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Estrutura e Função do Sistema Nervoso Profa Msc. Railene Alencar Sistema Nervoso Sistema Nervoso Central • Encéfalo; • Medula Espinhal Sistema Nervoso Periférico • Nervos (Sensoriais e Motores). Cérebro • Considerado o centro nervoso mais importante de todo o sistema nervoso, controla a sensibilidade consciente, a mobilidade e a inteligência. • É dividido em dois hemisférios simétricos: o direito e o esquerdo. Apresenta uma série de reentrâncias e saliências chamadas circunvoluções cerebrais. É composto por duas substâncias: • Massa cinzenta (córtex cerebral): forma a parte externa do órgão; • Massa branca: forma a área mais interna do cérebro. Hipotálamo • Controla atividades corporais. • Centro de comando neuronal e endócrino. • Regulação homeostática do organismo. Funções – Controle da hipófise e do sistema nervoso autônomo. – Regula padrões emocionais e comportamentais (junto com o sistema límbico). – Regula a ingestão de alimentos (centro da fome e da saciedade) e água (centro da sede). – Controle da temperatura corporal (pela regulação do SNA). – Regulação do ritmo circadiano e estados da consciência. Tronco Encefálico É uma área do encéfalo que fica entre o tálamo e a medula espinhal. • Formação reticular: região superior da medula espinhal, todo tronco encefálico até a região inferior do diencéfalo, com a substância cinzenta e a substância branca. – Recebe, integra e processa impulsos aferentes de todo o SNC. – neurotransmissores liberados são aminas biogênicas. – Funções motoras. – Controle cardiovascular e respiratório. – Regulação do sono e da vigília. Possui 3 estruturas: Bulbo, ponte e mesencéfalo. Tronco Encefálico Bulbo Ponte Mesencéfalo Centro Cardiovascular Núcleo de tratos sensitivos e motores Centros reflexos de atividade visuais Centro Respiratório Centro Respiratório Reflexo do susto Controle dos Reflexos: Vomito, tosse, deglutição, espirro, soluço. Ciclo circadiano: sono e vigília Estado de Atenção Vigília: aumento da atividade do sistema reticular ativador –SRA – estado de consciência. Sono: estado de alteração da consciência, ou inconsciência parcial – baixa atividade do SRA. Medula Espinhal • Na transição entre o crânio e a coluna vertebral. • Onde originam as raízes e os nervos periféricos, que, por sua vez, terminam nos músculos. • Os nervos espinhais realizam a comunicação da medula com as regiões específicas do corpo. • Há 31 pares de nervos espinhais que seguem a partir dos forames intervertebrais em intervalos regulares. Medula Espinhal • A denominação dos nervos espinhais é conforme o segmento em que se localizam: • 8 pares de nervos cervicais (C1 a C8); • 12 pares de nervos torácicos (T1-T12); • 5 pares de nervos lombares (L1-L5); • 5 pares de nervos sacrais (S1-S5); • 1 par de nervos coccígeos (Co1). • Os nervos são formados por células especiais chamadas neurônios. • Os nervos que partem do encéfalo são chamados de nervos cranianos e os que partem da medula espinhal são chamados de nervos raquidianos ou nervos espinhais. O encéfalo e a medula espinhal se relacionam com os órgãos enviando comandos a eles na forma de impulsos elétricos que são transmitidos pelos nervos. Os órgãos, por suas vez, usam os nervos para enviar ao encéfalo as sensações (elas são chamadas de estímulos). Meninges São três membranas que envolvem tanto o encéfalo quanto a medula, impedindo o seu contato com os ossos que os protegem (o crânio no caso do cérebro e a coluna vertebral no caso da medula). • Dura-máter - é a membrana que fica em contato com os ossos. • Aracnóide - membrana intermediária, localizada entre a dura-máter e a pia-máter. • Pia-máter - envolve os órgãos sendo a mais vascularizada. Entre a pia-máter e a aracnóide há um líquido chamado cerfalorraquidiano, que protege os órgãos do sistema nervoso central dos choques mecânicos. Funções gerais do Sistema Nervoso: Detecção sensorial: Neurônios (receptores sensoriais); Processamento das informações: Aprendizado e memória, através