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INTRODUÇÃO AO SISTEMA NERVOSO Jordana Maia VISÃO GERAL Nos permite perceber e interagir com o ambiente Nos possibilita responder física e emocionalmente ao mundo Sistema Nervoso Central – Encéfalo e medula espinhal Sistema Nervoso Periférico – nervos e componentes fora do SNC COMPONENTES CELULARES • Base para a construção das funções complexas desempenhadas Neurônios • Cerca de 100 milhões • Cada um tem contato com mais de mil outros • Circuitos ou redes – informações conscientes e inconscientes Células da glia • Apoiam e protegem os neurônios • São mais numerosas (10:1) • Também participam da atividade neuronal • Reservatório de células-tronco • Propiciam a resposta imunológica a inflamações e lesões NEURÔNIOS • São as células excitáveis do sistema nervoso • Sinais são propagados por potenciais de ação • Comunicação é feita por sinapses Produção de hormônios, proteínas e neurotransmissores Halo de retículo endoplasmático, atestando a alta taxa metabólica dos neurônios TRANSPORTE ANTERÓGRADO Corpo Celular ao longo do axônio até a sinapse Neurotransmissores necessários à sinapse TRANSPORTE RETRÓGRADO Terminal sináptico até o corpo celular Ele é essencial para o vaivém dos fatores tróficos, da periferia para o soma TIPOS DE NEURÔNIOS •Classificação Tamanho Morfologia Neurotransmissores TIPOS DE NEURÔNIOS Multipolares • Encéfalo e na medula espinal • Dendritos ramificam-se diretamente do corpo celular e possui um axônio único Pseudounipolares • Encontrados nos gânglios espinhais • Apresentam um ramo periférico do axônio que recebe a informação sensorial da periferia e a envia para a medula espinal, sem passar pelo corpo celular – não modificam o sinal Bipolares • Encontrados na retina e no epitélio olfatório • Possuem um único dendrito principal, que recebe o input sináptico, que, por sua vez, é transportado para o corpo da célula e daí para a camada de células seguinte, via axônio TIPOS DE SINAPSES • Contato entre duas células neuronais para propagação do potencial de ação • Sinapses axodendríticas (mais comuns) • Sinapses axossomáticas • Sinapses axoaxônicas CÉLULAS DA GLIA • São componentes essenciais da função do SNC • Oligodendroglias e as células de Schwann – bainha de mielina • Astrócitos - homeostase de íons e nas funções nutritivas • Células NG2 (polidendrócitos) - reserva de células tronco do SNC • Micróglias são as células imunológicas do encéfalo ASTRÓCITOS Fibrosos (substância branca), protoplasmáticos (substância cinzenta) e células de Müller (retina) Apoiam e estimulam os neurônios Reciclam o excesso de neurotransmissores da sinapse e mantêm a homeostase de íons ao redor dos neurônios Possuem papel na sinalização e modificação do sinal OLIGODENDROGLIA • São as células mielinizantes do SNC • Um oligodendrócito pode mielinizar múltiplos axônios • Bainha de Mielina • Camada isolante e protetora • Suporte trófico • Protege e organiza a distribuição dos canais iônicos ao longo do axônio • Nós neurofibrosos - lacunas na bainha de mielina para passagem de íons CÉLULAS DE SCHWANN • São as células mielinizadoras do SNP • Um célula de Schwann mieliniza apenas um único axônio • Na junção neuromuscular • Capta o excesso de neurotransmissores e mantém a homeostase iônica, facilitando a transdução do sinal MICROGLIA • São as células imunes do SNC • Distribuem-se por todo SNC • É ativada pela liberação de moléculas inflamatórias • São recrutadas para as áreas de lesão neuronal • Fagocitam detritos celulares • Envolvidas na apresentação