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1 MÓDULO 10 – PROBLEMA 03 – ARILSON LIMA DA SILVA – MED4 OBJETIVOS 1) Entender o sistema somatossensorial (diferenças, componentes, vias do tato, dor e temperatura). SISTEMA SOMATOSSENSORIAL INTRODUÇÃO • O corpo é sensível a muitos tipos de estímulos: a pressão de objetos contra a pele, a posição das articulações e dos músculos, a distensão da bexiga, a temperatura dos membros e do próprio sistema nervoso e a origem do prurido. • O sistema somatossensorial defere de outros sistemas sensoriais de 2 maneiras: • 1ª : seus receptores estão distribuídos por todo o corpo, em vez de estarem concentrados em locais restritos, especializados. • 2ª: pelo fato de responder a muitos diferentes tipos de estímulos, pode-se considerar esse sistema como um grupo de, pelo menos, 4 sentidos, em vez de apenas um: ♥ Tátil ♥ Temperatura ♥ Dor ♥ Posição do corpo • Sistema somatossensorial é, de fato, um termo amplo, uma categoria coletiva para todas as sensações que não se enquadram em ver, ouvir, degustar e cheirar e, também, o sentido do equilíbrio pelo sistema vestibular. • A concepção popular de que existem apenas 5 sentidos é, claramente, muito simplória. • Um único receptor sensorial pode codificar características do estímulo, como a intensidade, duração, posição e, algumas vezes, a direção; porém, um único estímulo ativo normalmente muitos receptores. TATO INTRODUÇÃO • O tato pode ser ativo (quando se move a mão ou outra parte do corpo contra uma superfície) ou passivo (quando se é tocado por outro alguém ou pro algo) • A formas ativa e passiva da estimulação tátil excitam as mesmas populações de receptores na pele e evocam respostas similares nas fibras aferentes. • Elas diferem de certo modo nas características cognitivas que refletem atenção e objetivos do comportamento durante o período de estimulação. • O tato passivo é usado para designar objetos ou descrever sensações; o ativo é usado quando a mão manipula objetos. • Os componentes sensorial e motor do tato estão intimamente conectados em sua anatomia no encéfalo. • A distinção entre tato ativo e passivo é clinicamente importante quando os pacientes têm déficits no uso da mão. • Deficiências motoras (fraqueza, perda de flexibilidade) podem resultar da perda sensorial, razão pela qual testes de capacidade sensorial passiva são importantes no exame neurológico. • A sensação tátil começa na pele. • A pele glabra e a pele pilosa possuem uma variedade de receptores sensoriais nas camadas dérmica e epidérmica. Cada receptor possui um axônio e, com exceção das terminações nervosas livres, todos possuem tecidos não neurais associados. • Os 2 principais tipos de pele são chamados de PILOSA e GLABRA (sem pelos), como exemplificado pelo dorso e pela palma da mão. • Além da função protetora, a pele também fornece nosso contato mais direto com o mundo – de fato, a pele é o maior órgão sensorial que existe. • A pele é suficientemente sensível para que um ponto saliente medindo apenas 0,006 mm de altura e 0,04 mm de largura possa ser sentido quando for tocada pela ponta de um dedo. Para comparar, um ponto de Braille é 167 vezes maior. 2 MÓDULO 10 – PROBLEMA 03 – ARILSON LIMA DA SILVA – MED4 MECANORRECEPTORES DA PEL E • A maioria dos receptores sensoriais do sistema somatossensorial são mecanorreceptores, os quais são sensíveis à deformação física, como flexão ou estiramento. • Presente por todo o corpo, os mecanorreceptores monitoras o contato na pele, a pressão no coração e nos vasos sanguíneos, o estiramento dos órgãos digestórios e da bexiga urinária e a força contra os dentes. • No centro de todos os mecanorreceptores estão as ramificações de axônios desmielinizados que são sensíveis a estiramento, deformação, pressão ou vibração. a) CORPÚSCULO DE PACINI: encontram-se imediatamente abaixo da pele e profundamente na derme; extremamente sensível a estímulos vibratórios de alta frequência e quase não responsivo à pressão constante, porque se adaptam em poucos centésimos de segundo. • Eles são estimulados apenas pela compressão local rápida dos tecidos. Dessa forma, eles são particularmente importantes para a detecção da vibração tecidual ou de outras alterações rápidas do estado mecânico dos tecidos. Possuem grande campo receptivo. b) CORPÚSCULOS DE RUFFINI: levemente menores que os de Pacini, estão presentes na pele com ou sem pelos em camadas mais profundas. Adaptam-se muito lentamente e, portanto, são importantes para a sinalização dos estados contínuos de deformação dos tecidos, como os sinais de tato e de pressão intensos e prolongados. Possuem grande campo receptivo. c) CORPÚSCULOS DE MEISSNER: bem menores que os demais, estão nas saliências da pele sem pelos (glabra); grande sensibilidade, logo está em áreas da pele onde a capacidade de discriminar localizações espaciais das sensações táteis está muito desenvolvida. Adaptam-se em fração de segundo depois se serem estimulados, sendo importantes para a detecção de movimentos de objetos e de vibrações de baixa frequência na pele. Possuem pequeno campo receptivo. d) DISCOS DE MERKEL: um tipo de receptores táteis com terminação expandida. Estão na epiderme, contêm, cada um, um terminal nervoso e uma célula epitelial não-neural achatada. Nesse caso, pode ser que a célula epitelial seja a parte mecanicamente sensível, pois estabelece uma junção de tipo sináptico com o terminal nervoso. Transmitirem