da comunicação intercelular nos circuitos neuronais; Expressão do comportamento: Resulta das respostas do organismo a seu meio. Componentes Celulares do Sistema Nervoso Composto por células, tecido conjuntivo e vasos sanguíneos. Células: Neurônios (células nervosas): Comunicação e sinalização; Neuróglia ( “cola nervosa”): Células de suporte, além de servir como isolantes nos neurônios e ajudam a manter o meio interno do sistema nervoso . Neurônios • São células que têm a função de levar até os órgãos as ordens do encéfalo e até o encéfalo os estímulos captados pelos órgãos. • Dendritos: são muitos e têm a função de conduzir os impulsos até o corpo celular. • Axônio: é uma única terminação bastante longa, que transmite para as outras partes do corpo celular as mensagens geradas pelo núcleo. • Apresentam um revestimento externo lipídico, na forma de uma bainha de mielina, que funciona como uma capa isolante (como num fio elétrico), separando ou isolando certas células especiais ao longo do axônio. árvore dendrítica Corpúsculo de Nissl Cone axônico Esclerose Múltipla: ocorre um deterioração gradual da bainha de mielina, resultando na perda progressiva da coordenação nervosa. Tipos de Neurônios • Neurônios sensitivos (aferentes – a = direção; ferent = condução): que conduzem a informação proveniente de estímulos externos ou internos do organismo ao SNC. • Neurônios motores ou motoneurônios (eferentes – e = para longe de): que transmitem a resposta do sistema nervoso central aos órgãos executores (músculos e glândulas). • Neurônios associativos ou interneurônios : que apenas estão presentes no SNC e são intermediários entre os neurônios sensoriais e motores, possuindo uma função integrativa. Neuróglia • Também chamada de células de suporte, engloba vários elementos celulares não- neurais do sistema nervoso (astrócitos). • O número de células da glia no SNC humano supera o número de neurônios: existe cerca de 10¹³ células da glia e 10¹² neurônios. • Não participam, diretamente, da comunicação a curto prazo da informação do sistema nervoso. • A excitabilidade elétrica, os neurônios são capazes de responder a um estímulo e gerar um potencial de ação. • O estímulo corresponde a qualquer tipo de alteração do ambiente interno ou externo ao organismo que seja o suficientemente forte para que se inicie um potencial de ação. • O potencial de ação é o impulso nervoso, que é um sinal elétrico que se propaga ao longo da membrana do neurônio. Neurônios – Células altamente excitáveis O percurso do impulso nervoso no neurônio é sempre no sentido dendrito corpo celular axônio SINAPSE Potencial de Membrana- Impulso Nervoso • Os neurônios possuem excitabilidade elétrica e comunicam-se por potenciais graduados que servem para comunicação para curtas distâncias e potenciais de ação que permitem a comunicação por longas distâncias no organismo. • O potencial de ação é alteração rápida do potencial de membrana, seguida por retorno ao potencial repouso da membrana. Potencial de Membrana • A base dos potenciais de ação são os canais iônicos, controlados pela voltagem, presentes na membrana plasmática; • O potencial de ação é propagado com a mesma forma e amplitude ao longo de todo o axônio; • Os potenciais de ação, em geral, são iniciados no seguimento inicial do axônio; • O potencial de ação é a base da capacidade de transportar sinais das células nervosas; • Os padrões dos potenciais de ação conduzidos codificam a informação transmitida pelas células nervosas. Potencial de Membrana • Todas as células, incluindo os neurônios, têm potencial de repouso em torno de -70 mV (voltagem da membrana). • O potencial de repouso da membrana do neurônio consiste em uma diferença entre as cargas pela membrana entre o meio intracelular e extracelular. • No neurônio o potencial da membrana emrepouso oscila entre -40 a -90 mV, sendo em média -70mV. O interior da célula é negativo em relação ao exterior. • A membrana sensibilizada permite a movimentação iônica (como os íons sódio