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Prof. Alberto Ferreira Donatti Fisiologia Humana Sensação e Processo Sensorial O Sistema de Sensação Somática é comporto de dois principais componentes:. Um subsistema que detecta o estímulo mecânico - toque de luz, a vibração, pressão, e tensão cutânea E um subsistema que detecta o estímulo doloroso e a temperatura. Juntos, estes dois subsistemas dão aos seres humanos e outros animais a capacidade de identificar as formas e as texturas dos objetos, para monitorar a forças internas e externas queatuam sobre o corpo, em qualquer momento, e de detectar circunstâncias potencialmente prejudiciais. Sistema Sensorial Somático Nos tecidos cutâneos e subcutâneos há a presença de receptores especializados . Receptores Sensoriais Somáticos Cutâneos e Subcutâneos Essa variedade de receptores podem ser divididos em três grupos:. Mecanorreceptores – são receptores encapsulados, que ajudam na determinação da natureza do estímulo; Nociceptores e Termorreceptores – são receptores de terminações nervosas livres, pois possuem ramos terminais não mielinizados e esses neurônios se ramificam amplamente em regiões superiores da derme e epiderme (bem como em alguns tecidos profundos). Informação Tátil A informação tátil (toque, pressão, vibração e tensão cutânea) é realizado por quatro principais mecanorreceptores encapsulados: Corpúsculos de Pacini, Corpúsculo de Meissner, Disco de Merkel, Corpúsculo de Ruffini. Informação Tátil Características gerais: são receptores de baixo limiar de disparo (alta sensibilidade) e são inervados por axônios mielinizados relativamente largos (tipo Aβ – informação rápida). Corpúsculo de Meissner – encontrados nos dedos, palma e planta do pé. As suas fibras representam 40% da inervação sensorial da mão humana. São eficientes para transdução de informação sobre vibração de baixa frequência (objetos texturizados se movem sobre a pele). Corpúsculos de Pacini – são encontradas em tecidos subcutâneos e mais profundamente em membranas interósseas e mesentério do intestino. Estímulos de alta frequência – vibração cócegas em humanos. Discos de Merkel – estão localizados na epiderme, e são dessas nas pontas dos dedos, lábios e órgão genitais externos. Em humanos é percebido uma leve pressão, responsável pela discriminação de formas, bordas e texturas ásperas. Corpúsculo de Ruffini – estão localizados profundamente na pele, ligamentos e tendões. São sensíveis ao alongamento da pele. Receptores Sensoriais Somáticos Cutâneos e Subcutâneos I – Sistema Sensorial Somático DIFERENÇAS NA DISCRIMINAÇÃO MECANOSENSORIAL ATRAVÉS DO CORPO. È a precisão na qual o estímulo tátil pode ser sentido em várias regiões do corpo. A explicação é pelo fato que a presença dos mecanorreceptores em certas partes do corpo são mais numerosas do que em outras partes. Ou seja, o campo receptivo é a região da pele , o qual, evoca uma resposta sensorial tátil. Nas pontas dos dedos o campo receptivo é de 1-2 mm enquanto que na palma da mão e nos braços esse campos são maiores Informação Proprioceptiva Outra classe de receptores, promove informação sobre forças mecânicas oriundas do próprio corpo, em especial do sistema musculoesquelético. Informação Proprioceptiva Estes receptores são denominados proprioceptores. Estes proprioceptores dão primariamente detalhes da informação contínua sobre a posição dos membros e de outras partes do corpo no espaço. Estes mecanorreceptores são: Fusos Musculares, Órgão Tendinoso de Golgi e Receptores Articulares. Órgão Tendinosos de Golgi - se encontram entre as fibras de colágeno que formam os tendões (reflexo patelar*). Receptores Articulares - se encontram dentro e ao redor das articulações, reúne informações dinâmicas sobre a posição e o movimento articular. A função dos fusos musculares é fornecer informação sobre o comprimento muscular (o grau em que eles estão sendo esticados). A densidade varia de acordo com o músculo. Os músculos que geram movimentos grosseiros possuem poucos fusos, enquanto que os músculos extraocular, intrínsecos da mão e do pescoço são ricamente supridos. Fusos Musculares - consiste quatro a oito fibras especializadas intrafusomuscular encoberta por uma cápsula de tecido conjuntivo, a qual, estão distribuídos de forma paralela as fibras musculares. Dor Introdução Embora semelhante em alguns aspectos com o processamento sensorial da estimulação mecânica comum, a percepção da dor, chamado de nocicepção, depende de receptores e vias