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Fisiologia do Sistema Nervoso Silvia Gonçalves Ricci Neri Fisioterapeuta – Faculdade São Francisco de Barreiras Especialista em Docência em Ciências da Saúde – AVM Faculdade Integrada Mestra em Educação Física – Universidade de Brasília Doutora em Educação Física – Universidade de Brasília Membro do Grupo de Estudos em Fisiologia do Exercício e Saúde (GEFS/UnB) Funções do Sistema Nervoso Controle Vital Função Motora Função Sensorial Função Cognitiva Divisões didáticas • Organização anatômica • Organização funcional Sistema Nervoso Sistema Nervoso Central Sistema Nervoso Periférico Nervos Gânglios Terminações Nervosas Cérebro Tronco Encefálico Cerebelo Telencéfalo Diencéfalo Mesencéfalo Ponte Bulbo Cranianos Espinhais Encéfalo Medula Espinhal Organização anatômica Sistema nervoso central Telencéfalo • Desempenha funções sensoriais e motoras especializadas, assim como atividades relacionadas ao pensamento, memória, fala, inteligência, emoções, etc. • É formado por dois hemisférios cerebrais. • Divide-se em cinco lobos: frontal, temporal, parietal, occipital e insular. • Abaixo dos hemisférios cerebrais estão os núcleos da base, que auxiliam no controle das atividades motoras (define a sequência dos movimentos, regula o tônus, regula a força, ativa e inibe sinergias motoras). Córtex cerebral→massa cinzenta → presença de corpos de neurônios Medula cerebral→massa branca → presença de axônios Hemisfério direito: criatividade e habilidades artísticas Hemisfério esquerdo: habilidades analíticas e matemáticas Planejamento de movimentos Processamento de estímulos visuais Processamento de estímulos auditivos Percepção de sensações Controle das emoções Diencéfalo • É formado por tálamo, hipotálamo, epitálamo e subtálamo. – Tálamo: estação de relé que processa os estímulos sensoriais que se projetam para o córtex cerebral e estímulos motores provenientes do córtex cerebral para o tronco encefálico. Também auxilia na execução de atividades autonômicas. – Hipotálamo: regula o sistema nervoso autônomo, controla a secreção de hormônio pela hipófise, regula a taxa metabólica, a fome, a sede e a temperatura corporal, etc. Diencéfalo – Epitálamo: contém formações endócrinas e não endócrinas. A formação endócrina mais importante é a glândula pineal, responsável pela secreção de melatonina. Já as formações não endócrinas representam a conexão do sistema límbico ao mesencéfalo. – Subtálamo: Relaciona-se com funções motoras, pertencendo ao sistema extrapiramidal. Cerebelo • Responsável pelo controle do tônus muscular, equilíbrio, coordenação motora e orientação espacial. • Também desempenha importante papel para o aprendizado motor. – Circuitos de feedback: o cerebelo recebe sinais motores do córtex cerebral, bem como informações dos receptores sensoriais periféricos. Essas informações são comparadas e, então, um ajuste fino é executado. Mesencéfalo • Contém a formação reticular, responsável pelo ciclo do sono. Além disso, possui sistemas de conexão visual e auditiva, e colabora para o controle postural subconsciente. Ponte • Retransmite informações dos hemisférios cerebrais (decussação das pirâmides) e participa da regulação da respiração. Bulbo • Contém centros cerebrais relacionados às funções vitais, como controle da respiração, frequência cardíaca, pressão arterial e mastigação. Medula espinhal • A medula espinhal proporciona um conduto para a transmissão de informações. – Tratos neurais ascendentes: transmitem a informação sensorial dos receptores periféricos para o encéfalo. – Tratos neurais descendentes: transmitem informações provenientes