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Sistemas Motores (motricidade somática) Armando Sena O Sistema Nervoso Central A motricidade somática implica o funcionamento dos músculos esqueléticos, de esqueléticos, de neurónios do SNP e de múltiplas áreas do SNC. O córtex cerebral é essencial para a intenção (plano) e execução de um movimento voluntário Pedúnculos cerebrais. Faz-se ligação com o Encéfalo Cerebelo é uma parte do encefalo, mas não do cérebro Motricidade somática • Tónica: implicando sobretudo a musculatura axial (cinturas, coluna vertebral, cotovelos, joelhos) e as fibras musculares tipo 1 • Fásica: implicando sobretudo a musculatura distal ( mãos e dedos, orofaringe, laringe, língua) e as fibras musculares tipo 2 • Automática ou “involuntária”: reflexos simples ou mais complexos; ações • Automática ou “involuntária”: reflexos simples ou mais complexos; ações automatizadas de hábitos e aptidões (saber nadar, conduzir um carro, tocar um instrumento, etc.) ; de reações ou ações geneticamente programadas. É uma motricidade inata ou adquirida (aprendida) e utilizada (expressa) sem requerer esforço consciente. • Voluntária: requer o córtex cerebral para a sua planificação pela consciência (intenção) e execução pela via piramidal. Pode controlar a aquisição e/ou expressão de motricidade automática (da locomoção, de hábitos, aptidões, motivações). Essencial para manter a postura do corpo, para fazer qq tipo de movimento. Partes do corpo que não precisam contrair e relaxar rapidamente. Implicam a contração º Implicam movimento. É onde utilizamos mais os movimentos. Tonus Ex: falar, tirar a mão da panela quente. Não há voluntária, sem haver a involuntária. É necessário o córtex cerebral. Reflexos A organização neuronal que habilita os reflexos é o arco reflexo: a conexão entre um neurónio aferente ou sensitivo, de receção de um estímulo, e um neurónio eferente ou motor condutor de uma resposta. Entre aqueles podem existir neurónios intermediários (inter- neurónios). Existem reflexos no sistema nervoso autónomo e no sistema somático. Tipos de reflexos motores Reflexo extensor ou miotático Reflexo miotático inverso Reflexo flexor Desenvolvido nos musc. Extensores. Permite lutarmos contra a gravidade e mantermos direitos. Envolve apenas q sinapse Importante Quando a contração do miotatico é muito intensa, há um feedback negativo (leva a relaxamento do músculo que se contraiu com o fluxo miotatico). Mediado por receptores tendinosos de Golgi. Envolve duas sinapses. Estímulo doloroso. Implica a flexão dos músculos do lado estimulado e automaticamente a extensão dos músculos do lado oposto. Envolve mais de dois tipos de sinapse. Reflexos que tem que estar operacionais já quando o bebe nasce. É indispensável para manter a postura e reagir ao ambiente. Antagonismo recíproco A contração dos músculos flexores é acompanhada da relaxamento de seus “antagonistas” extensores (e inversamente). Reflexo de extensão cruzada Reflexo de flexão Os reflexos de flexão são de defesa a estímulo lesivo ou doloroso. Levam à contração dos músculos flexores ipsilaterais ( do lado da estimulação) e dos extensores contralaterais.contralaterais. São reflexos polissinápticos Reflexos que envolve, vários interneuronios entre o neurónio aferente e o eferente Fuso neuromuscular O órgão sensorial para o reflexo miotático é o fuso neuromuscular. Este contem axónios Este contem axónios sensoriais tipo Ia, que ao serem estimuladas naturalmente (gravidade) ou artificialmente (martelo de reflexos) levam à contração do músculo As vibrações do martelo vai estimular de uma maneira exagera o fuso neuromuscular Reflexo miotático As fibras Ia estimulam neurónios motores alfa que levam à contração do músculo. O reflexo miotático é monossináptico, e monossináptico, e essencial para a manutenção do tónus muscular e postura São os mais rápidos, mielinizados Reflexo rotuliano ou patelar Reflexo Extensor É um tipo de reflexo miotatico Reflexo miotático inverso A contração do músculo pelo reflexo miotático leva à estimulação dos órgãos tendinosos de Golgi, que por axónios Golgi, que por axónios tipo Ib, vão inibir a contração do músculo. É um reflexo bissináptico, designado reflexo miotático inverso É o Relaxamento do músculo que foi contraído. O músculo volta a posição inicial, após bater com o martelo no tendão, por exemplo. Fim Neurónios gama O fuso neuromuscular contem nas suas extremidades fibras musculares (intrafusais) estimuladas por neurónios estimuladas por neurónios motores gama ( dinâmicos e estáticos). A contração das fibras intrafusais leva à estimulação da axónios sensoriais tipo Ia ou/e tipo II, esta última adaptada a condições estáticas. Vão inervar só as fibras musculares dentro do fuso. Estimulam as fibras sensitivas Tipo lA e ll. Tipo ll são só estática Início Sistema gama A estimulação dos axónios sensoriais do fuso neuromuscular pelo neurónio motor gama leva à ativação do neurónio motor alfa e a contração do do neurónio motor alfa e a contração do músculo. A atividade do sistema gama depende de influências do tronco cerebral, cerebelo e cérebro (Min 14) Regulação do tónus muscular: síntese (A Sena, Cérebro, Saúde e Sociedade, LIDEL, 2016) Fibras Fibras Neurónios Neurónios C - Temos os neurónios A gama que vão contrair as fibras musculares intrafusais, e depois vão estimular o neurónio Alfa que vai contrais o músculo. O que ativa os neurónios A gama são influencias que vem do tronco, cérebro e cerebelo e do tronco cerebral. É o que justifica a variabilidade que temos em nosso tonus durante a vigília ou durante o sono. Durante o sono o tonus pode não existir, é motivado também pelos estados emocionais (franzir a testa, ombros tensos...) A- Fibras 1A que vão ativar os neurónios Alfa para contrair o músculo. B- Se for feito com alta intensidade será estimulado o sistema de feedback. É estimulado os orgão tendinosos de golfo através de fibra 1B que nos intra-neuronios vão inibir o Alfa. Portanto o Toninho para (o músculo relaxa). O cerebelo (anatomia) Arqui-cerebelo: o lobo floculonodular (vestibulocerebellum) Paleo-cerebelo: o vérmis (spinocerebellum) Neo-cerebelo: os hemisférios cerebelosos (cérébrocerebellum) As informações que vem do arquivo e do Paleo ... Se desenvolveu aos longo da evolução. É a mais antiga. Muito antiga, mas mais recente. Parte mais desenvolvida e recente O cerebelo (organização funcional) Responsável pelo equilíbrio A parte mais antiga tem haver com o sistema vestibular (sistema ligado ao ouvido interno e tem haver com o equilíbrio) Ex: quando estamos desequilibrados contraímos os músculos todos para não cair. Spinocerebellum: Tem conexões importante com o sistema proprioceptivo (sistema de controlo do tonus muscular e da sensibilidade que temos da posição dos nossos membro no espaço.. Essencial para executarmos qualquer coisa São conexões sobre tudo eu se estabelecem com o córtex cerebral, especializado no movimento. São ativados com as funções do córtex cerebral na intenção objetiva de determinado movimento O spinocerebellum O spinocerebellum recebe informação vestibular do ouvido interno para o equilíbrio e equilíbrio e propriocetiva, dos fusos neuromusculares e outros recetores mecânicos para monitorizar a posição e movimentos do corpo São as regiões onde somos capazes de fazer maiores variedades de movimentos. Tem alta capacidade de motorizar os movimentos O cerebelo lateral (cérébrocerebellum) Vias aferentes Córtex cerebeloso: vias aferentes (input) e eferentes (output) para regular a coordenação e precisão dos movimentos Vias eferentes Pedúnculos cerebulosos, é a principal via de acesso e informação que vem do córtex cerebral (parietal e frontal) O córtex envia a informação através do pedúnculo cerebelos superior, envia a informação para outro em áreas do córtex cerebral para iniciar o movimento que foi programado. TodaRecebe informação das outras partes do cerebelo. (8min) Disfunção cerebelosa Dois exemplos comuns de perturbação das funções do cerebelo na coordenação dos movimentos (ataxia): Tremor de intenção Adiadacocinésia Arritmocinésia Tem que ter informação espacial e temporal Aspecto particular no cerebelo em que não consegue coordenar os movimentos Funções do Cerebelo: síntese • Lobo floculonodular: regulação do equilíbrio. Integrado no sistema vestibular (ouvido interno) • Vérmis: regulação do tónus muscular e postura, sobretudo com conexões com a medula espinal. Integrado no sistema propriocetivo (sensibilidade somática) • Hemisférios cerebelosos: regulação da motricidade fásica, • Hemisférios cerebelosos: regulação da motricidade fásica, sobretudo com conexões com o córtex cerebral. Necessário para a precisão, harmonia e coordenação dos movimentos. Contribui para a perceção dos ritmos e para o funcionamento cognitivo e emocional. • Perceção espacial e temporal: a informação vestibular, propriocetiva e cerebelosa é integrada no córtex parietal posterior direito para a perceção espacial e temporal do corpo e seu ambiente Três grandes “zonas” do SNC (A Sena ,Cérebro, Saúde e Sociedade, Lidel, 2016) Corte coronal: áreas medianas (tracejado), paramedianas (branco) e do neocórtex (escuro). O cerebelo está em conexão com o tronco cerebral (não representado) Corte sagital mediano: áreas incluídas no sistema límbico , necessário para o processamento das emoções Cerebelo está por aqui Mais antigas Menos antigas Mais recentes Neocórtex Áreas primárias Áreas associativas unimodais: recebem aferências Motora e Sensoriais. Representam cerca de 16% do neocórtex do cérebro humano Para a elaboração das aferências preferenciais da área sensorial primária Áreas associativas heteromodais: associam áreas de diferentes modalidades Para a