sinal inicialmente forte, mas que se adapta parcialmente e, em seguida, sinal mais fraco e contínuo que se adapta lentamente. Por isso são importantes para detectar os sinais mantidos, o que possibilita que seja percebido o toque contínuo de objetos sobre a pele. Possuem pequeno campo receptivo. e) BULBOS TERMINAIS DE KRAUSER: se situam nas regiões limítrofes da pele com as membranas mucosas (ao redor dos lábios e dos genitais, por exemplo) e os terminais nervosos assemelham-se a um emaranhado de nós em um barbante. f) TERMINAÇÕES NERVOSAS LIVRES: encontradas em toda a pele e em muitos outros tecidos, podem detectar tato e pressão. • A pele pode sofrer vibração ou pressão, ser aguilhoada (picada) ou alisada, e seus pelos podem ser redobrados ou puxados. • Essas são formas diferentes de energia mecânica, as quais podemos sentir individualmente e, ainda, discriminá-las facilmente. • Assim, têm-se mecanorreceptores que se distinguem quanto a frequências de estímulo e pressões preferenciais e tamanhos dos campos receptivos. • Neurocientistas desenvolveram métodos para registro eletrofisiológico de axônios sensoriais isolados no braço humano, de modo que eles pudessem medir, de forma simultânea, a sensibilidade dos mecanorreceptores na mão e avaliar as percepções produzidas por vários estímulos mecânicos. • Usando sonda estimuladora para tocar a superfície da pele e se movimentar na região, o campo receptivo de um único mecanorreceptor pôde ser mapeado. • Demonstrou-se que os corpúsculos de Meissner e os discos de Merckel possuem campos receptivos pequenos ao passo que os corpúsculos de Pacini e 3 MÓDULO 10 – PROBLEMA 03 – ARILSON LIMA DA SILVA – MED4 as terminações de Ruffini apresentam campos receptivos grandes que se estendem por um dedo inteiro ou por metade da palma da mão. • Teste do tamanho dos campos receptivos dos receptores sensoriais humanos: • (a) Com a inserção de um microelétrodo no nervomediano do braço, é possível registrar os potenciais de ação de um único axônio sensorial e mapear seu campo receptivo na mão com uma fina sonda estimuladora. • (b) Os resultados mostram que os campos receptivos podem ser relativamente pequenos, como no caso dos corpúsculos de Meissner, ou grandes, como para os corpúsculos de Pacini. • Os mecanorreceptores também variam quanto à persistência de suas respostas frente a estímulos de longa duração. • Se uma sonda estimuladora é pressionada de forma repentina sobre a pele dentro de um campo receptivo, alguns mecanorreceptores, como os corpúsculos de Meissner e de Pacini, respondem inicialmente de forma rápida, mas, a seguir, param de disparar impulsos mesmo que o estímulo continue (ADAPTAÇÃO RÁPIDA) • Outros receptores, como os discos de Merkel e as terminações de Ruffini, são receptores de ADAPTAÇÃO LENTA, pois geram uma resposta de menor frequência de disparos que se mantém durante um estímulo longo. • A sensação tátil na mão é mediada por 4 unidades funionais: 1. Fibras de adaptação RÁPIDA DO TIPO 1 (AR1). – Corpúsculo de Meissner 2. Fibras de adaptação LENTA DO TIPO 1 (AL1) – Célula de Merkel 3. Fibras de adaptação RÁPIDA DO TIPO 2 (AR2) – Corpúsculo de Pacini 4. Fibras de adaptação LENTA DO TIPO 2 (AL2) – Terminação de Ruffini • Cada unidade consiste em uma fibra aferente, as ramificações distais da fibra e o(s) órgão(s) receptor(es) cercando os terminais axonais. • Os PELOS fazem mais do que adornar nossa cabeça e manter um cachorro aquecido no inverno. Muitos pelos são parte de um sistema receptor sensorial. • Para alguns animais, os pelos representam um dos principais sistemas sensoriais. (ex: rato que é orientado, em parte, pelo movimento das vibrissas faciais -bigodes- para sentir o ambiente externo e obter informações sobre textura, distância e forma dos objetos próximos) • Os pelos crescem dos folículos embebidos na pele; cada folículo é ricamente inervado por terminações nervosas livres – terminações de axônios isolados – que se enrolam em torno do folículo ou seguem paralelo a este. • Existem vários tipos de folículos pilosos, incluindo alguns com músculos piloeretores (essenciais para intermediar a sensação folículo chamada de arrepio), e a inervação difere para cada tipo de folículo piloso. • Para todos os tipos, o dobramento do pelo causa uma deformação no folículo e em tecidos circunvizinhos. Isso, então, leva a estiramento, inclinação ou achatamento das terminações nervosas dessa região, aumentando ou diminuindo, assim, a frequência de disparo de potenciais de ação. • Os mecanorreceptores dos folículos pilosos podem ser tanto de adaptação lenta como rápida. • As diferentes sensibilidades mecânicas dos mecanorreceptores promovem diferentes sensações. • Os corpúsculos de Pacini são mais sensíveis a vibrações de cerca de 200 a 300 Hz, ao passo que os corpúsculos de Meissner respondem melhor em torno de 50 Hz. 4 MÓDULO 10 – PROBLEMA 03 – ARILSON LIMA DA SILVA – MED4 VIBRAÇÃO E O CORPÚSCULO DE PACINI • A seletividade de um axônio mecanorreceptivo depende basicamente da estrutura de sua terminação especial. • Ex: os corpúsculos de Pacini possuem uma cápsula em forma de bola de futebol americano, com 20 a 70 camadas concêntricas de tecido conectivo, dispostas como as camadas de uma cebola, com uma terminação nervosa situada no centro. • Quando a cápsula é comprimida, a energia é transferida à terminação sensorial, sua membrana é deformada e os canais mecanossensíveis se abrem. • A