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REVISÃO SOBRE ANATOMIA E FISIOLOGIA DO SISTEMA NERVOSO PERIFÉRICO (SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO E SISTEMA NERVOSO SOMÁTICO OU MOTOR) 1 - INTRODUÇÃO O sistema nervoso periférico (SNP) é a parte do sistema nervoso que se encontra fora do sistema nervoso central (SNC). É constituído por fibras (nervos), gânglios nervosos e órgãos terminais. É dividido em sistema nervoso autônomo e sistema nervoso somático. O sistema nervoso autônomo regula os seguintes processos: contração e relaxamento da musculatura lisa dos vasos sanguíneos e vísceras; secreções exócrinas e algumas endócrinas; batimentos cardíacos; metabolismo energético (principalmente no fígado e músculo esquelético). Por outro lado, o sistema nervoso somático ou motor atua no músculo esquelético durante o movimento voluntário e conduz as informações sensoriais, como dor e tato. O sistema nervoso autônomo é dividido nos sistemas simpático e parassimpático que, em geral, exercem efeitos antagônicos sobre os órgãos. Por exemplo, o sistema simpático, em geral, é catabólico, gastando energia (situação de luta ou fuga). Ele aumenta a frequência cardíaca, dilata os brônquios e diminui as secreções. Por outro lado, o sistema parassimpático é anabólico, conservador de energia, por exemplo: diminui a frequência cardíaca, contrai os brônquios e estimula o sistema gastrintestinal (situação de repouso e digestão). No indivíduo em repouso, o sistema parassimpático predomina sobre o simpático, resultando em frequência cardíaca baixa, aumento de secreções e motilidade gastrintestinal adequada. Em um indivíduo sob estresse, entretanto, o sistema simpático predomina sobre o parassimpático, desviando a energia para funções que ajudarão a pessoa no gasto de energia, por exemplo, melhorando a oxigenação dos tecidos pela broncodilatação e pelo aumento da atividade cardíaca (Figura 1). É importante frisar que o simpático e parassimpático têm ações antagônicas em muitas situações (p. ex., no controle da frequência cardíaca e sobre a musculatura lisa do trato gastrintestinal), mas não em outras (p. ex., sobre as glândulas salivares e o músculo ciliar). Além dos sistemas simpático e parassimpático, o sistema nervoso autônomo é constituído também pelo sistema nervoso entérico. FIGURA 1 – Demonstração dos sistemas de: luta ou fuga (esquerda – predomínio do simpático) e repouso e digestão (direita – predomínio do parassimpático). (Adaptado de Farmacologia Clínica Ridiculamente Fácil – 3ª ed.) 2 - ANATOMIA BÁSICA DO SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO O padrão básico de dois neurônios dos sistemas simpático e parassimpático consiste em um neurônio pré-ganglionar com o corpo celular no sistema nervoso central e um neurônio pós-ganglionar com seu corpo celular em um gânglio autônomo (Figura 2): FIGURA 2 – padrão básico de dois neurônios dos sistemas simpático e parassimpático: Acetilcolina (Ach) e Norepinefrina (NE) como transmissores do sistema nervoso periférico. (Adaptado do Livro Farmacologia de Rang e Dale – 7ª ed.) De acordo com a Figura 3, vamos observar que os nervos do sistema nervoso simpático deixam o sistema nervoso central por raízes espinais torácicas e lombares (regiões T e L da medula espinal). Os gânglios autônomos do sistema simpático encontram-se dentro das cadeias paravertebrais (bilateral), e há também gânglios na linha média do corpo (Figura 3). Já o sistema parassimpático está conectado ao sistema nervoso central por meio dos nervos cranianos III, VII, IX e X que saem da região bulbar/basal (região B) e dos nervos que saem da região sacral da medula (região S). Os gânglios autônomos do parassimpático geralmente estão próximos do órgão-alvo eu em seu interior (Figura 3). O sistema nervoso entérico consiste em neurônios situados nos plexos intramurais do trato gastrintestinal. Ele recebe estímulos dos sistemas simpático e parassimpático, mas é capaz de agir isoladamente, controlando as funções motoras e secretórias do intestino. 