Mecanismos do Sono e Vigília

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Laura Vieira Gomes de Oliveira – Medicina UNIFG 
→ Sono é um estado fisiológico que ocorre na maioria dos animais, dentro de períodos de 24 horas e se alterna com o 
estado de vigília (ritmo circadiano). 
O ritmo circadiano sofre interferência de: 
• Estruturas anatômicas do sistema nervoso central, 
• Mecanismos fisiológicos, 
• Neurotransmissores que se relacionam com a manutenção da vigília e do sono através da ativação e inativação 
cortical. 
Para que o ciclo vigília-sono seja mantida corretamente é necessário a integração de vários sistemas neurais, tanto para 
as fases do sono como para as fases de vigília. Tal manutenção é decorrente de mecanismos de inibição e excitação que 
ocorrem, principalmente, em núcleos localizados no tronco cerebral e em centros hipotalâmicos. 
Mecanismos anatomofuncionais responsáveis pela Vigília (porque ficamos acordados?) 
Ao estudar sobre o sono, Bremer (1929) observou que o tronco cerebral possuía um papel fundamental na 
manutenção da vigília (estado de alerta). Sua observação constatou que no tronco estavam núcleos e vias 
ativadoras ascendentes importantes para manter o estado de vigília. 
o Sistema reticular ativador ascendente – SRAA: se localiza no tronco encefálico e é responsável pela 
ativação cortical por meio de neurotransmissores (ex. do interruptor – sistema – com as lâmpadas – 
partes do córtex). 
o Quando há lesão no tronco cerebral, ocorre o comprometimento dessa ativação e o paciente pode 
perder o estado de vigília e entrar no estado de coma. 
 
o O SRA tem como função enviar vias que interligam e atravessam o tálamo e hipotálamo até chegar 
aos prosencéfalo basal e córtex cerebral com o intuito de controlar a atividade elétrica cortical de 
sono e vigília. 
Laura Vieira Gomes de Oliveira – Medicina UNIFG 
 
A partir da formação reticular ocorre uma estimulação talâmica até chegar ao córtex cerebral = via que 
mantem o ciclo sono-vigília. 
Neurotransmissores e moduladores: ativação do córtex 
Sistema colinérgico 
▪ Os núcleos responsáveis pela produção da acetilcolina (Ach) estão presentes no mesopotino e 
prosencefalo basal; 
▪ Uma vez produzida, essa Ach é liberada a nível talâmico e cortical, sendo responsável pela 
dessincronização cortical e uma manutenção da vigília, uma vez que ela ativa o cérebro; 
▪ Possui uma participação no som REM e relação com a memória. 
Sistema orexina-hipocretina 
▪ São neuropeptídios sintetizados nas áreas perifornical da região tuberal do hipotálamo; 
▪ Tem projeções para o córtex e para o tronco; 
▪ Modula sistemas ativadores como o locus coeruleus, sistema histaminérgico e colinérgicos; 
▪ Deficiência presente na narcolepsia (pacientes possuem sonolência diurna, está todo o tempo 
cochilando e dormindo). 
Sistema noradrenérgico (NE) 
▪ Produzido nos neurônios do locus coeruleus no tronco; 
▪ Emite projeções para o prosencefalo basal córtex cerebral e medula espinhal; dessa forma, mantendo 
e aumentando a ativação cortical (via descendente e ascendente). 
Sistema dopaminérgico 
▪ Produzido nos núcleos da substância nigra e área tegmental ventral; 
▪ Emitem projeções para o núcleo estriado e para o córtex frontal; 
Laura Vieira Gomes de Oliveira – Medicina UNIFG 
▪ Possuem papel fundamental no alerta comportamental e também participam do sono REM. 
Sistema histaminérgico 
▪ Produzidos na região do hipotálamo posterior; 
▪ Emitem projeções para o córtex cerebral e recebem projeções do tronco cerebral e do prosencéfalo ; 
▪ Participação importante na ativação cortical e na vigília. 
 