elaboração das perceções e programação de movimentos voluntários o neocórtex humano desenvolveu áreas de associação (A Sena, Cérebro, Saúde e Sociedade, Lidel, 2016 ) Indispensável para haver um movimento voluntários. Sensoriais há muitas, motora há uma. Recebem informação do mesmo tipo sensorial. Faz associação para conseguirmos diferenciar marcas de carros, quantidades de sons, face de uma pessoa, se uma coisa tem cor ou não... Associam as áreas unimodais entre si, associar o que vem do som com o que vem da visão. O que vem com cheiro do que vem com sabor. FIM Áreas do córtex cerebral para a génese do movimento voluntário Área motora principal no córtex frontal, no giro ou circunvolução pré-central . Principal origem da via piramidal (execução dos movimentos voluntários) Áreas pré-motoras e associativas do córtex parietal, temporal e frontal: intenção e planificação dos movimentos Estas áreas conectam variavelmente com os gânglios da base, tálamo, cerebelo e outras áreas com funções emocionais para a génese do movimento voluntário Início Em vermelho? Funções do córtex cerebral no movimento voluntário • Áreas associativas ( do córtex parietal, temporal e sobretudo pré-frontal): para a consciente planificação ou intenção dos movimentos • Áreas pré-motoras ( córtex frontal): têm conexões com as áreas associativas anteriores e a área motora principal. Necessárias para a consciência da intenção dos movimentos e sua expressão. Áreas especializadas para os movimentos oculares e (área de Broca, área 44) para a expressão da linguagem faladapara a expressão da linguagem falada • Área motora principal ou primária ( área 4): giro pré-central do córtex frontal, principal origem da via piramidal (primeiro neurónio motor). O neurónio piramidal faz sinapses num segundo neurónio motor ( de nervos cranianos e da medula espinal) para a execução dos movimentos voluntários. Recebe informação das áreas pré-motoras. • Lesões ou disfunções destas áreas ou suas conexões: hemiparesias ou hemiplegias; disfasias ou afasias, síndrome da “mão alienada”, apraxias, perturbações de conversão. Essencial para : Não conseguir movimentar uma parte do corpo Afasia ou Disfasia = Dificuldade de falar até compreender a fala, porque área da linguagem está afetada A via piramidal ou corticoespinal Os axónios da via piramidal fazem sinapses nos núcleos motores de pares cranianos (III-VII, IX, XI, XII). A grande (III-VII, IX, XI, XII). A grande maioria cruza a nível do bulbo raquidiano fazendo sinapses nos neurónios motores da medula espinal do lado contralateral A maior parte da via axonios cruza para o lado oposto e vai fazer sinapse no segundo neurónio motor da via piramidal que está atras do tronco cerebral ou da medula espinhal. O segundo neurónio motor é que vai inervar os musculos para contrair. Se a via piramidal estiver afetada de um lado, ela vai prejudicar os movimentos do outro lado do corpo. O que chamamos de Hemiplagia (paralisia total) ou Hemiparésia (sem movimento parcial) Área motora principal Origem da via piramidal O homúnculo motor Na área motora cortical primária está “representado” o corpo “representado” o corpo humano em função da complexidade de movimentos voluntários que podemos executar (muito maior com as mãos e a face/região oral) Programação e execução do movimento voluntário A Sena, Cérebro, Saúde e Sociedade- Lidel 2016 Os mecanismos de planificação e programação de um movimento voluntário demoram mais tempo do que os implicados na sua execução A informação parte da intensão que vem do cortex de associação. A informação não vai logo para a o cortex motor, tem que solicitar outras formações no núcleo da base e cerebelo. Os núcleos da base e o cerebelo lateral informarão o cortex motor através do Tálamo. Este processo chama-se PROGRAMAÇÃO. O tempo de programação é maior que a execução. Ocorre a execução do movimento: Contribuí o cerebelo em sua parte mediana (indispensável para o controlo do tonus muscular, equilíbrio noção da nossa posição). A execução é pela via piramidal. Doença de ParkinsonFisiopatologia Os Gânglios da Base: Estriado: Núcleo Caudado e Putamen Globus Pallidus (Pallidum): GPext, GPint Substância Negra (pars compacta e pars reticulata) Núcleo Sub-talâmicoNúcleo Sub-talâmico Divide-se em externo e interno Constituído pelo estriado Funções dos Gânglios da Base • Os GB têm múltiplas funções na aprendizagem (memorização) das ações e sua seletiva expressão voluntária ou automática (hábitos, aptidões, compulsões) e associadas valências emocionais (recompensa/punição) • O glutamato e o GABA são essenciais para a seleção do programa de movimentos adequados e a supressão dos inadequados ou indesejados pelo plano (intenção) da açãopelo plano (intenção) da ação • Entre muitos outros neuromoduladores, a dopamina tem uma proeminente função moduladora da atividade do glutamato/GABA nos GB • A dopamina tem origem em neurónios de dois núcleos do mesencéfalo: a substancia negra (pars compacta) liberta a dopamina sobretudo no estriado e a área ventral do teto (AVT) sobretudo no córtex cerebral. Excitatório Inibitório Doença de ParkinsonSistema DopaminérgicoDopamina: sistema nigro-estriado e sistema mesolímbico-cortical Dopariam produzida na área central do teto tem uma distribuição mais vasta que todo cortex cerebral, sobretudo nas áreas anterior (frontal, onde tem muita importância para nossa motivação comportamental). Circuitos e neurotransmissores dos gânglios da base ( A Sena, Cérebro, Saúde e Sociedade, Lidel 2016) Putamen e a maior parte do núcleo parte do núcleo caudado: Aprendizagem e memorização de sequências de ação A Dopamina com origem na sins negra atira dopamina para o estriado dorsal, vai modular exatamente a saída, a excitação do tálamo sobre o córtex motor que é indispensável para haver o movimento. A saída dos núcleos da base são inibidor sobre p tálamo. Circuitos e neurotransmissores dos gânglios da base ( A Sena, Cérebro, Saúde e Sociedade, Lidel 2016) Núcleo Accumbens(NAc): parte do núcleo caudado (ventral).caudado (ventral). Sistema de recompensa AVT-NAc: de validação hedónica para as experiências e ações vai colocar dopamina no estriado central Regulação neutransmissora dos gânglios da base Menor inibição do GABA sobre o tálamo facilita o desencadear dos movimentos. Favorecida em lesões do núcleo sub-talâmico (NST). Pode resultar na expressão de movimentos involuntários: discinesias, hipercinesias, tiques, síndrome de Tourette e movimentos compulsivos (perturbação obsessiva-compulsiva) Maior inibição do GABA sobre o tálamo inibe o iniciar ou velocidade dos Maior inibição do GABA sobre o tálamo inibe o iniciar ou velocidade dos movimentos. Acontece nas acinésias/bradicinésias (parkinsonismo) e é favorecida pela hiperatividade do NST. A dopamina modula a atividade do GABA sobre o tálamo por uma via direta (estimula o córtex) e uma via indireta (esta passando pelo NST, que inibe o córtex) ( ver figura anterior). A dopamina estimula a via direta e inibe a indireta, facilitando os movimentos ou sua expressão involuntária. A sua deficiência dificulta o desencadear do movimento e sua expressão (como no parkinsonismo) Se houver perturbações não intencionais na inibição do GABA, pode haver movimentos que não queremos fazer, ex: aqueles tiques que temos. Parkinsonismos AtípicosClínica e Diagnóstico Síndromes parkinsónicos ( não doença de Parkinson) Síndrome parkinsónico A maioria dos sintomas no parkinsonismo são devidas a uma deficiência em dopamina • A Doença de Parkinson (DP) é a causa mais comum de parkinsonismo. A doença foi assim denominada em reconhecimento a James Parkinson, um médico inglês, que publicou uma descrição detalhada sobre a doença “An Essay on the Shaking Palsy” (1817). • A DP é a 2ª doença neurodegenerativa mais prevalente, após a doença Doença de Parkinson • A DP é a 2ª doença neurodegenerativa mais prevalente, após a doença de Alzheimer. A DP é mais frequente no sexo masculino (67% vs. 33%) e tem uma idade média de inicio de 61±10 anos ( pode iniciar-se mais cedo). A prevalência da DP aumenta com a idade e estima-se que 1% dos indivíduos com mais de 60 anos serão afetados. • Só cerca 10-15% dos portadores de DP têm história familiar da doença (um familiar de 1º ou 2º grau). Movimento voluntário: síntese Sistemas Sensoriais Gosto e Olfato Armando Sena Sentir: sensorial e afetivo Os sistemas sensoriais podem ser interoceptivos (incluindo propriocetivos)-sentir o organismo e exterocetivos- sentir o mundo exterior Ambos convergem em áreas do SNC processando as emoções/motivações: amígdala (A) hipotálamo (H), estriado ventral (Ev) insula anterior(IA), córtex orbitofrontal (COF) e pré- frontal ventromedial (CPFVM) ( A Sena, Cérebro, Saúde e Sociedade, Lidel, 2016) Sentir ao próprio corpo Sentir cognitivo As áreas de processamento emocional (sistema límbico) e perceção sensorial (áreas primárias e associativas) interagem com as funções cognitivas do córtex pré-frontal (CPF) (córtex pré-frontal dorso-lateral, CPFDL) (A Sena, Cérebro, Saúde e Sociedade, Lidel, 2016) Da transdução sensorial à perceção • Transdução Sensorial: Mecanismos pelos quais estímulos energéticos específicos são transformados numa resposta elétrica na célula sensorial especializada. Campo recetor: A área sensível à estimulação do recetor e implicada na transdução Receptores sensoriais Fibras Nervosas Estimulo Transdução Sensorial recetor e implicada na transdução Potencial recetor ou gerador: Resultante da alteração de condutância de canais iónicos nos recetores sensoriais (gerando PA ou alterando sua frequência) A informação sensorial necessita de ser processada no córtex cerebral para a perceção Nervosas SNC Potencial de Acção Perceção Codificação Neuronal