corrente que flui por meio dos canais gera um potencial do receptor, que é despolarizante. • Se a despolarização for suficientemente intensa, o axônio disparará um potencial de ação. • As camadas da cápsula, no entanto, são escorregadias, por conter um fluido viscoso entre elas. • Se a pressão do estímulo for mantida constante, as camadas deslizam umas sobre as outras e transferem a energia do estímulo, de modo que a terminação axonal não mantém a deformação da membrana, e o potencial do receptor se dissipa. • Quando a pressão é aliviada, os eventos ocorrem de maneira inversa; a terminação despolariza novamente e pode disparar outro potencial de ação. • Ficou evidente que a cápsula em camadas (e não alguma propriedade da própria terminação nervosa) é que torna o corpúsculo de Pacini sensível de forma especial a estímulos vibratórios de alta frequência e quase não responsivos à pressão estática. • A fim de transmitir informação sobre vibrações rápidas ao SNC de forma temporal precisa, os corpúsculos de Pacini possuem axônios que estão entre os maiores e mais rápidos axônios cutâneos. • (a) No corpúsculo intacto, foi gerado um grande potencial do receptor no início e no fim do estímulo; durante a pressão contínua, o potencial do receptor desapareceu. • (b) A encapsulação em camadas como cebola foi dissecada, deixando a terminação axonal desnuda. Quando pressionada pela sonda, foi novamente gerado um potencial do receptor, evidenciando que a encapsulação não é necessária à mecanorrecepção. Contudo, enquanto o corpúsculo intacto respondeu somente ao início e ao fim da pressão contínua, a versão desprovida de cápsula forneceu uma resposta muito mais prolongada; sua resposta de adaptação passou a ser do tipo lento. • Aparentemente, é a cápsula que torna o corpúsculo insensível a estímulos de baixa frequência. CANAIS IÔNICOS MECANOSSENSÍVEIS • Os mecanorreceptores da pele possuem terminações sensoriais não mielinizadas, e as membranas dessas terminações têm canais iônicos mecanossensíveis que convertem a força mecânica em uma mudança na corrente iônica. • As forças aplicadas a esses canais alteram a abertura do poro, tanto aumentando como diminuindo a abertura do canal iônico. • A força pode ser aplicada a um canal por meio da própria membrana quando esta sofrer estiramento ou deformação, ou pode ser aplicada por conexões entre os canais e proteínas extracelulares ou componentes do citoesqueleto intracelular (ex: actina, microtúbulos). • Os estímulos mecânicos podem, ainda, disparar a liberação de segundos mensageiros (ex: DAG, IP3) que, por sua vez, regulam os canais iônicos. 5 MÓDULO 10 – PROBLEMA 03 – ARILSON LIMA DA SILVA – MED4 • (a) Alguns canais iônicos de membrana são sensíveis ao estiramento da membrana lipídica; a tensão na membrana induz diretamente a abertura do canal, permitindo o influxo de cátions. • (b) Outros canais iônicos abrem quando uma força é aplicada às estruturas extracelulares acopladas aos canais por peptídeos. • (c) Os canais mecanossensíveis também podem estar ligados a proteínas intracelulares, sobretudo àquelas do citoesqueleto; a deformação da célula e o estresse sobre o seu citoesqueleto geram forças que regulam a abertura do canal. • Vários tipos de canais iônicos estão envolvidos na mecanossensação, mas os tipos específicos de canais na maioria dos receptores somatossensoriais ainda são desconhecidos. • Trabalho recente sobre os discos de Merkel (os mais sensíveis a pressões mais delicadas sobre a pele) sugere como alguns receptores de tato são mais complexos. • As células de Merkel fazem sinapse com as terminações sensoriais, indicando que tanto as células de Merkel como as terminações axonais são mecanossensíveis. • A célula de Merkel tem um canal mecanossensível, chamado de Piezo2, que abre em respostaà pressão e despolariza a célula. • A sua despolarização desencadeia a liberação sináptica de um neurotransmissor desconhecida que, por sua vez, excita a terminação sensorial que está em contato sináptico. • De modo surpreendente, a terminação sensorial também é mecanossensível devido à presença em sua membrana de um segundo tipo de canal iônico (também desconhecido). • Assim, a ação conjunta de, ao menos, dois canais mecanossensíveis distintos e de uma sinapse ativa os discos de Merkel e seu axônio associado. DISCRIMINAÇÃO DE DOIS PONTOS • A capacidade para discriminar características detalhadas de um estímulo varia consideravelmente ao longo do corpo. • Uma medida de resolução espacial é o teste de discriminação de dois pontos. • Os pares de pontos mostram a distância mínima necessária para sentir dois pontos diferentes tocando o corpo ao mesmo tempo. Observa-se a sensibilidade d aponta dos dedos quando comparada à do resto do corpo. • Existem várias razões para explicar por que a ponta dos dedos é muito melhor para ler em Braille do que, por exemplo, o cotovelo: ♥ Existe uma densidade muito maior de mecanorreceptores cutâneos na ponta dos dedos e da mão do que em outras partes do corpo. 