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Universidade de São Paulo Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto Departamento de Fisiologia Disciplina de Fisiologia Especializada Clarissa Mota, MSc Doutoranda em Fisiologia (FMRP-USP) Ribeirão Preto 2017 • Divisões do Sistema Nervoso Autônomo • Anatomia do Sistema Nervoso Autônomo – SN Simpático – SN Parassimpático – SN Entérico • Fisiologia do SNA • Farmacologia do SNA – Neurotransmissores – Receptores colinérgicos e adrenérgicos • Principais Reflexos Autonômicos • O Sistema Nervoso Entérico • Controle do Sistema Nervoso Autônomo pelo SN Central (SNC) Sumário O SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO (SNA) • O Sistema Nervoso Autônomo (SNA) é a parte do Sistema Nervoso Periférico responsável por regular as funções neurovegetativas cujo controle é involuntário: sistemas respiratório, cardiovascular, renal, digestório e endócrino. • Desempenha papel principal em manter a homeostase a cada momento diante de diferentes situações e desafios ambientais. • O SNA é um composto por um sistema que inerva diversos órgãos, glândulas, vasos sanguíneos, músculos liso e cardíaco. Características básicas do SNA Divisão geral do sistema nervoso autônomo Sistema Nervoso Central Periférico Autônomo (involuntário/reflexo) Somático (voluntário/reflexo) Simpático Parassimpático Entérico Diferenças entre SN Somático e SN Autônomo Localização das vias na medula espinal Informação aferente sensorial Sinais eferentes para músculos e glândulas Núcleo eferente autonômico Núcleo motor somático Núcleo sensorial somático Núcleo sensorial visceral Sistema Nervoso Autônomo Versus Sistema Nervoso Somático Sistema Nervoso Somático Sistema Nervoso Autônomo Motoneurônio somático Efetor Efetores ACh: contração do músculo esquelético Ach ou NE: -Contração ou relaxamento do músculo liso -Aumento ou redução da frequência cardíaca e força de contração -Mudança na secreção glandular Gânglio autonômico Neurônio pré- ganglionar Neurônio pós- ganglionar Neurônios autonômicos Medula espinal Medula espinal Diferenças entre Sn Simpático e Sn Parassimpático 1) ANATOMIA 2) FISIOLOGIA 3) FARMACOLOGIA 1) Diferenças Anatômicas SN SIMPÁTICO TORACOLOMBAR SN PARASSIMPÁTICO CRANIOSSACRAL X Neurônios autonômicos eferentes Sistema Nervoso Parassimpático Sistema Nervoso Simpático Outras características: • Neurônio pré-ganglionar longo • Neurônio pós-ganglionar curto • Gânglio próximo ao órgão Outras características: • Neurônio pré-ganglionar curto • Neurônio pós-ganglionar longo • Gânglio próximo ao sistema nervoso central (SNC) Neurônio pré- ganglionar Neurônio pós- ganglionar Efetor Gânglio simpático SNC Neurônio pré- ganglionar Neurônio pós- ganglionar Efetor Gânglio parassimpático SNC Localização dos neurônios pré-ganglionares simpáticos • Os corpos celulares dos neurônios pré-ganglionares do ramo simpático estão localizados nas colunas de células intermediolaterais toraco-lombares; • Contribuem com praticamente todos os nervos periféricos. • OBS: apenas as fibras pré- ganglionares são mielinizadas. Localização dos neurônios pós-ganglionares simpáticos • Os corpos celulares dos neurônios pós-ganglionares do ramo simpático podem estar em: – Gânglios paravertebrais: estão interligados, formando as cadeias simpáticas direita e esquerda – Gânglios pré-vertebrais: situam-se nos plexos que circundam a origem dos ramos principais da aorta abdominal Cadeias Ganglionares Simpáticas Paravertebrais Localização dos neurônios pós-ganglionares • Os corpos celulares dos neurônios pré-ganglionares do ramo parassimpático estão localizados em núcleos no tronco encefálico e nas colunas intermediolaterais sacrais. • Os corpos celulares dos neurônios pós-ganglionares do ramo parassimpático estão localizados nos gânglios parassimpáticos, próximos ou mesmo localizados nas paredes dos órgãos-alvo. • Corpos celulares dos neurônios pré-ganglionares: • Neurônios do tronco encefálico: • Núcleo Edinger-Westphal • Núcleos salivatórios • Núcleos do nervo vago: Motor dorsal do nervo Vago (secretomotor) Ambíguo (visceromotor) • Neurônios da coluna intermediolateral sacral • Os gânglios parassimpáticos distribuem-se difusamente nas proximidades das vísceras. Núcleos de neurônios do SN Parassimpático Os nervos vago, glossofaríngeo e facial enviam aferências sensoriais viscerais para o