Mecanismos do ciclo sono-vigília

Transcrição

1 Profª. Dra. Lucia Helena Neves Marques Neurofisiologista FAMERP/FUNFARME Sono - Salvador Dali -1937

2 Ciclo Circadiano Circadiano do Latin circa diem : cerca de, e dia Relógio Biológico Relógio Biológico Interno Ocorre quando o período de oscilação das mudanças se aproxima do período de rotação da terra

3 Ciclo Circadiano Fatores Exógenos x Fatores Endógenos período 24h nos seres humanos Halberg, 1969

4 Ciclo Circadiano Relógio Biológico Fenômenos que determinam a ritmicidade do ciclo vigília-sono Reino animal Sono vigília Reino vegetal Crescimento e diferenciação de tecidos em fungos e até a abertura e fechamento de algumas flores Fotoarrasto ou fotoagente arrastador : detecção da redução dos níveis de luz a medida que a noite se aproxima.

5 Ciclo Circadiano Relógio Biológico: funções Sincronizar os processos fisiológicos com o ciclo dia noite, ( Sono e vigília ), Manter períodos adequados de sono e vigília, Alternância de claro - escuro é o principal agente ambiental sincronizador dos seres vivos, Resultado dos fatores endógenos herdados por transmissão genética, Pode ser sincronizado ou arrastado por fatores cíclicos ambientais, os quais no Homem podem ser decorrentes da organização social e do lazer.

6 Ciclo Circadiano Relógio Biológico Interno Livre curso Funciona na ausência de qualquer sincronizador externo Duração de aproximadamente 24h e meia Jean-Jacques De Marian 1729 mimosa sensitiva

7 Eixo Circadiano Hipotálamo NSQ Retina Glândula Pineal

8 Eixo Circadiano Hipotálamo NSQ

9 Ritmo Circadiano Hipotálamo: NSQ principal estrutura do Relógio Biológico nos mamíferos Hipotálamo: Funções homeostáticas (temperatura, PA, Hormônios, e controle urinário).

10 Eixo Circadiano Retina

11 Mecanismos do ciclo sono-vigília Ritmo Circadiano Retina : ( células da camada interna - MELANOPSINA ) Núcleo Supra Quiasmático (Hipotálamo) Coluna Intermédio Lateral da Medula Gânglio Cervical Superior Trato Retino- hipotalâmico GLÂNDULA PINEAL Melatonina Neurohormônio

12 Eixo Circadiano Glândula Pineal

13 GLÂNDULA PINEAL Ritmo Circadiano Triptofano Melatonina - TC N-acetil- 5- metoxitriptamina Luz melatonina Máxima 2-4 h da manhã Efeito modulador nos circuitos do T. Cerebral CONTROLE CICLO VIGÍLIA - SONO

14 Neurotransmissores consequência da atividade neural nos circuitos tálamo-corticais (núcleos reticulares do tálamo e córtex cerebral) através da interação entre os núcleos monoaminérgicos e colinérgicos do Tronco Cerebral

15 Mecanismos do ciclo sono-vigília Estágios do Sono - EEG Sono Não REM (70-80 %) Estágio I ( 5%) (N1) Sonolência, com desaparecimento do rítmo alfa (vigilia) Estágio II (50%) (N2) sono leve, fusos de sono e complexo K Estágios III e IV (15%) (N3) ondas lentas com elevada amplitude Sono REM (20-25%) (20-25%) Rapid Eye Moviment Paradoxal, mov.oculares rápidos e atonia muscular FC, PA e mudanças no metabolismo

16 REM REM REM REM REM ESTAGIOS Mecanismos do ciclo sono-vigília Ciclo do sono normal no adulto ACORDADO h 23h 24h 01h 02h 03h 04h 05h 06h Horas de sono

17 Sono e Senescência Normais: diminuição do sono profundo Fases do sono por faixa etária

18 Horas de Sono

19 Sono - Vigília Córtex cerebral Sistema tálamocortical tálamo Mecanismos homeostáticos do sono hipotálamo VLPO, SQN, TMN Mecanismos do sono NREM - REM T. cerebral pontino LC, RN, PPT, DDL VPLO: área pré-optica ventro- lateral / SCN: núcleo supra quiasmático/ TMN : núcleo túbero-mamilar/ LC: Locus coeruleus/ RN :núcleo da rafe/ PPT:núcleo tegmentar pontino- peduncular/ DDL:núcleo tegmentar dorsolateral

20 Formação Reticular ( TC ) ciclo sono-vigília ativar o córtex cerebral. - Atividade da FR é máxima na VIGÍLIA - Inativada pelo sistema inibitório do N.GABAérgico do Hipotálamo Anterior durante o sono NREM e REM.