Para termos a percepção das coisas é necessário que o cortex seja estimulado Transdução Sensorial Introdução Estímulo PA PA Luz Membrana Plasmática Recetor Neurónio sensorial Neurónio sensorial A célula recetora é um neurónio: A dor e temperatura e o olfato A célula recetora não é um neurónio Gosto, visão e sensibilidades mecânicas (vestibular, auditiva, proprioceção e tato) Estímulo Químico Mecânico/vibratório Transdução de sinal altera a permeabilidade da membrana sensorial Sensação e Percepção Sensação e Percepção As células que recebem o estímulos é um neurónio A células receptoras não é um neurose, apenas esta ligada Gosto • Uma vez na boca, os constituintes químicos dos alimentos interagem com os recetores das células gustativas, localizadas em especializações epiteliais denominadas botões/gomos gustativos; Gomos gustativos (13min) Não estão em neurónios, estão em células gustativas (chamadas de botões ou gomos gustativos), eles tem varias células Gosto • As células gustativas convertem os estímulos químicos de forma a fornecer informação acerca da identidade, concentração e valor da substância para a homeostasia/sobrevivência do organismo • Esta informação também prepara o sistema gastrointestinal para receber a alimentação causando a salivação e a deglutição (ou o vómito / alimentação causando a salivação e a deglutição (ou o vómito / regurgitação se a substância é nociva). • O gosto evolui da quimiorreceção primitiva existente nos organismos unicelulares. O gosto propriamente dito aparece pela 1ª vez nos moluscos. Serem unicelulares “sentem gosto” Gosto • O gosto não implica só a ativação dos gomos gustativos e das suas 5 modalidades primárias: salgado, ácido, doce, amargo e umami. Ele implica também a co- ativação de neurónios somatossensoriais, que circundam os gomos gustativos, com diferentes classes de recetores mecânicos e químicos, veiculando a textura e temperatura da substância mecânicos e químicos, veiculando a textura e temperatura da substância via o V par craniano (trigémeo). Existirá um recetor para o sabor da gordura (CD36, para ácidos gordos), ainda mal caracterizado. Recetor para o sabor da gordura Células gustativas • Há cerca de 10000 gomos gustativos distribuídos pela superfície dorsal da língua, véu, orofaringe, mucosa labial e gengival, istmo – inervadas por ramos do VII, IX e X pares cranianos • Cada gomo gustativo contêm 50-100 células recetoras Organização do Sistema Gustativo VII IX X• Cada gomo gustativo contêm 50-100 células recetoras de vários tipos; Cada célula gustativa responde preferencialmente a uma modalidade gustativa e é inervada por neurónios sensíveis a essa modalidade: modelo da especificidade linear ( não é atualmente consensual) IX X V rNTS – núcleo do tractus solitarius rostral SNV – núcleo espinhal do trigémio Dois terços anteriores da língua, para frente do línguas O terço posterior da língua Restantepouco V par Transdução gustativa • Apesar dos recetores gustativos se localizarem predominantemente nas microvilosidades apicais das células gustativas, os processos envolvidos na transdução de sinal incluem canais iónicos em ambas as membranas, apicais e basolaterais; O fluxo por canais de Na+, H, K+ e Ca2+• O fluxo por canais de Na+, H, K+ e Ca2+ gera a despolarização da membrana quando as células gustativas interagem com estímulos químicos específicos • Os resultantes potencias recetores (despolarização) aumentam os níveis de Ca2+ intracelular, permitindo a exocitose dos neurotransmissores. Estes geram potenciais de ação nos axónios aferentes. Abre canais de Cálcio dependentes da voltarem A entrada de cálcio permite a exocitose de neurotransmissores Transdução gustativa Os recetores para os aminoácidos (glutamato, aspartato) para o doce e para o amargo estão acoplados às proteínas G( Ggustα, gustducina) estimulando a fosfolipase PLCβ2. Em consequência é libertado cálcio do reticulo endoplásmico que promove a endoplásmico que promove a exocitose de vesículas contendo neurotransmissores Os ácidos ativam umcanal TRP (transient receptor potential) designado de PKD2L1 e o salgado um canal iónico epitelial, ENaC5. O canal PKD2L1 será também um detetor da água. Despolarizaçaõ Metabotrópicas, envolvem as proteinas G, fosfolipase C, etc... Abre canais ionicos Transdução gustativa A célula gustativa contem um recetor TRPM5, que permite um influxo de cálcio contribuindo para a libertação de neurotransmissores, sobretudo o ATP. Através do TRPM5 agentes como a temperatura e a nicotina como a temperatura e a nicotina podem influenciar a informação gustativa. A transdução gustativa requer a abertura de canais de Na+, K+ e Ca2+ dependentes da voltagem e é modulada por diversos neurotransmissores e hormonas Que podem influenciar no gosto que sentimos das coisas Vias gustativas • As células gustativas fazem sinapse com axónios sensoriais dos nervos cranianos VII (2/3 anteriores da língua), IX (1/3 posterior) e X (região epiglótica, orofaringe). Estes axónios fazem sinapses no Estes axónios fazem sinapses no núcleo gustativo do núcleo do trato solitário (regiões laterais e anterior), no bulbo raquidiano • Este núcleo pode interagir diretamente com outras áreas subcorticais SNA Facial Glossofaringeo Vago/peneumogastrico Vias gustativas • A maioria dos axónios do núcleo gustativo faz sinapses no tálamo (núcleo ventral posterior medial). Este núcleo projeta-se sobretudo para o córtex da insula (área primária para o gosto) e opérculo frontal, que conectam com outras áreas do córtex cerebral e subcorticais para validação cerebral e subcorticais para validação emocional (ex. a amígdala) • A perceção do paladar (“flavour”) depende da convergência de informação gustativa e olfativa no córtex da insula, córtex orbitofrontal e córtex cingulado anterior Áreas primarias para o gosto estão no cortex da insula (escondido no lobo temporal na incisura) Todas área primarias relacionam-se com as sençação saborial Vias gustativas: síntese Lesões ou disfunções destas vias podem: impedir a perceção do gosto (ageusia) causar a sua perceção na ausência de estimulação gustativa Fome, apetite... Valências emocionais A importância da fisiologia é para compreender quando as coisas não funcionam bem. Podemos não sentir a sensação do gosto ou sentir-lo alterado devido lesos dos golos do gosto ou das vias que transmitem a sua percepção. Pode até causar o inverso se houver estimulação sem estar comendo (ex epilepsia). Olfato: o epitélio olfativo • Neurónios sensoriais olfativos: células bipolares que dão origem a axónios amielinizados que transmitem a informação ao bulbo olfativo (nervo olfativo). Na sua superfície apical, apresentam vários cílios olfativos, onde se encontram os recetores para as moléculas odoríferas OLFACTO O epitélio olfativo é constituído por vários tipos de células para as moléculas odoríferas • Células das glândulas de Bowman produtoras de muco que cobre a cavidade nasal e controla o meio iónico dos cílios olfativos • Células basais regeneradoras dos neurónios olfativos e células de suporte O recetor olfativo • O recetor olfativo encontra-se na membrana dos cílios e é de tipo metabotrópico. Proteína membro da superfamília dos recetores acoplados às proteínas G; • Nos humanos existem cerca de 1000 genes para recetores olfativos. A maior parte sofreu mutações não-funcionais – só cerca de 350 serão funcionais. Estes permitem, contudo, a deteção de milhares de odores (que diminui com o envelhecimento- ver fig. à frente) • Um mesmo odor pode ser reconhecido por múltiplos recetores, mas cada recetor é preferencialmente estimulado por um tipo de odor; • A deteção de um particular odor é codificada pela distinta combinação de células sensoriais ativadas ( ver fig. à frente) • Alguns odores podem inibir e não ativar os recetores, existindo competição numa mistura. Temos um limite fisiológico de distinguir simultaneamente até 3 odores. Só para alguns sabores Transdução olfativa Um neurónio olfativo responde preferencialmente a um tipo de estimulação. A tipo de estimulação. A deteção de um determinado odor depende da distinta combinação de células ativadas Transdução olfativa • A Golf ativa uma isoforma da adenil ciclase (III) e o AMPc aumenta o influxo de catiões. O Ca2+ aumenta a saída de cloro (canal cloro) acentuando a despolarização. A acumulação de Ca2+ através da cálcio- calmodulina, dessensibiliza esse canal e para além disso há sua saída por um antiport Na+/Ca2+, resultando na adaptação olfativa A Transdução Olfactiva Entrada de sódio e cálcio Transdução olfativa: síntese Bulbo olfativo O PA gerado pela transdução olfativa é conduzido pelos axónios do nervo olfativo que fazem sinapses em neurónios do bulbo olfativo Glomérulos olfativos As fibras do nervo olfativo predominantemente ativadas por um determinado recetor convergem em neurónios do bulbo olfativo, constituindo os glomérulos olfativos Isto é: cada glomérulo olfativo recebe Cada glomérulo só recebe secundariamente informação de neurónios com outras preferências Isto é: cada glomérulo olfativo recebe informação de células olfativas com uma determinada preferência de estimulação Glomérulos olfativos Os diferentes graus de ativação dos glomérulos olfativos representam um código neuronal do odor, que reflete o padrão de estimulação dos recetores olfativos. Os axónios dos neurónios dos glomérulos olfativos vão fazer sinapses em áreas do córtex cerebral e subcorticais Aqui ainda não há a consciência da percepção do odor Vias olfativas • O sistema olfativo é o único entre os sistemas sensoriais que não exige sinapses no tálamo antes da informação atingir a sua área cortical primária, o córtex piriforme no lobo temporal (discriminação sensorial); • Os axónios dos