ORGANIZAÇÃO DO SISTEMA MOTOR

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1 ORGANIZAÇÃO DO SISTEMA MOTOR MOVIMENTO E VIDA MANUTENÇÃO DA POSIÇÃO DO CORPO FUGA DE SITUAÇÕES DE PERIGO COMUNICAÇÃO E EXPRESSÃO MANIPULAÇÃO E CONFECÇÃO DE UTENSÍLIOS IMPORTÂNCIA DO SISTEMA SENSORIAL INFORMAÇÕES DO AMBIENTE; POSIÇÃO E ORIENTAÇÃO DO CORPO E MEMBROS E GRAU DE CONTRAÇÃO DOS MÚSCULOS. Sistemas Sensoriais transformam energia física em sinais neurais (transdução). Sistemas Motores traduzem sinais neurais em força contrátil.

2 IMPORTÂNCIA SENSORIAL Interação organismo-meio Adaptação SISTEMA NERVOSO CENTRAL S. Sensorial MEIO INTERIOR E EXTERIOR SNA S. Motor

3 COMPONENTES AFERENTES E EFERENTES Professor Alfred Sholl Programa Neurobiologia Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho UFRJ

4 TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES

5 TECIDO MUSCULAR ESTRIADO ESQUELÉTICO

6 CONTRAÇÃO MUSCULAR ESTRUTURA DA FIBRA MUSCULAR Fibras musculares são formadas pela fusão de células musculares precursoras. Memb. Celular=sarcolema Retículo endoplasmático= sarcoplasmático Túbulos T= invaginações do sarcolema Miofibrilas: estruturas cilíndricas que se contraem em resposta ao potencial de ação. São rodeadas pelo retículo sarcoplasmático.

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8 FLUXOS IÔNICOS ENVOLVIDOS NO POTENCIAL DE AÇÃO

9 JÁ NAS CÉLULAS MUSCULARES...

10 RIGOR MORTIS: NÃO HÁ DESLIGAMENTO DA ACTINA-MIOSINA POR FALTA DE ATP. BASE MOLECULAR DA CONTRAÇÃO MUSCULAR A MIOFIBRILA EM DETALHE (alfa-actinina) (actina+tropomiosina) 1. exposição dos sítios de ligação a miosina na actina- ligação 2. movimento de rotação das cabeças de miosina RELAXAMENTO: 1. Ca 2+ é sequestrado pelo retículo 2. inibição da interação miosina-actina é facilitada pela troponina. 3. desligamento actina-miosina dependente de ATP 4. ciclo prossegue enquanto Ca 2+ e ATP estão presentes.

11 FILME!

12 TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES Tipos diferentes predominam nos músculos dependendo da função que esses exercem. - Vermelhas: músculos intervertebrais - Brancas: predominam nos bíceps - explosão. - Intermediárias: características mistas. Cada unidade motora contém apenas um tipo de fibra.

13 MOTONEURÔNIO: VIA FINAL COMUM

14 Figura O experimento de rastreamento retrógrado das colunas de motoneurônios consiste na injeção de um corante rastreador ( A), seguido da análise ao microscópio da posição dos somas marcados no corno ventral (pontos azuis em Be C). No gato, a coluna do músculo solear estende-se de L4 a S1 ( C), enquanto a coluna do gastrocnêmio medial vai até S3. Modificado de R.E. Burke et al. (1977), Journal of Neurophysiology 40:

15 medial lateral Figura A medula, r e p r e s e n t a d a esquematicamente à esquerda, em A, apresenta duas intumescências (cervical e lombar). Nelas há mais neurônios, e por isso a substância cinzenta é maior, como se pode ver nos cortes transversais correspondentes, alinhados no centro. Os segmentos superiores comandam os músculos dos membros superiores, as intermediárias os do tronco, e as inferiores os dos membros inferiores. O desenho em B representa a topografia médio-lateral da substância cinzenta: os motoneurônios laterais comandam os músculos distais, enquanto os mediais comandam os músculos proximais.

16 UNIDADE MOTORA E GÊNESE DE FORÇA Professor Alfred Sholl Programa Neurobiologia Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho UFRJ

17 CONTROLE DA GRADUAÇÃO DA CONTRAÇÃO MUSCULAR 1- FREQUÊNCIA DE DISPAROS DA UNIDADE MOTORA. - liberação de Acetilcolina (abreviação: ACh ou ACo) - geração de PPSE (ou potencial da placa motora) - geração de potencial de ação Contração sustentada requer sequência contínua de potenciais de ação (somação). Frequência de disparos gradua as contrações musculares. 2- RECRUTAMENTO DE UNIDADES MOTORAS SINÉRGICAS. Ativação de unidades motoras que modulam um mesmo movimento. # Princípio do tamanho.