6 MÓDULO 10 – PROBLEMA 03 – ARILSON LIMA DA SILVA – MED4 ♥ As pontas dos dedos têm um número maior de receptores com campos receptivos pequenos (ex: discos de Merkel) ♥ Existe uma área cerebral maior (e, logo, um maior poder de computação resultante) destinada ao processamento da informação sensorial de cada milímetro quadrado da ponta do dedo da mão do que de outros locais. ♥ Podem haver mecanismos neurais especiais destinados às discriminações de alta resolução. AXÔNIOS AFERENTES • A pele está ricamente inervada por axônios que percorrem pela vasta rede de nervos periféricos o trajeto em direção ao SNC. • Os axônios que transmitem a informação dos receptores somatossensoriais à medula espinhal ou ao tronco encefálico são os axônios aferentes primários do sistema somatossensorial. • Os axônios aferentes primários entram na medula espinhal pelas raízes dorsais; seus corpos celulares estão nos gânglios da raiz dorsal. • Os axônios aferentes primários apresentam diâmetros variados e seus tamanhos correlacionam- se com o tipo de receptor sensorial do qual recebem a sinalização. • Os axônios sensoriais cutâneos são designados Aalfa, Abeta, Agama e C. • Os axônios do grupo C são, por definição, não mielinizados, ao passo que todos os demais são mielinizados. • O diâmetro do axônio, junto com a quantidade de mielina, determina sua velocidade de condução do potencial de ação. • Os menores axônios, as fibras C, não têm mielina e possuem diâmetro menor que 1 mm. Essas fibras transmitem sensação de dor, temperatura e prurido e são os axônios mais lentos. A MEDULA ESPINHAL • A maioria dos nervos periféricos comunica-se com o SNC via medula espinhal, a qual está envolta pela coluna vertebral óssea. • Cada nervo espinhal consiste em axônios da raiz dorsal e da raiz ventral, que passam através de um forame entre as vértebras. • Os 30 segmentos espinhais estão divididos em 4 grupos, e cada segmento recebe a denominação da vértebra seguinte adjacente à origem do nervo. ♥ Cervical (C) 1-8 ♥ Torácico (T) 1-12 ♥ Lombar (L) 1 a 5 ♥ Sacral (S) 1-5 • A organização segmentar dos nervos espinhais e a inervação sensorial da pele estão relacionadas. • A área da pele inervada pelas raízes dorsais direita e esquerda de um único segmento espinhal é chamada DERMÁTOMO. • Existe, assim, uma correspondência de 1:1 entre os dermátomos e os segmentos espinhais. Ao serem mapeados, os dermátomos delineiam uma organização em bandas da superfície corporal. • A organização é melhor visualizada em um corpo em disposição quadrúpede, sendo reflexo da remota ancestralidade humana. 7 MÓDULO 10 – PROBLEMA 03 – ARILSON LIMA DA SILVA – MED4 • Quando a raiz dorsal é seccionada, o dermátomo correspondente do lado da lesão não perde a sensação total. • A sensação somática residual é explicada pelo fato de que as raízes dorsais adjacentes inervam as áreas com sobreposição. Para perder, logo, toda a sensação em um dermátomo, 3 raízes dorsais adjacentes devem estar seccionadas. • Assim, a pele inervada pelos axônios de uma raiz dorsal é claramente revelada por uma condição chamada de herpes zoster, na qual todos os neurônios de um único gânglio da raiz dorsal ficam infectados com o vírus. • Os feixes dos nervos espinhais que descem por dentro da coluna vertebral lombar e sacral (finalzinho da medula espinhal) são chamados de cauda equina. • A cauda equina percorre a coluna envolta pela dura- máter, preenchida com líquido cerebrospinal (LCS). Local esse onde é realizada a punção lombar. A VIA COLUNA DORSAL-MENISCO MEDIAL • A informação sobre o tato ou a vibração da pele segue uma via em direção ao encéfalo que é totalmente diferente da via em que seguem as informações sobre a dor e a temperatura. • A via do tato é chamada de via coluna dorsal- lemnisco medial (principal via pela qual as informações tátil e proprioceptiva ascendem ao córtex cerebral). • O ramo ascendente dos axônios sensoriais calibrosos (Abeta) entra na coluna dorsal ipsolateral da medula espinhal, o tracto de substância branca medial ao corno dorsal. • As colunas dorsais levam informação acerca da sensação tátil (e da posição dos membros) para o encéfalo. • Estas são constituídas de axônios sensoriais primários, como também de axônios de neurônios de segunda ordem da substância cinzenta espinhal. • Os axônios da coluna dorsal terminam nos núcleos da coluna dorsal, que estão situados no limite entre a medula e o bulbo. • Observa-se que alguns dos axônios mais longos do corpo se originam na pele do hálux e terminam nos núcleos da coluna dorsal, situados na base da cabeça. • Esta é uma via rápida e direta que transmite informação da pele ao encéfalo sem uma sinapse no trajeto. • Até este ponto da via, a informação ainda está sendo transmitida ipsolateralmente; ou seja, a informação 8 MÓDULO 10 – PROBLEMA 03 – ARILSON LIMA DA SILVA – MED4 do tato do lado direito do corpo está representada na atividade dos neurônios nos núcleos da coluna dorsal direita. • Entretanto, os axônios dos neurônios dos núcleos da coluna dorsal fazem uma curva em direção ao bulbo ventral e medial e, então, decussam. • A partir desse ponto, o sistema somatossensorial de um lado do encéfalo está relacionado com as sensações originadas do lado oposto do corpo. • Os axônios dos núcleos da coluna dorsal ascendem por um tracto conspícuo da substância branca, chamado de lemnisco medial. • O lemnisco medial sobe pelo bulbo, pela ponte e pelo mesencéfalo, e seus axônios fazem sinapse com neurônios do núcleo ventral posterior (VP) do tálamo. • Lembrando que quase nenhuma informação sensorial segue diretamente ao córtex cerebral sem antes fazer sinapse no tálamo (om olfato é exceção). • Os neurônios talâmicos do núcleo VP projetam-se a regiões específicas do córtex somatossensorial primário, ou S1. A VIA TÁTIL TRIGEMINAL • A sensação somática da face é suprida, principalmente, pelos