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Neuroanatomia e neurofisiologia básica1 Ana Paula Furtado Santos e Felipe Nunes Mourão 2 O sistema nervoso tem a capacidade de detectar, transmitir, analisar e utilizar as informações geradas pelos estímulos sensoriais representados por calor, luz, energia mecânica e modificações químicas do ambiente externo e interno. Além disso, organiza e coordena, direta ou indiretamente, o funcionamento de quase todas as funções do organismo, entre as quais as funções motoras, viscerais, endócrinas e psíquicas. Assim, o sistema nervoso estabiliza as condições intrínsecas do organismo, como pressão sanguínea, tensão de O2e de CO2, teor de glicose, de hormônios e pH do sangue e, participa dos padrões de comportamento, como os relacionados a alimentação, reprodução, defesa e interação com outros seres vivos. Classificação Funcional do sistema nervoso O sistema nervoso inclui os componentes sensoriais que detectam eventos do ambiente, integradores que processam e armazenam dados sensoriais, entre outros, e os componentes motores que geram movimentos e secreções glandulares. Divisão sensitiva do sistema nervoso O sistema sensitivo (ou aferente) apresenta os componentes: (a) somático: exteroceptivo somestésico (geral: com sensibilidade a calor, frio, dor, tato e pressão) e especial (visão, audição, equilíbrio, olfação e gustação), e proprioceptivo (cinestésico proprioceptivo); e, (b) visceral interoceptivo. A captação de estímulos ocorre por células sensitivas especializadas auxiliares ou neuronais. Depois que a informação captada é transmitida aos sistemas integradores ou de memória por vias de projeção, que se dirigem para estruturas presentes em: 1 Trabalho desenvolvido como atividade de monitoria em Fisiologia I, do curso de Medicina da Universidade Federal de São Joao del Rei, campus Dom Bosco. 2 Discentes do segundo período de Medicina da UFSJ-CDB, monitores da disciplina de Fisiologia I. 1. Medula espinhal. 2. Formação reticular do bulbo, ponte e mesencéfalo. 3. Cerebelo. 4. Tálamo. 5. Córtex cerebral. O giro pós-central é o sistema hierárquico superior responsável por receber e processar os estímulos sensitivos, se tornando estes, estímulos conscientes. Divisão motora do sistema nervoso O sistema motor é responsável por controlar diversas funções do corpo, e faz de forma integrada com informações corticais conscientes-voluntários e subcorticais inconscientes. Este controle se dá sobre as estruturas participantes dos processos de: 1. Contração dos músculos esqueléticos apropriados, por todo o corpo. 2. Contração da musculatura lisa dos órgãos internos e miocárdio. 3. Secreção pelas glândulas e células endócrinas e exócrinas. A projeção das vias motoras somáticas pode se dar de: Figura 1- Eixo somatossensorial do sistema nervoso Fonte: Tratado de Fisiologia Médica, Gyton 2012. 1. Córtex motor. 2. Cerebelo. 3. Núcleos da base. 4. Formação reticular do bulbo, ponte e mesencéfalo. 5. Medula espinhal. O giro pré-central (ou motor) é o local de iniciação do programa motor, ou seja, a origem da via descendente córtico-espinhal, área de execução motora cortical que apresenta axônios longos que se projetam para os núcleos motores do tronco encefálico e da medula espinhal, para que posteriormente inerve motoneurônios. Figura 2- Giro pré-central cortical. Fonte: http://www.auladeanatomia.com/neurologia/telencefalo.htm. Acesso em 20 de março de 2016. Função integrativa do sistema nervoso O sistema nervoso recebe constantemente informações do meio ambiente. Entretanto, 90% dessas informações processadas inconscientemente, e não é percebida pelo indivíduo. Exemplo é o contato entre a vestimenta e a pele, cujo estímulo é constante, entretanto passa a não ser percebido de forma consciente (graças as fibras de adaptação rápida). Dessa forma, a informação recebida por determinado receptor tem sua via de projeção rotulada, ou seja, tem uma rota constante e pré-definida. Para tanto, essas vias são integradas de forma a promover uma resposta rápida e delimitada, por exemplo, quando se encosta a uma superfície quente a resposta de retirada se dá através da integração das vias aferentes dos nociceptores e as vias motoras eferentes da medula espinhal. Essa via rotulada se dá sempre através de um neurônio aferente até seu local de processamento, que pode se dar nas seguintes estruturas: Figura 3 - Eixo neuromuscular do sistema nervoso Fonte: Tratado de Fisiologia Médica, Gyton 2012. 