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FISIOLOGIA APLICADA A ATIVIDADE MOTORA REVISÃO DOS ASPECTOS ANATÔMICOS E HISTOLÓGICOS DO SISTEMA NERVOSO Prof. Paulo Pineda TECIDO NERVOSO • NEURÔNIOS • CÉLULAS GLIAIS (GLIA OU NEURÓGLIA) NEURÔNIOS • CÉLULAS ALTAMENTE EXCITÁVEIS • NÃO SE DIVIDEM • FUNÇÃO: GERAÇÃO DE IMPULSO NERVOSO = CONTROLE DE DIVERSAS FUNÇÕES DO ORGANISMO • COMUNICAÇÃO COM CÉLULAS EFETUADORAS NEURÔNIO TIPOS DE NEURÔNIOS CLASSIFICAÇÃO • Classificação Anatômica • Classificação Funcional Classificação Anatômica • Neurônios Unipolares • Neurônios Bipolares • Neurônios Multipolares • Neurônios Pseudo-Unipolares • Células Piramidais Classificação Anatômica Classificação Funcional • Neurônios Sensoriais • Interneurônios • Neurônios Motores • Receptores: Percebem o ambiente (químicos, luz, som, toque) e codificam essas informações em mensagens eletroquímicas, que são transmitidas pelos neurônios sensoriais • Neurônios sensoriais: Transportam sinais das extremidades do nosso corpo (periferias) para o sistema nervoso central • Interneurônios (neurônios associativos): Conectam vários neurônios dentro do cérebro e da medula espinhal • Neurônios motores (motoneurônios): transportam sinais do sistema nervoso central para as extremidades (músculos, pele, glândulas) do nosso corpo Classificação Funcional Classificação Funcional CÉLULAS DA GLIA TIPOS DE CÉLULAS GLIAIS • CARACTERÍSTICAS: - 10X mais numerosas do que os neurônios - Realizam mitose - Função: Suporte, proteção e nutrição para os neurônios - Neuróglia Micróglia • Consiste em macrófagos especializados que protegem os neurônios • Capazes de fagocitar • São as menores de todas as células gliais e correspondem a 15% de todas células do tecido nervoso Macroglia • Os tipos de células da macroglia são: - Oligodendrócito - Célula ependimária - Célula radial glial - Célula de Schwann - Célula satélite - Astrócito Localização Nome Descrição SNC Astrócitos Forma estrelada; sinalização celular; a comunicação neurônio-astrócito se dá em ambas as direções; os pés dos astrócitos ligam neurônios e vasos sanguíneos (função nutritiva) SNC Oligodendrócitos Fabricação da mielina a partir de lipídios e proteínas; neurônios do SNCrevestidos por oligodendrócitos SNC célula ependimária Revestem as cavidades do encéfalo e da medula, conectando-se com o LCR (liquido cefalorraquidiano). São cilíndricas com prolongamentos que penetram no tecido nervoso SNC célula radial glial Na retina esta é a principal célula glial e participa na comunicação dosneurônios SNP células de Schwann Neurônios do SNP revestidos por células de Schwann (consideradas as únicas células de sustentação do SNP); as células de Schwann também têm características fagocitárias quando existe uma infecção. As células de Schwann podem envolver um neurônio totalmente (mielinizado), ou parcialmente (não mielinizado) SNP Célula Satélite São pequenas células que delimitam a superfície exterior dos neurônios eajudam a regular o ambiente químico externo NERVOS X FEIXES NERVOSOS X FIBRAS NERVOSAS ü Fibra Nervosa: É o axônio com seu envoltório mielínico ü Feixe Nervoso: Grupo de fibras nervosas üNervo: Grupo de feixes nervosos vObservação: Bainha de Mielina (lipoprotéica): Secreção por - Oligodendrócito (SNC) - Células de Schwann (SNP) DISPOSIÇÃO DAS ESTRUTURAS • Camada Externa: Epineuro (envolve o nervo) • Camada Intermediária: Perineuro (envolve os feixes) • Camada Interna: Endoneuro (envolve as fibras) § Nervos Sensitivos = fibras aferentes § Nervos Motores = fibras eferentes § Nervos Mistos = fibras aferentes + fibras eferentes TIPOS DE FIBRAS • Fibras A: são