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1 Funções bulbares e hipotalâmicas Profa Geanne Matos de Andrade Departamento de Fisiologia e Farmacologia- FAMED-UFC Bulbo- Anatomia • Conexões aferentes receptores viscerais especializados seios carotídeos e aórticos células receptoras do bulbo trato gastrintestinal trato respiratório • Conexões eferentes órgãos alvo (coração, pulmão, TGI, nasofaringe) Ponte e bulbo Funções bulbares Centros vitais • Controle da respiração, • Freqüência cardíaca • Pressão sanguínea Controle nervoso da respiração Sistema de controle • Voluntário - córtex • Automático – ponte e bulbo vias eferen tes (medu la espinhal) →→→→ neurônios respiratórios motores frênicos (C3 e C5), intercostais exte rnos (medula torácica)- Inspiração →→→→ intercostais internos (medula torácica)- Expiração Controle nervoso da respiração Sistema Bulbares – centro respiratório • Grupo dorsal – núcleo do trato solitário- Inspiração • Grupo ventral – n. ambíguo e retroambíguo- Expiração e Inspiração Influências Pontinas e vagais • Centro pneumo táxico- n. parabraquial – E e I • Impulsos vagais com a distensão pulmonar- inibem a inspiração 2 Controle bulbar e pontino da respiração Áreas quimioseptoras bulbares Controle químico da respiração • Corpúsculos carotídeos e aórticos • Quimiorreceptores do bulbo Estímulos que afetam o centro respiratório • Q uímico – ↑↑↑↑ CO2 ↓↓↓↓ O2 e ↑↑↑↑ H+ - ↑↑↑↑ ventilação • Não químico – aferências vagais das vias aéreas e pulmões Estímulo s vagais - Insuflação pulmonar- abrevia inspiração, brocodilatação e taquicardia - Hiperinsuflação pulm., histamina, protaglandinas- hiperpnéia (respiração rápida e profunda), tosse, broncoconstricção, muco - Hiperinsuflação pulm., capsaicina, bradicinina, serotonina- apnéia seguida de respiração rápida, broncoconstricção, muco Controle central e periférico da respiração • Aferências provenientes de centros superiores Hipotálamo e sistema límbico – dor e emoção Neocórtex e bulbo- controle volun tário (poliomielite bulbar - maldição de Ondina) • Aferências provenientes dos propioceptores Movimento das articulações – estimulam ven tilação Baroceptores (arteriais, atriais, ventriculares, pulmonares)- inibem discre tamente a respiração Controle Vasomotor Centro vasomotor • Bulbo N. Reticular ventrolateral rostral- Vasoconstricção (céls. C1- ↑↑↑↑ descarga simpática para o coração e vasos) N. Reticular ventrolateral caudal- Vasodilatação (céls. A1- ↓↓↓↓ descarga simpática para o coração e vasos) N. do Trato Solitário (área sensorial)- Regula C1 e A1 Aferê ncias – nervo IX e X (barocep tores) Eferências- via bulbo espinhal (ME - neurônios pré- ganglionares simpáticos Controle bulbar da pressão sanguínea 3 Controle Vasomotor Baroceptores- seio carotídeo e arco aórtico e receptores nas paredes dos átrios (circulação pulmonar) Inibem a descarga tônica dos nervos vasoconstrictores e excitam a inervação vagal Sistema vasodilatorsimpático- síncope desencadeada pela emoções Controle Vasomotor Fatores que afetam a atividade da área vasomotora bulbar • Estimulação direta CO2 e hipóxia • Aferê ncias excitatórias Do córtex (via hipotálamo) Das vias da dor e dos músculos Dos quimioceptores carotídeos e aórticos • Aferê ncias inibitórias Do córtex (via hipotálamo) Das vias pulmonares Dos baroceptores carotídeos, aórticos e cardiopulmonares Influência das vias sensoriais no controle vasomotor (ref lexo somatossimpático) Outros reflexos autonômicos bulbares • Deglutição (inibição da respiração e fechamento da glote) Impulsos aferentes - ner