núcleo do trato solitário no tronco encefálico; e daí para o hipotálamo e para núcleos motores do tronco encefálico. Informações viscerais são essenciais para os reflexos vegetativos. Informações conscientes sobre as vísceras são limitadas, (basicamente sobre dor). Componente sensorial do sistema nervoso autônomo O SNA é regulado por retroalimentação sensorial • Glândulas sudoríparas, músculos piloeretores, tecido adiposo marrom, vasos sanguíneos, glândulas supra- renais. Exceções exclusivas do SN Simpático 1- A atividade simpática reduzida 2- Relaxamento do músculo liso vascular 3- Vasodilatação VASODILATAÇÃO • Vasos sanguíneos 1- Aumento da atividade simpática 2- Contração do músculo liso vascular 3- Vasoconstrição VASOCONSTRIÇÃO Tônus vasomotor Fibra nervosa simpática Artéria Exceções exclusivas do SN Simpático Adrenalina • Glândulas supra-renais (funcionam como gânglios do SN simpático) Glândula supra-renal Rim Cápsula de tecido conjuntivo Córtex Medula Está sob o controle do eixo hipotálamo-hipófise Está sob o controle do SN Simpático Exceções exclusivas do SN Simpático • Glândulas lacrimais Exceções: inervação com predomínio do SN Parassimpático Dupla inervação, mas com predomínio parassimpático 2) Funções Parassimpática e Simpática Parassimpático Simpático Vasoconstrição Secreção salivar fluida Secreção salivar espessa • https://www.youtube.com/watch?v=BST5-J4xCNE Human Physiology - Regulation of Digestion: Saliva Synthesis and Secretion • Atividade do SN Parassimpático: Aumento da secreção glandular. Resultado: secreção fluida • Atividade do SN Simpático: Constrição dos vasos que inervam as glândulas e redução de fluidos nas secreções. Resultado: redução na secreção e secreção espessa Controle autonômico da íris Esfíncter da pupila: (1) É formado por células musculares lisas que são agrupadas em feixes concêntricos no bordo pupilar. (2) Apresenta inervação parassimpática. (3) Ativa a miose (contração pupilar). Músculo dilatador da pupila: (1) É formado por células musculares lisas que são agrupadas em disposição radial que se estende ao longo da íria até o esfíncter. (2) Apresenta inervação simpática. (3) Ativa a midríase (dilatação pupilar). Luz forte Escuro Luz normal Esfíncter da pupila Pupila Músculo dilatador da pupila Equilíbrio Autonômico Repouso e digestão (prioriza o fluxo sanguíneo para o trato gastrointestinal) Luta ou fuga (prioriza o fluxo sanguíneo para os músculos, sistema cardiovascular e cérebro) Equilíbrio entre os dois sistemas Atividade parassimpática Atividade simpática A homeostase é um equilíbriodinâmico entre as subdivisões autonômicas. No caso de situações extremas, ocorre hiperativação do SNS ou do SNP. LUTA OU FUGA? • Liberação de hormônios da glândula supra-renal • Aumento da PA e FC • Broncodilatação • Inibição da motilidade e secreção no TGI • Aumento do metabolismo de glicose • Mobilização de energia • Dilatação de vasos da musculatura esquelética e, consequentemente, aumento do fluxo sanguíneo • Dilatação das pupilas LUTA OU FUGA? • https://www.youtube.com/watch?v=wANxsM 5Q36c The stress response and your autonomic nervous system Pergunta... As funções simpática e parassimpática são antagônicas? Essas duas divisões do sistema autônomo trabalham de forma coordenada. Em algumas situações, eles agem de forma antagônica, em outras atuam sinergicamente (como na salivação) e, ainda, podem atuar exclusivamente (como a inervação simpática nos vasos, g. sudoríparas e g. supra-renais). FARMACOLOGIA DO SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO Neurotransmissores atuantes no sistema nervoso autônomo Os neurotransmissores são mediadores químicos liberados pelas terminações nervosas na fenda sináptica Os neurotransmissores irão interagir com seus receptores específicos, inibindo ou excitando a célula pós-sináptica Principais neurotransmissores autonômicos: Acetilcolina (ACh) Noradrenalina (NA) ou Norepinefrina (NE) Principais neurotransmissores atuantes no SNA SN Parassimpático: ACh SN Simpático: NA SN Parassimpático e Simpático: ACh Vamos pensar um pouco... Um neurotransmissor pode exercer efeito inibitório nos brônquios e efeito excitatório no coração? Se sim, Por quê? Simpático Parassimpático Ach Acetilcolina Receptor Nicotínico Receptor Muscarínico NA Noradrenalina Receptores Adrenérgicos Ach Ach Ach NA Principais neurotransmissores atuantes