do encéfalo. • Também desempenha importante papel para o arco reflexo. Cada nervo espinhal conecta-se à medula espinal pelos ramos dorsais (fibras sensoriais / aferentes) e ventrais (fibras motoras/ eferentes). A medula espinhal contém uma área central de substância cinzenta em formato de H, circundada por uma área branca. A substância cinzenta contém neurônios motores, neurônios sensoriais e interneurônios; enquanto a substância branca contém os tratos ascendentes e descendentes. Meninges Espaço subaracnóideo – líquido cefalorraquidiano. Sistema nervoso periférico https://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&ved=0ahUKEwjj8tSz1qLWAhWGEpAKHW31BvwQjRwIBw&url=https://br.depositphotos.com/stock-photos/sistema-nervoso.html&psig=AFQjCNHpym6FdiS_DxnuTuf24HeQ7BHHXQ&ust=1505409543516829 Nervos e gânglios Nervos: constituídos por feixes de axônios fora do SNC. Gânglios: constituídos por corpos neuronais fora do SNC. Nervos cranianos • Os nervos cranianos conduzem informações sensoriais e/ou motoras, fazendo conexão diretamente com o encéfalo. • Existem no total 12 pares de nervos cranianos. Nervo craniano Função I-OLFATÓRIO sensitiva Percepção do olfato. II-ÓPTICO sensitiva Percepção visual. III-OCULOMOTOR motora Controle da movimentação do globo ocular, da pupila e do cristalino. IV-TROCLEAR motora Controle da movimentação do globo ocular. V-TRIGÊMEO mista Controle dos movimentos da mastigação (ramo motor); Percepções sensoriais da face, seios da face e dentes (ramo sensorial). VI-ABDUCENTE motora Controle da movimentação do globo ocular. VII-FACIAL mista Controle dos músculos faciais – mímica facial (ramo motor); Percepção gustativa no terço anterior da língua (ramo sensorial). VIII-VESTÍBULO-COCLEAR sensitiva Percepção postural originária do labirinto (ramo vestibular); Percepção auditiva (ramo coclear). IX-GLOSSOFARÍNGEO mista Percepção gustativa no terço posterior da língua, percepções sensoriais da faringe, laringe e palato. X-VAGO mista Percepções sensoriais da orelha, faringe, laringe, tórax e vísceras. Inervação das vísceras torácicas e abdominais. XI-ACESSÓRIO motora Controle motor da faringe, laringe, palato, dos músculos esternoclidomastóideo e trapézio. XII-HIPOGLOSSO motora Controle dos músculos da faringe, da laringe e da língua. Nervos espinhais • Os nervos espinhais conduzem informações sensoriais (neurônios aferentes) ou motoras (neurônios eferentes), fazendo conexão com a medula espinhal. • Incluem nervos somáticos, que inervam o músculo esquelético, e autônomos, que inervam músculos lisos, cardíacos e glândulas. • Consistem em 8 pares de nervos cervicais, 12 pares de nervos torácicos, 5 pares de nervos lombares, 5 pares de nervos sacrais e 1 par de nervos coccígeos. https://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&ved=0ahUKEwjj8tSz1qLWAhWGEpAKHW31BvwQjRwIBw&url=https://br.depositphotos.com/stock-photos/sistema-nervoso.html&psig=AFQjCNHpym6FdiS_DxnuTuf24HeQ7BHHXQ&ust=1505409543516829 https://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiijby426LWAhXMF5AKHXLXDq4QjRwIBw&url=http://www.moodle.mouro.com/EVA/picture.php?