glomérulos olfativos fazem ainda sinapses no tubérculo olfativo (substancia perfurada anterior nos humanos), na amígdala e no córtex entorinal, que enviam a informação para outras áreas Área do cortex temporal A propósito da memória espacial • O córtex orbitofrontal é necessário para a consciência do olfato e com outras áreas, em convergência com as vias gustativas, para a Vias olfativas: síntese gustativas, para a perceção do paladar. • Lesões ou disfunções nestas vias podem impedir a perceção de odores (anosmia) ou causar a sua perceção na ausência de estimulação olfativa. A sensibilidade olfativa diminui com o envelhecimento A Audição, o Sistema vestibular e a Visão Armando Sena A Audição O aparelho coclear As rampas (compartimentos) vestibular, timpânica e média. Esta última encontra-se em contacto o órgão de Corti Acenta na Membrana basilar. Coberto pela membrana teutónica O aparelho coclear O fluido que preenche as rampas vestibular e timpânica é a O fluido da rampa média é a endolinfa, com alta timpânica é a perilinfa com alta concentração de potássio A membrana basilar A onda vibratória causa movimentos oscilatórios nas rampas vestibular rampas vestibular (janela oval) e timpânica (janela redonda) e a deflexão da membrana basilar Base mais estreita no que no apex. Faz comunicação com as rampas gesticular e timpanica. A Membrana basilar oscila, porque os impulsos transmitidos através dos ossiculo vão fazer oscilar os fluidos da rampas(vestibular e timpanica). Isso faz a membrana oscilar O órgão de Corti As células ciliadas internas e externas do órgão de Corti. A deflexão da membrana basilar pela onda vibratória reflete-se numa deslocação dos estereocílios. As células ciliadas externas controlam o movimento da membrana basilar É a movimentação do esteriocílios que vai ativar essas células e transmitir essa ativação ao nervo auditivo. Por si só podem gerar som A transdução sensorial auditiva A deslocação angular dos estereocílios resulta na abertura de canais para o O influxo de cálcio levaà libertação de um neurotransmissor excitatório, que gera um frequência de PA canais para o potássio (canal TRPA1) e despolarização das células ciliadas do órgão de Corti um frequência de PA nas fibras aferentes dos neurónios do gânglio espiral (nervo craniano VIII). Em >95%, estes comunicam com as células ciliadas internas Há muitos na endolinfa O cálcio vai permitir a exotitose por vesículas, que tem um neurotransmissor escitatório que é o glutamato A codificação da frequência do som O local de maior amplitude de deflexão da membrana basilar depende da frequência: na base para altas frequências e no ápex para baixas frequências Da cóclea ao córtex cerebral: via do lemniscus lateral As fibras do nervo auditivo (coclear) (VIII par craniano) transmitem características frequências, correspondentes às células ciliadas estimuladas. A frequência do PA codifica em geral (mas não só) a intensidade do som. A localização dos sons está facilitada com a comparação da informação veiculada pelos dois ouvidos Todas as informações auditivas passam pelo Tálamo. O córtex auditivo A área primária localiza-se no giro temporal superior, com um mapa de espectro de frequências representando a estimulação do órgão de Corti: organização tonotópica. A informação é processada por uma área secundária e depois para muitas outras áreas do córtex cerebral. Paralelamente, a ativação de áreas subcorticais (ex. a amígdala e o estriado) contribui para as valências emocionais atribuídas aos sons. - Área primária para o gosto: Cortex da insula ou pérculo frontal; - Área primária para o olfato: Cortex curiforme; - Área primária para a audição: Giro Temporal Superior; Local periférico A área secundária é a. Responsável em distinguir os tipos de sons (fala, vento, musica...) Os dois hemisférios A perceção dos sons hemisférios cerebrais são ativados de forma diferente para a perceção de diferentes sons Ex: o som da palavra interfere mais com o lado esquerdo, e o da musica mais com o hemisfério direito Sistema Vestibular Órgão vestibular Canais semicirculares: nas ampolas, células ciliadas agrupadas em cristas. Estas projetam-se numa camada de gel, a cúpula. Órgão Otolítico: a sácula e o utrículo, com células ciliadas agrupadas na mácula. Cobertas por uma membrana com cristais de carbonato de cálcio A cocléa teve origem no sistema vestibular mas não faz parte dele. O^nervo é o mesmo, mas as fibras e neurónios são diferentes. Órgão vestibular Detetor de aceleração linear e angular Órgão otolítico Canais semicirculares Transdução sensorial vestibular A deflexão no sentido do estereocílio mais alto (kinocilio) abre canais para o A despolarização da membrana leva ao influxo de cálcio e libertação de neurotransmissor abre canais para o potássio, que se encontra em alta concentração na endolinfa neurotransmissor excitatório por exocitose. Este gera uma frequência de PA nas fibras aferentes de neurónios do gânglio de Scarpa (nervo craniano VIII) Glutamato Vias vestibulares Os axónios do nervo vestibular (VIII par) fazem sinapses no núcleo vestibular (tronco cerebral). Este projeta a informação para diversas áreas e indiretamente para o córtex parietal. O sistema vestibular tem funções na regulação equilíbrio, motricidade (incluindo a ocular) e perceção espacial aqui há Neurónios que se projectam para muitos outros locais A Visão A maior acuidade da imagem é fornecida pela fóvea, a região da retina onde se encontra a maior densidade de fotorrecetores (somente cones) A retina vista com o oftalmoscópio É no disco óptico que vemos o nervo óptico. Não tem neuroreceptores. Não o vemos A luz visível Os fotorrecetores da retina humana, os cones e os bastonetes, possuem um pigmento visual só sensível a um restrito espectro do campo eletromagnético Retina: estrutura e comunicação celular Os axónios das células ganglionares originam o nervo ótico Fluxo vertical e horizontal da informação Das celulas ganglionares é que parte os axonios que formam o nervo óptico Transdução sensorial visual A rodopsina encontra-se na membrana dos discos dos fotorecetores. Ela é formada por uma proteína, a opsina e um grupo prostético, o 11-cis retinal (aldeído da vitamina A). A isomerização em all-trans retinal pela estimulação visual (fotão) inicia o mecanismo de transdução sensorial No segmento externo Constituído por É um receptor metabotrópico o que causa a isomerisação em all-trans é o fotão (Luz) Transdução sensorial visual A rodopsina funciona como um recetor metabotrópico. A estimulação da proteína G (transducina) ativa uma fosfodiesterase que transforma o GMPc em GMP. A redução da concentração de GMPc leva ao encerramento de canais de sódio e hiperpolarização membranar 4 - Quando passa para GMP, o canal fecha A luz hiperpolariza .... Pois entra menos sódio e o interior fica mais negativo. Há menor frequência do potencial de ação. Nor vertebrados o estimulo causa uma diminuição da frequência que PA vai gerar O cGMP é que permite o canal de sódio ficar aberto, quando passa para GMP o canal fecha Transdução sensorial visual Nos vertebrados, a estimulação visual leva a hiperpolarização dos cones e dos cones e dos bastonetes e redução da libertação de glutamato, que se liga a recetores nas células bipolares O glutamato vai atuar em recetores das cels bipolares e vão se conectar com as cels ganglionares que vão formar o nervo óptico Despolarização Hiperpolarização Cones e Bastonetes Os bastonetes são sensíveis a uma fraca estimulação luminosa : visão crepuscular ou noturna. Os cones requerem maior intensidade de estimulação e permitem a deteção das cores: visão diurnavisão diurna Bastonetes - Visão noturna ou crepuscular. Para vermos quando não há muita luz. Vemos formas, mas não vemos cores. Os cones para serem ativados (hipolarizados) requerem uma intensidade de estimulação mais forte, assim conseguimos ver cores. A visão tricromática Os cones são de três categorias, cada uma com uma caracterizada por uma opsina particular conferindo maior estimulação para diferentes comprimentos de onda: azul, verde e vermelho O receptor é sensível a diferentes comprimentos de onda. Uma lesão na opsina pode fazer com que não consigamos diferenciar algumas cores Células ganglionares: antagonismo centro- periferia Entre os fotorrecetores e as células ganglionares processa-se um contraste espacial, suprimindo a informação de uma iluminação difusa. Este antagonismo centro-periferia é consequência da existência de fluxos sinápticos verticais e horizontais da informação e propriedades das células bipolares e ganglionares Quando a luz entra na retina não há contraste entre o que é menos luminoso e o que não é. EX: Uma foto preto e branco mostra o contraste do que esta mais preto e mais branco e vai demonstrando a forma. Há algumas células ganglionares mais sensíveis a cores, outras em movimentos Células On-center e Off-center As células ganglionares reagem unicamente a diferenças de contraste entre o centro e a periferia do seu campo recetordo seu campo recetor Se o centro é mais iluminado do que a periferia ( ON-center) ou ao contrário (OFF- center), elas geram PA Incidência da luz no centro recetor das células. Células off center. Reagem quando o ambiente está escuro. Quando o periférico é iluminado em relaçãoao centro. O cone que era centro está despolarizado, isso faz com que transmita células off bipolares e ganglionares uma estimulação da atividade do PA. Antagonismo Centro-Periferia Células ganglionares On-center: aumentam a sua frequência de PA com o aumento da intensidade luminosa no centro de seu campo recetor Células ganglionares Off-center: aumentam a sua descarga com a diminuição da a sua descarga com a diminuição da intensidade