do antígeno CÉLULAS NG2 (POLIDENDRITOS) • Descoberta recentemente • Atuam como células-tronco • Geração de glias e neurônios • “Promessa” para as doenças desmielinizantes • Podem receber inputs sinápticos diretos dos neurônios • Implicações funcionais não estão bem elucidadas CÉLULAS EPENDIMÁRIAS • Revestem os ventrículos e separam o líquido cerebrospinal (LCS) do tecido nervoso • Algumas têm uma função especializada como parte do plexo coroide (que produz LCS) BARREIRA HEMATENCEFÁLICA • Auxilia na manutenção da homeostase • Perfeita regulação • Isola e protege o encéfalo • Células endoteliais no SNC se ligam por junções apertadas • O transporte pela BHE • Difusão de pequenas moléculas lipofílicas, água e gás • Outras substâncias – transporte ativo NEUROFISIOLOGIA BÁSICA • É o estudo dos movimentos de íons através de uma membrana • Início da transdução dos sinais • Geração do potencial de ação • Ação dos neurotransmissores SINALIZAÇÃO NEURONAL • Regula desde funções primitivas até movimentos delicados e precisos Recepção e codificação da informação Processamento Elaboração da resposta adequada SINALIZAÇÃO NEURONAL • Impulso nervoso ou potencial de ação por variação na permeabilidade iônica da membrana • Dependem das sinapses • Pulsos podem levar variações de potencial cuja polaridade depende do sinal da corrente aplicada • Hiperpolarização – interior da célula mais – • Despolarização – interior da célula mais + ou menos - SINALIZAÇÃO NEURONAL • Necessário se atingir o limiar de excitabilidade • Quando se atinge o limiar, os impulsos se propagam sem alteração significativa de forma e amplitude • A cada ponto gera-se um novo potencial de ação ao longo da membrana • “Lei do tudo ou nada” • Período refratário • Absoluto – membrana é inexcitável • Relativo – membrana recupera gradativamente sua excitabilidade SINALIZAÇÃO NEURONAL • Potenciais são gerados e a medida que o impulso caminha pelo axônio, seu retorno é impedido pelo período refratário absoluto SINALIZAÇÃO NEURONAL • Bainha de mielina permitiu condução mais rápida do impulso • É interrompida regularmente pelos nós de Ranvier • Corrente tende a fluir através destes segmentos • Fluxo iônico na membrana é função do gradiente eletroquímico e dependente da condutância da membrana ao íon Membrana em repouso – potencial – 70 mV [ ] sódio maior extracelular – favorável à sua entrada na célula Permeabilidade da membrana ao sódio é extremamente baixa em repouso Potencial de ação produz aumento da condutância ao sódio Ocorre a despolarização e a inversão de polaridade da membrana Entrada do sódio cria um gradiente eletroquímico favorável à saída de potássio Repolarização SINALIZAÇÃO NEURONAL • Canais de sódio voltagem dependentes • Pode existir em 3 estados: fechado, aberto e inativado SINALIZAÇÃO NEURONAL • A manutenção dos gradientes de concentração destes íons depende da atividade da bomba de sódio e potássio TRANSMISSÃO SINÁPTICA SINAPSES ELÉTRICAS E QUÍMICAS • Zonas de comunicação entre uma célula nervosa e a célula seguinte • Elétricas e químicas • Sinapses elétricas • Passagem direta de corrente elétrica de uma célula para outra • Regiões especializadas – junções comunicantes TRANSMISSÃO SINÁPTICA • Sinapses químicas – liberação de um mediador químico Despolarização - liberação de neurotransmissores na fenda sináptica Receptores pós- sinapticos reconhecem um neurotransmissor e elaboram uma resposta específica Reciclagem ou remoção e degradação dos neurotransmissores TRANSMISSÃO SINÁPTICA • Não há prejuízos de houverem