ou outro composto químico intracelular) localizada no interior da célula. Geralmente, essa enzima está ligada à proteína receptora onde esta faz protrusão no interior celular. Por exemplo, a ligação da epinefrina ao seu receptor na face externa de muitas células aumenta a actividade da enzima adenilciclase, no interior da célula, provocando a formação de monofosfato de adenosina cíclico (AMPc). O AMPc desencadeia, então, uma acção intracelular que está dependente da maquinaria química da célula efectora. Os receptores para acetilcolina – receptores nicotínicos e muscarínicos A acetilcolina activa dois tipos de receptores: os muscarínicos e os nicotínicos. As razões para estas designações são que a muscarina, um veneno do cogumelo chapéu-de- cobra, só activa os receptores muscarínicos, enquanto a nicotina só activa os receptores nicotínicos; a acetilcolina activa os dois tipos. Os receptores muscarínicos são encontrados em todas as células efectoras estimuladas pelos neurónios pós-ganglionares do sistema nervoso parassimpático, bem como as estimuladas pelos neurónios pós-ganglionares colinérgicos do sistema simpático. Os receptores nicotínicos são encontrados nas sinapses entre os neurónios pré e pós- ganglionares, tanto nas do sistema simpático como nas do sistema parassimpático, e também nas membranas das fibras musculares esqueléticas, ao nível da junção neuromuscular. Os receptores adrenérgicos – receptores alfa e beta Existem dois tipos de receptores adrenérgicos, os receptores alfa e beta (os beta são, por sua vez, divididos em dois subtipos: beta e beta 2) A norepinefrina e a epinefrina, ambas secretadas pela medula da supra-renal, exercem efeitos algo diferentes na excitação dos receptores alfa e beta. A norepinefrina activa, principalmente os receptores alfa, embora tenha efeito excitador moderado sobre os receptores beta. Por outro lado, a epinefrina excita, com intensidade aproximadamente igual, os dois tipos de receptores. Co-transmissão e neuromodulação Alguns dos neuromoduladores e co-transmissores da adrenalina e noradrenalina para os sistemas nervoso simpático e parassimpático (coadjuvantes da acção desses neurotransmissores) são: - Péptido vasodilatador intestinal – liberta-se à vez com a acetilcolina nas terminações nervosas parassimpáticas que inervam as glândulas salivares, provocando vasodilatação; - Somatoestatina – hormona que regula o sistema endócrino e afecta a neurotransmissão e a proliferação celular através da sua interacção com receptores ligados a proteínas G; - Encefalina – são neurotransmissores narcóticos secretados pelo encéfalo. Semelhantes à morfina, ligam-se aos receptores opióides presentes no cérebro, aliviando a dor e produzindo uma sensação de euforia; - Substância P – é um neuropéptido que funciona como neurotransmissor e neuromodulador. É libertado nas terminações nervosas de certos nervos sensitivos.; - Neuropéptido Y – uma das substâncias que fazem comunicação entre neurónios e que pode ser considerado o principal estimulante da fome. Efeito da Estimulação Simpática e Parassimpática sobre órgãos específicos Olho – a estimulação simpática contrais as fibras meridionais da íris, que dilatam a pupila, enquanto que a estimulação parassimpática contrai o músculo circular da íris, para contrair a pupila. A focalização do cristalino (para que o olho possa focar objectos próximos do indivíduo) é controlada quase inteiramente pela função parassimpática, que contrai o músculo ciliar. Glândulas do corpo (nasais, lacrimais, salivares e gastrointestinais) – são intensamente controladas pelo sistema nervoso parassimpático, o que resulta em quantidades copiosas de secreção. Glândulas sudoríparas – secretam grande quantidade de suor quando os simpáticos são estimulados, mas não há qualquer efeito pela estimulação dos nervos parassimpáticos. As fibras simpáticas para a maioria das glândulas sudoríparas são colinérgicas. Para além disso, as glândulas sudoríparas são estimuladas, primariamente, por centros hipotalâmicos, considerados centros parassimpáticos. Glândulas apócrinas – nas axilas, produzem secreção espessa e odorífera em resposta à excitação simpática, mas não reagem à estimulação parassimpática. São controladas por fibras adrenérgicas, e não por colinérgicas, e a sua actividade é controlada por centros simpáticos no sistema nervoso central. Sistema Gastrointestinal – possui um conjunto próprio de nervos, conhecido como plexo intramural. Apesar