e potássio) do meio extracelular e intracelular por canais iônicos presentes na membrana do neurônio. Os impulsos nervosos podem percorrer grandes distâncias em uma velocidade que varia entre 0,5 a 130 metros por segundo. • O potencial de ação ou impulso nervoso inicia com uma seqüência de eventos, que possibilitam a inversão do potencial da membrana em repouso, restaurando depois a polaridade do repouso. • O impulso nervoso corresponde a pequenas correntes elétricas que passam ao longo dos neurônios, e estas resultam do movimento de íons para dentro e fora dos neurônios através da membrana plasmática. • Fase da despolarização: o potencial da membrana em repouso torna-se menos negativo; • Fase da repolarização: onde se restaura o potencial da membrana em repouso de cerca de -70mV. • O período refratário corresponde ao período de tempo em que a célula não é capaz de gerar outro potencial de ação em resposta a um outro estímulo liminar. Transporte de íons pela Membrana • Há dois tipos de propagação do impulso nervoso: a contínua e a saltatória. • Na condução contínua (ponto a ponto) a despolarização ocorre em cada segmento adjacente da membrana plasmática; • Na condução saltatória a propagação do impulso se dá em axônios mielinizados, ocorrendo nos nódulos de Ranvier. Sinapse Terminal Axônico Sinapse Dendritos Neurônio Pós - SinápticoNeurônio Pré- Sináptico Propagação do Impulso Nervoso É o principal processo pelo qual os sinais elétricos são transferidos entre as células do sistema nervoso ( ou entre neurônios e células musculares ou receptores sensoriais). Classes de Sinapses • Existem dois tipos: elétrica e química. Sinapse Elétrica • Os neurônios pré-sinápticos e os neurônios pós-sinápticos estão unidos pelas junções comunicantes (tipo GAP), que permitem a movimentação dos íons de um neurônio para outro. • Entre as junções existem muitos conexonas tubulares, que conectam o citossol das duas células. Comunicação é muito mais rápida, pois o potencial de ação segue diretamente de um neurônio para o outro. Sincronização da atividade da rede neuronal, produzindo o potencial de ação ao mesmo tempo; São bidirecionais e dinâmicas. Sinapse Elétrica Pelo menos, 10 tipos de conexinas se expressam no SNC. • A conexina 36 é a principal conexina neuronal no SNC adulto. Hemicanais Sinapse Química • Há liberação do neurotransmissor, que se liga a receptores presentes na membrana do neurônio seguinte e pode realizar uma inibição ou estimulação deste neurônio. • A estrutura básica de uma sinapse é constituída pelo neurônio pré-sináptico, neurônio pós-sináptico, fenda sináptica, botões terminais (bulbos sinápticos terminais) e receptores. • São, geralmente, unidirecionais. Sinapse Química Junção Neuro – Muscular • É a junção entre a parte terminal de um axônio motor com uma placa motora (ou sinapse- neuromuscular). • A placa motora é a região da membrana plasmática de uma fibra muscular (o sarcolema) onde se dá o encontro entre o nervo e o músculo permitindo desencadear a contração muscular. Diferenças entre sinapses e JNM: A amplitude desse potencial é extraordinariamente grande: um único motoneurônio produz um potencial de cerca de 70 mV; nas células neurais os PPSE normalmente têm menos de 1mV de amplitude (vários neurônios - 15 mV). Portanto, a JNM é muito mais eficiente que a sinapse; Na JNM o neurônio motor sempre excita a célula muscular - as sinapses podem ser excitatórias ou inibitórias; Na JNM o neurotransmissor liberado pelo neurônio motor alfa é sempre a acetilcolina (ACh), e o receptor existente na célula muscular é sempre do tipo nicotínico colinérgico. • Em alguns casos, o corpo produz anticorpos contra os receptores da acetilcolina e assim inibindo a transmissão do sinal nestes neurônios comprometendo a ativação dos músculos e com o aparecimento de sintomas como fraqueza e fadiga muscular. • Condição patológica - Miastenia grave. Variações do Potencial de Membrana da Célula Pós – Sináptica • Nas sinapses pode haver uma maior ou menor probabilidade