21 Sistema Ativador Reticular Ascendente Formação Reticular Bulbo ao tálamo

22 Ao longo do tronco cerebral, a formação reticular pode ser dividida em três áreas longitudinais (de medial para lateral): A- núcleos do rafe - neurónios seratoninérgicos, B- Coluna medial ( medial aos núcleos do rafe ) - projeções ascendentes e descendentes da formação reticular - núcleo reticular magnocelular. função efetora: neurónios isodendríticos de grandes dimensões - magnocelulares e noradrenérgicos, C- Coluna lateral - bulbo raquidiano rostral - protuberância caudal: apresentam essencialmente funções viscerais: e é a responsável pelos reflexos dos nervos cranianos. função receptora: constituída por neurónios isodendríticos de pequenas dimensões - parvocelulares e colinérgicos.

23 SARA: Sistema Ativador Reticular Ascendente conceito funcional, aglomera sistemas com diferentes neurotransmissores: 1- FR do TC com seus interneurônios glutamatérgicos, 2- Sistema Tálamocortical, N. Noradrenérgicos, serotoninérgicos, dopaminérgicos, colinérgicos-pontinos e do prosencefálico basal, 3- Sistemas hipotalámicos histaminérgicos

24 SARA responsável pela Vigília, a redundância e as multiplas interconecções, representam vantagem evolutiva nos mamíferos, na otimização e na especificidade do estado de vigília, EEG: Dessincronização

25 SARA Otimização Especificação do estado de VIGÍLIA: importante na adaptação e sobrevivência das espécies

26 SARA O sistema monoaminérgico ativador reticular ascendente: Núcleos Dorsais da Rafe (NDR serotoninérgico) Locus Ceruleus (LC noradrenérgico) do tronco cerebral Núcleo Túbero Mamilar (NTM histaminérgico) do hipotálamo posterior, que se projetam difusamente para o córtex e núcleos reticulares do tálamo.

27 O sistema colinérgico ponte-mesencefálico é constituído por: Núcleos colinérgicos pontinos Látero-Dorsais (NLD- acetilcolina) NúcleoTegmento Pedúnculo-Pontino (TPP- acetilcolina) Núcleo colinérgico do Prosencéfalo Basal (PB- acetilcolina)

28 Núcleos do T.C Neurotransmissores Estado de Atividade Neuronal TC V I G I L I A N Ã O R E M REM N. colinérgicos Junção ponte-mesencef. Acetilcolina Ativo Lócus coeruleus Noradrenalina Ativo N. da Rafe Serotonina Ativo N. colinérgicos Junção ponte-mesencef. Acetilcolina Diminuída Lócus Coeruleus Noradrenalina Diminuída N. da Rafe Serotonina Diminuída Lócus coeruleus Noradrenalina Ativo

29 A atividade colinérgica: É máxima durante sono REM e vigília Mínima ou ausente durante o sono NREM As células colinérgicas são denominadas de "REM - and - wake - on

30 A atividade aminérgica: Elevada durante a vigília Diminui durante o sono NREM Ausente no sono REM As células aminérgicas são denominadas de wake - on and - sleep off

31 MCH = hormônio concentrador de melanina

32 SS. Aminérgicos projetam-se para o hipotálamo anterior inibindo as celulas gabaérgicas e galaminérgicas do VLPO istema MCH = hormônio concentrador da melanina

33 MCH = hormônio concentrador da melanina

34 Outros mecanismos na regulação do sono

35 Mecanismos dopaminérgicos na regulação do sono: Neurônios da área ventral tegmentar (AVT) mesencefálica, situada junto à substância nigra, projetam-se para o córtex cerebral via trato meso-cortico-límbico; Axônios excitatórios da AVT projetam-se para o LC e núcleos talâmicos límbicos, conectando o sistema dopaminérgico mesoestriatal diretamente com o SARA responsável pela vigília; O trato dopaminérgico diencefálico-espinal de origem nos núcleos motores do tálamo projeta-se para o neurônio motor inferior e está envolvido na gênese das síndromes das pernas inquietas e síndrome dos movimentos involuntários de membros inferiores.

36 Mecanismos dopaminérgicos na regulação do sono: efeito de agonistas dopaminomiméticos no ciclo sonovigília depende: a) tipo de receptores dopaminérgicos estimulados (pré e/ou pós-sinápticos), b) doses e tipos de agonistas,

37 Mecanismos dopaminérgicos na regulação do sono: Doses baixas de agonistas dopaminérgicos D-2, produzem sonolência, aumentam o sono REM e provocam ataques de sono em portadores da D.de Parkinson. Doses mais altas são suficientes para suprimir sono NREM e REM, por estímulo de receptores D-1 Os efeitos soporíficos D-2 são mediados por auto-receptores D-2 inibitórios, localizados no corpo celular das células do trato meso-córtico-límbico. A estimulação destes auto-receptores inibe a atividade deste trato, liberando o sono REM.