especificamente dedicado para isso. Este sistema é de fundamental importância pois informa o cérebro sobre a percepção de potenciais perigos, que venham a causar algum dano ao organismo. Nociceptores As terminações nervosas não especializadas que inicia a sensação de dor são chamados de nociceptores (noci é derivado do nocere Latina, "a doer"). Como outros receptores cutâneos e subcutâneos, os nociceptores realizam a transdução dos vários estímulos nos potencial de receptor (já visto!!!), o qual ativa o potencial de ação aferente. O circuito da dor, como outras sensações somáticas, ascende dos corpos celulares dos gânglio da raiz dorsal para serem processados na medula espinhal ou tronco cerebral. Os axônios associados a nocicepção conduzem o estímulo relativamente lento, sendo eles levemente mielinizados (grupo Aδ – 20m/s) ou, como na maioria, não mielinizados (fibras C – 2m/s). As fibras Aδ respondem tanto a estímulo mecânico danoso, como a estímulo térmico-mecânico, e as fibras C respondem a estímulos térmicos, mecânicos e químicos. (polimodais). Então essas fibras podem ser divididas em: nociceptores Aδ mecanosensitivos, nociceptores Aδ térmico-mecânicas e os nociceptores polimodais (ou fibras C). Como essas diferentes classes de nociceptores levam a percepção da dor? Em geral, duas categorias de percepção de dor tem sido descrito: Primeira Dor – uma dor mais aguda; Segunda Dor – è mais atrasada, difusa e mais duradoura. Dor Fibras Aα e Aβ Fibras Aδ Fibras C Progresso da Dor Sensibilização Seguido por um estímulo doloroso associado com lesão tecidual (corte, arranhada e contusões), a estimulação desta mesma área, que normalmente não seria tão doloroso, é percebido muito mais doloroso. Este fenômeno é denominado de hiperalgesia. . Ex: após a pessoa se queimar de sol na praia, a sensibilidade a temperatura é maior na pele com lesão do sol. Isso ocorre devido a alterações neural da sensibilidade, que podem ocorrer a nível periférico ou central. Sensibilização Periférica Ocorre uma interação entre nociceptores com a “sopa inflamatória” de substâncias que é liberada no site da lesão. Modulação da Dor Teoria da Comporta da dor Proposto inicialmente por Melzack e Wall´s, a ideia é que propõem que o fluxo de informação nociceptiva através da medula espinal é modulado pela activação concomitante das grandes fibras mielinizadas associados com mecanorreceptores. Se caracteriza pela continuidade do componente crônico da dor, mesmo depois do fator nocivo ou predisponente ter desaparecido. Independente de como tenha surgido, a dor crônica promove um padrão comportamental característico: A dor é uma experiência extremamente desagradável (nunca sentida antes) Distúrbios do sono Irritabilidade Perda do sono. O paciente tonra-se isolado socialmente, desenvolve depressão e assume o comportamento de inválido. A dor crônica pode ser dividida em: nociceptiva, neuropatia e psicogênica. Dor CrônicaAs vias Somatossensoriais Vias Somatossensoriais - Introdução As vias somatossensoriais são freqüentemente designadas de acordo com a origem e o término do trato que contém o segundo neurônio na série (ex.: trato espinhotalâmico – todavia, a via inclui o neurônio que traz as informações ao sistema nervoso central, o neurônio do trato espinhotalâmico e o neurônio do tálamo ao córtex cerebral); 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 As vias retransmissoras conscientes As vias retransmissoras conscientes Transmitem sinais com alta fidelidade, fornecendo detalhes precisos relativamente à localização do estímulo (ex.: reconhecimento de 2 pontos distantes apenas 1,6 mm um do outro e identificação exata de onde ocorreu o estímulo – ponta dos dedos da mão); Elas levas a informação até o córtex cerebral e elas envolvem três neurônios de projeção. Os tipos de somatossensação que chegam à percepção consciente são: tato, propriocepção, dor e temperatura. Os pares de pontos mostram a distância mínima necessária para diferenciar entre dois pontos tocando o corpo simultaneamente. Observe a sensibilidade das pontas dos dedos em relação ao resto do corpo. Todas as medições são mostrados na sua escala real. I – Trajeto do Sistema de coluna dorsal/lemnisco medial: a) Tato discriminativo ou epicrítico, e propriocepção consciente do corpo; - neurônio de primeira ordem: receptores > gânglio da raiz dorsal > fascículo grácil (membros inferiores; medial) e cuneiforme (membros superiores; lateral) da coluna dorsal da medula espinhal > núcleo grácil e