no SNA Farmacologia do sistema nervoso autônomo Receptores colinérgicos Acetilcolina (ACh) Receptores • Nicotínicos (diversos subtipos) • Muscarínicos M1, M2, M3, M4, M5 Receptores Colinérgicos Lembre-se sempre: o efeito final do neurotransmissor depende do tipo de receptor! Nicotínicos Muscarínicos Encontrados em: - Todos os gânglios autonômicos - Todas as junções neuromusculares - Diversas vias no sistema nervoso central - São receptores acoplados à proteína G - Provocam efeitos parassimpáticos no coração, musculo liso e glândulas - Redução da frequência cardíaca - Miose - Contração da musculatura lisa do trato gastrointestinal (fechamento de canais para K+) (abertura de canais para K+) Hiperpolarização Despolarização Inibição Excitação Excitação Despolarização M2 e M4 M1, M3 e M5 Receptores Colinérgicos Muscarínicos M1 e M3 ativados acoplam-se com a proteína G, induzem a ativação da fosfolipase C, que promove a produção de segundos mensageiros (DAG e IP3) M2 ativado acopla-se à proteína G, que inibe a atividade da adenilciclase e reduz os níveis intracelulares de AMP cíclico. Farmacologia do sistema nervoso autônomo Receptores adrenérgicos Adrenalina/Epinefrina Noradrenalina/Norepinefrina Receptores • Alfa (α) • Beta (β) Receptores Adrenérgicos Receptores Adrenérgicos α β α1 α2 β1 β2 β3 Vasoconstrição (consequências: aumento da resistência periférica vascular e da pressão arterial) Midríase (constrição pupilar) Contração do esfíncter interno da bexiga Inibição da secreção de noradrenalina Inibição da secreção de insulina Taquicardia Aumento da lipólise Aumento da contratilidade do miocárdio Broncodilatação Aumento da gliconeogênese muscular e hepática Aumento da liberação de glucagon Relaxamento do músculo liso uterino Termogênese no tecido adiposo marrom Reflexos Autonômicos Reflexos Autonômicos • Reflexo de Contração Pupilar (Fotomotor) • Controle da Pressão Arterial a curto prazo (barorreflexo) • Reflexo de Esvaziamento da Bexiga (micção) Barorreflexo Barorreceptores: sensores da pressão arterial Barorreceptor do seio carotídeo Barorreceptor do arco aórtico Sinais neurais para o centro de controle cardiovascular no bulbo Aorta Pressão arterial (mmHg) Disparos de neurônios aferentes Aumentado Normal Tempo Os barorreceptores estão localizados nos seios carotídeos (dilatações das artérias carótidas direita e esquerda) e no arco da artéria aorta. Reflexos autonômicos: O Barorreflexo ↑PA Barorreflexo ↓ Atividade simpática ↓PA e FC (barorreceptores) ↑ Atividade vagal cardíaca Centro cardioregulador no bulbo • https://www.youtube.com/watch?v=pj1VkA9 m0-w Baroreflex regulation of blood pressure, animation Reflexo de esvaziamento da bexiga/micção Reflexos autonômicos: micção • A bexiga é constituída pelo músculo detrusor e apresenta inervações simpática e parassimpática. • Ela tem a capacidade de cumprir duas funções: “armazenamento” e “esvaziamento” Inervação da bexiga Músc. detrusor da bexiga Músc. liso da uretra Músc. detrusor da bexiga Esfíncter uretral estriado e músc. estriado do assoalho pélvico Centro da micção no tronco encefálico Córtex cerebral Simpático Parassimpático Somático Micção: ação reflexa do SNA + ação voluntária do sistema motor somático Centro da micção no tronco encefálico: inibe a atividade simpática e ativa a parassimpática Alvos da ação simpática: • Músculo detrusor (receptores β-adrenérgicos) • Esfíncter interno (α- adrenérgicos) Alvo da ação parassimpática: • Músculo detrusor (receptores M3) • Na primeira fase, passiva, o armazenamento eficaz da urina é dependente dos seguintes fatores: – Complacência vesical – capacidade da bexiga para se adaptar progressivamente ao aumento dos volumes de urina, sem um aumento correspondente da pressão intravesical; – Estabilidade do detrusor – ausência de contrações não inibidas do detrusor; – Competência do esfíncter uretral – para evitar perdas de urina; – Sensibilidade vesical adequada – para sentir o enchimento e quando necessário ir ao banheiro; Reflexos autonômicos: micção Armazenamento da urina • Condição ideal para urinar • Bloqueio dos estímulos inibitórios centrais, assim como o fim da atividade eferente do nervo pudendo • A diminuição do estímulo simpático (toraco-lombar) sobre a bexiga e o aumento da atividade parassimpática (sacral) e somática permitem o relaxamento da musculatura dos esfíncteres e a contração