diferenças entre os elementos pré e pós-sinápticos • Liberação de neurotransmissores, abertura de canais iônicos na membrana pós-sináptica e a cascata de ações gerada produzem a amplificação dos sinais transmitidos ao longo da cadeia neural • Apresentamuitos estágios que podem ser regulados, o que torna essa neurotransmissão plástica e versátil, o que pode ser requerido em alguns processos Vantagens da sinapse química TRANSMISSÃO SINÁPTICA SINAPSES CENTRAIS • A transmissão do SNC se dá por sinapses químicas • A estimulação elétrica de diferentes nervos produz variações de potencial de membrana de pequena amplitude • Despolarizantes/Excitadoras • Geralmente a ativação é por abertura dos canais de sódio e potássio • Hiperpolarizantes/Inibidoras • Abertura dos canais de cloro • Existem outros mecanismos • Membrana integra informações das sinapses somando suas influências sobre o potencial de membrana - somação TRANSMISSÃO SINÁPTICA • Somação temporal é definida como a soma de potenciais pós-sinápticos sucessivos gerados pela estimulação repetitiva de uma única sinapse TRANSMISSÃO SINÁPTICA • A chamada somação espacial é definida como a soma de efeitos de duas ou mais sinapses distintas ativadas simultaneamente TRANSMISSÃO SINÁPTICA • Transmissão ao longo de uma cadeia de neurônios depende da geração de potenciais de ação • A estrutura decisiva para a transmissão da informação ao longo do axônio de um neurônio reside na área da membrana de menor limiar para a gênese de potenciais de ação TRANSMISSÃO SINÁPTICA • Diversas moléculas foram identificadas como neurotransmissores em diversos tipos de sinapses centrais • São responsáveis pelos efeitos eletrofisiológicos excitatórios e inibidores • Peptídeos neuroativos também podem ter efeito modulador importante na atividade neural TRANSMISSÃO SINÁPTICA TRANSMISSÃO SINÁPTICA • Liberação do neurotransmissor envolve etapas • Mobilização das vesículas • Fusão com a membrana • Exocitose do conteúdo vesicular • Cálcio parece ter múltiplas funções no processo TRANSMISSÃO SINÁPTICA • Liberação do neurotransmissor e geração da resposta • Potencial de ação próximo a terminação pré-sináptica produz uma despo- larização que abre canais de cálcio voltagem-dependentes • Influxo de cálcio mobiliza as vesículas contendo neurotransmissor • Neurotransmissor é liberado por exocitose, atravessa a fenda sináptica e combina-se com receptores pós-sinápticos INTRODUÇÃO AO SISTEMA ENDÓCRINO INTRODUÇÃO • O Sistema endócrino tem a função de garantir o fluxo de informações entre diferentes células, permitindo a integração funcional de todo o organismo Garantir a reprodução Promover crescimento e desenvolvimento Garantir a homeostasia do meio interno INTRODUÇÃO • O fluxo de informações ocorre por efeito de moléculas • HORMÔNIOS • Célula Secretora • Célula-alvo • É aquela que expressa um receptor específico para aquele hormônio • Definição clássica de hormônio: • “substância química produzida por tecidos especializados e secretada na corrente sanguínea, na qual é conduzida até os tecidos-alvo” SISTEMAS HORMONAIS SISTEMAS DE RETROALIMENTAÇÃO • Produção hormonal • Equilíbrio entre estímulo e inibição da síntese e secreção do hormônio • Mecanismo de feedback negativo • Quando a [ ] do hormônio aumenta • Mecanismos inibidores são ativados • Se a [ ] diminui • Mecanismos estimuladores são ativados FISIOPATOLOGIA • Existe uma diversidade de doenças endócrinas • Diminuição ou aumento da atividade de um determinado hormônio • Por exemplo, DM • Mais de 200 milhões de indivíduos no