1. Medula espinhal. 2. Tronco encefálico (bulbo, ponte, mesencéfalo e tálamo). 3. Córtex cerebral. Áreas subcorticais Medula espinhal Figura 4 - Arco reflexo de retirada. Fonte: http://bibliotecadeeducacaofisica.blogspot.com.br/2011/07/anatomia-do- sistema-nervoso.html Tronco Encefálico Bulbo O bulbo é a estrutura do tronco encefálico que dá continuidade à medula espinhal no sentido caudo-craniano. Assim como as demais estruturas do tronco encefálico, o bulbo apresenta uma substância cinzenta própria (central; núcleos sensitivos e motores), que é No arco reflexo de retirada (fig. 4), o estímulo sensorial chega ao corno posterior-dorsal da medula espinhal pelo neurônio aferente primário (1º neurônio) e através de um neurônio de associação (2º neurônio) faz sinapse com o motoneurônio(3º neurônio) cujo axônio se encontra no corno anterior-ventral . Então a informação propaga-se peloneurônio motor (3º neurônio) que mediante secreção de neurotransmissor excitatório acetilcolina na junção neuromuscular (sinapse de placa motora) resulta em contração muscular. composta por corpos neuronais que se organizam em núcleos encefálicos, que dão início ao processamento das informações que serão transmitidas àsvias de projeção (descendentes e ascendentes) e a pares de nervos cranianos. A substância branca presente no bulbo, assim como no tronco encefálico, é composta pelos axônios que se projetam a partir dos corpos neuronais presentes na substância cinzenta. Essas fibras nervosas (conjunto de axônios) promovem a condução das informações aferentes (ou vias ascendentes, para núcleos centrais superiores) e eferentes (ou descendentes, nos quais é gerada uma resposta ou ação voluntária, do SNC para a periferia). Vias de projeção pelo bulbo Vias ascendentes a) fascículo grácil e cuneiforme b) lemnisco medial c) trato espino-talâmico lateral d) trato espino-talâmico anterior e) trato espino-cerebelar anterior f) trato espino-cerebelar posterior g) pedúnculo cerebelar inferior Vias descendentes a) trato córtico-espinhal b) trato córtico-nuclear (núcleos ambíguos e hipoglosso) c) tratos extra piramidais (rubro, vestíbulo, teto, retículo e olivo espinhais) d) trato espinhal do nervo trigêmeo e) trato solitário Estruturas em Roxo: Pares de nervos cranianos que emergem do bulbo/ponte. Estruturas em verde: Estruturas que se relacionam com as vias motoras. Estruturas em vermelho: Relacionam-se com as vias de projeção sensoriais. Figura 5- Visão posterior e anterior do bulbo, respectivamente. Fonte: NETTER, F.H. ATLAS DE ANATOMIA HUMANA. 2ª ed. Porto Alegre, Artmed, 2002. Adaptado. Ponte A ponte é a estrutura central do tronco cefálico e se encontra entre o bulbo (inferiormente a ela) e o mesencéfalo (superiormente). Anatomicamente,se divide em base (ventral) e tegmento da ponte (dorsal). Figura 6- Visão anterior e posterior da ponte, respectivamente. Fonte: NETTER, F.H. ATLAS DE ANATOMIA HUMANA. 