Sistema nervoso: estrutura e função

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1 Sistema nervoso: estrutura e função Prof. Gabriel Dias Rodrigues Doutorando em Fisiologia UFF Laboratório de Fisiologia do Exercício Experimental e Aplicada

2 Objetivos da aula 1. Discutir a organização geral do sistema nervoso. 2. Descrever a estrutura e a função de um nervo. 3. Definir despolarização, potencial de ação e repolarização. 4. Discutir o papel dos receptores de posição no controle do movimento. 5. Esquematizar e nomear as vias envolvidas num reflexo de retirada. 6. Discutir os centros cerebrais envolvidos no controle voluntário do movimento. 7. Descrever a estrutura e a função do sistema autônomo.

3 Organização dos sistema nervoso Sistema nervoso Sistema nervoso central (SNC) Sistema nervoso periférico (SNP) Encéfalo Medula espinhal Sensorial Motor Autônomo Somático Simpático Parassimpático

4 Organização dos sistema nervoso SNC Responde aos estímulos (voluntário e involuntário) Controle do ambiente interno Aprendizado e memória SNP Sensorial receptores vias AFERENTES SNC Motor vias EFERENTES inerva músculos efetores voluntários (músculos esqueléticos somático) e órgãos efetores involuntários (músculo cardíaco, musculatura lisa do intestino e glândulas autônomo) Powers & Howley, 2009

5 SNC SNP Powers & Howley, 2009

6 Em resumo Sistema nervoso percepção e resposta de eventos Sistema nervoso central = Encéfalo + medula espinhal Sistema nervoso periférico = Sensorial (aferente) + motor (eferente) Motor somático (voluntário) e autônomo (involuntário).

7 Objetivos da aula 1. Discutir a organização geral do sistema nervoso. 2. Descrever a estrutura e a função de um nervo. 3. Definir despolarização, potencial de ação e repolarização. 4. Discutir o papel dos receptores de posição no controle do movimento. 5. Esquematizar e nomear as vias envolvidas num reflexo de retirada. 6. Discutir os centros cerebrais envolvidos no controle voluntário do movimento. 7. Descrever a estrutura e a função do sistema autônomo.

8 Estrutura de um neurônio Brasil escola

9 Estrutura de um neurônio Diâmetro do axônio Axônios com maior bainha de mielina Velocidade de transmissão neural Impulsos mais rápidos Powers & Howley, 2009

10 Estrutura de um neurônio Powers & Howley, 2009

11 Estrutura de um neurônio Powers & Howley, 2009

12 Em resumo Estrutura do neurônio Corpo do neurônio: centro de operações (núcleo) Dendritos: Ramificações citoplasmáticas (recepção do impulso elétrico) Axônio: Fibra nervosa (transmissão do impulso elétrico) Bainha de mielina Células de Schwann nódulos de Ranvier

13 Objetivos da aula 1. Discutir a organização geral do sistema nervoso. 2. Descrever a estrutura e a função de um nervo. 3. Definir despolarização, potencial de ação e repolarização. 4. Discutir o papel dos receptores de posição no controle do movimento. 5. Esquematizar e nomear as vias envolvidas num reflexo de retirada. 6. Discutir os centros cerebrais envolvidos no controle voluntário do movimento. 7. Descrever a estrutura e a função do sistema autônomo.

14 Atividade elétrica dos neurônios Irritabilidade: Capacidade de resposta dos dendritos e do corpo do neurônio à um estímulo e convertê-lo num impulso nervoso. Condutividade: Capacidade de transmissão do impulso ao longo do axônio. Estímulo Impulso nervoso Potencial de repouso da membrana: Diferença de carga elétrica entre o meio intra e extracelular (neurônios -40mv à -75mv) Quase todos os canais de Na + fechados Maior permeabilidade da membrana plasmática ao potássio do que ao sódio Gradiente de concentração de potássio do interior para o exterior da célula Powers & Howley, 2009

15 Despolarização - Potencial de ação - Repolarização Lei do tudo ou nada disparo de uma arma Powers & Howley, 2009

16 Transmissão sináptica Impulso nervoso Vesículas sinápticas (neurônio pré-sináptico) Liberação de neurotransmissores para o interior da fenda sináptica Receptores de membrana-alvo Abertura dos canais PEPS Potenciais excitatórios pós-sinápticos Despolarização menos negativo PIPS Potenciais inibitórios pós-sinápticos Hiperpolarização mais negativo Acetilcolina (ACh) Despolarização (músculo esquelético) Repolarização (músculo cardíaco > menor FC) ACh -> Acetilcolinesterase > acetil + colina

17 Powers & Howley, 2009

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19 Em resumo Potencial de repouso da membrana diferença de carga elétrica Estímulo despolarização potencial de ação repolarização Sinapses (comunicação entre neurônios) - vesículas neurotransmissores receptores da membrana alvo abertura dos canais PEPS x PIPS

20 Objetivos da aula 1. Discutir a organização geral do sistema nervoso. 2. Descrever a estrutura e a função de um nervo. 3. Definir despolarização, potencial de ação e repolarização. 4. Discutir o papel dos receptores de posição no controle do movimento. 5. Esquematizar e nomear as vias envolvidas num reflexo de retirada. 6. Discutir os centros cerebrais envolvidos no controle voluntário do movimento. 7. Descrever a estrutura e a função do sistema autônomo.