mundo • Gastos entre 1,5 a 15% do total dos gastos em saúde • Também existem problemas com uso indevido de hormônios • Ao exacerbar algumas de suas ações pode levar a complicações paralelas O QUE É MOTIVAÇÃO? • Conjunto de impulsos internos que nos levam a realizar certos ajustes corporais e comportamentais (Lent, 2004) • Força que compele um comportamento a acontecer (Bear, 2008) • Os atos promovidos pelas nossas motivações são os comportamentos motivados • Ex.: Fome e sede x comer e beber O QUE É MOTIVAÇÃO? O QUE NOS MOVE? ??? HOMEOSTASE • A manutenção do ambiente interno do organismo dentro de estreitos limites fisiológicos (Bear, 2008) • A permanente tendência dos organismos de manter a constância do meio interno (Walter Canon, 1871-1945) • Respostas comportamentais que garantem a preservação do indivíduo ou espécie. HOMEOSTASE COMPORTAMENTAL Comportamento alimentar Comportamento Reprodutivo Comportamento emocional HIPOTÁLAMO • Desempenha papel central na regulação homeostática do meio interno • Ajustes neuroendócrinos • Motivacionais • Comportamentais HIPOTÁLAMO • Estrutura do SNC envolvida em uma série de processos fisiológicos • Regulação da temperatura e ingestão alimentar • Neurônios que controlam a função endócrina • Representa uma interface entre os sistemas nervoso e endócrino • Eminência mediana hipotalâmica ponto de convergência de informações • As informações são transmitidas à hipófise • Liberação de hormônios HIPOTÁLAMO Manutenção da constância do meio interno Interação do organismo com o meio ambiente Geração de padrões funcionais integrados de ajustes ao tipo de estresse Controle da reprodução HIPOTÁLAMO RELAÇÕES ANATOMOFUNCIONAIS • Hipotálamo e hipófise - controle sobre a função de várias glândulas endócrinas • O controle que o sistema nervoso exerce sobre o sistema endócrino e a modulação que este efetua sobre a atividade do SNC • Mecanismos reguladores dos processos fisiológicos HIPOTÁLAMO • Neurônios originam • Peptídeos liberadores ou inibidores dos vários hormônios da hipófise anterior • Peptídeos neuro-hipofisários: • hormônio antidiurético (ADH) e ocitocina • Sintetizados por neurônios do hipotálamo • Armazenados na neuro-hipófise HIPOTÁLAMO • Neurônios hipotalâmicos que se relacionam com a adeno- hipófise • Hormônios da neuro-hipófise • Sintetizados por neurônios hipotalâmicos específicos Neurônios com corpos celulares distribuídos em diversas regiões do hipotálamo Dessas regiões partem axônios que chegam na eminência média do hipotálamo Vários hormônios inibidores e liberadores são secretados Neuro- hormônios atingem a hipófise anterior em altas concentrações HORMÔNIOS HIPOTALÂMICOS • Hipotálamo existem basicamente 2 classes de neurônios: 1) Os que secretam seus hormônios na circulação porta-hipofisária 2) Os que secretam hormônios diretamente na circulação geral • TRH (hormônio liberador de tireotrofina) • 1º hormônio hipotalâmico a ser isolado HORMÔNIO LIBERADOR DE TIREOTROFINA (TRH) REGULAÇÃO DA SÍNTESE E SECREÇÃO • Os neurônios que sintetizam TRH são influenciados pelo SNC e pelos níveis circulantes de hormônios tireoideanos HORMÔNIO LIBERADOR DE GONADOTROFINAS (GnRH) • Apresenta a capacidade de induzir a liberação de LH e FSH • Sintetizado como parte de um pró-hormônio • Sua liberação pode ser cíclica FSH induz a formação dos foliculos ovarianos (Graaf) e estes produzem estrógeno. Com o aumento do estrógeno, ocorre o aumento da liberação do hormônio LH, o qual promove a ovulação e a formação do corpo amarelo (lúteo) que irá produzir progesterona. Testículos