vos V, IX e X Integração no bulbo- NTS e N. ambíguo Impulsos eferentes- ne rvos VII, X, XII →→→→ faringe e língua • Tosse (irritação do revestimento da traquéia e brônquios) • Vômito (zona do vômito) Impulsos aferentes - TGI, amígdala, sist. vestibular,sangue (área postrema) Vias aferentes para o ref lexo do vômito Hipotálamo- Anatomia •Relação com a hipófise •Conexões aferentes tálamo, formação reticular ativadora, sist. límbico, olhos, córtex, fórnix Neurotransmissores- NA, A ch, 5-HT •Conexões eferen tes Fórnix, sistema límbico, mesen céfalo, neurohipófise Neurotransmissores- D A, Ach, GABA, ββββ - endorfinas 4 F igur a 1 5. 1. O hipotálamo (em azul) e algumas estrutur as vizinhas a ele podem ser lo calizados no p lano mediano ( ) ou na base do encéfalo com o tr onco encefálico seccionado ( ). O plano mediano de cor te do encéfalo é apontado pela linha tracejada verm elh a em B, e o plano transverso de co rte d o tron co encefálico é mostrado pela linha vermelha em A . A B F igur a 15.2. O hipotá lamo é um conjunto complexo de núcleos (em diferentes cores) e feixes (em verde) cujas relações podem ser vistas esquematicamente no plano mediano da Figura 15.1. Observe, em par ticular, que o feixe prosencefálico media l não é ver dadeiramente medial. Ele foi chamado assim em referência ao encéfalo como um todo, já que com refer ência ao hipotálamo ele ocupa uma posição lateral. Modificado de W.J . Nauta e W. Haymaker (1969) . C.C. Thomas , EU A.The Hypothalamus F igur a 15.3. Devido à sua par ticipação em múltiplas funções, o hipotálamo recebe conexões afere ntes d e muitas r egiões neurais ( representadas em bege), e envia eferentes para várias outr as (e m azul). 5 Funções hipotalâmicas Relação com a função autonômica • Estimulação da região ântero-posterior contração da bexiga (parassimpático) • Estimulação da região lateral (emocional) ↑↑↑↑ PA, midríase (simpático) • Estimulação da região dorsal média (raiva, medo) sistema vasodilatador simpático, ↑↑↑↑ secreção de adrenalina Funções hipotalâmicas Relação com o sono e com os fenômenos cíclicos • Estimulação da região dorsal sono • Estimulação da região posterior vigília • núcleo supraquiasmático ritmos circadianos secreção de ACTH, melatonina Funções hipotalâmicas Relação com a fome • Ingestão de alimento e saciedade • Dieta Hipotálamo- regula o ponto fixo para o peso corporal Centro da fome- hipotálamo lateral Centro da saciedade- Núcleo ventromedial Mecanismos aferen tes Atividade das células (glicostatos) é regulada pelo nível de utilização de glicose Baixa utilização de glicose- ↓↓↓↓ atividade - fome 6 F igur a 15.12. A teor ia glicostática parece ser verdadeir a apenas como mecanismo de emergência para situações de gr ande car ência nutr icional. Dentre as evidên cias que a sustentam está o exp er imento simples realizado em ratos, através do qual se ver ificou a queda da glicemia minutos ante s do início do compor tamento de ingestão alimentar dos animais. Modificado de L.A. C ampfield e F.J . Smith (1986) 17: 427-433.Brain Research Bul letin F igur a 15.14. Quando o intervalo antes de uma refeição é longo, isso nã o significa que o animal comerá mais: por isso nã o há cor relação entre a orde nada e a abscissa no gr áfico . Mas quando o a nimal come mu ito, é ba stant e provável que o intervalo de pois da refeição seja prolongado: neste caso existe cor relação po sitiva entre a or denada e a abscissa do gráfico . A B Modificado de D .W. Thomas e J . Mayer (1968) 66: 642-653.Journal of C omparative Physiological Psychology 7 Papel dos