do músculo detrusor, ocorrendo assim a micção Reflexos autonômicos: micção Esvaziamento da bexiga Reflexos autonômicos: micção Normalmente, verifica-se uma predominância da ação inibitória dos centros neurológicos superiores sobre o centro sacral (parassimpático e responsável pela micção) e o músculo do detrusor. (mecanoreceptores) Receptores M3 - presentes no Músc. detrusor da bexiga Efeito excitatório forte (M3), fechamento de canais para K+ Micturition Reflex - Neural Control of Urination Animation Video • https://www.youtube.com/watch?v=US0vNoxsW-kSistema Nervoso Entérico • O sistema nervoso entérico está localizado ao longo de todo o trato gastrointestinal, além estar presente no pâncreas e na vesícula biliar. • PLEXOS ENTÉRICOS: – Contém vários tipos neuronais, incluindo os neurônios motores (influenciam a atividade do músculo e secreções glandulares), interneurônios (integrativos), e neurônios aferentes primários intrínsecos (condições mecânicas e químicas), que reflexamente controlam as funções gastrintestinais. Características do sistema nervoso entérico (SNE) Plexos do SNE: plexo mioentérico e plexo submucoso A rede neural do plexo mioentérico (ou de Auerbach) está predominantemente envolvida com a regulação reflexa das atividades contráteis da musculatura externa. Localiza-se entre as camadas muscular longitudinal externa e muscular circular interna. A rede neural do plexo submucoso (ou de Meissner) está relacionada com o controle das atividades secretomotora e vasomotora da túnica mucosa. • Independência do SNE: O controle neural da função gastrointestinal é predominantemente regido pelos neurônios intrínsecos do SNE, embora possa haver modulação por parte de neurônios extrínsecos provenientes do sistema nervoso simpático, parassimpático e neurônios sensoriais. O SNE controla a motilidade gastrointestinal, secreção, absorção de nutrientes, o fluxo sanguíneo e processos inflamatórios. • Diversos neurotransmissores estão envolvidos no funcionamento do SNE: acetilcolina (ACh), colecistoquinina (CCK), serotonina (5-HT), neuropeptídeo Y (NPY), peptídeo intestinal vasoativo (VIP, etc. Características do sistema nervoso entérico (SNE) http://www.medicinageriatrica.com.br/ Características do sistema nervoso entérico (SNE) Inervação simpática e parassimpática do SNE A atividade do SN Autônomo modula a atividade no SN Entérico. Parassimpática: facilita a digestão, ativando a produção de fluidos e a motilidade Simpática: predomina na inibição da digestão Segmento lombar Inervação simpática e parassimpática do SNE Estado emocional Sistema nervoso central Aroma, sabor, tato, visão Neurônios aferentes Neurônios eferentes autonômicos Reflexos longos Quimiorreceptores, osmoreceptores ou mecanoreceptores Parede gastrointestinal Músculo liso ou glândula Plexos nervosos Estímulo Lúmen gastrointestinal Resposta Reflexos curtos Vias de reflexos curtos e longos do SNE Hierarquia do Sistema Nervoso Autônomo O controle central da função autonômica O principal centro de controle visceral é o HIPOTÁLAMO (centro integrador e de manutenção da homeostase). O córtex cerebral regula reações viscerais involuntárias: a. rubor em resposta a estímulo conscientemente embaraçador; b. vasoconstrição e palidez em resposta ao medo; c. respostas vegetativas a situações sexuais Está fortemente relacionado com a experiência (memória) e com a expressão emocional. Hierarquia do sistema nervoso autônomo Controle central da função autonômica Reflexos: respiração, vômito e micção Córtex cerebral Amigdala Tálamo Hipotálamo Centros autonômicos no tronco encefálico Neurônios pré- ganglionares no tronco encefálico e medula espinal Motoneurônios primários no gânglio autonômico Órgãos efetores (músculo liso, músculo cardíaco e glândulas) Gânglios sensoriais Núcleo do trato solitário (bulbo) CONTROLE DO SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO PELO SN CENTRAL Tronco Cerebral (Bulbo e Ponte) Amígdala Córtex cerebral Hipotálamo: CENTRO INTEGRADOR Eferências • Purves, Dale. Neurociências - 4ª Ed. Porto Alegre: Artmed, 2005. • Bear, Mark F. Neurociências: desvendando o sistema nervoso. Porto Alegre: Artmed, 2002. • Lent, Roberto. Cem bilhões de neurônios: conceitos fundamentais de Neurociências. Atheneu, 2001. CONTATO: clarissadm@usp.br BIBLIOGRAFIA PARA ESTUDO
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