grossas, mielinizadas, com alta velocidade de condução e são subdivididas em α, β, γ e δ (em ordem decrescente de espessura). • Fibras B: são menos grossas, mielinizadas, são fibras eferentes pré-ganglionares do Sistema Nervoso Autônomo. • Fibras C: são fibras amielínicas, de baixa velocidade de condução. • Fibras A α: sensibilidade táctil e proprioceptiva • Fibras A β e fibras A γ: sensibilidade tátil e térmica • Fibras A δ e C: sensibilidade dolorosa TIPOS DE FIBRAS Ø CALIBRE TIPO A: grosso calibre, mielinizadas Condução rápida (6-30 m/s) TIPO C: fino calibre, amielinizadas Condução lenta (0.5-2 m/s) REGENERAÇÃO NEURONAL - Envoltórios (membranas) de T.C. que protegem o SNC § Dura-máter: Meninge externa (T.C.D.) § Aracnóide: § Pia-máter: Meninge interna = bastante vascularizada - Membrana em contato com a dura-máter - Traves que a ligam com a Pia-máter Espaço Subaracnóideo Liquído Cefalorraquidiano Meninges CLASSIFICAÇÃO DO SISTEMA NERVOSO Divisão Anatômica SNC - Encéfalo (cérebro, cerebelo, ponte e bulbo) - Medula Espinhal SNP - Gânglios - Nervos Divisão Fisiológica (Funcional) • Sistema Nervoso Somático (Voluntário) Composto por neurônios que estão submetidos ao controle consciente para gerar ações motoras voluntárias, resultantes da contração de um músculo esquelético. Principal função: Inervar a musculatura esquelética, responsável pelas ações voluntárias, como a movimentação de um braço ou perna. Divisão Fisiológica (Funcional) Ø Sistema Nervoso Visceral (Autônomo) Fibras que saem do SNC através de nervos cranianos e espinhais e gânglios destas fibras Controla funções como a respiração, circulação do sangue, controle de temperatura e digestão. Sistema Nervoso Visceral (Autônomo) § SNPA SIMPÁTICO Núcleos nervosos nas porções torácica e lombar da medula espinhal = Divisão Toracicolombar do SNPA Mediador Químico: NORADRENALINA § SNPA PARASSIMPÁTICO Núcleos nervosos da porção Sacral e do Encéfalo = Divisão Craniossacral do SNPA Mediador Químico: ACETILCOLINA • Obs: Excessão do Antagonismo entre SNPAS e SNPAP: Glândulas Salivares são estimuladas pelos 2 sistemas O IMPULSO NERVOSO • O impulso nervoso é um impulso elétrico • Para que seja gerado, o neurônio precisa realizar um potencial de ação COMUNICAÇÃO NERVOSA • Ocorre em 3 etapas: 1. Geração do impulso nervoso (Geração de PA) 2. Condução do impulso nervoso (Condução) 3. Transmissão da informação (Sinapse) Geração de PA • Ocorre em 4 etapas: 1. Despolarização: absorção de sódio 2. Repolarização: secreção de potássio 3. Hiperpolarização: perda excessiva de potássio 4. Período refratário: repouso do neurônio e realização da bomba de sódio e potássio Obs: Limiar de excitação Condução • Ocorre de duas formas: - Contínua (fibras amielínicas) - Saltatória (fibras mielínicas com nódulos de Ranvier) Condução Contínua Condução Saltatória SINAPSE • Corresponde a transmissão de informação de uma célula a outra • Podem ser Elétricas ou Químicas de acordo com a natureza da sinapse • Podem ser Excitatórias ou Inibitórias de acordo com o tipo de informação • Podem ser Interneuronal ou Neuromuscular de acordo com os tipos de células SINAPSE ELÉTRICA • Ocorre no coração • Necessidade da existência de canais intercelulares especiais (junções comunicantes) • Passagem de íons, pequenos peptídeos e segundos mensageiros moleculares • Ocorre sempre a excitação da célula pós-sináptica • Condução muito rápida Sinapse elétrica no miocárdio Discos intercalares SINAPSE QUÍMICA • Condução numa só direção • O neurônio que secreta o neurotransmissor é denominado pré-sináptico • O neurônio sobre o qual o neurotransmissor atua é chamado