disso, tanto a actividade parassimpática como a simpática podem influenciar a actividade gastrointestinal. A estimulação parassimpática aumenta o nível global de actividade do tubo gastrointestinal, promovendo o peristaltismo e relaxando os esfíncteres, o que permite a propulsão rápida do conteúdo ao longo do tubo. A estimulação simpática intensa inibe o peristaltismo e aumenta o tónus dos esfíncteres. Coração – no geral, a estimulação simpática aumenta a actividade global do coração, o que é uma consequência do aumento da frequência cardíaca e da força da contracção cardíaca. A estimulação parassimpática produz os efeitos opostos. Para simplificar, a estimulação simpática aumenta a eficácia do coração como bomba e a parassimpática diminui a sua capacidade de bombeamento. Vasos Sanguíneos Sistémicos – a maior parte dos vasos sanguíneos sistémicos são contraidos pela estimulação simpática, sendo que a parassimpática, no geral, não exerce qualquer efeito. Pressão Arterial – a pressão arterial é determinada por dois factores: a propulsão do sangue pelo coração e resistência ao fluxo desse sangue pelos vasos sanguíneos. A estimulação simpática aumenta esses dois factores o que faz com que haja uma subida da pressão arterial. Por outro lado, enquanto a estimulação parassimpática diminui o bombeamento pelo coração, não tem, em essência, qualquer efeito sobre a resistência periférica.O efeito mais comum é de queda moderada da pressão arterial. Funções da Medula Supra-Renal A estimulação dos nervos simpáticos para a medula supra-renal faz com que sejam libertadas grandes quantidades de epinefrina e norepinefrina no sangue circulante. Estas hormonas são depois transportadas pelo sangue a todos os tecidos do corpo. A epinefrina e norepinefrina exercem sobre os diversos órgãos quase os mesmos efeitos que são produzidos pela estimulação simpática directa, excepto o facto de durarem 5 a 10 vezes mais, uma vez que a sua remoção do sangue é mais lenta. Norepinefrina circulante – produz vasoconstrição de praticamente todos os vasos do corpo; provoca uma maior actividade cardíaca; inibição do tubo gastrointestinal; dilatação da pupila do olho, etc. Epinefrina circulante – produz quase os mesmos efeitos que a norepinefrina, mas difere nos seguintes aspectos: a epinefrina, devido ao seu efeito mais intenso de estimulação dos receptores beta, provoca estimulação cardíaca muito mais intensa que a norepinefrina. Para além disso, a epinefrina produz constrição fraca dos vasos dos músculos, o que provoca um aumento muito menor da pressão arterial, quando comparada à acção da norepinefrina. No entanto, aumenta bem mais o débito cardíaco, devido ao seu efeito excitatório sobre o coração. A terceira diferença diz respeito aos seus efeitos sobre o metabolismo tecidual. A epinefrina exerce efeito metabólico cerca de 5 a 10 vezes maior do que o da norepinefrina. O facto da norepinefrina e da epinefrina serem libertadas, quase sempre, pela medula suprarenal ao mesmo tempo que os diversos órgãos são directamente estimulados pela activação simpática generalizada, faz com que: 1. Os órgãos sejam estimulados de duas formas distintas e, portanto, a actividade simpática seja reforçada; 2. Os dois modos de estimulação se possam substituir um ao outro – ou seja, a destruição das vias simpáticas directas para os órgãos não impede que eles sejam excitados/ a perda das duas medulas suprarenais tem pouco efeito sobre a actuação do SNS Assim que a informação vinda dos receptores chega ao Núcleo do Tracto Solitário, podem acontecer dois processos diferentes: Surgir a emergência de um reflexo que vai para a periferia, originando-se uma determinada acção; A informação é conjugada com informação existente nos sistemas endócrino e límbico, provocando uma alteração hormonal ou então uma alteração comportamental. O NTS é a primeira zona em que é integrada a informação com origem nas aferências periféricas, depois essa informação vai subir até ao núcleo parabraqueal, depois vai até à substância cinzenta central, à área de defesa hipotética, à amígdala e aos núcleos estriados do córtex. Eferências do Núcleo do Tracto Solitário Para zonas do tronco cerebral, na protuberância – locus coerulus, núcleo parabraquial, núcleo de Kölliker-Fuse. É na zona que compreende estas estruturas que se coordena a informação cardiovascular e a informação respiratória; Para zonas mais superiores do mesencéfalo. Aferências do Núcleo do Tracto