FSH induz a produção de Espermatozóides LH Induz a produção de Testosterona Testosterona (hormônio sexual masculino), produzido no interior dos testículos pelas células de Leydig. Ação: Aparecimento dos características sexuais secundárias masculinas (barba, pelos pubianos, voz mais grossa, desenvolvimento da musculatura, etc). Amadurecimento dos órgãos genitais. Libido sexual. HORMÔNIO LIBERADOR DO GH ( GHRH) • Ésintetizado na forma de pré-pró-GHRH • Liberador do Hormônio do crescimento HORMÔNIO LIBERADOR DE PROLACTINA (PRH) • Substâncias obtidas de frações purificadas de extratos hipotalâmicos têm se mostrado capazes de promover liberação de prolactina (Prl) • Primeiras suspeitas – TRH HORMÔNIO LIBERADOR DE CORTICOTROFINA (CRH) • Estimula a liberação de ACTH • Sua estimulação é sensível ao estresse Estresse Elevação dos níveis plasmáticos de ACTH acima dos valores nor- mais Magnitude da elevação está relacionada com o tipo e intensidade do estresse CONTROLE NEUROENDÓCRINO DO RITMO DE SECREÇÃO HORMONAL • Todos os sistemas fisiológicos apresentam ritmicidade, principalmente circadiana • Não são estáveis e constantes por 24 horas, mas apresenta uma flutuação diária regular • 1) ciclo sono-vigília, secreção de GH, excreção urinária de cálcio, ritmos comportamentais de desempenho, comer e beber • 2) sono REM, temperatura central, secreção de glicocorticóides e excreção urinária de potássio HIPÓFISE • Está envolvida em praticamente toda as funções endócrinas do organismo • Mantém-se conectada com o hipotálamo • Divide-se em • Adeno-hipófise ou hipófise anterior • Neuro-hipófise ou hipófise posterior ADENO-HIPÓFISE • 5 tipos celulares • ACTHCorticotrofos • TSHTireotrofos • GonadotrofinasGonadotrofos • GHSomatotrofos • PrlLactotrofos HORMÔNIO TIREOTRÓFICO (TSH) • TSH - hormônio tireotrófico, hormônio tireoestimulante ou tireotrofina • Secreção ocorre em pulsos a cada 2 ou 3 horas • O resultado de suas ações é a liberação dos hormônios tireoidianos para o citoplasma das células produtoras GONADOTROFINAS (LH E FSH) • Hormônio folículo-estimulante (FSH) e hormônio luteinizante (LH) • Agem fundamentalmente sobre as gônadas • Estímulo de seu crescimento e diferenciação, tornando-as aptas para função reprodutiva e endócrina • Crescimento e maturação dos folículos ovarianos • Síntese dos estrógenos femininos • Nos testículos é responsável pela espermatogênese FSH • Age com o FSH durante o desenvolvimento dos folículos ovarianos • Responsável pela ovulação • Estimula a síntese de progesterona LH • Age nas estruturas que compõem o trato reprodutor masculino • Responsável pelo aparecimento dos caracteres sexuais secundários Testosterona • Agem em conjunto com o FSH nas células foliculares, participando do processo de maturação • Atuam na hipófise auxiliando na regulação de FSH e LH • Importantes para o desencadeamento do processo de ovulação • Prepara o trato reprodutor feminino para a concepção • Preparam a mama para lactação • Responsáveis pelo aparecimento dos caracteres sexuais secundários Esteróides ovarianos HORMÔNIO DO CRESCIMENTO (GH) • Efeito sobre o crescimento • Proliferação celular e estímulo da síntese de colágeno na placa epifisária • Ação justifica que o gigantismo ocorre apenas antes da puberdade pois as epífises ainda não estão consolidadas • Administração crônica de extrato hipofisário • Antes da puberdade – gigantismo • Adulto - acromegalia HORMÔNIO DO CRESCIMENTO (GH) • Outras ações • Promove múltiplos efeitos sobre o SNC, como melhora das funções cognitivas, do