pós-sináptico • Vantagens: os sinais são levados à alvos altamente específicos. Isso permite ao sistema nervoso direcionar suas ações (sensação, controle motor, memória,etc.) SINAPSE QUÍMICA SINAPSE QUÍMICA (Sinapse Neuromuscular) SINAPSE QUÍMICA NEUROTRANSMISSORES DE BAIXO PESO MOLECULAR E DE AÇÃO RÁPIDA Moléculas pequenas e de ação rápida: - Substâncias sintetizadas na terminação pré-sináptica e absorvida por transporte ativo para dentro das vesículas sinápticas - Causam a maioria das respostas agudas no SN (transmissão de sinais sensoriais ao cérebro e sinais motores ao músculo) - Apenas um tipo é secretado por cada neurônio NEUROTRANSMISSORES DE BAIXO PESO MOLECULAR E DE AÇÃO RÁPIDA • CLASSE I: Colinas Acetilcolina (contração da musculatura esquelética, atenção, aprendizagem e memória) • Classe II: Aminas Dopamina (controle motor) Serotonina (aprendizagem, memória e bom humor) Histamina (vasodilatação) Norepinefrina (excitação física, mental e bom humor) Epinefrina* • Classe III : Aminoácidos Aspartato e Glutamato (excitatórios) GABA (SNC) e Glicina (SNP) (inibitórios) NEUROTRANSMISSORES DE BAIXO PESO MOLECULAR E DE AÇÃO RÁPIDA Funções associadas a cada um dos receptores colinérgicos • Nicotínicos Presente em musculatura esquelética • Muscarínicos Presente nos demais tecidos (ex: musculatura cardíaca) Funções associadas a cada um dos receptores adrenérgicos Receptor Alfa Receptor Beta Vasoconstrição (cutânea, renal, etc.) Vasodilatação (músculo esquelético) Contração do miométrio Cardioaceleração Contração do dilatador da íris Aumento da força de contração do miocárdio Relaxamento intestinal Relaxamento do miométrio Contração pilomotora Relaxamento bronquial e intestinal Lipólise Glicogenólise NEUROTRANSMISSORES DE ALTO PESO MOLECULAR E DE AÇÃO LENTA Moléculas grandes e de ação lenta: - Grandes moléculas protéicas sintetizadas no corpo celular neuronal - Liberadas em quantidade menor pois possuem potência superior - Ação prolongada CLASSE A: Hormônios liberadores hipotalâmicos H.L. de tireotropina (estimula a liberação de TSH) H.L. do hormônio luteinizante (estimula a liberação de LH) Somatostatina (controla glicemia, inibe GH) CLASSE B - Peptídeos pituitários ACTH (estimula as glândulas adrenais) Prolactina (estimula a produção de leite) Vasopressina (produzida pelo hipotálamo mas secretada pela hipófise) (ADH) (vasoconstrição e estimula a reabsorção renal de água) Ocitocina (produzida pelo hipotálamo mas secretada pela hipófise) (contração uterina e mamária, prazer no orgasmo, empatia social) NEUROTRANSMISSORES DE ALTO PESO MOLECULAR E DE AÇÃO LENTA • CLASSE C - Peptídeos que agem sobre o intestino e sobre o cérebro Encefalina (analgesia) Substância P (diminui o limiar da dor e favorece inflamação) Gastrina (secreção de ácido clorídrico) • CLASSE D - De outros tecidos Angiotensina II (vasoconstritora e estimula reabsorção renal de sódio) Bradicinina (vasodilatador e ativa as vias de dor) Calcitonina (inibe PTH) NEUROTRANSMISSORES DE ALTO PESO MOLECULAR E DE AÇÃO LENTA REMOÇÃO DO NEUROTRANSMISSOR 1) Por difusão do neurotransmissor da fenda para os líquidos em volta 2) Por destruição enzimática dentro da fenda sináptica 3) Por transporte ativo de volta ao terminal pré-sináptico que o liberou para ser reutilizado SINAPSE EXCITATÓRIA – O mediador químico (neurotransmissor) liberado na fenda sináptica excita o neurônio seguinte, produzindo o PEPS ou PPSE (potencial pós sináptico excitatório) – Exemplo: Norepinefrina, Epinefrina, Acetilcolina – CONSEQUÊNCIA: Abertura de canais de sódio e formação de potencial de ação – O mediador químico (neurotransmissor) liberado