luminosa no centro de seu campo recetor A libertação de glutamato pelos fotorrecetores (que diminuicom a estimulação luminosa) tem efeitos opostos nas células bipolares On vs Off. O recetor metabotrópico (mGluR6) é hiperpolarizante das células ON e os ionotrópico (AMPA/ Kainato) despolarizantes das células OFF Diminui a descarga Aumenta a descarga Glutamato Estudar isso, não entendi O glutamato é menos libertado com a luz no centro, a cel on centre bipolar começa a descarregar mais e estimula a celulas ganglionar On. Do tipo excitatório O nervo ótico Axónios do nervo ótico de células ganglionares contendo o pigmento melanopsina fazem sinapses no hipotálamo (ritmos circadianos) Outros axónios fazem sinapses no mesencéfalo: núcleo de Edinger- Outros axónios fazem sinapses no mesencéfalo: núcleo de Edinger- Westphal (reflexos pupilares ) e colículos superiores ( células-M) A maioria dos axónios do nervo ótico estabelece sinapses com o núcleo geniculado lateral do tálamo. Previamente, os axónios provenientes do lado nasal das retinas cruzam no quiasma ótico. há axonios que fazem sinapses para o hipotalamos, importante para o controlo do ritmo circadianos (confirmar o nome). Para o controlo autonomo, que passam. Para os reflexos pupilares. Sensível ao movimento do nosso corpo. Células ganglionares tipo M que são + sensíveis ao movimento As fibras que vem da retina e da parte nasal se cruzam drt para esq, e da esq para drt. Enquanto as fibras que vêm da parte temporal não, seguem para o mesmo lado. Esse ponto de cruzamento é o quiasma óptico, isto é importante porque as fibras que vêm da parte nasal e temporal transmitem informação em campos visuais distinto.. Cortex estriado - cortex primário visual no lobo occipital Da retina ao tálamo Os axónios da fita ótica fazem sinapses em diferentes camadas do núcleo geniculado lateral do tálamo, representando as propriedades de correspondentes células ganglionares: de tipo-P (forma e em parte a cor), tipo-M (movimento), tipo-K , não M-não P (cor) Tipo P ou 1 O tálamo tem varias camadas e este tipo de celulas ganglionares transmitem essa informação para fibras paralela (neurónios) que estão no tálamo Do tálamo ao córtex occipital Os axónios provenientes do tálamo (NGL) fazem sinapses na área primária para a visão, que se localiza-se no córtex occipital estriado (V1, área 17). Esta área é necessária para a consciência da perceção visual: no hemisfério esquerdo para o campo visual direito e no hemisfério direito para o campo visual esquerdo. Temos dois campos visuais. Temporais e nasais. Se as fibras nasais no quiasma óptico estiverem lesadas, não vamos ver pelos campos laterais/temporais, que estão ao lado. Isso da o que chama de Hemianópsia Bilateral. Se estiver lesado o quiasma temporal, não veremos o inverso Representação retinotópica A informação da retina é processada em paralelo e representada no núcleo geniculado lateral e no córtex visual primário: representação retinotópica Talamo Cortex visual primário Que é o córtex estriado O córtex visual primário O córtex visual primário apresenta uma organização modular: colunas de dominância ocular, para as cores e de orientação- células simples, de resposta à posição no campo visual e células complexas, de resposta à orientação qualquer que seja a posição Tipos de Colunas: As colunas aptas para cores A que é sensível ao olho; Áreas secundárias para a visão O processamento da informação retiniana continua para além da área cortical primária, no córtex extra-estriado (áreas secundárias). As áreas corticais processando a visão no ser humano serão cerca de 30! Via dorsal e Via ventral De V1, a informação visual é processada por uma via dorsal, pelo córtex parietal, para a perceção espacial e de movimento do objeto; e por uma via ventral, pelo córtex temporal, para a perceção qualidadetemporal, para a perceção qualidade ou identidade do objeto Por exemplo, lesões em MT (V5) podem impedir a deteção do movimento (acinetopsia); em V4, a deteção de cores (acromatopsia); e noutras áreas impedir a identificação de específicas perceções (como de uma face, a prosopagnosia) Pelo cortex parietal Lobo V4 - Se tiver perturbada não vemos as cores, não sendo culpa do cone, mas sim do cérebro EX: vemos faces mas não sabemos identificar) Visão e Audição A Sena, Cérebro, Saúde e Sociedade, cap 10, Lidel, 2016 A informação sonora é processada como a visual por vias dorsais e ventrais, que convergem no córtex pré-frontal. Este é necessário para a utilização de memórias auditivas e visuais pela consciência, raciocínio e imaginação Sistemas Sensoriais Somáticos (somestesia) A DOR Armando Sena Generalidades • O sistema somestésico é responsável pelas sensações somáticas e viscerais (pele, mucosas, vísceras, órgãos locomotores) • Pode classificar-se de acordo a modalidade sensitiva: tátil ou mecânica, dolorosa, térmica; ou a origem da informação: exterocetivas, interoceptivas e propriocetivas.interoceptivas e propriocetivas. Os recetores sensoriais somáticos podem ser • não-encapsulados (terminações nervosas livres para a dor; recetores nas raízes dos pelos) ou • encapsulados (que incluem os fusos neuromusculares e os recetores de Merckel, corpúsculos de Meissner, de Pacini e de Ruffini, que são recetores sensíveis a diferente estimulação mecânica/ tátil) Dores que vem de fora organismo. Gosto, visão, tato (alguma coisa que nos toca) Ex: dores nas articulações, que vem de dentro do nosso corpo Encapsulados: Meissner, Pacinian, Rufini. Recetores sensoriais somáticos Fibras do tipo C transmitem mais lentamente que as do tipo Abeta Tato e Propriocepção • As sensibilidades táteis e propriocetiva são conduzidas por neurónios unipolares (primeiro neurónio) com axónios mielinizados, de grande diâmetro, tipos Aα e Aβ • Ascendem pelos cordões posteriores da medula espinal e fazem sinapses num segundo neurónio bulbar. Cruzam para o lado oposto, onde se juntam à informação da face, constituindo o lemniscus medial. Estejuntam à informação da face, constituindo o lemniscus medial. Este transmite a informação a um terceiro neurónio, no tálamo e este ao córtex parietal (giro pós-central), o córtex somatossensorial primário (fig). Este está dividido em duas áreas, S1 e S2 • De S2, a informação é transferida para áreas do córtex parietal posterior e integrada com outra informação sensorial, essenciais para a perceção espacial do nosso corpo e sua diferenciação dos outros corpos e objetos. S=somatosensorial Córtex parietal (girus pós- central): a informação propriocetiva (posição do corpo e seus movimentos) e táctil ascende por fibras diferentes. Contudo, os dois tipos de informação são combinados em S1 e transferidos para S2: a perceção háptica (estereognosia) Via do tato e proprioceção (via do lemniscus medial) É a percecação do tato, com a posição e o espaço. EX: descobrir o que émulo objeto apenas apalpando, sem ver nem ouvir. A DOR ( sumário) A Sena, Cérebro, Saúde e Sociedade, Lidel 2016 Gânglio raquidiano Via espino-talâmica (transmição dolorosa) Cruza muito próximo ao nivel de entrada. De forma anterior e lateral Vias moduladora descendente. Influenciam a entrada da transmião dolorosa terminações do neurónio Sensibilidade dolorosa Nociceptores • As terminações nervosas com recetores sensíveis a estímulos dolorosos são denominadas nociceptores (noci é derivado do latim nocere “danificar, lesar”). • Nos nociceptores processam-se mecanismos de transdução de sinal, que geram um PA. Os nociceptores, como outros aferentes sensoriais somáticos, têm origem em corpo neuronais localizados nos gânglios raquidianos (ou no gânglio de Gasser, para a maior parte da cabeça). Estes neurónios (primeiro neurónio) conduzem o PA da periferia para neurónios na medula espinhal ou o tronco cerebral. Nociceptores • Os axónios conduzindo informação nociceptiva são de tipo- Aδ, de axónios mielinizados (5-30 m/s) ou de tipo- C, de axónios não mielinizados (0,5-2 m/s). Contudo nela poderão também participarfibras tipo Aβ. • O complexo universo das fibras C: para a dor e temperatura ; para o prurido (Davidson e Giesler,TINS,2010) ; para o tato agradável ou hedónico (córtex insular posterior) e empatia para o tato (Morrison et al Brain,2011) para as sensações viscerais Sistema nervoso autónomo A delta Nociceptores Dois tipos de fibras nociceptores: Uma 1ª dor breve, localizada, “tipo picada” Uma 2ª dor mais prolongada, difusa, “tipo queimadura” Estes tipos de fibras não transmitam só sensações somáticas- exterocetivas, mas também informação de origem visceral- interoceptiva (sobretudo os axónios tipo C) BEM DISPOSTO/A ? Fibras abertas - Tipo A gama Fibras fechadas - Tipo C Pelas fibras A delta Pelas fibras Tipo C Conceito de Dor A dor é uma experiencia sensorial e emocional desagradável associada a um processo destrutivo atual ou potencial dos tecidos ou descrita no contexto dessa lesão (IASP - International Association for the Study of Pain, Merksey e Bogduk, 1994) A intensidade, duração e valência emocional-cognitiva da experiência dolorosa depende de multiplos fatores moduladores A Dor Crónica : Cerca de 47% da população geral (com reduzida taxa de recuperação) (Edwards, Neurology,2005); Uma das principais causas de infelicidade ( Derek Bok, The Politics of Happiness, 2010 ) 11 CRENÇA Vias e áreas para o processamento da dor no ser humano (a matriz da dor) Schweinhardt e Bushnell, A matriz da dor, J Clin Invest, 2010 PAG: periacquedutal grey área: Area cinzenta Via espino- talâmicacinzenta periaquedutal RVM: rostroventral medulla: Bulbo rostroventral DRG : dorsal root ganglion: gânglio raquidiano (raiz dorsal) talâmica (simplificado) Área cinzenta - Periadontal Vias moduladoras descendentes (simplificado) A Experiência