Solitário Sistema Límbico; Região do hipotálamo – é aqui que se desenvolve uma reacção importante para a homeostasia. É uma reacção de defesa, própria de cada indivíduo e que permite reagir contra um agressor. Traduz-se por: hipertensão, taquicardia, aumento da ventilação, dilatação pupilar, vasodilatação colinérgica a nível dos membros, etc; Parabraquial – está ligado aos movimentos. Avaliação Funcional do SNA – Métodos Não-Invasivos Estuda-se o SNA indirectamente, tendo presente que todos os órgãos têm inervação dupla do simpático e do parassimpático e que a sua função é modulada normalmente em sentidos opostos destes dois sistemas. Avaliação da Função Autonómica Parassimpática Adaptação Cardiovascular ao Ortostatismo Nesta técnica, o doente está inicialmente em decúbito dorsal (deitado de barriga para cima) e é-lhe pedido que se levante rapidamente. O que vai acontecer é a queda da tensão arterial (TA) quando o doente se levante, a qual depois vai estabilizar. Numa primeira fase, a frequência cardíaca vai aumentar para compensar esta queda da TA, volta a descer e depois volta a aumentar, até estabilizar. Manobra de Valsalva A Manobra de Valsalva é realizada ao exalar forçadamente o ar contra os lábios fechados e nariz tapado, aumentando a pressão intratorácica, o que impede o retorno intravenoso. Inicialmente, a TA vai aumentar, devido ao aumento da pressão intratorácica; este aumento estimula os barorreceptores, do que resulta a diminuição da frequência cardíaca – Fase I. Com a continuação da manobra, e a diminuição do retorno venoso, o débito cardíaco diminui, fazendo diminuir a TA (diminuição da estimulação dos barorreceptores); há um predomínio da actividade simpática, pelo que aumenta a FC e a resistência vascular periférica – Fase II. Quando a Manobra de Valsalva termina, a pressão intratorácica diminui, diminuindo a pressão na aorta, causando um aumento reflexo da FC – Fase III. À medida que o retorno venoso é recuperado, a TA sobe, fazendo diminuir a FC (estimulação dos barorreceptores); a TA sobe a valores acima dos normais porque não há uma recuperação imediata da resistência vascular periférica, que continua aumentada – Fase IV. Variação da frequência respiratória com a respiração profunda Nesta técnica é calculada, para cada inspiração/expiração, a frequência cardíaca máxima e mínima. Posteriormente calcula-se a sua diferença. Faz-se isto em 6 ciclos inspiratórios/expiratórios e depois somam-se as diferenças, obtendo-se deste modo o índice R6. Desta prova retiram-se informações do SNP através da análise da frequência cardíaca – durante a inspiração, a FC aumenta e durante a expiração, a FC diminui. Avaliação da Função Autonómica Simpática Adaptação Postural ao Ortostatismo A TA depende maioritariamente da vasoconstrição e, como tal, do Sistema Nervoso Simpático. Quando nos pomos em pé, cerca de meio litro de sangue fica acumulado nos membros inferiores. Mas existe o barorreflexo – células sensíveis à distensão dos vasos. Quando há uma diminuição da pressão, estas células ficam menos distendidas e enviam um menor número de estímulos ao núcleo do tracto solitário; quando há um aumento da pressão enviam um maior número de estímulos. Hand Grip – resposta pressora O exercício “padronizado” isométrico consiste em pôr uma pessoa a exercer 30 % da sua força máxima durante o máximo de tempo que conseguir. Quando este exercício se realiza, a TA vai subir gradualmente à medida que a prova se vai desenrolando. Adaptação cardiovascular – TILT O teste de Tilt é muito semelhante ao teste do ortostatismo activo, a diferença é que no Tilt coloca-se o indivíduo em posição ortostática passivamente, utilizando-se uma mesa de Tilt elevada e mantida a 60 graus. Quando o SNP e o SNS não funcionam, vai haver uma diminuição gradual da PA, sem aumento da FC. Adaptação cardiovascular ao ortostatismo – Catecolaminas Podemos medir a quantidade de noradrenalina libertada na fenda sináptica, uma vez que o espaço na fenda é grande e uma parte da noradrenalina libertada é “arrastada” para a corrente sanguínea. O normal seria, com o ortastismo, ocorrer um aumento na concentração de noradrenalina. Com base em medições, podemos ter dois tipos de doenças: Défice no 2º neurónio – os valores basais de noradrenalina são próximos do zero e não sobem com o ortostatismo; Défice central – os valores basais são normais, mas sobem muito pouco o ortostatismo.
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