na fenda sináptica inibe a despolarização do neurônio seguinte, produzindo o PIPS ou PPSI (potencial pós sináptico inibitório) – Exemplo: GABA, Glicina e a Acetilcolina no coração – CONSEQUÊNCIA: Abertura de canais de cloreto. NÃO ocorre a formação de um potencial de ação SINAPSE INIBITÓRIA TRÊS ESTADOS DE UM NEURÔNIO 1) Neurônio em repouso 2) Neurônio excitado, com aumento do potencial intraneuronal devido ao influxo de íons SÓDIO 3) Neurônio inibido, com redução do potencial intraneuronal devido ao influxo de íons CLORO e efluxo de íons POTÁSSIO Facilitação l Quando um axônio pré-sináptico é estimulado repetidamente, a resposta pós-sináptica pode aumentar a cada estímulo l O grau de facilitação depende da freqüência dos impulsos pré-sinápticos. l A facilitação desaparece rapidamente, em décimos a centésimos de milissegundos Potenciação • Quando um neurônio pré sináptico é estimulado tetanicamente (muitos estímulos com freqüência elevada), ocorre aumento mais prolongado da resposta pós sináptica • Potenciação pós sináptica chega a durar por décimos de segundo até vários minutos após a cessação da estimulação tetânica Potencial Pós-Sináptico • Excitatório PEPS Há geração de potencial de ação • Inibitório PIPS Não há geração de potencial de ação Potencial Pós-Sináptico • SOMAÇÃO ESPACIAL Quando mais de um neurônio pré-sináptico realiza sinapses com um único neurônio pós-sináptico e este soma seus PEPS • SOMAÇÃO TEMPORAL Quando um único neurônio pré-sináptico realiza sucessivas sinapses com um único neurônio pós-sináptico e este soma seus PEPS (a) PEPS (b) PEPS: Somação Espacial (c) PEPS: Somação Temporal Tipos de Fibras RECEPTORES SENSORIAIS RECEPTORES ØClassificação funcional • EXTEROCEPTORES Receptores localizados na superfície corpórea • PROPRIOCEPTORES Receptores localizados em ventres musculares, tendões, fáscias, ligamentos e cápsulas articulares • VISCEROCEPTORES Receptores localizados em vísceras RECEPTORES ØClassificação Anatômica (Morfológica) • ESPECIAIS Receptores relacionados com os órgãos dos sentidos • GERAIS - LIVRES: tato / pressão MECANOCEPTOR temperatura TERMOCEPTOR dor NOCICEPTOR - ENCAPSULADOS RECEPTORES ENCAPSULADOS Ø Mecanoceptores: • Corpúsculo de Merckel: tato e pressão • Corpúsculo de Meissner: tato e pressão • Corpúsculo de Ruffini: tato e pressão • Corpúsculo de Vater-Paccini: tato e pressão Ø Proprioceptores: • Fusos neuromusculares: responsáveis pelos reflexos miotáticos • Órgãos neurotendinosos: estimulados quando ocorre o estiramento de um tendão muscular ÓRGÃOS PROPRIOCEPTIVOS Fuso Muscular Órgão Tendinoso de Golgi Propriocepção É a capacidade em reconhecer a localização espacial do corpo, sua posição e orientação, a força exercida pelos músculos e a posição de cada parte do corpo em relação às demais, sem utilizar a visão. Este tipo específico de percepção permite a manutenção do equilíbrio postural e a realização de diversas atividades práticas. Resulta da interação das fibras musculares que trabalham para manter o corpo na sua base de sustentação, de informações táteis e do sistema vestibular (labirinto), localizado no ouvido interno Receptores Musculares • Quimiorreceptores Alterações no valor do pH Alterações na concentração de oxigênio e gás carbônico Alterações na concentração de potássio • Fuso Muscular FUNÇÃO: Detecção do comprimento do músculo CONSTITUIÇÃO: Fibras musculares finas (fibras intrafusais) associadas a fibras nervosas sensitivas DISPOSIÇÃO: Posicionam-se paralelamente às fibras musculares normais (fibras extrafusais) AÇÃO: Geram informação de um suposto forte estiramento muscular, resultando em