Unidade IX: Sistema Nervoso - Princípios Gerais e Fisiologia Sensorial

Organização do Sistema Nervoso

• O sistema nervoso é composto por mais de 100 bilhões de neurônios.
• O neurônio central contém:
  • Dendritos: recebem sinais de outros neurônios.
  • Corpo celular: contém o núcleo e organelas.
  • Axônio: transmite sinais para outros neurônios ou efetores.

Parte Sensorial do Sistema Nervoso

• Inicia com a estimulação dos receptores sensoriais (visuais, auditivos, táteis, etc.).
• A informação sensorial é transmitida para o sistema nervoso central pelos nervos periféricos.
• A informação é processada em múltiplas áreas sensoriais:
  • Medula espinal.
  • Formação reticular do bulbo, ponte e mesencéfalo.
  • Cerebelo.
  • Tálamo.
  • Córtex cerebral.

Parte Motora do Sistema Nervoso

• Controla as atividades do corpo:
  • Contração de músculos esqueléticos.
  • Contração de músculos lisos.
  • Secreção de substâncias químicas pelas glândulas.
• Efetores: músculos e glândulas que executam as funções motoras.

Processamento de Informações

• O sistema nervoso processa a informação sensorial para efetuar respostas apropriadas.
• A maior parte da informação sensorial é descartada como irrelevante.
• A atenção é atraída apenas para objetos importantes.
• A informação processada é armazenada para uso futuro sob a forma de memória.

Sinapses

• Ponto de contato entre um neurônio e outro.
• Determinam a direção em que os sinais nervosos se distribuem pelo sistema nervoso.
• Algumas sinapses transmitem sinais facilmente, enquanto outras os bloqueiam.
• Sinais facilitatórios e inibitórios controlam a transmissão sináptica.

Memória

• Armazenamento de informação no sistema nervoso.
• O córtex cerebral é a principal área de armazenamento de memória.
• A memória é influenciada pelas sinapses e pelas experiências sensoriais.

Grandes Níveis Funcionais do Sistema Nervoso

• Nível medular: responsável por movimentos reflexos e automatizados.
• Nível cerebral inferior ou subcortical: controla atividades subconscientes, como pressão arterial e respiração.
• Nível cerebral superior ou cortical: responsável pelo armazenamento de memória e processamento de informações complexas.

Comparação do Sistema Nervoso com um Computador

• O sistema nervoso pode ser comparado a um computador, com:
  • Entradas sensoriais (entrada de dados).
  • Processamento de informações (processamento de dados).
  • Armazenamento de memória (armazenamento de dados).
  • Saídas motoras (saída de dados).### Mecanismo de Condução Unidirecional
• O mecanismo de condução unidirecional permite que os sinais sejam direcionados para alvos específicos.
• Isso permite ao sistema nervoso executar suas muitas funções sensoriais, motoras, de memorização e outras.

Anatomia Fisiológica da Sinapse

• A figura 46-6 mostra um neurônio motor anterior típico, compostos por três partes principais: corpo celular, axônio e dendritos.
• Os dendritos têm inúmeras projeções ramificadas do soma, que se estendem por até 1 milímetro para as áreas adjacentes da medula.
• Encontram-se de 10.000 a 200.000 pequenos botões sinápticos, chamados terminais pré-sinápticos, nas superfícies dos dendritos e do corpo celular do neurônio motor.

Terminais Pré-Sinápticos

• Os terminais pré-sinápticos são as porções terminais de ramificações de axônios de diversos outros neurônios.
• Eles contêm vesículas transmissoras que armazenam neurotransmissores.
• Os neurotransmissores, quando liberados, excita ou inibem o neurônio pós-sináptico.

Liberação do Neurotransmissor

• Quando o potencial de ação chega ao terminal pré-sináptico, a despolarização da membrana faz com que um pequeno número de vesículas libere moléculas do neurotransmissor na fenda sináptica.
• A quantidade de neurotransmissor liberada na fenda sináptica é diretamente proporcional ao número de íons cálcio que entram no terminal pré-sináptico.

Função dos Receptores

• A membrana do neurônio pós-sináptico contém proteínas receptoras que se ligam ao neurotransmissor.
• A ativação dos receptores controla a abertura dos canais iônicos na célula pós-sináptica.
• Os receptores podem ser ionotrópicos ou metabotrópicos.

Canais Iônicos

• Os canais iônicos na membrana neuronal pós-sináptica são de dois tipos: canais catiônicos e canais aniônicos.
• Os canais catiônicos permitem a passagem de íons sódio e, portanto, excitam o neurônio.
• Os canais aniônicos permitem a passagem de íons cloreto e, portanto, inibem o neurônio.

Sistema de Segundos Mensageiros

• O sistema de segundos mensageiros é ativado por neurotransmissores que abrem canais iônicos específicos.
• Isso pode levar a mudanças prolongadas no neurônio pós-sináptico, como a abertura de canais iônicos, ativação de enzimas intracelulares, ativação de sistemas enzimáticos e ativação da transcrição gênica.

Receptores Excitatórios ou Inibitórios

• Os receptores pós-sinápticos podem ser excitatórios ou inibitórios.
• A importância da existência desses dois tipos de receptores é que dá dimensão adicional à função nervosa, possibilitando a contenção ou excitação das ações neuronais.