da Dor Aspectos Sensoriais Discriminativos Aspectos Cognitivos, Afetivos e Motivacionais Córtex Parietal (S1/S2) C.Insula, CCA, CPFrontal Hipotálamo Amígdala TálamoVia neoespinotalâmica (lateral): mais recente, de informação mais NPB RVM PAG LC/DLPT 1º Neurónio 2º Neurónio Aδ C +/- mais recente, de informação mais discriminativa Via paleoespinotalâmica (medial): mais antiga, sobretudo de informação afetiva/motivacional) Vias moduladoras descendentes NPB: n.parabraquial LC: locus coeruleus DLPT: n dorso-lateral do teto Paleo = mais antiga Neo = mais ressente Núcleo da protuberância protuberâncial Tem fibras do tipo C O modelo da «cancela» O modelo da “cancela” de Wall e Melzack (1965): A atividade da via espino-talâmica é modulada por interneurónios Aδ inibitórios ( com opióides ou GABA, por exemplo) e por vias descendentes supra-segmentares . Sistema anterolateral Fibras A beta Classificação da dor: Dor nociceptiva (A) Dor inflamatória (B) Dor patológica (C) Dor patológica (C) (não adaptativa, crónica) (Woolf, J Clin Invest, 2010) Uma picada leve com alfinete Uma picada com alfinete mais profunda, que inflama Uma dor que se mantém após o estimulo que causou a dor. (Dor crónica) O nociceptor (primeiro neurónio) Há muitos canais de sódio. O PÁ será transmitido para estimular a via espinotalamica. O neurotransmissor libertado é o glutamato AMPA NMDA e os metabotrópicos. Nociceptores Transdução de Sinal Canais iónicos: Para o Na+, Ca2+ e K+ e para o ácido (H+). Especialmente importantes os seletivos para o sódio-dependentes da voltagem, associados a patologia da dor (os anestésicos locais atuais não são seletivos para estes canais) Recetores ionotrópicos: Exemplos: os recetores TRP (mutação no TRPA1 em patologia da dor); os purinérgicos (ATP, incluindo o P2X3), o 5-HT3 (serotonina) e o GABA-A (GABA) Os anestésico locais bloqueiam os canais de sódio inespecificamente, não bloqueiam os nocireceptores. Por isso quando tomamos anestesia não é só a dor que alivia, mas não sentimos o tato, não temos perceçao do espaço, não conseguimos mexer certo.... Para temperatura do corpo Para se abrirem precisam de uma estimulação Nociceptores Transdução de Sinal Recetores Metabotrópicos: Associados às fosfolipases Exemplos: para a bradicinina, a histamina, glutamato (mGlu) e a acetilcolina Associados à adenilciclase Exemplos: para as prostaglandinas, os opióides, o GABA-B , o A1 para a adenosina e o CB1 para os canabinoídes Recetores para fatores de crescimento: ( o TrKA, para o NGF) Tirocina cinase Disfunção de canais iónicos na clínica da dor (Waxman e Zamponi, Nat Neurosci,2014) Alteram a proteina nos tornando menos sensivel a dor Alteram a proteina nor tornando mais sensível a dor Acupunctura Zilka e Goldmane e at., Nat. Neurosc.,2010 Redução da ativação do CCA Redução pela cafeina Favorece a acumulação de adenosina , a qual atraves de seus recetores é inibidora da dor (reduz a ativação da área CCA Cortex singular anterior) Os recetores TRP (transient receptor potential) Superfamília de canais catiónicos levando ao influxo de Ca2+ e Na+ implicados em múltiplas funções, incluindo as sensações dolorosa, térmica, mecânica, gosto, homeostasia do Ca2+ e Mg2+, biogénese dos lisossomas e controlo do crescimento celular. São ativados por diferentes temperaturas e ligandos (exógenos e endógenos)temperaturas e ligandos (exógenos e endógenos) Os TRPV são da subfamília vaniloide: O recetor TRPV1 (VR-1): é ativado por calor moderado (>42-43ºC) e pela capsaicina (um composto encontrado na comida picante), por protões, metabolitos do ácido araquidónico e anandamida (?). Encontra-se nas fibras C e Aδ e está Implicado na hiperalgesia térmica associada à inflamação Faz com que sentimos calor no local inflamado, causado pela abertura desses canais Os recetores TRP O recetor TRPV2 é ativado por temperaturas mais elevadas (50-52ºC) e não é sensível à capsaicina. Encontrado nas fibras Aδ. O recetor TRPV3 é ativado por temperaturas 33-35ºC e a cânfora. Expresso nos queratinócitos, que poderão transmitir via ATP e recetores P2X3 nos neurónios a sensação de calor agradável O recetor TRPM8 é ativado pelo mentol e frio (17- 25ºC) (subfamília melastatina) O recetor TRPA1 é ativado por temperaturas ≤17ºC (frio doloroso), endocanabinóides e bradiquinina (subfamília ankirina) Quando o frio dói é ativado outro recetor, o TRA1 de outra família Os recetores TRP (síntese) Da Dor Fisiológica à Dor Patológica Estímulos que seriam levemente dolorosos são sentidos mais dolorosos na área de uma lesão e em redor, um fenómeno designado por hiperalgesia. Por outro lado, há redução do limiar de estimulação dolorosa, o fenómeno da alodinia: uma estimulação mecânica ligeira na região da lesão pode tornar-se dolorosa (há uma alodinia mecânica e térmica) Estas características da dor patológica devem-se aos mecanismos de sensibilização periférica e central. Estímulos que causavam pouca dor passam a ser sentidos mais. Quando não era dolosa e algum estimulo fez cassar a ser Ex: temos uma ferida, mas só sentimos dor se tocarmos Da Dor Fisiológica à Dor Patológica Dor Tato Processamento no SNC Sensibilização Central Amplifica a resposta ao estimulo doloroso (hiperalgesia) e baixa o limiar de estimulação dolorosa (alodinia) C/Aδ Aβ Dor fisiológica Estimulo Nociceptivo, despolarizações breves Lesão (despolarizações frequentes) Zona periférica à lesão Sensibilização Periférica Aβ (Aδ) C/Aδ Passa a estimular a espinotalamica e podem causar dor. Sensibilização Periférica A sensibilização periférica resulta da interação dos nociceptores com a “sopa inflamatória”: substâncias libertadas quando o tecido é lesado, que aumentam a resposta das fibras nociceptivas (agentes sensibilizadores). Estes nociceptivas (agentes sensibilizadores). Estes agentes atuam principalmente por ativação de proteína cinases (PKA, PKC) e fosforilação dos nociceptores. Com a sensibilização, o TPMV1 é estimulado no local da lesão à temperatura corporal: a hiperalgesia térmica da inflamaçãoLocalizada Sensibilização Periférica • A atividade elétrica nos nociceptores causa numa fase mais tardia a libertação de péptidos neurotransmissores como a substancia P (SP), o calcitonin gene- related peptide (CGRP) e fatores de crescimento (NGF, BDNF). Estes péptidos contribuem para maior resposta inflamatória ( inflamação neurogénica) e o desenvolvimento da sensibilização central Sensibilização Central A sensibilização central refere-se a um aumento da excitabilidade do 2º neurónio (que se propaga até níveis corticais), após níveis elevados de atividade nos seus aferentes nociceptivos – despolarizações de alta frequência devidas à sensibilização periférica. Estes vão ainda promover alterações estruturais (plásticas) do sistema neuronal nociceptivo e favorecer a instalação da dor crónica (neuropática)da dor crónica (neuropática) . As células da glia (astrocitos e micróglia) podem estar implicadas na génese da dor neuropática As vias moduladoras descendentes influenciam os mecanismos de sensibilização central e a instalação da dor crónica Fibra Tipo C (Aδ) 1º NEURÓNIO 2º NEURÓNIO BDNF SP Glutamato TrkA NK1 AMPA/Cainato NMDA mGlu NO MAPK PKC PKA Ca2+ CREB/c-fos/c-jun DNA Modificação 1,2,3 3 3 3 3 3 1 2 4 5 a b c NO Modificação 1. Baixa frequência de estimulação com despolarização do segundo neurónio (via espino-talâmica) via recetores AMPA/Kainato do glutamato – dor fisiológica 2. Estimulação de alta frequência (sensibilização periférica) com abertura dos recetores NMDA, que se encontravam fechados pelo Mg2+ 4 a 1- Glutamato a sair, é o que despolariza primeiro... 2- Só abre se a despolarização se manter por tempo suficiente, normalmente está fechado pelo magnésio; Memória a longo prazo. 3- Síntese de libertação dos neuropépdos. Estimulam... Leva a acumulação de cálcio que vai alterar o processo de expressão genética. Fibra Tipo C (Aδ) 1º NEURÓNIO 2º NEURÓNIO BDNF SP Glutamato TrkA NK1 AMPA/Cainato NMDA mGlu NO MAPK PKC PKA Ca2+ CREB/c-fos/c-jun DNA Modificação 1,2,3 3 3 3 3 3 1 2 4 5 a b c NO Modificação 3. A situação precedente associa-se à libertação de neuropéptidos (BDNF, SP) e estimulação dos respetivos recetores no 2º neurónio. Para além do NMDA, também recetores metabotrópicos do glutamato são ativados (mGlu). A ativação de todos estes recetores resulta no aumento da excitabilidade do 2º neurónio conhecida por sensibilização central. 