21 Informação sensorial e reflexos SNC SNP Proprioceptores 1. Terminações nervosas livres: sensíveis ao toque e a pressão, início do movimento 2. Receptores tipo Golgi: ligamentos que circundam as articulações, similar as terminações nervosas livres. 3. Corpúsculo de Pacini: tecidos periarticulares, se adaptam rápido ao movimento, ajuda a detectar a amplitude de rotação da articulação Quimiorreceptores Grupo III e IV de fibras aferentes Barorreceptores Seio carotídeo e arco aórtico Powers & Howley, 2009

22 Objetivos da aula 1. Discutir a organização geral do sistema nervoso. 2. Descrever a estrutura e a função de um nervo. 3. Definir despolarização, potencial de ação e repolarização. 4. Discutir o papel dos receptores de posição no controle do movimento. 5. Esquematizar e nomear as vias envolvidas num reflexo de retirada. 6. Discutir os centros cerebrais envolvidos no controle voluntário do movimento. 7. Descrever a estrutura e a função do sistema autônomo.

23 Arco reflexo PIPS Reflexo de extensão cruzada 1 Inibição recíproca Powers & Howley, 2009

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25 Objetivos da aula 1. Discutir a organização geral do sistema nervoso. 2. Descrever a estrutura e a função de um nervo. 3. Definir despolarização, potencial de ação e repolarização. 4. Discutir o papel dos receptores de posição no controle do movimento. 5. Esquematizar e nomear as vias envolvidas num reflexo de retirada. 6. Discutir os centros cerebrais envolvidos no controle voluntário do movimento. 7. Descrever a estrutura e a função do sistema autônomo.

26 Função motora somática Transmissões de sinais (medula espinhal fibras musculares esqueléticas) Taxa de inervação= números de fibras/neurônio motor Músculos extraoculares= 23/1 x Músculos da perna= 1000/1 Powers & Howley, 2009

27 Funções de controle motor do encéfalo Powers & Howley, 2009

28 Estrutura e função do tronco encefálico Controle cardiorrespiratório e função metabólica. Manutenção da postura= Informações sensoriais (p. ex. receptores de pressão cutâneos e vestibulares). Mal de Parkinson e função motora Distúrbio de gânglios da base (movimentos lentos) dopamina síntese de

29 Estrutura e função do cérebro Córtex cerebral - 8 milhões de neurônios (1) Organização de movimentos complexos (2) Armazenamento das experiências aprendidas (3) recepção de informações sensoriais Powers & Howley, 2009

30 Córtex motor Movimento coordenado (estímulo à estruturas subcorticais) Somatório de estímulos plano de movimento

31 Cerebelo Coordenação e monitoração de movimentos complexos Controle do movimento ao feedback dos proprioceptores Movimentos balísticos rápidos córtex motor

32 Funções motoras da medula espinhal Arco reflexo controle involuntário Sintonia medular refinamento adicional Powers & Howley, 2009

33 Controle das funções motoras Estrutura Passos no plano do movimento Áreas corticais e subcorticais Impulso inicial para se mover Córtex de associação Planejamento do movimento esboço grosseiro Gânglios da base Cerebelo Planejamento do movimento fino Tálamo (diencéfalo) Estação de revezamento Córtex motor Unidades motoras Executante final do plano motor Execução do movimento desejado

34 Em resumo Unidade motora= Motoneurônio + fibras musculares por ele inervadas Taxa de inervação: número de fibras musculares/motoneurônio Encéfalo: (1) Tronco encefálico, (2) Cérebro e (3) Cerebelo Movimento voluntário: 1. Áreas corticais e subcorticais 2. Córtex de associação: movimento grosseiro 3. Plano do movimento cerebelo (mov. rápido) e gânglios da base (mov. lento) 4. Tálamo córtex motor medula (sintonia medular)- músculos esqueléticos

35 Objetivos da aula 1. Discutir a organização geral do sistema nervoso. 2. Descrever a estrutura e a função de um nervo. 3. Definir despolarização, potencial de ação e repolarização. 4. Discutir o papel dos receptores de posição no controle do movimento. 5. Esquematizar e nomear as vias envolvidas num reflexo de retirada. 6. Discutir os centros cerebrais envolvidos no controle voluntário do movimento. 7. Descrever a estrutura e a função do sistema autônomo.

36 Sistema nervoso autônomo Inervam músculos efetores (controle involuntário) Ligado a emoção e sensível ao estresse Atividade simpática: aumento da FC Atividade parassimpática: diminuição da FC Buchheit, 2005

37 Powers & Howley, 2009

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39 REGULAÇÃO AUTONÔMICA CARDÍACA ATIVIDADE SIMPÁTICA ATIVIDADE PARASSIMPÁTICA VARIABILIDADE DA FREQUÊNCIA CARDÍACA (VFC) Buchheit, 2005

40 SUP ORT Figura 1 Exemplo do poder espectral de um voluntário em posição supina (SUP) e ortostática (ORT). Dados ainda não publicados

41 Em resumo Sistema nervoso autônomo: inervam órgãos efetores (involuntários) Divido em simpático (excita o órgão, libera noroadrenalina) e parassimpático (inibe o órgão, libera acetilcolina) Variabilidade da frequência cardíaca é uma ferramenta de avaliação não invasiva e seletiva da regulação autonômica VFC diminui com a idade e aumenta com o treinamento físico Parece que a idade pode influenciar mais na VFC do que o condicionamento físico

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43 OBRIGADO!