grandes ramos do nervo trigêmeo (NC-V). • As conexões sensoriais do nervo trigêmeo são análogas àquelas das raízes dorsais. Os axônios sensoriais de grande diâmetro do nervo trigêmeo levam informaçãotátil dos mecanorreceptores da pele. • Eles fazem sinapse com neurônios de segunda ordem do núcleo trigeminal ipsolateral, que é análogo a um núcleo da coluna dorsal. • Os axônios do núcleo trigêmeo decussam e projetam-se para a parte medial do núcleo VP do tálamo. A partir desse núcleo, a informação é retransmitida para o córtex somatossensorial. CÓRTEX SOMATOSSENSORIAL • Os níveis mais complexos do processamento somatossensorial ocorrem no córtex cerebral. A maior parte do córtex relacionada ao sistema somatossensorial está no lobo parietal. • A área de Brodmann 3b, reconhecida como o córtex somatossensorial primário (S1) está situada no giro pós-central . • Outras áreas corticais que também processam informação somatossensorial estão ao lado de S1. • Estas incluem as áreas 3ª, 1 e 2 no giro pós-central, e as áreas 5 e 7 no córtex parietal posterior adjacente. • A áreas 3b é o córtex somatossensorial primário porque: ♥ Recebe um grande número de aferências do núcleo VP do tálamo ♥ Seus neurônios são muito responsivos aos estímulos somatossensoriais ♥ Lesões nessa área prejudicam a sensação somática. ♥ Quando essa área recebe estímulos elétricos resulta em experiências somatossensoriais. • As áreas 1 e 2 recebem densa inervação da área 3b. A projeção da área 3b para a área 1 envia principalmente informações sobre textura, ao passo 9 MÓDULO 10 – PROBLEMA 03 – ARILSON LIMA DA SILVA – MED4 que a projeção para a área 2 enfatiza tamanho e forma. Pequenas lesões restritas às áreas 1 ou 2 produzem deficiências esperadas na discriminação da textura, do tamanho e da forma. • O córtex somatossensorial, assim como outras áreas do neocórtex, é uma estrutura organizada em camadas. Assim como para os córtices auditivo e visual, as aferências talâmicas para S1 terminam principalmente na camada IV. • Os neurônios da camada IV projetam-se às células de outras camadas. • Os neurônios de S1 que possuem aferências e respostas parecidas com as outras regiões corticais ficam dispostos verticalmente em colunas que se estendem perpendiculares às camadas corticais. • Organização colunar da área 3b de S1: cada dígito está representado em uma área adjacente do córtex. Na área da representação de cada dígito, existem colunas alternadas de células com respostas sensoriais de adaptação rápida (em verde) e de adaptação lenta (em vermelho). • O conceito coluna vertical, elaborado por Hubel e Wiesel para o córtex visual, sendo descrito para o somatossensorial. SOMATOTOPIA CORTICAL • A estimulação elétrica da superfície de S1 pode causar sensações somáticas localizadas em uma parte específica do corpo. • A movimentação de forma sistemática do estimulador ao longo de S1 resultará em sensações que se deslocam ao longo do corpo. • Outra maneira de mapear o córtex somatossensorial é registrar a atividade de um único neurônio e determinar o local de seu campo receptivo somatossensorial no corpo. • Os campos receptivos dos neurônios de S1 produzem um mapa ordenado do corpo do córtex. O mapeamento das sensações da superfície corporal em uma área do encéfalo é a somatotopia. • Os mapas somatotópicos gerados por métodos de estimulação e de registro são similares. • Os mapas lembram um corpo, com pernas e pés no topo do giro pós-central e sua cabeça no lado oposto, na extremidade inferior do giro. Mapa esse conhecido como Homúnculo (diminutivo de homem, em latim: o pequeno homem no cérebro). • O mapa não é contínuo, mas fragmentado. • A representação da mão separa as representações da face e da cabeça. • Não está na mesma escala do corpo humano. CÓRTEX PARIETAL POSTERIOR • Sabemos que as características dos campos receptivos neuronais tendem a mudar, à medida que a informação passa pelo córtex, os campos receptivos ficam maiores. • Lesão às áreas do parietal posterior podem causar alguns distúrbios neurológicos bizarros. Pode-se citar a AGNOSIA, a incapacidade de reconhecer os objetos, apesar de a capacidade sensorial mais simples parecer normal. 10 MÓDULO 10 – PROBLEMA 03 – ARILSON LIMA DA SILVA – MED4 • A lesões no córtex parietal também podem causar uma síndrome de negligência, na qual uma parte do corpo ou uma parte do mundo é ignorada ou suprimida, e sua própria existência é negada. • Em termos gerais, o córtex parietal posterior parece ser essencial para a percepção e interpretação das relações espaciais, a noção exata do corpo e o aprendizado das tarefas que envolvem a coordenação do corpo no espaço. Essas funções envolvem uma complexa integração da informação somatossensorial com a de outros sistemas sensoriais, principalmente com o sistema visual. DOR • Além dos receptores mecanossensíveis para o tato, a sensação somática depende demais de NOCICEPTORES, que são as terminações nervosas livres, ramificadas, não mielinizadas que sinalizam lesão ou risco de lesão ao corpo. • A ativação seletiva dos nociceptores pode levar à experiência consciente de dor. A nocicepção, e a dor, são essenciais à vida. Porém, vale lembrar que a nocicepção e a dor não são sempre a mesma coisa. • Dor é a sensação, ou a percepção, de sensações, como irritação, inflamação, fisgada, ardência, lateja, ou seja, sensações insuportáveis que surgem de uma parte do corpo. • A nocicepção é