/3518&psig=AFQjCNEatubTmQkaY1tGa41xFWin1_UFYQ&ust=1505411074147210 Terminações nervosas • As terminações nervosas são estruturas responsáveis por contatar os órgãos periféricos. – Terminações nervosas sensoriais: receptores capazes de detectar determinado estímulo. – Terminações nervosas motoras: estabelecem contato das fibras nervosas com os componentes efetores. Terminações nervosas sensoriais • As terminações nervosas sensoriais funcionam como receptores especializados que identificam a informação sensorial consciente e inconsciente. – Exteroceptores, proprioceptores e interoceptores. – Quimioceptores, baroceptores, nociceptores, mecanoceptores, termoceptores, receptores eletromagnéticos. Terminações nervosas motoras SOMÁTICAS - terminam em músculo estriado esquelético (movimento voluntário). VISCERAIS - terminam em músculo liso, cardíaco ou glândulas (movimento involuntário). Sistema Nervoso Sistema Nervoso Somático Sistema Nervoso Autônomo Sensibilidade Controle motor Sistema Nervoso Autônomo Simpático SistemaNervoso Autônomo Parassimpático Controle vital “Luta ou fuga” “Volta a calma” Organização funcional Tecido nervoso Células da glia Neurônios Neurônios As células nervosas conduzem os estímulos em único sentido: eles são recebidos pelos dendritos, percorrem o axônio e, então, passam à célula seguinte. Tipos de neurônios Tipos de neurônios Tipos de fibras nervosas A-α A-β A-δ C 80 a 120 m/s 35 a 75 m/s 5 a 35 m/s 0,5 a 2 m/s Tipos de fibras nervosas Células da glia • Células nervosas que desempenham funções de apoio ao sistema nervoso. – Artrócitos: sustentação e nutrição dos neurônios. – Micróglias: função fagocítica (defesa). – Células de Schwann: formação de bainha de mielina no SNP. – Oligodendrócitos: formação de bainha de mielina no SNC. – Edendimócitos: células de revestimento do SN (ventrículos e o canal central da medula). • Estima-se que existam quatro células da glia para cada neurônio. Células da glia Células da glia Propagação do impulso nervoso • O impulso nervoso inicia-se quando o neurônio sofre um estímulo. • Ele é caracterizado por alterações no potencial elétrico da membrana axônica. Propagação do impulso nervoso Neurônio polarizado (ddp = -70mV) Alta [ ] de Na+ e baixa [ ] de k+ no meio extracelular Baixa [ ] de Na+ e alta [ ] de k+ intracelular Na+ K+ Potencial de repouso Potencial de repouso • É mantido pela bomba de Na+ e K+. – 3 Na+ saem e 2 K+ entram na célula contra o gradiente de concentração. - - - - - - - - - - - + + + + + + + + - - - - - - - - + + + + + + + + - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - + + + + + + Despolarização da membrana • Quando o neurônio sofre um estímulo, há a abertura dos canais de Na+ e uma entrada rápida desse íon para o interior da célula (ddp = + 30 mV). Na+ K+ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + Repolarização da membrana • Para que o potencial de repouso seja reestabelecido, há um fechamento dos canais de Na+ e um aumento da permeabilidade para a saída do K +. Na+ K+ Alta [ ] de Na+ e baixa [ ] de k+ no meio extracelular Baixa [ ] de Na+ e alta [ ] de k+ intracelular Na+ K+ Potencial de repouso • A bomba de Na+ e K+ restabelece as concentrações de Na+ e K+ dentro e fora da célula. Propagação do impulso nervoso As células nervosas transmitem informações umas para as outras por meio do potencial de ação, o qual é caracterizado por uma inversão da polaridade na membrana celular, que se propaga desde o cone axônico até os terminais axônicos. Propagação do impulso nervoso Hiperpolarização (ddp = -80mV) Propagação do impulso nervoso • Princípio do tudo ou nada: o potencial de ação (PA) só é desencadeado quando o estímulo atinge o limiar. – Estímulos sublimiares: não gera um PA. – Estímulos limiares e supralimiares: gera PAs de igual magnitude. • Também é possível desencadear um PA quando dois ou mais estímulos sublimiares forem aplicados num curto intervalo de tempo (somação temporal), ou quando eles forem aplicados simultaneamente e bem próximos (somação espacial). Propagação do impulso nervoso • Após a passagem de um PA, há a repolarização. Durante esse período, o neurônio fica