hormônios gastrintestinais na ingestão de alimentos • CCK e calcitonina- dimi nuem o apetite (ação perifé rica e central) • grelina- induz a fome • leptina- tamanho do depósito de gordura ↓↓↓↓ apetite • frio- ↑↑↑↑ apetite • distensão do tubo digestivo- ↓↓↓↓ apetite Regulação do apetite a longo prazo Funções hipotalâmicas Relação com a sede Regulada pela osmolalidade plasmática e volume do LEC Osmorrec eptores - hipotálamo anterior Barorreceptores - angiotensina II, órgão subfornical, organum vasculosum da lamina terminal Funções hipotalâmicas Relação com a neurohipóf ise Liberação de ocitocina e vasopressina Núcleo supra-óptico Núcleo paraven tricular Regulação da temperatura - Produção de calor- exercício, alimentação, metabolismo energético, horm. da tireóide - Perda de calor- radiação (ambientefrio), condução, vaporização de água nas vias respiratórias e na pele, micção, defecação Temperatura corporal normal - adulto jovem- 36,6-37,1 °°°° C (oral, matinal) escroto- 32 °°°° C , retal- 37 °°°° C , extremidades (varia com o ambiente- 25-34 °°°° C ) sono- mais baixa mulheres- aumenta durante a ovulação emoção- 38,5 °°°° C 8 Mecanismo hipotalâmicos de regulação da temperatura Mecanismos ativados pelo frio (hipotálamo posterior) -↑↑↑↑ produção de calor tremores, fome, ↑↑↑↑ ativ. voluntária, ↑↑↑↑ secreção de NA e A - ↓↓↓↓ Perda de calor- vasoconstricção cutânea, posição encolhida, piloereção Mecanismo hipotalâmicos de regulação da temperatura Mecanismos ativados pelo calor (hipotálamo anterior, área pré-óptica) -↑↑↑↑ perda de calor vasodilatação cutânea, sudorese, ↑↑↑↑ respiração - ↓↓↓↓ produção de calor- anorexia, apatia, inércia Febre Endotoxinas, inflamação Monócitos, macrófagos Área pré-óp tica Temperatura aumenta Ponto fixo acima de 37°°°°C Hipotermia Homem tolera de 21 a 24°°°°C ↓↓↓↓ FC, PA, respiração citocinas Prostaglandinas no hipotálamo Febre 9 Funções hipotalâmicas Comportamento sexual Interação entre sinais neurais e químicos • comportamento de atração • comportamento de cópula •Áreas envol vidas • Homem- área pré -óptica, córtex fron tal, amígdala, ME • Mulher - n. ven tromedial, subst. cinz enta periaquedu tal, bulbo, ME • Influências- estrógeno, testosterona F igur a 15.18. A B C O dim orfism o se xual se expressa em alguns núcleos d o h ipot álamo , em particular na área pre- óptica ( SDN- POA) . Ratos machos ( ) apresentam e sse núcleo com volume bem maior que na s fême as ( ) . Nas fêmeas tra ta das com testoster ona ( ), a área pr é-óptica adquire volume semelhante à dos machos. O desenho à esquerda mostra o nível eq uivalente dos cortes, no cér ebro hum ano. AC = comissura anterior; OC = quiasma óptico; SCN = núcle o supraquiasmático; V = ventrículo. Fotos A-C reproduz idas de R. G orsky ( 1987), em (J.M. Reinisch e outros, O rgs.). O xford Univers ity Press, Inglaterra.Masculinity /Feminity: Bas ic Perspec tives . F igur a 1 5.19. Tant o machos como fêmeas apresentam receptor es mo leculares para o estr adio l (ma s não para a testosteron a) no SNC. No entanto, o estradiol circulante não passa a ba rreira hemato-encefálica, o que ocorre com a testosterona. Par ece um par adoxo, mas não é: o SNC dos machos expressa aromatase, q ue tran sfor ma a testoster ona em estradiol, permitindo a sua ação diferen ciador a. 10 F igur a (Quadr o 15.3) . No exper im ento de James Olds, o rato recebia uma cor rente elétrica diminuta através de um eletr ódio implantado no crânio, toda vez que pr essiona sse a barra. De J . Olds (1956) Em pp. 183-188.. W.H . Freem an, EUA. Psy chobio logy,