Aula 12 Sistema sensorial

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SISTEMA SENSORIAL
Anatomia e fisiologia comparada dos vertebrados
CRISTIANO SCHETINI DE AZEVEDO – CRISTIANOROXETTE@YAHOO.COM
Universidade Federal de Ouro Preto 
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PLANO DE AULA
O que é sistema sensorial.
Caracterização dos constituintes do sistema sensorial.
Origem embriológica do sistema sensorial.
Fisiologia do sistema sensorial.
Sistema sensorial nos Vertebrata.
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1 – O que é sistema sensorial?
O sistema sensorial é aquele que têm como função traduzir estímulos externos e internos ao organismo em impulsos nervosos, que são transmitidos pelo sistema nervoso até o cérebro, e lá processados e armazenados (memória).
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1 – O que é sistema sensorial?
Os órgãos sensoriais podem ser divididos em:
Somáticos: aqueles localizados na pele, superfície corporal e músculos esqueléticos;
Viscerais: aqueles localizados nas vísceras.
Exteroreceptores: recebem informações do ambiente externo ao organismo;
Interoreceptores: recebem informações do ambiente interno ao organismo;
Órgãos sensoriais gerais: amplamente distribuídos pelo corpo;
Órgãos sensoriais especiais: localizados e especializados.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais gerais
Amplamente distribuídos no corpo.
Podem ser:
Livres;
Encapsulados;
Com terminações nervosas associadas.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais gerais
Receptores sensoriais livres
Quando a terminação de um receptor sensorial não apresenta nenhuma associação especializada. Normalmente as terminações nervosas se arborizam para cobrir uma área maior. Muito comuns na pele, córnea, cavidade oral, polpa dentária e intestinos.
Percebem dor, mas também podem ser estimulados pelo calor ou frio extremos.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais gerais
Receptores sensoriais encapsulados
Quando a terminação de um receptor sensorial é fechado em uma estrutura especializada. As cápsulas potencializam a deformação das terminações nervosas. Ex.: Corpúsculos de Pacini (pele, juntas e tecidos profundos – pressão), corpúsculos de Ruffini (derme – calor), Bulbos de Krause (derme – frio), corpúsculos de Meissner (derme – tato), etc.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais gerais
Receptores sensoriais associados
Quando a terminação de um receptor sensorial é está associado à algum outro órgão. Ex.: terminações nervosas associadas aos pêlos
Proprioceptores são exemplos. São receptores que monitoram o estado de flexão dos membros e o grau de contração dos músculos.
Eixo muscular ou muscle spindle
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
São receptores especializados e localizados em regiões específicas do corpo.
Ex.: recepções químicas, eletromagnéticas, mecânicas e elétricas.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Quimiorreceptores
Sensíveis à estímulos químicos. Paladar e olfato são os principais.
Feromônios são mensagens químicas liberadas por um organismo que influenciam o comportamento e a fisiologia dos outros indivíduos da espécie.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Quimiorreceptores
Olfato: sentir cheiros. Envolve quimiorreceptores localizados nas passagens nasais. Três componentes do circuito olfativo: 
Epitélio olfativo;
Bulbo olfativo;
Trato olfativo.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Quimiorreceptores
Epitélio olfativo
Molécula odorante - Muco – Proteínas de ligação a odorantes – Receptores de odorantes (neurônios) – Bulbo olfatório.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Quimiorreceptores
Proteínas receptoras de odorantes são acopladas à 				proteína G, que quando ativada, 				ativa vias de transdução.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Embriologia do sistema olfativo
Aparece a partir dos placódios olfatórios, camadas de ectoderme que se invaginam dorsalmente em direção ao tubo neural.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Filogenia do sistema olfativo
Peixes: dois sacos de fundo cego chamados de sacos nasais. Fundidos nos Cyclostomata. Fluxo contínuo de água nos sacos à medida que o peixe nada. Fluxo uni ou bidirecional da água.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Filogenia do sistema olfativo
Anfíbios: sacos nasal alargam entre as narinas, e aparece o órgão vômero-nasal (órgão de Jacobson). Fendas naso-labiais em salamandras Pletodontidae. Tentáculos nasais em cecílias.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Filogenia do sistema olfativo
Répteis e Aves: sacos nasal alargam e se dividem em duas câmaras (vestíbulo e câmara nasal). Dobras do epitélio nasal formam conchas ou turbinas (aumentam a superfície olfativa).