PEPS na musculatura agonista e PIPS na musculatura antagonista Receptores Musculares Fusos Musculares • Terminações Primárias Respondem de forma rápida às alterações dinâmicas do comprimento muscular • Terminações Secundárias Respondem de forma contínua às alterações estáticas do comprimento muscular Reflexo de Estiramento • É mediado por um arco reflexo simples • Percurso: - Neurônio Sensitivo conduz informaçãoaté a região posterior da medula - Sinapse direta com os motoneurônios alfa e gama presentes na região anterior da medula, que conduzem informação de contração dos músculos agonistas e relaxamento dos antagonistas REFLEXO MONOSSINÁPTICO Reflexo Patelar (reflexo monossináptico) Fibras Motoras - O neurônio motor alfa é mais calibroso (contração das fibras extrafusais) - O neurônio motor gama é menos calibroso (contração das fibras intrafusais) Reflexo de Retirada (reflexo dissináptico) Órgão Tendinoso de Golgi (OTG) • FUNÇÃO: Monitora a tensão muscular • CONSTITUIÇÃO: Fibras colágenas do tendão • DISPOSIÇÃO: Localizam-se em série com o músculo, no tendão • AÇÃO: Geram informação de uma suposta forte contração muscular, resultando em PIPS na musculatura OTG (Reflexo Dissináptico) OTG (Reflexo Dissináptico) VIAS SENSORIAIS Tálamo e Córtex Sensorial O tálamo é a estação central de recebimento das informações sensoriais (com a exceção da via olfatória) e de retransmissão ao córtex cerebral ÓRGÃOS DOS SENTIDOS TATO ü Receptores de Meissner = Tato ü Receptores de Vater-Pacini = Pressão üDiscos de Merkel = Tato e pressão ü Receptores de Krause = Frio ü Receptores de Ruffini = Calor ü Terminações nervosas livres = Dor Neurofisiologia Motora • Funções gerais de: - córtex motor - tronco cerebral - medula espinal - núcleos da base - cerebelo • Regulação da temperatura corporal • Sistema Nervoso Autônomo Simpático e Parassimpático HEMISFÉRIOS CEREBRAIS • O hemisfério dominante em 98% dos humanos é o hemisfério esquerdo • Hemisfério esquerdo: Responsável pelo pensamento lógico e competência comunicativa • Hemisfério direito: Responsável pelo pensamento simbólico e criatividade • Nos canhotos as funções estão invertidas CÓRTEX MOTOR • Responsável pelo controle e coordenação da motricidade voluntária • Traumas nesta área causam fraqueza muscular ou mesmo paralisia • O córtex motor do hemisfério esquerdo controla o lado direito do corpo, e o córtex motor do hemisfério direito controla o lado esquerdo do corpo TRONCO CEREBRAL É constituído por três partes: Mesencéfalo, Ponte de Varólio e Bulbo Funções • Controla funções autônomas e retransmite sinais entre o cérebro e a medula espinhal • Exemplos de controles: - respiração - pressão sanguínea - freqüência cardíaca - arco reflexo - vômito - movimentos peristálticos - secreção lacrimal - mastigação - fala - piscar de olhos NERVOS CRANIANOS • Do encéfalo partem doze pares de nervos cranianos: - 3 sensoriais - 5 motores - 4 mistos NERVOS CRANIANOS Nervo craniano Função I-OLFATÓRIO sensitiva Percepção do olfato. II-ÓPTICO sensitiva Percepção visual. III-OCULOMOTOR motora Controle da movimentação do globo ocular, da pupila e do cristalino. IV-TROCLEAR motora Controle da movimentação do globo ocular. V-TRIGÊMEO mista Controle dos movimentos da mastigação (ramo motor);Percepções sensoriais da face, seios da face e dentes (ramo sensorial). VI-ABDUCENTE motora Controle da movimentação do globo ocular. VII-FACIAL mista Controle dos músculos faciais – mímica facial (ramo motor);Percepção gustativa no terço anterior da língua (ramo sensorial). VIII-VESTÍBULO-COCLEAR sensitiva Percepção postural originária do labirinto (ramo