o processo sensorial que fornece as sinalizações que disparam a experiência da dor. • Enquanto os nociceptores podem disparar de forma violenta e contínua, a dor pode aparecer e desaparecer. E o oposto também pode acontecer. OS NOCICEPTORES E A TRANSDUÇÃO DOS ESTÍMULOS DOLOROSOS • Os nociceptores são ativados por estímulos que têm o potencial para causar lesão nos tecidos. • Danos aos tecidos podem resultar de: ♥ Estimulação mecânica forte ♥ Temperaturas extremas ♥ Privação de oxigênio ♥ Exposição a certos agentes químicos • As membranas dos nociceptores contêm canais iônicos que são ativados por esses tipos de estímulos. • O simples estiramento ou dobramento da membrana do nociceptor ativa os canais iônicos mecanossensíveis, que levam à despolarização da célula e ao disparo de potenciais de ação. • Ademais, as células danificadas no local da lesão podem librar substâncias que provocam a abertura de canais iônicos nas membranas dos nociceptores. (ex: proteases, ATP e K+) • Proteases: podem clivar um peptídeo extracelular, chamado de cininogênio, para formar o peptídeo bradicinina. A bradicinina liga-se a uma molécula receptora específica, que aumenta a condutância iônica de alguns nociceptores. • O ATP, de forma aprecida, causa a depolarização dos nociceptores por meio da ligação direta a canais iônicos que dependem de ATP para ativação. • K+: o aumento extracelular depolariza diretamente as membranas neuronais. • O calor acima de 43ºC causa queimaduras nos tecidos, e os canais iônicos termossensíveis das membranas dos nociceptores abrem-se nessa temperatura. • O acúmulo de ácido láctico leva a um excesso de H+ no líquido extracelular. Esses íons ativam canais iônicos dependentes de H+ dos nociceptores. Esse mecanismo está associado à dor cruciante associada ao exercício intenso. TIPOS DE NOCICEPTORES • Os nociceptores estão presentes na maioria dos tecidos corporais, como: ♥ Pele ♥ Ossos ♥ Músculos ♥ Maioria dos órgãos internos ♥ Vasos sanguíneos ♥ Coração • Estão ausentes no sistema nervoso em si, mas estão presentesnas meninges. • A transdução dos estímulos dolorosos ocorre nas terminações nervosas livres das fibras não mielinizadas C e nas pobremente mielinizadas AGama. • A maioria dos nociceptores respondem a estímulos mecânicos, térmicos e químicos e são chamados, assim, de NOCICEPTORES POLIMODAIS. • Contudo, assim como os mecanorreceptores de tato, muitos nociceptores mostram seletividade nas respostas a estímulos diferentes. Assim, também existem nociceptores mecânicos (mecanonociceptores), que mostram respostas seletivas à pressão intensa. • Nociceptores térmicos (termonociceptores), que respondem seletivamente ao calor queimante ou ao frio extremo. 11 MÓDULO 10 – PROBLEMA 03 – ARILSON LIMA DA SILVA – MED4 • Nociceptores químicos, que respondem de forma seletiva à histamina e outros agentes químicos. AFERENTES PRIMÁRIOS E MECANISMOS ESPINHAIS • As fibras Agama e C levam informações ao SNC com velocidades diferentes, em função das diferenças em suas velocidades de condução dos potenciais de ação. • Assim, a ativação de nociceptores cutâneos de condução dos potenciais de dor distintas: uma dor primária, rápida e aguda, seguida de uma dor secundária, lenta e contínua. • A dor primária é causada pela ativação das fibras Agama; • A dor secundária é causada pela ativação de fibras C • Assim como as fibras mecanossensoriais Abeta, as fibras de pequeno calibre possuem seus corpos celulares nos gânglios da raiz dorsal segmentar e entram no corno dorsal da medula. • Ao penetrarem na medula, as fibras logo ramificam- se e percorrem uma curta distância nos sentidos rostral e caudal na medula, em uma região chamada de tracto de Lissauer, fazendo, depois, sinapse com neurônios da parte mais periférica do corno dorsal, na região conhecida como substância gelatinosa. • O neurotransmissor dos aferentes nociceptivos é o glutamato; contudo, esses neurônios contêm também o peptídeo substância P. • A substância P fica estocada em grânulos de secreção nas terminações axonais e pode se liberada por salvas de potenciais de ação de alta frequência. • Experimentos atuais demonstraram que a transmissão sináptica mediada pela substância P é necessária às sensações de dor moderadas a intensas. • É interessante notar que os axônios de nociceptores viscerais entram na medula espinhal pelo mesmo trajeto que os de nociceptores cutâneos. • Na medula, ocorre uma mistura substancial de informação dessas duas fontes de aferências. • Essa linha cruzada origina o fenômeno da dor referida, pelo qual ativação do nociceptor visceral é percebida como uma sensação cutânea. VIAS ASCENDENTES DA DOR • Diferenças encontrada entre as vias do tato e da dor: • 1. Essas vias diferem em relação às suas terminações nervosas da pele. • Via do tato: possui terminações com estruturas especializadas na pele. • Via da dor: possui apenas terminações nervosas livres. • 2. Elas diferem em relação ao diâmetro de seus axônios. • Via do tato: é rápida, usando fibras mielinizadas Abeta. • Via da dor: lenta e usa fibras de pequeno calibre, fibras pouco mielinizadas Agama e fibras C não mielinizadas. • 3. Diferem com relação às suas conexões na medula. • As ramificações dos axônios Aβ terminam em níveis mais internos do corno dorsal; as 12 MÓDULO 10 – PROBLEMA 03 – ARILSON LIMA DA SILVA – MED4 ramificações das fibras Agama e C percorrem pelo tracto de Lissauer e terminam na substância