4. Por mecanismo retrógrado, o óxido nítrico (NO) e o glutamato podem estimular a libertação de glutamato e péptidos pelo primeiro neurónio 4 a Fibra Tipo C (Aδ) 1º NEURÓNIO 2º NEURÓNIO BDNF SP Glutamato TrkA NK1 AMPA/Cainato NMDA mGlu NO MAPK PKC PKA Ca2+ CREB/c-fos/c-jun DNA Modificação 1,2,3 3 3 3 3 3 1 2 4 5 a b c NO Modificação 5. Modulação da expressão genética, resultando em modificações estruturais do 2º neurónio,(e para alem dele). Por exemplo, do nº de recetores (NK1, TrkA, GABA), de neurotransmissores (dinorfina, encefalinas, GABA) ou outros (indução da COX-2) (a). Mediada por fatores de transcrição (b) ativados pelas alterações das concentrações de Ca2+ e atividade de proteína cinases (c)- contribuindo para a instalação de dor crónica 4 a Glia activada IL-1 Lesão/Inflamação Periférica DOR CRÓNICA Bactérias Vírus Outros ATP Glutamato SP NO PGs Fractalcina IL-1 Il-6 TNF-α NO PGs Glutamato ATP RLOxig Fibra Tipo C (Aδ) 1º neurónio 2º neurónio + Excitabilidade Sensibilização Central Eleva a sensibilização central e a dor crónica Vias moduladoras descendentes Modulam a perceção da dor, incluindo a génese dos mecanismos de sensibilização central: Zhuo, TINS, 2008 Modulação emocional e cognitiva da dor PAG Vias moduladoras descendentes Áreas cerebrais (córtex pré-frontal (CPF) e parahipocampico; córtex cingulado anterior (CAA), córtex da ínsula, amigdala, hipotálamo) conectam com o mesencéfalo (área cinzenta periaquedutal (PAG) e este com o bulbo raquidiano (área ventro-medial rostral do bulbo (RVM) Da RVM, células on e células off) projetam para a medula espinal vias facilitadoras ou inibidoras da nocicepção. A primeira é ativada por via com origem no CCA e a segunda por via com origem na insula. Vias descendentes facilitadoras e inibidoras da dor Schweinhardt e Bushnell, J Clin Invest, 2010 Neurotransmissores Da RVM Principal NT facilitador é a serotonina Os inibidores incluem a serotonina (diferentes recetores, alvos de triptanos) acetilcolina e a noradrenalina (recetores α- 2, gabapentina). Muitos outros NTs Zhuo, TINS, 2008 2, gabapentina). Muitos outros NTs envolvidos: opioides, endocanabinoides, GABA, glicina, dopamina, colecistoquinina (CCK)… A analgesia induzida pelo stress está associada a elevação da β-endorfina na PAG ou ação de endocanabinoides (CB1) na RVM. Vias das cels OFF (inibidoras) Facilitadoras Pode ser facilitadora ou inibidora consoante seu receptor Aliviadores da dor Efeitos Nocebo e Placebo Benedetti et al Neuroscience,2007 Efeito Nocebo «when words are painful» • O aumento da experiencia dolorosa associada a expectativa negativa associa-se a ativação do tálamo, insula, CPF e CCA . Mediado pela CCK, que antagoniza a libertação opioide pelo Mediado pela CCK, que antagoniza a libertação opioide pelo placebo e analgésica opioide na RVM, ativando suas vias facilitadoras da dor. • A ansiedade ativa uma via CCK-hiperalgésica, para além da via hipotalâmica (stress, cortisol). Ex: ouvir palavras negativas Colecistoquinina Efeito Nocebo Benedetti et al. Neuroscience,2007 Efeito Placebo O efeito placebo refere-se à expetativa positiva (recompensadora) de uma experiência ou acontecimento. O efeito placebo-analgésico está associado a ativação opioide (recetor-µ) com aumento da conetividade CCA-PAG A libertação/ação da dopamina está implicada em diversos efeitos placebo/de expetativa recompensadora (Ex. doença de Parkinson, o preço placebo/de expetativa recompensadora (Ex. doença de Parkinson, o preço de um produto, a criatividade). Implicação variável da serotonina (depressão). Acupunctura- Para além de ações periféricas localizadas a acupunctura tem efeitos no SNC, nomeadamente de ativação opioide Dor crónica e Dopamina Existe uma redução das ações ou recetores dos opioides em diversas patologias. Ex. artrite reumatoide, nevralgia do V, dor central pós-stroke, fibromialgia, síndromes complexos dolorosos regionais . Na fibromialgia e outros quadros de dor crónica também há redução da ativação ou ações da dopamina. Os estímulos dolorosos podem ativar a dopamina e outros mediadores no sistema de recompensa (reward network), libertando opioides e limitando a instalação de dor crónica Redes neuronais afetando o risco para dor crónica Denk, McMahon e Tracey, Nat Neurosci, 2014 Área que sintetiza dopamina no sistema de recompensa. DOR e PRAZER Leknes e Tracey, Nat. Rev. Neurosc.2008 Dores e Prazeres Sociais Lieberman e Eisenberger,Science,2009 Situações que causam a dor: Situações envolvidas na recompensa: A experiência da dor: síntese As dores e prazeres físicas e sociais dependem sociais dependem do funcionamento de redes neuronais similares A Sena, Cérebro, Saúde e Sociedade, Lidel, 2016 Enquadramento Fisiologia II Skills 4 Pós-Covid Fisiologia II- Inovação Pedagógica Egas Moniz 2021 FISIOLOGIA HUMANA II Plano da Unidade Curricular 2020/2021 FISIOLOGIA HUMANA II Plano da Unidade Curricular 3 Programa da Unidade Curricular / Curricular Unit Programme Código| IMP.EM.PAI.01_07 |UC:| |CU: Fisiologia II /Physiologyb II | Curso: | | Course: Mestrado Integrado em Medicina Dentária /Dentistry Página 1/ 14 Page | Rubrica: |Initials: | Ano Letivo: | | Academic Year: 2020-2021 Ciclo de Estudos (CE) Course Mestrado Integrado em Medicina DentáriaDentistry Unidade Curricular (UC) Curricular Unit (CU) Fisiologia II Physiology II Ciclo de estudos (tipo) Course (type) ¨ 1.º/1st ☐ 2.º/2nd x Mestrado Integrado/ Integrated Master Ano curricular Curricular year x 1.º/1st ☐ 2.º/2nd ☐ 3.º/3rd ☐ 4.º/4th ☐ 5.º/5th Ano letivo Academic year 2020 / 2021 ECTS 5 Semestre Semester ☐ 1.º/1st x 2.º/2nd Tipo Type x Obrigatória/ Mandatory ☐ Opcional/ Elective Regente Responsible Professor Doutor Armando Sena Outro(s) docente(s) Other staff member(s) Prof. Doutor José João Mendes Prof. Doutora Véronique Harrington Sena Horas de trabalho do estudante (total) / Student working hours (total) 135 Horas de contacto (total) / Contact hours (total) 45.5 FISIOLOGIA HUMANA II Plano da Unidade Curricular 4 Programa da Unidade Curricular / Curricular Unit Programme Código| IMP.EM.PAI.01_07 |UC:| |CU: Fisiologia II /Physiologyb II | Curso: | | Course: Mestrado Integrado em Medicina Dentária /Dentistry Página 1/ 14 Page | Rubrica: |Initials: | Ano Letivo: | | Academic Year: 2020-2021 Ciclo de Estudos (CE) Course Mestrado Integrado em Medicina Dentária Dentistry Unidade Curricular (UC) Curricular Unit (CU) Fisiologia II Physiology II Ciclo de estudos (tipo) Course (type) ¨ 1.º/1st ☐ 2.º/2nd x Mestrado Integrado/ Integrated Master Ano curricular Curricular year x 1.º/1st ☐ 2.º/2nd ☐ 3.º/3rd ☐ 4.º/4th ☐ 5.º/5th Ano letivo Academic year 2020 / 2021 ECTS 5 Semestre Semester ☐ 1.º/1st x 2.º/2nd Tipo Type x Obrigatória/ Mandatory ☐ Opcional/ Elective Regente Responsible Professor Doutor Armando Sena Outro(s) docente(s) Other staff member(s) Prof. Doutor José João Mendes Prof. Doutora Véronique Harrington Sena Horas de trabalho do estudante (total) / Student working hours (total) 135 Horas de contacto (total) / Contact hours (total) 45.5 FISIOLOGIA HUMANA II Plano da Unidade Curricular 5 FISIOLOGIA HUMANA II Plano da Unidade Curricular 6 FISIOLOGIA HUMANA II Plano da Unidade Curricular 7 IV. Evolução da Taxonomia de Bloom Fisiologia II- Inovação Pedagógica Egas Moniz 2021 IV. Evolução da Taxonomia de Bloom Fisiologia II- Inovação Pedagógica Egas Moniz 2021 FISIOLOGIA HUMANA II Plano da Unidade Curricular 10 AVALIAÇÃO Como se processa? Conta ou não para a avaliação final? Vale a pena aplicar-me na prática? O que acontece se tenho abaixo de 10 na média dos 2 testes intercalares teóricos? Como se efetua a média final? Tenho de ter mais de 9,5 na média da teórica Sim, mas não para o recurso Média abaixo de 9,5 na teórica,não soma com a prática Seminário CiiEM (Área Temática) ‹nº › FISIOLOGIA HUMANA II Plano da Unidade Curricular 11 12 FISIOLOGIA HUMANA II Plano da Unidade Curricular Seminário CiiEM (Área Temática) ‹nº › 13 FISIOLOGIA HUMANA II Plano da Unidade Curricular 1ª FREQUÊNCIA: Semana de 05 de abril de 2021 2ª FREQUÊNCIA: Semana de 14 de junho de 2021 *Escolher data fora do horário da aula. 1º CASO PBL: Semana de 19 de abril de 2021 2º CASO PBL: Semana de 21 de junho de 2021 TURNO A 1º CASO PBL: Semana de 26 de abril de 2021 2º CASO PBL: Semana de 28 de junho de 2021 TURNO B Seminário CiiEM (Área Temática) ‹nº › 14 FISIOLOGIA HUMANA II Plano da Unidade Curricular Mini teste Mini teste Seminário CiiEM (Área Temática) ‹nº › 15 FISIOLOGIA HUMANA II Plano da Unidade Curricular Não sairá para a avaliação prática Mine teste prático Mine teste prático Seminário CiiEM (Área Temática) ‹nº › 16 FISIOLOGIA HUMANA II Plano da Unidade Curricular 17 FISIOLOGIA HUMANA II Plano da Unidade Curricular 18 FISIOLOGIA HUMANA II Plano da Unidade Curricular 19 FISIOLOGIA HUMANA II Plano da Unidade Curricular AS AULAS PRÁTICAS VÃO TER UMA COMPONENTE EXPOSITIVA E ACABAM COM ... 20 FISIOLOGIA HUMANA II Plano da Unidade Curricular 21 FISIOLOGIA HUMANA II Plano da Unidade Curricular 22 FISIOLOGIA HUMANA II Plano da Unidade Curricular 23 FISIOLOGIA HUMANA II Plano da Unidade Curricular Seminário CiiEM (Área Temática) ‹nº › FISIOLOGIA HUMANA II Plano da Unidade Curricular 24 2º feira 12.30-13.30 4º feira 12.30 -1430 25 FISIOLOGIA HUMANA II Plano da Unidade Curricular Seminário CiiEM (Área Temática) ‹nº › 1ª Aula Sistema Somatossensorial Fisiologia II ⚚ João Botelho ⚚ Vanessa Machado ⚚ José João Mendes 1. Enumerar os sentidos e descrever a forma como ocorre a sensação 2. Descrever os diferentes tipos de receptores sensoriais e os estímulos que detectam 3. Descrever as vias nervosas sensoriais e a forma como ocorre a consciência dos estímulos 4. Testar sensibilidades para identificar possíveis lesões ao nível do Sistema Nervoso Central (SNC) e do Sistema Nervoso Periférico (SNP) Sistema Somatosensorial | Objetivos Objetivos Meta 1.Mentimeter.com Bibliografia a consultar Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 13th Ed [2015] Capítulos 47 e 48 As nossas perceções dos sinais internos e externos ao nosso corpo e do mundo que nos rodeia são mediadas por um sistema complexo de recetores sensoriais que detetam estímulos como o toque, o som, a luz, a dor, o frio e o calor. Recetores sensoriais & Circuitos Neuronais para o processamento da Informação Entre outros estímulos Organização do Sistema Sensitivo INTEGRAÇÃO SENSORIAL Os 3 níveis de integração neural no sistema somatossensorial são: 1. Nível Recetor - o recetor sensorial 2. Nível do Circuito - vias ascendentes 3. Nível Perceptual - córtex cerebral Recptor que recebe o estimulo A inf. É recebida e processada Organização do Sistema Sensitivo CLASSIFICAÇÃO DOS SENTIDOS Existem 3 tipos primordiais de sentidos: 1. Somáticos: fornecem informação sensorial sobre o corpo e o meio. 2. Viscerais: fornecem informação sensorial sobre os órgãos internos. 