Laura Vieira Gomes de Oliveira – Medicina UNIFG 
Mecanismos anatomofuncionais responsáveis pelo sono (por que sentimos sono e dormimos?) 
Assim como o córtex possui os neurotransmissores que ativam ele, possui aqueles que o inibem. Entre estes, 
o principal inibidor do SRA são os neurônios GABAergicos – também conhecidos como gama-aminobutirico). 
O GABA e os demais neurotransmissores causam o “desligamento” do Sistema Ativador do tronco, hipotálamo 
e prosencéfalo basal. Como consequência, não há ativação cortical e entra-se na fase de sono. 
Neurotransmissores e neuromoduladores: inibição do córtex e estruturas extras 
Sistema serotoninérgico 
▪ A serotonina é produzida nos núcleos da Rafe (mais precisamente no núcleo dorsal da rafe) que fica 
no tronco cerebral; 
▪ Emite projeções para o prosencéfalo e córtex cerebra (quesito sono)l; 
▪ Papel fundamental no desencadeamento do sono (ondas lentas) 
 
 Sistema GABA 
▪ Neurotransmissor inibitório produzido no núcleo pré-óptico ventro-lateral (VLPO); 
▪ Papel importante no desencadeamento do sono uma vez que inibi vários núcleos excitatórios, 
chegando a inibir o SRAA; 
▪ Medicamentos agem nos receptores GABAergicos – como o benzodiazepínico – estimulando os 
receptores GABA e fazendo o paciente de sono. Além disso, os receptores podem ser alvo de efeitos 
colaterais de outras medicações. 
 
Laura Vieira Gomes de Oliveira – Medicina UNIFG 
Adenosina 
▪ É um neuromodulador que mantém o sistema nervoso central inibido; 
▪ Ele age sobre diversas vias mas, principalmente, inativando os sistemas colinérgicos e 
monoaminérgicas; 
▪ A cafeína possui um efeito antagonista à adenosina em seus receptores, ou seja, ao tomar muito café, 
os receptores são bloqueados e consequentemente a adenosina não vai se ligar e o sono não vai 
acontecer. 
 
 
Mecanismos de homeostase sono-vigília 
1. Processo “S” – mecanismo de controle do sono de natureza acumulativa, no qual a necessidade de 
sono aumenta durante a vigília; Independente do ciclo circadiano (dorme mesmo sem querer); a 
adenosina, produto de metabolismo das células cerebrais, acumula durante a vigília e favorece o 
aparecimento de ondas lentas. 
2. Ciclo circadiano – se repete com uma periodicidade ao redor de 24 horas; o ciclo sono-vigília é 
sincronizado com o ciclo claro-escuro (dia e noite); 
- o hormônio melatonina é sintetizado pela glândula pineal e liberada no licor e na circulação; ela é 
considerada um cronobiótico que sincroniza e promove o sono atuando em receptores localizados no 
núcleo supraquiasmático no hipotálamo anterior; recebe aferência da retina (estimulo iluminoso) que 
inibe sua promoção; atua em dois receptores – MT1 e MT2 – sendo que o primeiro sofre diminuição 
e, consequentemente, diminuio o estado de alerta e promove o sono e, o segundo é apenas regulado 
pela melatonina; seu pico é no horário entre 2-4 horas da manhã. 
 
Laura Vieira Gomes de Oliveira – Medicina UNIFG 
 
A produção de melatonina pela pineal é estimulada pela escuridão e inibida pela luz 
 
Motivo de idosos dormirem menos que jovens: a diminuição do hormônio melatonina 
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Estrutura do sono 
O sono é dividido em duas grandes fases: 
1. Sono não-REM 
- Ni1 – superficial, está começando, 
- N2 – intermediário, 
- N3 ou ondas lentas – profundo, 
2. Sono REM 
 
Estágio 1 (N1): 
 Mais superficial; 
 Momento de transição da vigília para o sono; 
 Discreto alentenciamento da atividade elétrica cerebral (neurotransmissores inibitórios começam a 
inibir os neurotransmissores ativadores); 
 Presença de movimentos oculares rápidos e discreta hipotonia da musculatura mentoniana; 
 