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Filogenia do sistema olfativo
Mamíferos: câmara nasal grande e com muitas turbinas (esquentam e umedecem o ar antes dele atingir os pulmões). O epitélio olfativo ocupa a porção posterior da parede da câmara.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Órgão vômeronasal
Nome dado pelos ossos que o encerram.
Ausente em peixes, Chelonia, Crocodylomorpha, Aves, morcegos, primatas e mamíferos aquáticos.
Em anfíbios, é uma área do saco nasal.
Em Reptilia, o órgão vomeronasal é uma fossa separada, onde a língua entrega substâncias químicas.
Em Mammalia, o órgão vomeronasal é uma área isolada da membrana olfativa, conectada à boca pelo duto nasopalatino. 
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Órgão vômeronasal
Ativam um sistema de transdução diferente.
Proteína G – Fosfolipase C – PIP2 (Fosfatidilinositol-4,5-bifosfato) – IP3 (Trifosfato de inositol) + DAG (Diacilglicerol) – Aumento no Ca2+ - Despolarização da membrana
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Quimiorreceptores
Paladar
Papilas gustativas percebem substâncias químicas na boca ou em barbilhões.
Em anfíbios, répteis e aves, papilas gustativas ocorrem na boca e faringe.
Em mamíferos, as papilas gustativas se distribuem pela língua.
Sentem doce, salgado, umami, amargo e azedo.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Quimiorreceptores
Paladar
Os receptores gustatórios de vertebrados utilizam diversos mecanismos de transdução do sinal.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Quimiorreceptores
Paladar
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Receptores de radiação
Fotorreceptores
Sensíveis à luz. O principal é o olho. Diferenças na intensidade de luz e no comprimento de onda ajudam a formar as imagens (contraste e cor).
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Receptores de radiação
Fotorreceptores - Olho
Formado por três camadas:
Túnica fibrosa: esclera e córnea (maisexterna);
Túnica vascular: coróide, corpo ciliar e íris (média);
Túnica interna: retina (mais interna).
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Fotorreceptores - Olho
Túnica fibrosa: 
Esclera: é o “branco do olho”. Consiste em uma cápsula rígida de tecido conectivo onde os músculos oculares extrínsecos se fixam. Em peixes, anfíbios, répteis e aves, ossos escleróticos (ectodérmicos) podem estar presentes, ajudando a dar forma à esclera. 
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Fotorreceptores - Olho
Túnica fibrosa: 
Córnea: é a parte anterior e transparente da túnica fibrosa. Funciona como meio de refração para os raios luminosos.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Fotorreceptores - Olho
b) Túnica vascular: 
Coróide: é a maior área da túnica vascular. Como é bastante vascularizada, provê suporte nutricional para os tecidos do olho. Pode conter tapetum lucidum, uma camada refletora de raios luminosos.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Fotorreceptores - Olho
b) Túnica vascular: 
Corpo ciliar: pequenos músculos no interior do olho que controlam a acomodação da lente através de seus ligamentos suspensórios.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Fotorreceptores - Olho
b) Túnica vascular: 
Íris: é a região colorida do olho, uma continuação da túnica vascular na frente do olho. Contém a pupila, uma abertura da íris. Pequenos músculos dentro da íris abrem e fecham a pupila, funcionando como um diafragma, reduzindo ou aumentando a quantidade de luz que entra no olho.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Fotorreceptores - Olho
c) Túnica interna: 
Retina: região sensitiva do olho. Formada por três camadas (da periferia para o interior): células ganglionares, células amácrinas e células bipolares, horizontais, cones e bastonetes. 