3. Especiais: têm recetores em níveis superiores e permitem informação específica sobre o meio. Recetores sensoriais & Circuitos Neuronais para o processamento da Informação • Externorecetores (recetores cutâneos, que estão associados à pele) – meio externo • Vicerorecetores (que se associam às vísceras ou órgãos internos) – meio interno • Propriorecetores (que se associam às articulações, tendões e outros tecidos conjuntivos) – posição e movimento do corpo e grau de estiramento ou força da contração muscular TIPOS DE SENTIDOS SOMÁTICOS fornecem informação sensorial sobre o corpo e o meio • Externorecetores (recetores cutâneos, que estão associados à pele) – meio externo • Vicerorecetores (que se associam às vísceras ou órgãos internos) – meio interno • Propriorecetores (que se associam às articulações, tendões e outros tecidos conjuntivos) – posição e movimento do corpo e grau de estiramento ou força da contração muscular CLASSIFICAÇÃO DOS RECETORES QUANTO À LOCALIZAÇÃO Recetores sensoriais & Circuitos Neuronais para o processamento da Informação Nos da a noção do nosso corpo em relação ao meio que nos rodeia. Ex: ter noção do tamanhos dos degraus diferentes de uma escada, saber o tanto que devemos levantar a perna para cada degrau. 1. Mecanorrecetores (ou Recetores Mecânicos): detetam compressão mecânica ou o estiramento do recetor ou dos tecidos adjacentes ao recetor. 2. Termorrecetores (ou Recetores Térmicos): detetam alterações de temperatura, frio ou quente 3. Nociceptores (ou Recetores da Dor): detetam danos físicos ou químicos nos tecidos 4. Recetores Electromagnéticos: detetam luz na retina do olho 5. Quimiorrecetores (ou Recetores Químicos): detetam o sabor, cheiro, nível de oxigénio no sangue arterial, osmolalidade dos fluidos corporais, concentração de dióxido de carbono e outros fatores que compõem a química do corpo. TIPOS DE RECETORES SENSORIAIS Recetores sensoriais & Circuitos Neuronais para o processamento da Informação Recetores sensoriais & Circuitos Neuronais para o processamentoda Informação Tipo de sentido Tipo de Recetor Início da Resposta Somático Tacto Pressão Temperatura Propriocepção Dor Mecanorrecetores Mecanorrecetores Termorecetores Mecanorrecetores Nociceptores Pressão dos Recetores Pressão dos Recetores Temperatura em torno das terminações nervosas Pressão dos Recetores Irritação das terminações nervosas (mecânica, química ou térmica) Visceral Dor Pressão Nociceptores Mecanorrecetores Irritação das terminações nervosas Compressão dos recetores Especial Audição Equilíbrio Olfacto Visão Paladar Mecanorrecetores Mecanorrecetores Quimiorrecetores Fotorrecetores Quimiorrecetores Ondulação dos cílios nas células receptoras Ondulação dos cílios nas células receptoras Alterações químicas nos receptores iniciada pela luz Ligação de moléculas a receptores na membrana Ligação de moléculas a receptores na membrana Recetores sensoriais & Circuitos Neuronais para o processamento da Informação Como é que dois tipos de recetores sensoriais detetam diferentes tipos de estímulos sensoriais? A resposta é "por sensibilidades diferenciais". Ou seja, cada tipo de recetor é altamente sensível a um tipo de estímulo para o qual foi produzido e, no entanto, quase não responde a outros tipos de estímulos sensoriais. Os bastonetes e os cones dos olhos são altamente responsivos à luz, mas quase não respondem às variações normais de calor, frio, pressão nos globos oculares ou alterações químicas no sangue. Os nociceptores na pele quase nunca são estimulados por estímulos de toque ou pressão, mas tornam-se altamente ativos no momento em que os estímulos táteis se tornam severos o suficiente para danificar os tecidos. Exemplos Recetores sensoriais & Circuitos Neuronais para o processamento da Informação Dor Cada tipo de sensação que sentimos – a dor, o toque, os sons, a visão, etc – chamamos modalidade/forma de sensação. Contudo, apesar de experienciarmos estas diferentes modalidades de sensação, as fibras nervosas apenas transmitem impulsos. Assim, como é que diferentes fibras nervosas transmitem diferentes formas de sensação? Cada nervo termina num ponto específico do SNC, e o tipo de sensação sentida quando uma fibra nervosa é estimulada é determinada pelo ponto no sistema nervoso ao qual esse nervo estimula. Esta especificidade das fibras nervosas para transmitir apenas uma forma de sensação é chamada de princípio de linha rotulada ou ‘labeled line principle’. Recetores sensoriais & Circuitos Neuronais para o processamento da Informação TRANSDUÇÃO DE SINAL Recetores sensoriais & Circuitos Neuronais para o processamento da Informação Review knowledge TIME FOR QUESTION Estímulos químicos, elétricos, mecânico e eletromagnético Todos os recetores sensorial têm uma característica em comum. Qualquer que seja o tipo de estímulo que estimule o recetor, o seu efeito imediato é o de alterar o potencial elétrico da membrana do recetor. Este potencial chama-se potencial recetor. TRANSDUÇÃO DE SINAL Estímulo Mecânico Estímulo Térmico Estímulo Químico Estímulo Electromagnético Provoca uma alteração na membrana do recetor que permite que os iões se difundam através da membrana e, assim, alterem o potencial transmembranar. Recetores sensoriais & Circuitos Neuronais para o processamento da Informação A amplitude máxima do potencial recetor é de cerca de 100 milivolts, mas este nível de voltagem só acontece em situações de estímulo sensorial extremamente altas. TRANSDUÇÃO DE SINAL Quando o potencial recetor sobe acima do limiar (‘threshold’), para induzir potenciais de ação na fibra nervosa ligada ao recetor, então os potenciais de ação ocorrem, como ilustrado na Figura 47-2. Nota: Quanto mais o potencial do recetor subir acima do nível do limiar, maior será a frequência do potencial de ação. Recetores sensoriais & Circuitos Neuronais para o processamento da Informação O Corpúsculo de Pacini como exemplo... 1. Tipo de recetor 2. Estimulo 3. A importância da mielina 4. A relação entre a Intensidade do Estímulo e o Potencial Recetor 5. O conceito de adaptação . Corpúsculo de Pacini Recetores sensoriais & Circuitos Neuronais para o processamento da Informação É revestida pela mielina Essencial para que a condução seja mais rápida O Corpúsculo de Pacini como exemplo... É um mecanorrecetor. O corpúsculo de Pacini tem uma fibra nervosa central que se estende através do seu núcleo. Envolvendo esta fibra nervosa central estão múltiplas camadas de cápsulas concêntricas, e assim a compressão em qualquer lugar do lado de fora do corpúsculo deformará a fibra central. Corpúsculo de Pacini Recetores sensoriais & Circuitos Neuronais para o processamento da Informação O Corpúsculo de Pacini como exemplo... A Figura 47-3 mostra apenas a fibra central do corpúsculo de Pacini. A ponta da fibra central no interior da cápsula é não-mielinizada, mas a fibra vai se tornando mielinizada (a bainha azul mostrada na figura) pouco antes de deixar o corpúsculo para entrar num nervo sensitivo periférico. Recetores sensoriais & Circuitos Neuronais para o processamento da Informação O Corpúsculo de Pacini como exemplo... Relação entre a Intensidade do Estímulo e o Potencial Recetor A Figura 47-4 mostra a mudança na amplitude do potencial do recetor causada pela crescente aplicada no corpúsculo de Pacini. A amplitude aumenta rapidamente no início do estímulo, mas com o aumento rápido desse estímulo esta amplitude aumenta mas com menos intensidade. Recetores sensoriais & Circuitos Neuronais para o processamento da Informação O Corpúsculo de Pacini como exemplo... Relação entre a Intensidade do Estímulo e o Potencial Recetor Por sua vez, a frequência de potenciais de ação repetidos e que são transmitidos pelos recetores sensoriais aumenta proporcionalmente ao aumento do potencial recetor A estimulação muito intensa do recetor provoca um menor número de potenciais de ação adicionais. Este princípio aplica-se a todos os recetores sensoriais. Permite que o recetor seja sensível a uma experiência sensorial muito fraca e, ainda assim, não atinja uma taxa máxima de disparo até que o estímulo seja extremo. Esse recurso permite que o recetor tenha uma faixa extrema de resposta, de muito fraca a muito intensa, conferindo-lhe capacidade de adaptação. Recetores sensoriais & Circuitos Neuronais para o processamento da Informação Outra característica de todos os recetores sensoriais é que se adaptam parcial ou completamente a qualquer estímulo constante após um período de tempo. Ou seja, quando um estímulo sensorial é aplicado de forma contínua, o recetor responde a uma taxa de impulso alta no início e depois numa taxa progressivamente mais lenta até que finalmente a taxa de potenciais de ação diminui para muito poucos ou muitas vezes para nenhum. ADAPTAÇÃO DOS RECETORES Recetores sensoriais & Circuitos Neuronais para o processamento da Informação Todos os recetores se adaptam? Tónicos vs Fásicos ADAPTAÇÃO DOS RECETORES Recetores sensoriais & Circuitos Neuronais para o processamento da Informação A Figura 47-5 mostra a adaptação típica de alguns recetores. Quase todos os mecanorrecetores se adaptam por completo, mas alguns requerem horas ou dias para fazê-lo. Já os quimiorrecetores e nociceptores nunca se adaptam por completo. ADAPTAÇÃO DOS RECETORES Recetores sensoriais & Circuitos Neuronais para o processamento da Informação Os recetores que se adaptam lentamente detetam estímulos forte de forma contínua - os Recetores “Tónicos”. • Adaptam-se lentamente e continuam a transmitir impulsos ao cérebro, desde que o estímulo esteja presente (ou pelo menos por muitos minutos ou horas). • Portanto, mantêm o cérebro constantemente informado sobre o estado do corpo e a sua relação com o ambiente. Exemplos: • os impulsos dos fusos musculares e os aparelhos do tendão de Golgi permitem que o sistema nervoso saiba o estado da contração muscular e carregue no tendão do músculo
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