insensível a novos estímulos (período refratário). – Período refratário absoluto: um novo PA não pode ser gerado (os canais de Na+ estão fechados). – Período refratário relativo: um novo PA poderá ser gerado se houver um estímulo supralimiar . Tipos de condução do impulso nervoso Saltatória Contínua Sinapse • A sinapse é a zona de contato entre um terminal axônico e uma outra célula, possibilitando a propagação do impulso nervoso. – Sinapse interneuronal – Sinapse neuroefetora – Sinapse neuromuscular • Ela pode ser química ou elétrica, a depender do tipo de sinal utilizado. – A sinapse química é a mais comum. Sinapse interneuronal A) Sinapse axo-dendrítica. B) Sinapse axo-somática. C) Sinapse axo-axônica. Sinapse neuromuscular Tipos de sinapse Sinapse química Quando um impulso nervoso chega ao botão pré-sináptico, íons de cálcio entram na célula e liberam neurotransmissores na fenda sináptica. Os neurotransmissores ligam-se aos receptores da membrana pós-sináptica, alterando a sua permeabilidade. Canais de cálcio dependentes de voltagem Sinapse química • As sinapses químicas podem ser excitatórias ou inibitórias. – Sinapse excitatória: o neurotransmissor provoca a despolarização da membrana pós-sináptica, desencadeando o potencial de ação. – Sinapse inibitória: o neurotransmissor provoca a hiperpolarização da membrana pós-sináptica, inibindo o potencial de ação. Se o neurotransmissor desencadear a entrada de Na+ na célula, a membrana se tornará despolarizada, desencadeando o PA (A). Por outro lado, se desencadear a entrada de Cl-, a membrana se tornará hiperpolarizada, inibindo o PA (B). Sinapse excitatória e inibitória Uma única célula nervosa tem diversas sinapses químicas. As sinapses excitatórias e inibitórias somam-se, de modo que a curva resultante (em preto) pode inclinar-se para a despolarização ou para hiperpolarização. Se a despolarização alcançar o valor limiar, o potencial de ação é desencadeado. Sensibilidade • Sensação: reconhecimento, consciente ou subconsciente, da presença de um estímulo. – Sentidos gerais: somáticos (tato, temperatura, dor e propriocepção) e viscerais (condições dos órgãos internos). – Sentidos especiais: olfato, paladar, visão, audição e equilíbrio. Receptores sensoriais Nervos periféricos Sistema nervoso central Vias somatossensoriais Tato, temperatura e dor Tato e pressão Calor Tato PressãoTato Dor, frio, calor Frio Propriocepção Fusos musculares: proporcionam informações sensoriais acerca das modificações no comprimento das fibras musculares. Respondem principalmente a qualquer distensão (estiramento) de um músculo. Órgãos tendíneos de golgi: captam informações relacionadas a tensão do músculo. Respondem a uma mudança excessiva na tensão muscular. Vias somatossensoriais • Epicrítica: capacidade discriminativa e alta precisão. • Protopática: sensibilidade grosseira, térmica e dolorosa. – Em ambos os subsistemas, o neurônio primário estabelece contato sináptico com o neurônio secundário em algum nível do SNC (na medula ou no tronco encefálico), e o axônio deste geralmente cruza a linha média antes de estabelecer contato com o neurônio de terceira ordem. Na via epicrítica, os neurônios de segunda ordem cruzam a linha média na medula espinhal, penetram na coluna ântero-lateral, formam o feixe espinotalâmico, e depois o lemenisco medial, que projeta diretamente ao tálamo, e segue para o giro pós-central do lobo parietal. Na via protopática, os neurônios de segunda ordem penetram na coluna dorsal (composta pelos fascículos grácil e cuneiforme), cruzam a linha média no TE, formam o lemenisco medial, que projeta diretamente ao tálamo, e segue