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Fotorreceptores - Olho
c) Túnica interna: 
Retina
Fotorreceptores ciliados dos Vertebrata são divididos em dois tipos:
Bastonetes: visão em pouca luz (preto-e-branco); em todos os Vertebrata;
Cones: visão em luz brilhante (cores); em alguns Vertebrata.
Segmento externo: discos contendo os fotopigmentos.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Fotorreceptores - Olho
c) Túnica interna: 
Retina
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Fotorreceptores - Olho
c) Túnica interna: 
Retina
Fotopigmentos são formados por cromóforos + proteína opsina.
Cromóforo é derivado da vitamina A (retinal).
Complexo cromóforo-opsina responde a frações particulares do espectro de luz, em decorrência das distintas sequências de aminoácidos da proteína opsina.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Fotorreceptores - Olho
c) Túnica interna: 
Retina
Cromóforo inativo tem conformação cis.
A absorção de luz muda a conformação para todo-trans.
Conformação cis = cromóforo ligado à opsina.
Conformação todo-trans = cromóforo não ligado à opsina.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Fotorreceptores - Olho
c) Túnica interna: 
Retina
Quando o cromóforo se dissocia da opsina, essa se torna ativada e inicia a cascata de transdução do sinal.
PDE = fosfodiesterase
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Fotorreceptores - Olho
c) Túnica interna: 
Retina: pode apresentar fóvea ou mácula, região de convergência dos raios luminosos formada apenas de cones e que é considerada o ponto de maior acuidade visual; o disco do nervo óptico, região onde este nervo aflora no olho, não contém células sensoriais e por isso é chamada de ponto cego da retina.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Fotorreceptores - Olho
Câmaras do olho
Três câmaras estão presentes no olho. 
Câmara anterior: entre a íris e a córnea. Preenchida pelo humor aquoso;
Câmara posterior: entre a íris e a lente. Preenchida pelo humor aquoso;
Câmara vítrea: atrás da lente. Preenchida por fluido, o humor vítreo, que ajuda a manter o formato arredondado do olho.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Fotorreceptores - Olho
Embriologia
O olho é uma estrutura composta por células mesenquimais e células ectodérmicas do placódio óptico. Desenvolve-se a partir de vesículas ópticas que aparecem no telencéfalo. À medida que se desenvolvem e se aproximam da ectoderme acima, elas dobram e formam o copo óptico. Ao mesmo tempo, a ectoderme engrossa e se invagina, formando a lente primordial. Células mesenquimais ao redor do copo óptico e da lente primordial se agrupam e formam os tecidos externos do olho.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Fotorreceptores - Olho
Embriologia
Ectoderme origina a pálpebra, a córnea, a lente, a íris e a retina.
Mesêquima origina o coróide e a esclera.
A vesícula óptica mantém sua conexão com o encéfalo via nervo óptico.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Fotorreceptores - Olho
Filogenia
Lampréias: músculo estriado corneal ligado ao espetáculo, uma área transparente sobre o olho. Ao contrair, ele achata a córnea, auxiliando a acomodação visual. 
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Fotorreceptores - Olho
Filogenia
Chondrichthyes e Osteichthyes: músculos retratores e protratores da lente. Globo ocular sustentado por cartilagens ou ossos escleróticos. 
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Fotorreceptores - Olho
Filogenia
Amphibia: anel esclerótico reforçando o olho. Músculos protratores puxam a lente para frente para o anfíbio enxergar objetos próximos.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Fotorreceptores - Olho
Filogenia
Amniota: músculo ciliar muda o formato da lente (exceto em Serpentes). Anel esclerótico presente em algumas aves e répteis. Cone papilar em répteis e pécten em aves se projetam na câmara vítrea e nutrem as células do olho (presume-se).