18 UNIDADES MOTORAS: DENSIDADE DE INERVAÇãO E CLASSIFICAÇÃO Razão de Inervação Baixa (unidade motora constituída por muitas fibras musculares) Máxima (unidade motora constituída por uma única fibra muscular) Professor Alfred Sholl Programa Neurobiologia Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho UFRJ

19 Estímulo rápido Estímulo prolongado Figura As unidades motoras foram estudadas pelos fisiologistas analisando a força que são capazes de produzir após a estimulação do seu motoneurônio. A. Quando o estímulo elétrico é simples (aplicado no momento indicado pela seta), algumas produzem contração intensa e muito rápida (RF), outras uma contração menor e menos rápida (RRF), e o terceiro grupo uma contração bastante lenta e fraca (L). B. Quando o estímulo é repetitivo e prolongado (seta) nota-se a mesma distinção entre os tipos. C. Finalmente, quando o estímulo é repetitivo e forte o suficiente para obter sempre a contração máxima, verifica-se que o tipo RF entra logo em fadiga, o tipo RRF resiste mais tempo, e o tipo L ainda mais. Note a diferença de escala de tempo nas abscissas: cada curva em A equivale a uma ondulação em B, e a um traço vertical em C. Modificado de R.E. Burke et al. (1974) Journal of Physiology 238:

20 MODULAÇÃO DOS NEURÔNIOS MOTORES INFERIORES (maior entrada) (córtex motor e tronco encefálico) Interneurônios podem ser excitatórios ou inibitórios e constituem os circuitos que geram os programas motores espinhais.

21 HIERARQUIA E CONTROLE DE MOVIMENTOS (Sherrington) CORTEX MOTOR Movimentos voluntários e ajustes antecipatórios NÚCLEOS DA BASE E CEREBELO Iniciação, modulação, coordenação, refinamento e aprendizado motor TRONCO ENCEFÁLICO Reflexos multimodais & ajustes compensatórios MEDULA ESPINHAL Movimentos Reflexos & Rítmicos

22 HIERARQUIA DO CONTROLE MOTOR Primeiro nível: Medula Espinhal Segundo nível: Tronco Encefálico Terceiro Nível: Córtex Cerebral EXECUÇÃO CONTROLE PLANEJAMENTO Cerebelo e núcleos da base: não estão diretamente envolvidos na produção do movimento mas modulam as ações dos sistemas córtico-espinhais e do tronco encefálico. TIPOS DE MOVIMENTO: Os movimentos, quanto ao grau hierárquico e controle, podem ser divididos em: voluntários, rítmicos ou reflexos. Os movimentos, quanto à forma de execução, podem ser divididos em: de translação, de rotação e mistos: com translação e rotação.

23 CLASSES DE MOVIMENTOS ATOS REFLEXOS - considerados involuntários, simples (poucos músculos), estereotipados, em geral ocorrem automaticamente em resposta a um estímulo sensorial. Ex. resposta ao toque em superfície quente, chute após toque do martelo no joelho. MOVIMENTOS POSTURAIS - participam essencialmente os músculos próximos à coluna vertebral mas músculos das extremidades também participam. Ex. restabelecimento do equilíbrio após tropeço. PADRÕES MOTORES RÍTMICOS - características de atos voluntários e reflexos. Tipicamente o início e o fim são voluntários. A sequência de movimentos é relativamente estereotipada onde os movimentos repetitivos podem continuar quase automaticamente. Ex. andar, correr, mastigar. MOVIMENTOS VOLUNTÁRIOS - mais complexos. Apresentam um objetivo; são em sua maioria aprendidos, com a prática há melhora na execução e diminui a necessidade de consciência do movimento. Ex. dirigir carro, tocar piano, dançar.

24 FATORES QUE INFLUENCIAM O PLANEJAMENTO DE UM MOVIMENTO... 1) Seleção da seqüência apropriada de eventos motores 2) Determinação da sua precisão temporal - Por outro lado, as mais variadas informações sensoriais serão utilizadas simultaneamente para avaliar a ação em curso e desencadear a próxima ação (modelos de retro-alimentação forward e inverso) Professor Alfred Sholl Programa Neurobiologia Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho UFRJ

25 E SEUS OBJETIVOS que pode representar movimentos que se oponham à presença da gravidade...de orientação ou...que se adaptem às perturbações inesperadas Professor Alfred Sholl Programa Neurobiologia Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho UFRJ

26 ou para proporcionar o aprendizado e a motivação. As únicas coisas que tenho paciência pra aprender são completamente inúteis na vida.. Professor Alfred Sholl Programa Neurobiologia Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho UFRJ neurofisiologia@ufrj.br

27 MODULAÇÃO DOS NEURÔNIOS MOTORES INFERIORES (maior entrada) (córtex motor e tronco encefálico) Interneurônios podem ser excitatórios ou inibitórios e constituem os circuitos que geram os programas motores espinhais.

28 PARA EXECUTAR UM MOVIMENTO MÚSCULOS RELAXAM OU CONTRAEM. ARTICULAÇÃO DO COTOVELO: EXTENSÃO Flexão: Contração coordenada dos músculos flexores e relaxamento dos extensores. Braquial+bíceps braquial + coracobraquial Flexores (agonistas) FLEXÃO Tríceps braquial+ancôneo Extensores (antagonistas) Músculos quanto a localização: Axiais: próximos a linha média (tronco)- manutenção da postura. Proximais: posição intermediária (ombro, cotovelo, pélvis e joelho)- locomoção. Distais (mãos, pés e dedos)- manipulação de objetos.