2ª ed. Porto Alegre, Artmed, 2002. Adaptado. Tegmento da Ponte O tegmento da ponte é a porçao dorsal da ponte e apresenta fibras ascendentes, descendentes e transversais, além de núcleos de nervos cranianos e substância cinzenta própria. Mesencéfalo O mesencéfalo é constituído por uma porção dorsal, o teto do mesencéfalo e outra ventral e muito maior, os pedúnculos cerebrais, separados pelo aqueduto cerebral. Em cada pedúnculo têm-se estruturas denominadas base, tegmento e uma lâmina de substância cinzenta, a substância negra. Núcleos •N. vestibulo coclear •N. facial e abducente •Salivatório superior e lacrimal •N. Trigemio Fibras longitudinais •Leminisco espinhal •Leminisco lateral Leminisco medial •Leminisco trigemial Formaçao reticular •Núcleos da Raph (sono / vigília) •Locus Ceruleos (SARA) Vias de projeção do tegmento da ponte Lemnisco espinhal Lemnisco lateral Lemnisco medial Lemnisco trigemial Figura 7- Tegmento da ponte. Fonte: NETTER, F.H. ATLAS DE ANATOMIA HUMANA. 2ª ed. Porto Alegre, Artmed, 2002. Adaptado. Figura 9- Corte transversal do mesencéfalo, evidenciando vista superior desse corte. Fonte: MACHADO, Ângelo B.M.; HAERTEL, Lúcia Machado. Neuroanatomia funcional. 2ed. São Paulo: Atheneu, 2006. Figura 8- Mesencéfalo. Fonte: NETTER, F.H. ATLAS DE ANATOMIA HUMANA. 2ª ed. Porto Alegre, Artmed, 2002. Adaptado. Teto do Mesencéfalo Base do pedúnculo cerebral É formado pelos axônios que formam as fibras descendentes do trato cortico- espinhal, trato cortico- pontino e trato cortico-nuclear. Tegumento do mesencéfalo Colículo superior •Fibras derivadas da retina •Fibras do córtex occiptal •Fibras que formam o trato tecto-espinhal Colículo inferior Área pré tectal Trato cortico- espinhal (descentes) Trato cortico- pontino (descenden tes) Trato cortico- nuclear (descenden tes) Figura 10 – Teto do mesencéfalo. Fonte: MACHADO, Ângelo B.M.; HAERTEL, Lúcia Machado. Neuroanatomia funcional. 3.ed. São Paulo: Atheneu, 2006.Adaptado. Figura 11 – Tegumento do mesencéfalo. Fonte: MACHADO, Angelo B.M.; HAERTEL, Lúcia Machado. Neuroanatomia funcional. 2.ed. São Paulo: Atheneu, 2006.Adaptado. É caracterizado como a porção central do mesencéfalo, é composto por substância negra, núcleo rubro, núcleo do nervo troclear, núcleo do nervo oculomotor. Substancia negra Núcleo Rubro Núcleo do n. Troclear Núcleo do n. Oculomoto r Figura 12 – Tegumento do mesencéfalo. Fonte: MACHADO, Ângelo B.M.; HAERTEL, Lúcia Machado. Neuroanatomia funcional. 2.ed. São Paulo: Atheneu, 2006.Adaptado. Córtex cerebral Figura 13 – Lobos cerebrais Fonte: Centro Brasileiro de Estimulação Magnética Transcraniana O córtex é a sede do entendimento e da razão e se divide em lobos: - Lobo Frontal: Relacionado a processamentos complexos, como a cognição e o planejamento (córtex associativo motor) e a iniciação dos movimentos voluntários (córtex motor primário); - Lobo Temporal: Área de projeção (córtex auditivo primário) e processamento da audição (córtex associativo); - Lobo Parietal: Área de projeção e processamento somestésico; - Lobo Occipital: Área de projeção e processamento visual; - Lobo da Ínsula (oculta sobre os lobos frontais e temporais): Área de processamento gustativo e associado ao sistema límbico. No córtex cerebral chegam impulsos provenientes de todas as vias da sensibilidade que aí se tornam conscientes e são interpretadas. Do córtex saem os impulsos nervosos que iniciam e comandam os movimentos voluntários. Áreas Corticais e suas funções Figura 14 – Áreas corticais e suas funções Fonte: http://www.cerebromente.org.br/n01/arquitet/cortex.htm Área Cortical Função Córtex Motor Primário (giro pré-central) (em vermelho) Iniciação do comportamento motor Córtex Somatossensorial Primário (em azul escuro) Recebe informação somáticas gerais, proprioceptivas e viscerais do corpo (tato, vibração, temperatura, dor) Córtex Pré-frontal (em pink) Planejamento, emoção, julgamento Córtex de Associação Motora (área pré-motora) (em verde) Coordenação do movimento complexo Centro da Fala (Área Produção da fala e articulação de Broca) (em preto) Córtex Auditivo (em marrom) Detecção ?do som Área de Associação Auditiva (em azul claro) Processamento complexo da informação auditiva e memória Área de Associação Sensorial(em amarelo) Área de Associação Visual (em laranja) Processamento complexo da informação visual, percepção do movimento Córtex Visual (em verde musgo) Detecção de estímulo visual simples Área de Wernicke (em verde limão) Compreensão da linguagem (conhecimento, interpretação e da informação) Pares de nervos cranianos Figura 15- Denominação, função, origem e destino dos 12 pares de nervos cranianos. Fonte:NETTER, Frank H.. Atlas de Anatomia Humana. 