do neurônio pós-sináptico para desencadear o potencial de ação, podendo estimular ou inibir o neurônio. • Na sinapse excitatória o potencial da membrana alcança quase o limiar, causando uma despolarização do neurônio. • Na sinapse inibitória há hiperpolarização do neurônio, levando o potencial a um ponto muito distante do limiar. Variação do potencial de ação da célula pós- sináptica depende da natureza do neurotransmissor liberado pelo terminal pré-sináptico. Excitatória Inibitória Neurotransmissor excitatório Neurotransmissor inibitório Despolarização da célula pós-sináptica Hiperpolarização da célula pós-sináptica Sinapse Química Neurotransmissores São mediadores da sinalização química entre os neurônios. • Substância deve demonstrar estar presente no terminal pré- sináptico e a célula deve ser capaz de sintetizá-la; • Deve ser liberada durante a despolarização do terminal; • Devem existir receptores específicos na membrana pós- sináptica. Neurotransmissores Moléculas Pequenas de ação rápida Acetilcolina (Ach) (Classe I) Aminas Biogênicas (Classe II) Aminoácidos (Classe III) Gases ( Classe IV) Acetilcolina (Ach) – Classe I Importante na junção neuromuscular (SNP); Em alguns neurônios do tronco cerebral e na medula (SNC); Liberada por neurônios colinérgicos; Destruída pela enzima acetilcolinesterase; Antibiótico Doxicicina: Em estudo L- Dopa A dopamina é um importante neurotransmissor no cérebro, sendo que anormalidades nos seus níveis estão associadas a muitas desordens psíquicas. Esta desempenha um papel determinante na regulação e controle do movimento, motivação e cognição. Sentidos Gerais e Especiais • As sensações ocorrem devido à presença de uma variedade de receptores sensoriais que compõem a via aferente de transmissão de informações ao SNC. • As sensações gerais incluem a sensação somática (sensações táteis, dor, temperatura, propriocepção) e a sensação visceral. • Os sentidos especiais incluem visão, audição,olfato e paladar. Tipos de Receptores quanto a Localização Classificação de acordo com o estímulo • Mecanoreceptores: percepção do tato e propriocepção; • Nociceptores: percepção da dor e estímulos nocivos; • Termorreceptores: percepção da temperatura; • Fotorreceptores: detecção da luz que alcança a retina; • Quimiorreceptores: percepção de substâncias químicas (paladar, odor e líquidos corporais); • Osmorreceptores: percepção da pressão osmótica dos líquidos corpóreos. Proprioceptores • Os receptores podem ser os fusos musculares (presentes nos músculos esqueléticos), órgãos tendíneos (localizados na junção do tendão e músculo), receptores cinestésicos articulares (dentro e ao redor das cápsulas articulares das articulações sinoviais). Sistemas Especiais – Olfato • Detecção do estímulo químico (cheiro) pelas células olfatórias. • Transdução em sinal elétrico transmitido ao sistema nervoso. • O epitélio olfatório é constituído de três tipos de células, que são as células de sustentação, as basais e as receptoras olfatórias. Sistemas Especiais - Paladar • A gustação ou paladar é um sentido químico que é percebido pela detecção de substâncias químicas. • As qualidades gustativas são: salgada, doce, amarga, azeda e umami (presença de glutamato e aminoácidos semelhantes). • As células receptoras gustatórias localizam-se nos botões gustativos na língua, palato, faringe e laringe. • Na língua encontramos as papilas gustatórias, incluindo centenas de botões gustatórios. • As células receptoras gustatórias são os quimiorreceptores do sistema gustativo. Sistemas Especiais - Paladar SistemasEspeciais – Visão • Detecta e interpreta o estímulo luminoso – ondas eletromagnéticas. • A luz visível para os seres humanos possui um comprimento de onda entre 400 a 750 nanômetros. • A retina: forma a superfície posterior na região interna do olho, com numerosos neurônios e células sensoriais denominadas fotorreceptores. • Os fotorreceptores: cones e bastonetes (Retina - rodopsina pigmento sensível). • Quando a luz atinge os fotorreceptores, a