Estágio 2 (N2): 
 50% do tempo total do sono; 
 Sono sincronizado (sincronização dos elementos do EEG – assim como o sono de ondas lentas); 
 Dois elementos que parecem no tracejado do ECG na fase N2 são os fusos – ondas que ocorrem em 
surto = ritmo sigma (rápida frequência) – e o complexo K com média amplitude e frequência 
aumentada 
OBS: a vigilia e o sono REM possuem dessincronização da atividade elétrica cerebral 
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Sono de ondas lentas (SOL) (N3): 
 Alentencimento significativo da ondas cerebrais; 
 Fluxo sanguíneo e a utilização de glicose estão reduzidos; 
 SRAA inibido pelas GABAergicos (pico);Nesse momento é em que ocorre o momento de pico do hormônio de crescimento – IGH; 
 Serotonina, GABA, adenosina e peptídeos estão atuantes; 
 Sono cincronizado – EEG – alta amplitude e ondas lentas 
Resumão do sono não-REM 
o Relaxamento muscular com manutenção do tônus; 
o Progressiva redução dos movimentos corporais; 
o Aumento progressivo de ondas lentas no EEG (20%-50% de ondas delta em N3); 
o Ausência de movimentos oculares rápidos; 
o Respiração e ECG regulares; 
o Ocupa predominantemente a primeira metade da noite. 
Sono REM: 
❖ Hipotonia ou atonia muscular; 
❖ Dessincronização cortical – ondas em tipo de dente de serra; 
❖ Ondas theta de baixa voltagem e frequência mista como na fase de vigília; 
❖ Consumo de oxigênio é igual ou maior que na vigília; 
❖ Sono paradoxal pois apesar de ser um sono profundo, o EEG é parecido com o da vigilia, mas com 
uma máxima hipotonia; 
❖ Movimentos físicos e mioclonias multifocais/emissão de sons; 
❖ Movimentos oculares rápidos; 
❖ Respiração e ECG irregulares; 
❖ Sonhos; 
❖ Concentra-se na segunda metade da noite; 
❖ É encerrado por neurônios do locus ceruleus – neurônios de despertar. 
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Microdespertares 
o Durante o sono podem ocorrer os microdespertares que são mudanças súbitas no EEG com 
duração de 3-15 segundos; 
o Não é necessário a contração muscular para definir um despertar ou microdespertar; 
o Pode prejudicar a qualidade do sono (sono longo mas com muito microdespertar). 
Sono e as funções biológicas 
❖ Sistema cardiovascular: 
- maior atividade durante a vigília; 
- reduzida atividade durante o sono REM e sofre oscilações durante o sono não-REM; 
- sono de ondas lentas: queda da FC e PA (descenso pressórico fisiológico noturno:<10% dos valores 
basais da vigília). 
❖ Sistema respiratório: 
- durante a vigília: comandos voluntários (córtex) e involuntários (tronco-hipoxemia/hipercapnia e 
acidose); 
- durante o sono: perda do controle voluntario e diminuição da resposta ventilatória do controle 
metabólico. 
❖ Sistema digestivo: 
- sono: provoca inibição do fluxo de saliva, redução na frequência das deglutições e contrações 
primarias; diminuição acentuada da pressão no esfíncter superior do esôfago; diminuição da função 
motora do estomago, 
- a mobilidade intestinal é mais regular durante o sono. 
❖ Sistema endocrinológico: 
- ciclos de secreção são modulados pelo ciclo circadiano; 
- o sistema hipotálamo: a hipófise-adrenal é o principal sistema neuroendócrino relacionado ao sono 
(cortisol); 
- GH: pico de secreção com o sono em ondas lentas; 
❖ Sistema renal: 
- fluxo de urina e a excreção de eletrólitos são maiores durante a vigília pois são modulados pelo ciclo 
circadiano; 
- sono REM: diminuição do fluxo urinário e aumento da osmolaridade. 
❖ Temperatura corporal: 
- hipotálamo possui mecanismos regulatórios do sono e controle termoregulatório; 
- inibição durante o sono REM. 
Sono e emoções 
 
Laura Vieira Gomes de Oliveira – Medicina UNIFG 
 
 
Conclusão: o sono é uma atividade que ocupa cerca de 1/3 de nossas vidas. Respeitar o ciclo vigilo-sono nos 
permitirá uma vida com boa saúde mental e emocional.