vestibular);Percepção auditiva (ramo coclear). IX-GLOSSOFARÍNGEO mista Percepção gustativa no terço posterior da língua, percepções sensoriais da faringe, laringe e palato. X-VAGO mista Percepções sensoriais da orelha, faringe, laringe, tórax e vísceras. Inervação das vísceras torácicas e abdominais. XI-ACESSÓRIO motora Controle motor da faringe, laringe, palato, dos músculos esternoclidomastóideo e trapézio. XII-HIPOGLOSSO motora Controle dos músculos da faringe, da laringe e da língua. MEDULA ESPINHAL • 31 pares de nervos que se ramificam • Cerca de 45 cm de comprimento Funções • São duas as principais funções medulares: - Enviar impulsos sensoriais oriundos de receptores periféricos ao encéfalo - Enviar impulsos motores oriundos do encéfalo aos órgãos efetuadores • Parte anterior: Contém os nervos motores, os quais transmitem informações aos músculos e estimulam o movimento • Parte posterior e as partes laterais: Contêm os nervos sensitivos, os quais transmitem informações ao cérebro sobre o tato, a posição, o calor, o frio, etc... NÚCLEOS DA BASE Algumas das funções mais específicas dos gânglios basais relacionadas aos movimentos • Núcleo caudado e putâmen Controla movimentos intencionais grosseiros do corpo • Globo pálido Provavelmente controla a posição das principais partes do corpo Algumas das funções mais específicas dos gânglios basais relacionadas aos movimentos • Núcleo subtalâmico e áreas associadas (substância nigra) Controlam possivelmente os movimentos da marcha Algumas das funções mais específicas dos gânglios basais relacionadas aos movimentos CEREBELO Ø Manutenção do equilíbrio e da coordenação da atividade motora • Dar o tônus muscular HIPOTÁLAMO • Desempenha um papel fundamental na regulação da: - temperatura do corpo - da fome - da sede - do comportamento sexual - da circulação sanguínea - do funcionamento do sistema endócrino (regulação hormonal) SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO • SIMPÁTICO • PARASSIMPÁTICO Fisiologia Aplicada a Atividade Motora Exercício físico e equilíbrio térmico Prof. Paulo Pineda Exercício físico e equilíbrio térmico • O exercício físico produz calor • O organismo equilibra a produção de calor com a eliminação do calor através de 4 mecanismos: - Condução - Convecção - Evaporação - Radiação Condução • O calor do organismo é transmitido para as moléculas de algum material que estiver em contato com o corpo, tal como, uma roupa • Ocorre uma pequena perda de calor Convecção • O calor do organismo é transmitido para as moléculas do ar ou água que estão em contato com o corpo • Ocorre uma pequena perda de calor Sudorese • Para cada grama de suor evaporado, o organismo perde em média cerca de 0,580 Kcal de calor • Ocorre uma perda de calor intermediária em repouso (cerca de 25% do calor perdido) e alta no exercício • O mecanismo mais importante durante o exercício • A sudorese depende: - Temperatura e umidade relativa - Superfície corporal exposta - Correntes convectivas ao redor do corpo Radiação • O calor do organismo é transmitido ao meio ambiente através de raios infravermelhos • Ocorre uma grande perda de calor em repouso (cerca de 60% do calor perdido) e pequena no exercício Controle da temperatura ao calor • Termoceptores centrais e periféricos • Hipotálamo anterior • Vasodilatação cutânea e sudorese • Aumento da produção de aldosterona e ADH Controle da temperatura ao frio • Termoceptores centrais e periféricos • Hipotálamo posterior • Vasoconstrição cutânea, tremor, liberação de catecolaminas (adrenalina, noradrenalina e dopamina) e de tiroxina
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