3 - TRANSMISSORES DO SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO Os principais transmissores são a acetilcolina (Ach) e a noradrenalina, também chamada de norepinefrina (NE)*. Podemos considerar as seguintes regras para as transmissões nervosas do sistema nervoso autônomo: - Os neurônios pré-ganglionares são colinérgicos, e a transmissão nos gânglios autônomos ocorre através dos receptores nicotínicos de Ach; - Os neurônios parassimpáticos pós-ganglionares são colinérgicos, atuando nos receptores muscarínicos dos órgãos-alvo; - Os neurônios simpáticos pós-ganglionares são, fundamentalmente, noradrenérgicos, embora alguns sejam colinérgicos (p. ex., glândulas sudoríparas). *OBS.: norepinefrina é sinônimo de noradrenalina, e epinefrina é sinônimo de adrenalina. FIGURA 3 – Anatomia básica do sistema nervoso autônomo. (Adaptado do Livro Farmacologia de Rang e Dale – 7ª ed.) 6 - AÇÕES DO SIMPÁTICO E DO PARASSIMPÁTICO NAS DIVERSAS PARTES DO ORGANISMO As tabelas 1.1 e 1.2 mostram as ações fisiológicas do sistema nervoso simpático e do parassimpático sobre as diversas partes do corpo, demonstrando ainda quais os receptores estão envolvidos. A tabela ajuda a prever quais serão os efeitos dos fármacos que interferem com cada um dos sistemas. A Figura 4 também mostra, em forma de esquema, as ações fisiológicas do sistema nervoso simpático e do parassimpático sobre as diversas partes do corpo. Conhecer e memorizar estes efeitos fisiológicos são fundamentais para compreender toda a farmacologia básica envolvida com o sistema nervoso. Tabela 1.1 - ações fisiológicas do sistema nervoso simpático e do parassimpático. (Adaptado do Livro Farmacologia de Rang e Dale – 7ª ed.) Tabela 1.2 (continuação) - ações fisiológicas do sistema nervoso simpático e do parassimpático. (Adaptado do Livro Farmacologia de Rang e Dale – 7ª ed.) Figura 4 - ações fisiológicas do sistema nervoso simpático e do parassimpático 7 - A TRANSMISSÃO COLINÉRGICA A Figura 5 mostra o processo da transmissão colinérgica e a ação de alguns substâncias e fármacos sobre a transmissão. FIGURA 5 – processo da transmissão colinérgica e a ação de alguns substâncias e fármacos sobre a transmissão. (Adaptado do Livro Farmacologia de Rang e Dale – 7ª ed.) A ação da acetilcolina (Ach) se dá sobre dois subtipos de receptores: os nicotínicos e os muscarínicos. Os receptores nicotínicos intermediam a transmissão sináptica excitatória rápida na junção neuromuscular, nos gânglios autônomos e em vários locais do sistema nervoso central (SNC). Os receptores nicotínicos musculares e neuronais diferem quanto à estrutura molecular e à farmacologia. Os receptores muscarínicos intermediam os efeitos da Ach nas sinapses pós-ganglionares parassimpáticas (principalmente no coração, nos músculos e nas glândulas) e contribuem para a estimulação ganglionar. São encontrados em muitas partes do SNC. Existem três tipos principais de receptores muscarínicos: - Receptor M1, neuronais, produzem excitação lenta dos gânglios. São bloqueados de modo seletivo pela pirenzepina; - Receptor M2, cardíacos, provocam a diminuição da frequência cardíaca e da força de contração, principalmente dos átrios. São bloqueados de modo seletivo pela galamina. Os receptores M2 também intermediam a inibição pré-sináptica; - Receptores M3, glandulares, são responsáveis por fenômenos como secreção, contração dos músculos lisos das vísceras e relaxamento vascular. A cevimelina é um agonista seletivo de M3. - Dois outros subtipos moleculares de receptores muscarínicos, M4 e M5 são encontrados principalmente no SNC. A síntese da Ach resulta de uma reação química de acetilação da colina com acetil-coenzima A (colina + acetil-CoA). Depois de formada, a Ach é armazenada nas vesículas sinápticas. A liberação de Ach durante uma sinapse ocorre por exocitose. 9 - A TRANSMISSÃONORADRENÉRGICA Para entender a complexidade dos efeitos fisiológicos mediados pelo sistema nervoso simpático e seus dois neurotransmissores principais (norepinefrina e epinefrina), é importante ressaltar os efeitos resultantes da ativação dos receptores α e β: RECEPTORES α (efeitos da ativação) α1 = vasoconstrição, relaxamento da musculatura lisa gastrintestinal, secreção salivar e glicogenólise hepática. α2 = inibição da liberação de transmissores, agregação plaquetária, contração da musculatura lisa vascular, inibição da liberação de insulina. RECEPTORES β (efeitos da ativação) β1 = aumento da freqüência e da força de contração