cuneiforme da medula oblonga; - neurônio de segunda ordem: núcleo grácil e cuneiforme da medula oblonga > cruzam a linha média como fibras arqueadas internas e sobem como lemnisco medial > tálamo (núcleo ventral póstero- lateral); - neurônio de terceira ordem: tálamo (núcleo ventral póstero- lateral) > cápsula interna > córtex somatossensorial primário (giro pós-central – posterior ao sulco central); homúnculo: região do córtex somatossensorial que representa uma região específica do corpo. As vias retransmissoras conscientes As vias retransmissoras conscientes a) - Sistema coluna dorsal/lemnisco medial (tato discriminativo ou epicrítico, e propriocepção consciente) do corpo: - neurônio de primeira ordem: receptores > gânglio da raiz dorsal > fascículo grácil (membros inferiores; medial) e cuneiforme (membros superiores; lateral) da coluna dorsal da medula espinhal > núcleo grácil e cuneiforme da medula oblonga; - neurônio de segunda ordem: núcleo grácil e cuneiforme da medula oblonga > cruzam a linha média como fibras arqueadas internas e sobem como lemnisco medial > tálamo (núcleo ventral póstero- lateral); - neurônio de terceira ordem: tálamo (núcleo ventral póstero- lateral) > cápsula interna > córtex somatossensorial primário (giro pós-central – posterior ao sulco central); homúnculo: região do córtex somatossensorial que representa uma região específica do corpo. As vias retransmissoras conscientes b) Tato discriminativo ou epicrítico, e propriocepção consciente da face; - neurônio de primeira ordem: receptores > nervo trigêmeo > gânglio do trigêmeo > núcleo sensorial principal do trigêmeo; - neurônio de segunda ordem: núcleo sensorial principal do trigêmeo > cruzam a linha média na ponte > tálamo (núcleo ventral póstero-medial); - neurônio de terceira ordem: tálamo (núcleo ventral póstero- medial) > cápsula interna > córtex somatossensorial primário (giro pós-central – posterior ao sulco central); As vias retransmissoras conscientes b) - Informações táteis discriminativas da face: - neurônio de primeira ordem: receptores > nervo trigêmeo > gânglio do trigêmeo > núcleo sensorial principal do trigêmeo; - neurônio de segunda ordem: núcleo sensorial principal do trigêmeo > cruzam a linha média na ponte > tálamo (núcleo ventral póstero-medial); - neurônio de terceira ordem: tálamo (núcleo ventral póstero-medial) > cápsula interna > córtex somatossensorial primário (giro pós-central – posterior ao sulco central); As vias retransmissoras conscientes II - Colunas ântero-laterais: conduzem informações sensoriais de pressão e tato grosseiro ou protopático (espinotalâmico anterior), como também de dor e temperatura discriminativas (espinotalâmico lateral): a) sensação de pressão, tato grosseiro, dor rápida localizada e temperatura, (via neo-espinhotalâmica) do corpo: - neurônio de primeira ordem: terminações livres > gânglio da raiz dorsal > corno dorsal da medula espinhal (segmentos adjacentes); - neurônio de segunda ordem: corno dorsal da medula espinhal > cruzam a linha média e sobem pela coluna ântero-lateral da medula > tálamo (núcleo ventral póstero-lateral); - neurônio de terceira ordem: tálamo (núcleo ventral póstero- lateral) > cápsula interna > córtex somatossensorial primário (giro pós-central – posterior ao sulco central). Colunas ântero-laterais (temperatura, tato grosseiro e dor rápida) As vias retransmissoras conscientes b) Informações de temperatura, tato grosseiro e dor rápida da face: - neurônio de primeira ordem: terminações livres > nervo trigêmeo > gânglio do trigêmeo > núcleo espinhal do nervo trigêmeo; - neurônio de segunda ordem: núcleo espinhal do nervo trigêmeo > cruzam a linha média na ponte > tálamo (núcleo ventral póstero-medial); - neurônio de terceira ordem: tálamo (núcleo ventral póstero- medial) > cápsula interna > córtex somatossensorial primário (giro pós-central – posterior ao sulco central); Colunas ântero-laterais (temperatura, tato grosseiro e dor rápida) As vias divergentes (dor lenta imprecisa) As vias divergentes Ao contrário da dor rápida, a dimensão afetiva da dor depende de uma rede divergente de neurônios; As informações de dor lenta usam diversas vias com um número variável de neurônios de projeção e não uma via de três neurônios como a dor rápida. Além disso, elas não possuem organização somatotópica, de modo que a dor lenta não pode ser localizada com precisão. Primeiro neurônio: é uma fibra C não-mielinizada (terminações livres) > gânglio da raiz dorsal > corno dorsal da