gelatinosa. A VIA DA DOR ESPINOTALÂMICA • A informação sobre a dor corporal (como a temperatura também) é conduzida da medula espinhal ao encéfalo pela via espinotalâmica. • Diferentemente da via coluna dorsal-lemnisco medial, os axônios dos neurônios secundários decussam no mesmo nível da medula espinhal em que ocorreu a sinapse e ascendem pelo tracto espinotalâmico ao longo da superfície ventral da medula espinhal. • De acordo com os nomes, as fibras espinotalâmicas projetam-se da medula espinhal, passando pelo bulbo, pela ponte e pelo mesencéfalo, sem fazer sinapse, até alcançar o tálamo. • À medida que os axônios espinotalâmicos percorrem o tronco encefálico, eles posicionam-se ao longo do lemnisco medial, mas permanecem como um grupo axonal diferente da via mecanossensorial. • A imagem resume as diferentes vias ascendentes à informação do tato e dor. • Observa-se que a informação sobre o tato ascende ipsolateralmente, ao passo que as informações nociceptivas (e térmicas) ascendem contralateralmente. • Tal organização pode levar a um curioso, ainda que previsível, tipo de déficit em situações de danos ao sistema nervoso. • Por exemplo, se um lado da medula espinhal sofrer lesão, certos déficits de mecanossensibilidade ocorrem no mesmo lado da lesão espinhal: insensibilidade ao tato leve, às vibrações de um diapasão sobre a pele e à posição de um membro. • Por outro lado, déficits de sensibilidade à dor e à temperatura ocorrerão no lado do corpo oposto ao da lesão medular. A VIA DA DOR TRIGEMINAL • A informação da dor (e da temperatura) da face e do terço anterior da cabeça segue por uma via ao tálamo, análoga à via espinhal. • As fibras de pequeno diâmetro do nervo trigêmeo fazem a primeira sinapse com os neurônios sensoriais secundários no núcleo espinhal do trigêmeo no tronco encefálico. • Os axônios desses neurônios decussam e ascendem ao tálamo pelo lemnisco trigeminal. • Além das vias espinotalâmica e trigeminotalâmica, outras vias relacionadas à dor (e à temperatura) enviam axônios para uma variedade de estruturas, em todos os níveis do tronco encefálico, antes de alcançarem o tálamo. 13 MÓDULO 10 – PROBLEMA 03 – ARILSON LIMA DA SILVA – MED4 • Algumas dessas vias são especialmente importantes para fornecer sensações de dor lenta, de queimação e agonizante, ao passo que outras desencadeiam um estado geral de comportamento de alerta. O TÁLAMO E O CÓRTEX • O tracto espinotalâmico e os axônios do lemnisco trigeminal fizem sinapse em uma região mais extensa do tálamo do que os axônios do lemnisco medial. • Alguns dos axônios terminam no núcleo VP (ventral posterior), tal qual fazem os axônios do lemnisco medial, porém as vias do tato e da dor ainda permanecem segregadas, ocupando regiões separadas do núcleo. • Outros axônios espinotalâmicos terminam nos pequenos núcleos intralaminares do tálamo. • A partir do tálamo, as informações sobre dor e temperatura projetam-se para várias áreas do córtex cerebral. Assim como fazem no tálamo, essas vias cobrem um território muito mais extenso do que as conexões corticais da via coluna dorsal-lemnisco media. TEMPERATURA INTRODUÇÃO • As sensações térmicas não dolorosas se originam de receptores cutâneos (entre outros locais) e dependem do processamento no neocórtex à percepção consciente. TERMORRECEPTORES • São neurônios especialmente sensíveis à temperatura devido a mecanismos específicos de sua membrana. • Os grupos de neurônios sensíveis à temperatura no hipotálamo e na medula espinhal são impor- tantes para as respostas fisiológicas que mantêm a temperatura corporal estável, mas são os termorreceptores cutâneos que aparentemente contribuem para a nossa percepção da temperatura. • A sensibilidade à temperatura não está distribuída uniformemente por toda a pele. Com um pequeno bastão aquecido ou resfriado, vocêpode mapear a sensibilidade da pele às mudanças de temperatura. Pequenas áreas da superfície, de cerca de 1 mm de diâmetro, podem ser sensíveis ao calor ou ao frio, mas não a ambos. • O fato de que a localização para a sensibilidade ao calor ou ao frio seja diferente demonstra que receptores distintos fazem a transdução dessas sensações. • Além disso, pequenas áreas da pele situadas entre os pontos sensíveis ao calor ou ao frio são relativamente insensíveis à temperatura. • A sensibilidade de um neurônio sensorial a uma mudança de temperatura depende dos tipos de canais iônicos que o neurônio expressa. • Sabe-se, atualmente, que existem seis canais TRP distintos nos termorreceptores, os quais conferem sensibilidades diferentes de temperatura • Como regra, cada neurônio termorreceptor parece expressar somente um único tipo de canal, o que explicaria, portanto, como diferentes regiões da pele podem mostrar sensibilidades distintas à temperatura. • As exceções à regra parecem ser alguns receptores para frio que também expressam TRPV1 e, dessa forma, também são sensíveis a aumentos de temperatura acima de 43 °C. • Se um calor desse nível for aplicado a amplas áreas da pele, ele normal- mente será doloroso, mas se o calor for restrito a pequenas regiões da pele iner- vadas por um receptor ao frio, ele produzirá uma sensação paradoxal de frio. • Esse fenômeno enfatiza uma questão importante: o SNC não sabe qual tipo de estímulo (no caso, o calor) resultou na ativação do receptor, mas segue interpretando toda a atividade do receptor para o frio como uma resposta ao frio. • Assim como nos mecanorreceptores, as respostas dos termorreceptores adaptam-se durante estímulos contínuos de longa duração. 