humor, da memória e do sono • O GH também exerce importantes efeitos sobre o sistema imunológico. A interação do GH com seus receptores em macrófagos e linfócitos leva a um aumento da resposta dessas células aos antígenos PROLACTINA (Prl) • Importante ação no processo de lactação •Preparação e manutenção da glândula mamária para secreção de leite •Ação conjunta com os estrógenos, progesterona HORMÔNIO ADRENOCORTICOTRÓFICO (ACTH) •Estimula a secreção de glicocorticóides, mineralocorticóides e esteróides androgênicos pelo córtex da supra-renal HORMÔNIO ANTIDIURÉTICO (ADH) • A pressão osmótica dos fluidos corporais mantém-se dentro de rígidos limites compatíveis com a vida - balanço hídrico • ADH é fundamental para esse equilíbrio • Age nos túbulos renais estimulando o processo de reabsorção de água do filtrado glomerular Efeitos do ADH • I) Ações renais • 2) Ações na musculatura lisa dos vasos, que resul- tam em contração da parede arteriolar e aumento da resistência periférica total HORMÔNIO ANTIDIURÉTICO (ADH) • Aumenta a reabsorção de água por meio da inserção de canais de água na membrana das células do ducto coletor • Favorece a passagem de água, por difusão simples, da luz tubular para o interstício medular (hipertônico), resultando na concentração da urina TRANSPORTE DE ÁGUA • O transporte de cloreto de sódio também é ativado pelo ADH • Aumenta a reabsorção de NaCI TRANSPORTE DE CLORETO DE SÓDIO ESTRESSE •ADH aumenta em resposta ao estresse inespecífico, como dor, estresse emocional e exercício físico •Mecanismo e importância fisiológica é desconhecido HORMÔNIO ANTIDIURÉTICO (ADH) OCITOCINA • Exerce ação na musculatura lisa uterina e da que reveste os alvéolos mamários • Participa do mecanismo do parto e da ejeção do leite OCITOCINA AÇÃO SOBRE O ÚTERO • Aumenta a frequência e duração dos potenciais de ação na musculatura uterina: • Inicia contração na musculatura uterina inativa • Aumenta a frequência, força e duração das contrações em músculos já ativos OCITOCINA PAPEL NO PARTO • Ação está bem definida • Há o aumento da secreção durante o parto • Existe uma correlação positiva entre [ ] de ocitocina e prosseguimento do trabalho de parto • Parto é mais difícil em pacientes com bloqueio de ocitocina • Distensão da cérvix uterina provocada pelas primeiras contrações leva a estimulação de receptores gerando um aumento da secreção de ocitocina • Feedback positivo que perdura até a expulsão do feto OCITOCINA AÇÃO SOBRE A GLÂNDULA MAMÁRIA • Relacionada com o processo de ejeção do leite • As células que envolvem estas estruturas são alvos da ocitocina • Contração leva à ejeção do leite materno • Também é desencadeado pela sucção do mamilo OCITOCINA OUTRAS AÇÕES • Durante o ato sexual, a estimulação mecânica dos componentes do trato genital feminino inferior também eleva a secreção de ocitocina • Especula-se que isso estimule a musculatura lisa, que facilita a propulsão dos espermatozoides • Estudos mais recentes têm revelado que as vias ocitocinérgicas e ADHérgicas centrais exercem importantes efeitos comportamentais relacionados a seletivos laços de longa duração entre machos e fêmeas (monogamia) Hipotálamo Recebe informações do sistema nervoso e secreta hormônios que atuam sobre a hipófise anterior (adenohipófise) Hormônios produzidos no Hipotálamo Atuação (Estimulação: ) (Inibição: X) Hormônios produzidos na Adenoipófise TRH Tireotrofina CRH Adrenocorticotrófico GHRH Somatotrófico GnRH LH e FSH PiF X Prolactina RESUMINDO RESUMINDO
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