rodopsina é transformada quimicamente e seguem as etapas da fotorrecepção. Sentidos Especiais – Visão • Bastonetes (A): muito sensíveis e têm baixos limiares. São sensíveis à baixa intensidade de luz, funcionando bem na escuridão. • Único fotopigmento: rodopsina. • 120 milhões. • Cones (B): menos sensíveis e possuem maior limiar para a luz do que os bastonetes. • 3 tipos diferentes de pigmentos: Opsinas- visão em cores (comprimento de ondas diferentes) • Cones L (vermelhos) – longos. • Cones M (verdes) – médios. • Cones S (azuis) – curtos. • 6 milhões. • A cegueira para cores ocorre para vermelho-verde, na maioria homens, existindo uma fraca distinção de cores – Daltonismo. Retina – Cones e Bastonetes Sentidos Especiais – Audição • A audição ocorre devido à transdução das ondas sonoras em sinal elétrico, que é enviado para o sistema nervoso. • O som é produzido por ondas de compressão e descompressão, e elas são transmitidas no ar ou água e a unidade expressa no som é medida em decibéis (dB). • O ouvido humano é sensível a frequências entre 20 a 20 mil hertz (mais sensível entre 2 e 5 mil hertz) Sentidos Especiais – Audição • Transformação da pressão do som em sinal elétrico. • Orelhas externa e interna são cheias de ar. • Orelha interna contém o órgão de Corti – banhado pela endolinfa (escala média) - Células ciliadas auditivas são mecanorreceptores. Sistema vestibular • Manutenção do equilíbrio. • Imagem visual da retina (movimento da cabeça). • Ajustes da postura (manutenção do equilíbrio). Reflexos Respostas rápidas, automáticas, previsíveis às alterações do ambiente. • Reflexo suprassegmentar: cérebro e cerebelo. • Reflexo segmentar: medula espinhal e tronco encefálico. • Reflexos cranianos (tronco encefálico). • Reflexos espinhais (medulares). • Reflexos somáticos (contração de músculo esquelético). • Reflexos autonômicos (viscerais). Arco Reflexo • Formado pelo receptor sensorial, neurônio sensorial, centro integrador, neurônio motor e órgão efetor (músculo estriado, músculo liso, glândulas). Sistema Nervoso Autonômo O sistema nervoso autônomo envolve as respostas do sistema nervoso simpático e sistema nervoso parassimpático que inervam as vísceras. • Apresenta dois neurônios em série: Neurônio pre-ganglionar-fibra mielínica tipo B e o neurônio pós-ganglionar fibra tipo C. No sistema nervoso somático, no entanto, há apenas o neurônio eferente, que segue do SNC ao órgão efetor. Sistema nervoso autônomo e somático Comparação SNP Somático SNP Autônomo Neurônios sensoriais Neurônios motores Neurônios sensoriais autonômos (interoceptores) Neurônios motores autônomos: regulam atividades viscerais Diferenças da origem dos neurônios pré-ganglionares entre sistema nervoso simpático e parassimpático Maioria dos órgãos recebe inervação de ambos (dupla inervação) SN simpático SN parassimpático Neurônios pré-ganglionares Neurônios pré-ganglionares Origem: Origem: medula espinhal toracolombar tronco encefálico medula espinhal sacral Sistema nervoso simpático – resposta de luta ou fuga • Resposta de luta ou fuga – emoções: medo, raiva. • Efeitos com duração mais longa e mais dispersos que parassimpático. • Pode manter as atividades físicas vigorosas com rápida produção de ATP/reduz funções que favorecem o armazenamento de energia (aumento do fluxo sanguíneo para músculo estriado esquelético, músculo cardíaco, fígado e tecido adiposo). • Dilatação das pupilas. • Aumento da freqüência cardíaca e força de contração do coração – aumento da pressão arterial. • Dilatação das vias aéreas, aumento da freqüência respiratória. • Vasoconstrição periférica. Sistema nervoso parassimpático - atividades de repouso e digestão. • Função restauradora/conserva energia (poupador); • Atuação mais restrita; • Sustenta as funções corporais durante os períodos de repouso e recuperação; • Favorece a digestão e absorção; • Não inerva: Maioria dos vasos sanguíneos, glândulas sudoríparas, músculos eretores do pelo, adrenal.
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