14 MÓDULO 10 – PROBLEMA 03 – ARILSON LIMA DA SILVA – MED4 • • A imagem mostra que uma queda repentina na temperatura da pele faz o receptor para o frio disparar de modo intenso, enquanto silencia o termorreceptor para o calor. Contudo, após poucos segundos a 32°C, o receptor para o frio diminui a frequência de seus disparos (mas ainda dispara mais rápido do que a 38°C), ao passo que o receptor para o calor passa a emitir impulsos com baixa frequência. • Observa-se que um retorno à temperatura quente inicial da pele causa respostas opostas – o silêncio transitório do receptor para o frio e um pico de atividade do receptor para o calor – seguido de um retorno a frequências menores, com a adaptação ao estímulo contínuo. • Portanto, as diferenças entre a frequência de respostas dos receptores ao calor e ao frio são maiores durante, e logo após, as mudanças de temperatura. Nossas percepções de temperatura frequentemente refletem as respostas desses receptores cutâneos. • Para a termorrecepção, assim como para a maioria dos demais sistemas sensoriais, é a variação repentina na qualidade de um estímulo que gera as respostas neurais e perceptivas mais intensas. A VIA DA TEMPERATURA • A organização da via da temperatura é praticamente idêntica à da via da dor, • Os receptores para o frio estão ligados às fibras Agama e C, ao passo que os receptores para o calor estão ligados apenas às fibras C. Os axônios de diâmetro menor fazem sinapse na substância gelatinosa do corno dorsal. • Os axônios dos neurônios secundários decussam imediatamente após a sinapse e ascendem pelo tracto espinotalâmico contralateral • Dessa forma, se a medula espinhal for seccionada unilateralmente, haverá uma perda da sensibilidade à temperatura (bem como à dor) do lado oposto do corpo, especificamente daquelas regiões da pele inervadas pelos segmentos espinhais que estão abaixo do nível da secção 2) Entender o mecanismo de ação dos fármacos opioides. OPIOIDES • Produzem analgesia profunda quando administrados de forma sistêmica. • Os opioides também podem produzir alterações de humor, sonolência, confusão mental, náusea, vômito e constipação. • A década de 1970 trouxe as impressionantes descobertas de que os opioides atuam se ligando de forma firme e especificamente a vários tipos de receptores opioides no sistema nervoso, e que o próprio sistema nervoso produz substâncias endógenas semelhantes à morfina, chamadas coletivamente de endorfinas 3) Conhecer o mecanismo de regulação da dor A REGULAÇÃO DA DOR INTRODUÇÃO • É muito importante compreender essa modulação da dor, pois ela pode oferecer novas estratégias para o tratamento da dor crônica, uma condição que aflige até 20% da população adulta. REGULAÇÃO AFERENTE • TEORIA DO PORTÃO DA DOR : sugere que certos neurônios do corno dorsal, os quais projetam seus axônios pelo tracto espinotalâmico, são excitados tanto por axônios sensoriais de grande diâmetro como por axônios não mielinizados. • O neurônio de projeção também é inibido por um interneurônio, e o interneurônio é simultanea mente excitado pelo axônio sensorial calibroso e inibido pelo axônio nociceptivo. 15 MÓDULO 10 – PROBLEMA 03 – ARILSON LIMA DA SILVA – MED4 • A retransmissão sináptica das sinalizações nociceptivas pelos neurônios de projeção é controlada pela atividade de um interneurônio inibitório. • A atividade do mecanorreceptor não nociceptivo pode suprimir, ou fechar, o “portão” para sinalizações nociceptivas antes que estas se projetem pelo tracto espinotalâmico. Os sinais + indicam sinapses excitatórias, e os sinais – indicam sinapses inibitórias. • Por meio desse circuito, a atividade apenas do axônio nociceptivo resultaria em excitação máxima do neurônio de projeção, permitindo que os sinais nociceptivos cheguem ao encéfalo. • Contudo, se os axônios de mecanorreceptores dispararem conjuntamente, eles ativarão o interneurônio que suprimirá a sinalização nociceptiva. REGULAÇÃO DESCENDENTE • Emoções fortes, estresse ou determinação estoica podem suprimir de maneira poderosa as sensações dolorosas. Várias regiões encefálicas estão envolvidas na supressão da dor. • dor. Várias estruturas encefálicas, muitas das quais são afetadas pelo estado comportamental, podem influenciar a atividade da substância cinzenta peria quedutal (PAG) do mesencéfalo. A PAG pode influenciar os núcleos da rafe bulbares que, por sua vez, modulam o fluxo de informação nociceptiva nos cornos dorsais da medula espinhal. • Uma delas é uma região de neurônios do mesencéfalo, chamada de substância cinzenta periaquedutal (PAG, do inglês, periaqueductal gray matter). A estimulação elétrica da PAG pode causar analgesia profunda, que tem sido, algumas vezes, explorada clinicamente. • A PAG recebe, normalmente, aferências de várias estruturas do encéfalo, muitas das quais são responsáveis pela transmissão de informações relacionadas ao estado emocional. Os neurônios da PAG enviam axônios descendentespara várias regiões situadas na linha média do bulbo, principalmente para os núcleos da rafe (cujos neurônios liberam o neurotransmissor serotonina). • Esses neurônios bulbares projetam os axônios, por sua vez, para os cornos dorsais da medula espinhal, onde podem deprimir de maneira eficiente a atividade dos neurônios nociceptivos.
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