cardíaca, hipertrofia cardíaca tardia. β2 = broncodilatação, vasodilatação, relaxamento da musculatura lisa visceral, glicogenólise hepática e tremores musculares. β3 = lipólise. A Figura 6 mostra o processo da transmissão norsadrenérgica e a ação de alguns substâncias e fármacos sobre a transmissão. FIGURA 6 – processo da transmissão adrenérgica e a ação de algumas substâncias e fármacos sobre a transmissão. (Adaptado do Livro Farmacologia de Rang e Dale – 7ª ed.) A síntese da norepinefrina envolve os seguintes passos (Figura 7): a L-tirosina é convertida em Dopa pela tirosina hidroxilase (etapa limitante). A Dopa é convertida em Dopamina pela dopa descarboxilase. A Dopamina é convertida em norepinefrina pela dopamina beta-hidroxilase (DBH), localizada nas vesículas sinápticas. Na medula suprarrenal, a norepinefrina é convertida em epinefrina pela feniletanolamina N- metiltransferase. A norepinefrina produzida é armazenada nas vesículas sinápticas. O transporte da norepinefrina para o interior das vesículas ocorre por um transportador chamado VMAT. A liberação da norepinefrina ocorre por exocitose. FIGURA 7 – síntese da norepinefrina e da epinefrina. (Adaptado do Livro Farmacologia de Rang e Dale – 7ª ed.) FÁRMACOS QUE AGEM SOBRE A TRANSMISSÃO COLINÉRGICA Alguns fármacos são capazes de influenciar a transmissão colinérgica, quer agindo como agonistas ou antagonistas sobre os receptores pós-sinápticos da Ach, quer afetando a liberação ou a destruição da Ach endógena. Desta forma, os fármacos que agem sobre a transmissão colinérgica são subdivididos de acordo com o seu sítio de ação fisiológica nos seguintes grupos: I - agonistas muscarínicos (parassimpatomiméticos); II – antagonistas muscarínicos (parassimpatolíticos); III – fármacos estimulantes ganglionares; IV – fármacos bloqueadores ganglionares; V – fármacos bloqueadores neuromusculares; VI – anticolinesterásicos. I – AGONISTAS MUSCARÍNICOS A Ach é o agonista endógeno, embora ela não seja usada clinicamente. Outros agonistas importantes são o carbacol, a metacolina, a muscarina e a pilocarpina. Apresentam diferenças quanto à seletividade muscarínica/nicotínica e quanto à suscetibilidade à colinesterase. Os principais efeitos dos agonistas muscarínicos são: bradicardia; vasodilatação dependente do endotélio que provoca queda da pressão arterial; contração da musculatura lisa do intestino, bexiga e brônquios; aumento das secreções exócrinas; constrição da pupila e contração do músculo ciliar que provocam diminuição da pressão intraocular. Por conta deste efeito, alguns agonistas são úteis no tratamento do glaucoma. II – ANTAGONISTAS MUSCARÍNICOS Os antagonistas muscarínicos mais importantes são a atropina, a escopolamina, o butilbrometo de escopolamina, o iprtrópio e a pirenzepina. Os principais efeitos dos antagonistas muscarínicos são: inibição das secreções; taquicardia; dilatação da pupila e paralisia de acomodação; relaxamento da musculatura lisa do intestino, brônquios, trato biliar e bexiga; inibição da secreção ácida do estômago; efeitos sobre o sistema nervoso central; efeitos antieméticos; efeitos antiparkinsonianos. PRINCIPAIS ANTAGONISTAS MUSCARÍNICOS: FÁRMACOS QUE AGEM SOBRE A TRANSMISSÃO NORADRENÉRGICA RECEPTORES α (efeitos da ativação) α1 = vasoconstrição, relaxamento da musculatura lisa gastrintestinal, secreção salivar e glicogenólise hepática. α2 = inibição da liberação de transmissores, agregação plaquetária, contração da musculatura lisa vascular, inibição da liberação de insulina. RECEPTORES β (efeitos da ativação) β1 = aumento da freqüência e da força de contração cardíaca, hipertrofia cardíaca tardia. β2 = broncodilatação, vasodilatação, relaxamento da musculatura lisa visceral, glicogenólise hepática e tremores musculares. β3 = lipólise. Os fármacos que interferem com a transmissão do sistema nervoso simpático podem ser utilizados em diversas condições clínicas em função das várias ações que a norepinefrina exerce nas diferentes partes do organismo, incluindo o sistema nervoso periférico, sistema nervoso central e a maior parte dos órgãos como coração, pulmão, trato urinário, etc. Alguns exemplos de situações clínicas envolvidas com o uso de fármacos que influenciam a transmissão noradrenérgica são: asma, choque anafilático, hipertensão, parada cardíaca, insuficiência cardíaca, choque cardiogênico, angina, ansiedade, depressão, entre outros (ver Tabelas abaixo). AGONISTAS ADRENÉRGICOS (SIMPATOMIMÉTICOS) - A norepinefrina e a epinefrina possuem pouca seletividade entre os receptores; - Agonistas α1 incluem a fenilefrina e oximetazolina, utilizados como descongestionantes nasais; - Agonistas α2 seletivos incluem a clonidina e metilnorepinefrina. Os agonistas α2 causam queda da pressão sanguínea, em parte por inibição da liberação de norepinefrina e em parte por uma ação central; - Agonistas β1 seletivos incluem a dobutamina, que provoca aumento da força de contração cardíaca e é utilizada no tratamento do choque cardiogênico. Os agonistas β1 podem causar arritmias cardíacas; - Agonistas β2 seletivos incluem salbutamol, terbutalina e salmeterol, usados na asma pela ação broncodilatadora; - Agonistas β3 seletivos podem ser desenvolvidos para o controle da obesidade. Tabela 3 – alguns fármacos que agem como agonistas adrenérgicos (simpatomiméticos) FÁRMACO AÇÃO PRINCIPAL USOS/FUNÇÃO Norepinefrina Agonista α/β Neurotransmissor endógeno (não usada clinicamente) Epinefrina Agonista α/β Tratamento de emergência da asma, choque anafilático e parada cardíaca. Adicionada a soluções anestésicas locais, prolonga a ação local dos anestésicos pelo efeito vasoconstritor Isoprenalina Agonista β não seletivo Asma (obsoleto) Dobutamina Agonista β1 não seletivo Choque cardiogênico Salbutamol Agonista β2 Asma, trabalho de parto prematuro Salmeterol Agonista β2 Asma Terbutalina Agonista β2 Asma, inibição do parto Clembuterol Agonista β2 Ação anabólica para aumentar a força muscular Ritodrina Agonista β2 Inibição do parto Fenilefrina Agonista α1 Descongestão nasal Metoxamina Agonista α não seletivo Descongestão nasal Clonidina Agonista parcial α2 Hipertensão COMENTÁRIOS SOBRE ALGUNS AGONISTAS ADRENÉRGICOS Salbutamol: Um fármaco importante utilizado na clínica e que exerce seu efeito farmacológico como agonista adrenérgico é o salbutamol. Este fármaco tem ação broncodilatadora, sendo, portanto muito usado também para o tratamento da bronquite e da asma por via inalatória (Figura 6). Ele exerce o seu efeito agindo sobre os receptores β2 dos brônquios. FIGURA 6 – foto de três medicamentos que possuem o salbutamol como princípio ativo. É possível deduzir os efeitos farmacológicos do salbutamol quando se conhece bem a ação fisiológica da epinefrina sobre os brônquios*. Sabemos que a epinefrina circulante age sobre o pulmão provocando broncodilatação. Portanto, um agente agonista da epinefrina como o salbutamol promoverá o mesmo efeito, ou seja: broncodilatação.*OBS.: lembrar que a norepinefrina não age diretamente sobre o pulmão, mas ela induz a suprarrenal a produzir epinefrina. Esta sim, age sobre os receptores β2 do pulmão. Fenoterol: Este fármaco também é utilizado na clínica como agonista adrenérgico dos receptores β2 (Figura 7). FIGURA 7 – foto de dois medicamentos que possuem o fenoterol como princípio ativo. Terbutalina: Este é outro fármaco utilizado na clínica como agonista adrenérgico dos receptores β2 (Figura 8). FIGURA 8 – foto de dois medicamentos que possuem terbutalina como princípio ativo. Fenilefrina: É um fármaco muito utilizado na clínica para reverter a congestão nasal. Um dos fatores que provocam a congestão nasal é a dilatação dos vasos sanguíneos periféricos que irrigam a mucosa dos seios nasais. A fenilefrina está presente na formulação de alguns medicamentos utilizados em casos de gripes e resfriados (Figura 9), pois um dos sintomas de alguns casos de gripe é a congestão dos seios nasais. É possível deduzir os efeitos farmacológicos da fenilefrina quando se conhece bem a ação fisiológica da norepinefrina sobre os vasos sanguíneos. Sabemos que a norepinefrina provoca vasoconstrição quando age sobre os receptores α1. Portanto, um agente agonista da norepinefrina nos receptores α1 promoverá a vasoconstrição, revertendo desta forma a vasodilatação que aparece na congestão nasal. Um efeito colateral que pode surgir do uso de um agonista de receptores α1 é a hipertensão, pois estes agentes causam a vasoconstrição, que é uma das condições que acarretam a hipertensão. FIGURA 9 – foto