medula espinhal; Interneurônios: corno dorsal da medula espinhal; Neurônios de projeção ascendente: corno dorsal da medula espinhal > sobem na medula espinhal ântero-lateral até o mesencéfalo (trato espinhomesencefálico), formação reticular (trato espinhorreticular) e tálamo (trato paleoespinhotalâmico). As vias divergentes Trato espinomesencefálico: leva informações nociceptivas ao colículo superior e à substância cinzenta periaquedutal. Eles está envolvido com o 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 espinhorreticular: leva informações à formação reticular (rede neural, no tronco encefálico, que inclui os núcleos reticulares e suas conexões). Neurônios da formação reticular fazem projeção, então, para núcleos da linha média e intralaminares do tálamo; Trato paleoespinhotalâmico: leva informações aos núcleos da linha média e intralaminares do tálamo. Esses núcleos talâmicos fazem projeção para áreas do córtex cerebral envolvidas nas emoções,na integração sensorial, personalidade e movimento, assim como para os núcleos da base. A atividade nos tratos espinhorreticular e paleoespinhotalâmico leva a respostas de ativação, retraimento, repostas autonômicas e afetivas à dor. Vias divergentes (dor lenta imprecisa) Tratos informativos inconscientes para o cerebelo Tratos informativos inconscientes As informações dos proprioceptores e as informações a respeito da atividade em interneurônios espinhais são transmitidas ao cerebelo pelos tratos espinhocerebelares; As informações transmitidas por estes tratos são fundamentais para ajustar movimentos; Tratos informativos inconscientes Tratos informativos inconscientes para o cerebelo (informações dos proprioceptores e a respeito da atividade em interneurônios espinhais) Reflexos Reflexos Reflexo – o arco reflexos implica uma resposta sensorial ao estiramento muscular, que fornece feedback excitatória direta com os neurônios motores que inervam o músculo que foi estirado. A circuitaria local na medula espinhal medeia uma série dessas ações reflexas sensório motoras. A via reflexa é composta por um neurônio sensitivo, um ou mais neurônios motores alfa e interneurônios localizados na medula. O simples reflexo é originado nos fusos musculares (receptores sensoriais presentes na maioria dos músculos). Arco Reflexo Reflexo Monossináptico: são reflexos que contêm somente uma sinapse, é o caso do reflexo proprioceptivo bineuronial ou direto. Arco Reflexo Reflexo Polissináptico: são reflexos que contêm mais de uma sinapse, é o caso do reflexo de retirada a dor (reflexo de extensão cruzada). Arco Reflexo (monossináptico) Arco Reflexo (lesão das fibras aferentes) A – Normal B – Retirada das fibras sensoriais. Arco Reflexo (Polissináptico) Reflexo da Dor Arco Reflexo Circuito de Reflexo de Estiramento Arco Reflexo Circuito de Reflexo de Estiramento Conclusão A contribuição da circuitaria local para o controle motor não é limitado a respostas reflexas a estímulos sensoriais. Estudos dos movimentos rítmicos, como a locomoção e a natação em modelos de roedores, tem demonstrado que os circuitos na medula espinhal são denominados geradores do padrão central, são capazes de controlar o tempo e a coordenar os padrões complexos do movimento, e ajustá- los em resposta a alteração. Durante a locomoção, os altos centros motores organizam os padrões de atividade temporal e espacial dos membros individualmente. Além do mais, a transecção da medula espinhal a nível torácico, os membros inferiores de gatos ainda apresenta padrão e coordenação do movimento de locomoção quando colocados na esteira. Conclui-se que os movimentos são determinados a nível da medula, e são somente coordenados pelos centros superiores e pelo sistema sensorial . Conclusão Transecção da medula espinhal a nível torácico Conclusão No ser humano, um seccionamento total da medula provoca uma paralisia imediata e permanente de todos os movimentos voluntários dos músculos inervados pelos nervos situados caudalmente em relação ao ponto de seccionamento (paraplegia ou quadriplegia). Inicialmente desaparecem a sensibilidade, os reflexos motores e vegetativos (arreflexia). Os reflexos motores recuperam nas semanas e meses seguintes. Se a lesão é mais sincunscrita e compromete o neurônio motor inferior ou o trajeto das vias eferentes, surge o chamado Síndrome do neurônio motor inferior, caracterizado por paralisia flácida, hipotrofia, hipotonia e perda dos reflexos profundos.
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