2ed. Porto Alegre: Artmed, 2000 Os nervosos cranianos fazem comunicação com o encéfalo. Estão distribuídos em 12 pares. Estes pares são numerados em algarismos romanos. I – Nervo olfatório (sensitivo) II – Nervo óptico (sensitivo) III- Nervo óculo-motor(motor) IV- Nervo troclear(motor) VI- Nervo abducente (motor) V- Nervo trigêmeo (misto) VII- Nervo facial(misto) VIII- Nervo vestíbulococlear (sensitivo) IX- Nervo glossofaríngeo(misto) X- Nervo vago(misto) XI- Nervo acessório(motor) XII- Nervo hipoglosso(motor) Grandes Vias Aferentes São as vias que levam aos centros nervosos supra-segmentares os impulsos nervosos originados nos receptores periféricos. São consideradas cadeias neuronais unindo os receptores ao córtex. Via neoespino-talâmica: Responsável pela dor aguda e bem localizada. Envolve 3 neurônios: I)nosgânglios espinhais situados nas raízes dorsais II)localizados no coluna III) situados no tálamo Os axônios do III neurônio chegam à área somestésica do córtex cerebral (situada no giro pós-central) e transmitem impulsos térmicos e dolorosos situados no lado oposto do corpo e no tronco Via paleoespino-talâmica: É constituída de uma cadeia de neurônios em maior número que os da vida neoespino-talâmica. Não tem organização somatotópica, logo, é responsável pela dor pouco localizada. I)Localizados nos gânglios espinhais situados nas raízes dorsais. II) Localizados na coluna posterior. Seus axônios dirigem-se ao funículo lateral do mesmo lado e do lado oposto, formando posteriormente o tracto espino- reticular. III) Situados na formação reticular. Dão origem às fibras reticulo-talâmicas, que terminam nos núcleos intralaminares do tálamo. Via de pressão e tato protopático: Os receptores de pressão e tato são os Corpúsculos de Meissner e os corpúsculos de Ruffini. I = nos gânglios espinhais situados nas raízes dorsais II = localizados no coluna posterior da medula. Constituem o tracto espino- talâmico anterior e este ao nível da ponte, une-se ao espino-talâmico lateral para formar o leminisco espinhal III = situados no núcleo ventral póstero-lateraldo tálamo Por este caminho os impulsos gerados nos receptores de pressão e tato chegam ao córtex. Entretanto, os impulsos tornam-se consciente já em nível talâmico. Via de propriocepção consciente, tato epicrítico e sensibilidade vibratória: Permitem a distinção entre dois pontos e o reconhecimento da forma e o tamanho dos objetos colocados na mão (estereognosia). Receptores: Corpúsculos de Ruffini, corpúsculo de Meissner e ramificações dos axônios em torno dos folículos pilosos I = nos gânglios espinhais situados nas raízes dorsais II = localizados nos gânglios espinhais III = situados nos núcleos ventral póstero-lateral do tálamo Via de Propriocepção inconsciente: Receptores: Fusos neuromusculares e órgãos neurotendinosos situados nos tendões e músculos I = nos gânglios espinhais situados nas raízes dorsais II = localizados nos gânglios espinhais III = situados nos núcleos ventral póstero-lateral do tálamo. Podem estar em 3 posições, dando origem a 3 vias diferentes até o cérebro - no núcleo torácico (ou dorsal) Referências GUYTON, A.C. Fisiologia Humana. 5ª ed., Rio de Janeiro, Ed. Interamericana, 1981. MACHADO, Ângelo. Neuroanatomia Funcional. Rio de Janeiro/São Paulo: Atheneu, 1991. MOORE, K. L.; DALLEY, A. F. Anatomia orientada para a clínica. 5. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007. NETTER, Frank H.. Atlas de Anatomia Humana. 2ª ed.. Porto Alegre: Artmed, 2000.
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