Substâncias Químicas que Atuam como Transmissores Sinápticos

• Mais de 50 substâncias químicas foram demonstradas ou sugeridas como transmissores sinápticos.
• Elas incluem neurotransmissores de moléculas pequenas e rápidas, comoacetilcolina, neurotransmissores de moléculas grandes e lentas, como peptídeos.

Neurotransmissores de Moléculas Pequenas e de Ação Rápida

• Esses neurotransmissores são sintetizados no citosol do terminal pré-sináptico e entram nas vesículas sinápticas pelo transporte ativo.
• Eles são liberados rapidamente em resposta ao potencial de ação.
• Exemplos incluem acetilcolina, norepinefrina, epinefrina, dopamina, serotonina, histamina, GABA, glicina, glutamato, aspartato, óxido nítrico.### Neurotransmissores e Sinais Neurais
• A acetilcolina é um neurotransmissor encontrado em diversas áreas do sistema nervoso, incluindo os cortes motor, gânglios da base, neurônios motores e sistemas nervosos simpático e parassimpático.
• A acetilcolina tem efeito excitatório em muitos casos, mas também pode ter efeito inibitório em algumas terminações nervosas periféricas.

Outros Neurotransmissores

• A norepinefrina é secretada por neurônios localizados no tronco cerebral e no hipotálamo e age em diversas áreas encefálicas, influenciando a atividade geral e o estado de alerta.
• A dopamina é secretada por neurônios que se originam na substância negra e age principalmente em áreas dos gânglios da base, com efeito inibitório.
• A glicina é secretada principalmente nas sinapses da medula espinal e age como inibidora.
• O GABA é secretado por terminais nervosos situados na medula espinal, cerebelo, gânglios da base e córtex cerebral, e age como inibidor.
• O glutamato é secretado por terminais pré-sinápticos em muitas vias sensoriais aferentes e áreas do córtex cerebral, e age como excitador.
• A serotonina é secretada por núcleos que se originam na rafe mediana do tronco cerebral e age como inibidor das vias da dor na medula espinal e no controle do humor.
• O óxido nítrico é secretado por terminais nervosos em áreas encefálicas responsáveis pela memória de longo prazo e controle do comportamento.

Neuropeptídeos

• Os neuropeptídeos são sintetizados de maneira diferente e têm efeitos que são muitas vezes lentos e muito diferentes dos neurotransmissores de molécula pequena.
• Os neuropeptídeos são sintetizados no corpo celular do neurônio e liberados em resposta a potenciais de ação.
• Os neuropeptídeos têm potência de mil vezes ou mais do que os neurotransmissores de molécula pequena.
• Os neuropeptídeos podem provocar ações prolongadas, incluindo fechamento de canais de cálcio, mudanças metabólicas celulares e alterações no nível de gene.

Eventos Elétricos durante a Excitação Neuronal

• O potencial de repouso da membrana do corpo celular do neurônio é de cerca de -65 milivolts.
• Os íons sódio, potássio e cloreto têm concentrações diferentes dentro e fora do neurônio, criando um gradiente de concentração.
• A bomba de sódio e a bomba de potássio trabalham juntas para manter a concentração de íons dentro do neurônio.
• O potencial de Nernst é o potencial que opõe o movimento de um íon através da membrana celular.

Distribuição do Potencial Elétrico no Corpo Celular

• O interior do corpo celular do neurônio tem uma solução eletrolítica de alta condutividade.
• O diâmetro do corpo celular do neurônio é grande, oferecendo pouca resistência à condução de corrente elétrica.
• Qualquer alteração do potencial em uma parte do corpo celular induz uma alteração precisa do potencial em todos os outros pontos do corpo celular.

Efeito da Excitação Sináptica na Membrana Pós-sináptica

• O terminal pré-sináptico libera neurotransmissor excitatório na fenda sináptica.
• O neurotransmissor age sobre o receptor excitatório de membrana, aumentando a permeabilidade da membrana ao Na+.
• O influxo rápido de sódio com carga positiva para a célula neutraliza parte da negatividade do potencial de repouso da membrana.
• O aumento positivo da voltagem do potencial normal da membrana em repouso é chamado potencial pós-sináptico excitatório (PPSE).

Geração do Potencial de Ação no Segmento Inicial do Axônio

• O PPSE aumenta o suficiente na direção positiva, passa por valor em que deflagra o potencial de ação no neurônio.
• O potencial de ação não se inicia nas regiões adjacentes às sinapses excitatórias, mas sim no segmento inicial do axônio.
• A membrana do segmento inicial tem concentração sete vezes maior de canais de sódio dependentes de voltagem do que o corpo celular.

Inibição Neuronal

• As sinapses inibitórias promovem principalmente a abertura de canais de cloreto, permitindo a passagem com facilidade dos íons cloreto.
• A abertura dos canais para cloreto permite que os íons cloreto com carga negativa se movam do líquido extracelular para o intracelular, tornando o potencial de membrana no interior do neurônio mais negativo que o normal.
• A inibição pré-sináptica é causada pela liberação de substância inibitória nos terminais nervosos pré-sinápticos, antes mesmo que os sinais neurais cheguem à sinapse.