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Fotorreceptores - Olho
Terra X Água
Animais terrestres acomodam a visão achatando ou alargando a lente;
Animais aquáticos acomodam a visão movimentando a lente para frente ou para trás.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Receptores de radiação
Receptores infravermelhos
Presentes em morcegos-vampiros e algumas serpentes.
Fossetas labiais em Boidae e fossetas loreais em Viperidae.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Receptores de radiação
Receptores infravermelhos
Nervos das fossetas sensíveis à mudanças de 0,003ºC na temperatura.
Viperidae detectam presas a 30 cm de distância; Boidae entre 7 e 15 cm de distância.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Receptores de radiação
Receptores infravermelhos
Ativação de proteínas termorreceptoras específicas (TRPs) da terminação nervosa livre do neurônio termorreceptor iniciam a percepção de temperaturas.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Mecanorreceptores
Neuromastos: cúpula (estrutura gelatinosa) que recobre células ciliadas.
Cúpula se desloca, curvando os cinecílios. Os maiores cílios são os menos sensíveis ao deslocamentoda cúpula; os menores são mais sensíveis. 
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Mecanorreceptores
Cinocílio: cílio verdadeiro único longo.
Estereocílios: inúmeras projeções mais curtas (microvilosidades).
Ponte apical: proteínas conectoras dos estereocílios e cinocílio.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Mecanorreceptores – Linha lateral
Presente em peixes e anfíbios aquáticos. Neuromastos como órgãos sensoriais. Responde à mudanças de pressão na água. Origina-se da crista neural e de placódios ectodérmicos.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Mecanorreceptores – Linha lateral
Transdução de sinal na célula ciliada de vertebrado.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Mecanorreceptores – Órgão vestíbulo-coclear
É o órgão da audição e do equilíbrio.
Dividido em ouvido externo, médio e interno.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Mecanorreceptores – Órgão vestíbulo-coclear
Aparelho vestibular: três ductos semicirculares (com ampola, utrículo, sáculo e lagena). Lagena chamada de ducto coclear nas aves e cóclea nos mamíferos.
Cóclea está envolvida na audição e não no equilíbrio.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Mecanorreceptores – Órgão vestíbulo-coclear
Utrículo e sáculo com otólitos, formando a mácula.
Ampola sem otólitos, porém com cúpulas.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Mecanorreceptores – Órgão vestíbulo-coclear
Utrículo e sáculo detectam movimentos lineares.
Ampolas detectam movimentos circulares e angulares
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Mecanorreceptores – Órgão vestíbulo-coclear
Canais semicirculares respondem à aceleração angular.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Mecanorreceptores – Órgão vestíbulo-coclear
A cóclea é especializada na recepção de sons.
Sons vibram a janela oval, desencadeando ondas na perilinfa, que vibram a membrana basilar, que termina por vibrar os estereocilios das células ciliadas do órgão espiral.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Mecanorreceptores – Órgão vestíbulo-coclear
Filogenia do órgão vestíbulo-coclear
Peixes: sons atingem o ouvido interno diretamente, via bexiga natatória ou via ossículos do aparelho de Weber. Sáculo e lagena estão envolvidos na audição.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Mecanorreceptores – Órgão vestíbulo-coclear
Filogenia do órgão vestíbulo-coclear
Peixes: não possuem ouvido externo. Corpo com a mesma densidade da água (otólitos para captar as ondas sonoras – estruturas mais densas). 
Otólitos: utilizados em estudos de crescimento (cada círculo = 1 dia).
Anéis dos otólitos.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Mecanorreceptores – Órgão vestíbulo-coclear
Filogenia do órgão vestíbulo-coclear
Anfíbios: presença de papilla amphibiorum e papilla basilaris na parede do sáculo do ouvido interno; sensíveis a freqüências inferiores a 1000 Hz e superiores a 1000 Hz, respectivamente.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Mecanorreceptores – Órgão vestíbulo-coclear
Filogenia do órgão vestíbulo-coclear
Anfíbios: em Anura, membrana timpânica é externa e contínua com a pele. Ossos columela e extra-columela transmitem o som do tímpano para o ouvido interno.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Mecanorreceptores – Órgão vestíbulo-coclear
Filogenia do órgão vestíbulo-coclear
Anfíbios: osso opérculo divide a janela oval com a columela. Opérculo é ligado à supra-escápula via músculo opercular.