de cinco medicamentos que possuem fenilefrina como princípio ativo em associação com analgésicos e antialérgicos. Dobutamina: Este é um fármaco muito utilizado nas unidades intensivas para tratamento do choque cardiogênico. Exerce seu efeito farmacológico como agonista adrenérgico dos receptores β1 do coração, portanto tem ação sobre a força de contração. Ele não é específico apenas para os receptores β1, o que significa que também age sobre receptores α e β2, mas sem estimular muito estes receptores. É o fármaco preferido para estimular o coração, pois preserva a eficiência cardíaca e altera muito pouco a frequência do coração. ANTAGONISTAS ADRENÉRGICOS (SIMPATOLÍTICOS) - Os antagonistas α1 e α2-adrenérgicos como a fenoxibenzamina e fentolamina já foram empregados para produzir vasodilatação no tratamento de doenças vasculares periféricas, mas esse uso está obsoleto; - Antagonistas α-1 seletivos como a prazosina, doxazosina e terazosina são usados no tratamento da hipertensão. Entre os efeitos indesejáveis estão hipotensão postural e impotência; - A ioimbina é uma antagonista seletivo α2; - A tansulosina é α1a seletiva e age principalmente no trato urogenital, sendo utilizada para tratar os sintomas da hiperplasia prostática benigna como a recuperação do fluxo urinário; - Os antagonistas não-seletivos entre receptores β1 e β2 são o propranolol, alprenolol e osprenolol. Antagonistas não-seletivos podem causar broncoconstrição. - Os principais antagonistas seletivos β1 são o atenolol e nebivolol, utilizados especialmente no tratamento da hipertensão. Tabela 4 – alguns fármacos que agem como antagonistas adrenérgicos (simpatolíticos) FÁRMACO AÇÃO PRINCIPAL USOS/FUNÇÃO Fenoxibenzamina Antagonista α (ñ seletivo, irreversível). Feocromocitoma Fentolamina Antagonista α Uso raro na clínica Prazosina Antagonista α1 Hipertensão Tansulosina Antagonista α1 (urosseletivo) Hiperplasia prostática; incontinência urinária Ioimbina Antagonista α2 Sem uso clínico; considerado como afrodisíaco. Propranolol Antagonista β não seletivo Angina, hipertensão, arritmias cardíacas, ansiedade, tremores, glaucoma Alprenolol Antagonista β não seletivo; agonista parcial Angina, hipertensão, arritmias cardíacas, ansiedade, tremores, glaucoma Metoprolol Antagonista β1 Angina, hipertensão, arritmias Nebivolol Antagonista β1, aumenta a transmissão mediada por óxido nítrico (NO) Hipertensão Butoxamina Antagonista β2 Sem uso clínico COMENTÁRIOS SOBRE ALGUNS ANTAGONISTAS ADRENÉRGICOS Propranolol: O propranolol é um fármaco muito utilizado na terapia cardiovascular. Ele é um antagonista dos receptores β1 do coração e também dos receptores β2 do pulmão. Portanto, ele não é específico, ou seja, age sobre dois tipos de receptores. É muito utilizado na prática clínica para as situações em que é preciso diminuir a frequência e a força de contração cardíaca. Sendo assim, é usado para tratamento de taquicardia e arritmias supraventriculares e também para tratar hipertensão e angina pectoris. É possível deduzir os efeitos farmacológicos do propranolol quando se conhece bem a ação fisiológica da norepinefrina sobre o coração. Sabemos que a norepinefrina aumenta a força de contração e a frequência do coração. Portanto, um agente antagonista da norepinefrina nos receptores β1 do coração promoverá o efeito contrário: diminuição da força de contração e da frequência. Prazosina: A prazosina é um dos fármacos utilizados no tratamento da hipertensão. É possível deduzir os efeitos farmacológicos da prazosina quando se conhece bem a ação fisiológica da norepinefrina sobre os vasos sanguíneos. Sabemos que a norepinefrina provoca vasoconstrição quando age sobre os receptores α1. Portanto, um agente antagonista da norepinefrina nos receptores α1 dos vasos sanguíneos promoverá o efeito contrário, ou seja, vasodilatação. A hipertensão é uma doença crônica cuja etiologia envolve vários aspectos fisiológicos alterados. Um dos fatores que causam hipertensão é a vasoconstrição periférica, portanto um agente vasodilatador como a prazosina pode ser benéfico no tratamento de alguns casos de hipertensão (Figura 10): FIGURA 10 – foto de dois medicamentos que possuem prazosina como princípio ativo.
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