para o giro pós-central do lobo parietal. Sentidos especiais Controle motor • A contração muscular pode ser “controlada” em 3 níveis distintos, dependendo da complexidade do gesto motor. Controle motor • Hierarquia do movimento Reflexo Voluntário Automático Treinamento Arco reflexo • O arco reflexo é a resposta imediata a um estímulo sensitivo, que se dá de forma inconsciente. – Reflexos bulbares (sistema nervoso autônomo) – Reflexos medulares (sistema nervoso somático) • Componentes básicos: – Receptor – Neurônio sensorial – Interneurônio – Neurônio motor – Efetor Os neurônios aferentes que penetram na medula espinhal através da raiz dorsal transmitem o influxo sensorial proveniente dos receptores periféricos. Esses neurônios se interconectam na medula através de interneurônios, que retransmitem a informação para diferentes níveis. A seguir, a reposta motora passa pela raiz ventral e se propaga pelo neurônio eferente até o órgão efetor –os músculos. Exemplo de reflexo de retirada (ou reflexo de flexão). Exemplo de reflexo de estiramento (ou reflexo miotático). Exemplo de reflexo tendíneo. E AUTOMÁTICAS Movimento voluntário Cerebelo Saiba mais: https://www.youtube.com/watch?v=8sUFErex64E Movimento voluntário • Os axônios provenientes do encéfalo descem pela medula espinhal ao longo de duas vias principais (piramidal e extrapiramidal). A nível medular, o motoneurônio superior excita o motoneurônio inferior, que inerva os músculos. – O trato piramidal ativa a musculatura esquelética no movimento voluntário sob controle cortical direto. – O trato extrapiramidal controla a postura e o tônus muscular através do tronco encefálico. Movimento automático • Engrama: sequencia de ativação neuromuscular, que torna o movimento automático. Sistema nervoso autônomo • O sistema nervoso autônomo é responsável pelo controle vegetativo. • O controle é feito a nível subcortical. • Opera por reflexos viscerais. • Atua no músculo cardíaco, músculos lisos e glândulas. Sistema nervoso autônomo Arco reflexo somático R SNC OE Arco reflexo autonômico R SNC G OE eferenteaferente aferente eferente Sistema nervoso autônomo • É subdividido em componentes simpático e parassimpático, com base em diferenças anatômicas e fisiológicas. – Local de imersão dos neurônios pré-ganglionares • SNS: segmentos torácicos e lombares medulares (T1-L2); • SNP: tronco encefálico (nervos cranianos) e segmentos sacrais medulares (S2-S4). – Localização dos gânglios • SNS: cadeia ganglionar paravertebral e gânglios colaterais • SNP: pequeno gânglio dentro do órgão Sistema nervoso autônomo – Neurotransmissores • SNS: fibras pré-ganglionares colinérgicas (Ach) e pós-ganglionares adrenérgicas (Adr).* • SNP: fibras pré-ganglionares e pós-ganglionares colinérgicas (Ach). ACh Adr * ACh ACh eferente eferente Sistema nervoso simpático Sistema nervoso parassimpático * Em algumas exceções ACh. Órgão alvo Simpático Parassimpático Pulmão Bronquiodilatação Bronquioconstrição Coração ↑ FC ↑ Força de contração Dilatação das coronárias ↓ FC ↓ Força de contração Constrição das coronárias Vasos sanguíneos (músculos) Dilatação (ACh) Constrição (Adr) Sem efeito Vasos sanguíneos (abdominais) Constrição Sem efeito Trato gastrointestinal ↓ Peristaltismo ↓ Secreção glandular ↑ Peristaltismo ↑ Secreção glandular Pâncreas Secreção de glucagon Secreção de insulina Fígado Glicogenólise Glicogênese Tecido adiposo Mobilização de AGL Sem efeito Metabolismo Aumentado Sem efeito Glândulas sudoríparas Estímulo Sem efeito Atividade mental Aumentada Sem efeito silvia_grn@hotmail.com @SilviaNeri_PT Silvia Neri
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