Sons passam da terra para o ouvido.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Mecanorreceptores – Órgão vestíbulo-coclear
Filogenia do órgão vestíbulo-coclear
Anfíbios: salamandras sem tímpano externo. Opérculo e supra-escápula ligados via músculo opercular. 
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Mecanorreceptores – Órgão vestíbulo-coclear
Filogenia do órgão vestíbulo-coclear
Répteis: ar vibra o tímpano, que vibra a extra-columela e a columela, atingindo o ouvido interno. A lagena é a área auditiva do ouvido.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Mecanorreceptores – Órgão vestíbulo-coclear
Filogenia do órgão vestíbulo-coclear
Répteis: serpentes não possuem tímpano. A columela está ligada ao quadrado via um pequeno ligamento em uma ponta e à janela oval na outra. Respondem pouco aos sons aéreos e sísmicos.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Mecanorreceptores – Órgão vestíbulo-coclear
Filogenia do órgão vestíbulo-coclear
Aves: lagena mais longa que a dos répteis. Penas faciais (disco facial) e posição desigual dos orifícios auditivos externos aumentam a acuidade auditiva de corujas.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Mecanorreceptores – Órgão vestíbulo-coclear
Filogenia do órgão vestíbulo-coclear
Mamíferos: três ossículos no ouvido médio (martelo, bigorna e estribo). Cóclea comprida e enrolada sobre o próprio eixo. Orelhas para direcionar o som para o ouvido. 
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Eletrorreceptores
Ocorrem apenas em peixes (elasmobrânquios, bagres, esturjões, alguns teleósteos e no peixe pulmonado Protopterus).
São neuromastos modificados.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Eletrorreceptores
Dois tipos principais: ampolas de Lorenzini e receptores tuberosos (apenas em peixes-elétricos).
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Eletrorreceptores
Eletrócitos (células produtoras de eletricidade) se empilham e se organizam em órgãos elétricos (tecido muscular modificado).
Diferenças de potenciais elétricos entre a região interna e externa das células produzem a descarga elétrica (íons sódio).
Eletrócitos descarregam-se simultaneamente, 
criando correntes que podem chegar a 200 volts.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Eletrorreceptores
Campos elétricos são criados ao redor dos peixes, que o usam para a comunicação intra-específica e para a navegação (distorções do campo indicam obstáculos).
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Magnetorreceptores
Percebem o campo magnéticoda Terra. Nenhum órgão sensorial foi descoberto até o momento.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Magnetorreceptores
Observado em vários grupos animais: moluscos, aves, peixes, répteis e mamíferos.
Presença (ou não) de magnetita nos neurônios sensitivos (magnetosomas – seta vermelha).
Mecanismo fisiológico desconhecido.
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2 – Caracterização dos constituintes do sistema sensorial
Órgãos sensoriais especiais
Magnetorreceptores
Em pombos, concentrações de íons de ferro no bico captam o campo magnético da Terra.
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3 – Para mais informações
- KARDONG, K.V. Vertebrados: anatomia comparada, função e evolução. ROCA. 2011. 913p.
- MOYES, C.D. & SCHULTE, P.M. 2008. PRINCÍPIOS DE FISIOLOGIA ANIMAL. 2º EDIÇÃO. PORTO ALEGRE: ARTMED, 756P.
 HILDEBRAND, M. & GOSLOW, G. Análise da Estrutura dos Vertebrados. 2ed. São Paulo. Atheneu. 2006. 637p.
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OBRIGADO!
PERGUNTAS?
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