38 Hipotálamo anterior: A - Núcleo pré-óptico ventro-lateral (VLPO): ( I ) Neurônios gabaérgicos e galaninérgicos Início e manutenção do sono NREM Está ativo durante o sono e inibe sistemas aminérgico-colinérgico e hipocretinas Recebe sinapses inibitórias: NTM, NDR, LC, NSQ, Sist. Límbico, exceto hipocretinas Projeções do VLPO Axônios do VLPO (gabaérgicos e galaninérgicos) projetam-se nos neurônios monoaminérgicos e colinérgicos promotores da vigília.

39 Marcapasso circadiano: B - Núcleos supraquiasmáticos (NSQ): Transmitem a informação rítmica foto-sincronizada para outros núcleos hipotalâmicos adjacentes responsáveis pela: periodicidade de secreção de hormônios variações da temperatura do SNC ingesta alimentar duração do ciclo sono-vigília secreção de melatonina. Desinibe o VLPO ao final da vigília permitindo o início do sono NREM Ativa o sistema hipocretinas

40 Controle homeostático do sono Adenosina Produto do metabolismo energético celular neuronal Acumula-se na fenda sináptica durante a vigília e privação de sono Maior acúmulo no prosencéfalo basal (homeostato do sono) Acúmulo de adenosina redução da atividade colinérgica do prosencéfalo basal desinibe o VLPO, enquanto deixa de estimular o S. Hipocretinas + ação do NSQ sono NREM Cafeína, aminofilina e teofilina são antagonistas dos receptores adenosina 1

41 Hipotálamo posterior Hipocretinas: VIGÍLIA Neurônios produtores: região prefornical do hipotálamo posterior Regulam ciclo sono-vigília, balanço energético e apetite, atividade do sistema nervoso autônomo, secreção neuroendócrina e atividade locomotora Papel central na manutenção do alerta durante privação de sono Estabilizam os sistemas aminérgicos e colinérgicos Atividade máxima durante a vigília Ausente durante sono NREM e REM

42 Flávio Alóe, et al. Sleep-wake cycle mechanisms. Rev Bras Psiquiatr. 2005;27(Supl I):33-9 Sistemas aminérgicos, colinérgicos e hipocretinas do SARA

43 Projeções inibitórias do VLPO. Axônios do VLPO (gabaergéticos e galaninérgicos) projetam-se nos neurônios monoaminérgicos e colinérgicos promotores da vigília. VLPO: núcleo colinérgico laterodorsal (acetilcolina) NPP: núcleo pedunculopontino (acetilcolina) NTM: núcleo tuberomamilar do hipotálamo posterior (histamina) NDR: núcleo dorsal da rafe (serotonina) LC: núcleo lócus coeruleus (noradrenalina).

44 Vigília-Sono: interações subcorticais e corticais Rye DB. The two faces of Eve: dopamine's modulation of wakefulness and sleep.neurology 2004;63(Suppl 3):S2 7. Sistema dopaminérgico de origem mesocorticolimbica. Noradrenalina Conecções Tálamo - Corticais. Via trato córticomesolímbico Área tegmental ventral - dopamina Acetilcolina Serotonina

45 FR Pontina Sono-Vigília Sistema aminérgico Sistema colinérgico NE,5HT Vigília Sono NREM Sono REM ACh Vigília Sono REM Sono NREM

46 Boa noite! Boa é a vida mas melhor é o vinho. O amor é bom, mas é melhor o sono. Fernando Pessoa

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48 Obrigada!!

49 Salvador Dali

50 Sonhos: Origem misteriosa, intrigam filósofos e cientistas ao longo do tempo. Atualmente: ciência começa a desvendar esse enigma. De onde vem? Para onde vai?

51 Sonhos: - Como sonhamos apenas no sono REM (quando existe somente a ACETILCOLINA). MEMÓRIA PUERIL - Para formação de memória mais densa. Necessário a ação da NA Portanto só lembramos dos sonhos quando acordamos na fase REM, pois a memória pueril a base da Acetilcolina, pode ser consolidada pela reativação de Noradrenalina (NA).

52 Sonhos Sono REM ACETILCOLINA memória pueril Não lembramos sonhos Despertar memória consolidada pela ação NA Lembramos dos sonhos

53 Sonhos Expressão de uma associação cega Aprendizado acumulado durante o dia + Memórias armazenadas permite consolidar a memória a longo prazo das informações obtidas em vigília.

54 Sonhos SONHANDO impossível pensar permitindo vivenciar o prazer real de um sonho ( Ex : sonho erótico ou ter medo em um pesadelo)

55 Sonhos: O que impede o raciocínio lógico nos sonhos? Sono NREM córtex pré-frontal atividade Sono REM ativação das áreas frontais posteriores e mediais conexão com sistema límbico (conteúdo emocional) e conexão desativada nas áreas ventrais e laterais responsáveis pela lógica e decisões.

56 Sonhos: - consolidação da memória - geração de insights criativos (capazes de resolver problemas do cotidiano) Ex: Einsten Bran Stoker

57 Salvador Dali

58 Ciclo sono-vigília Hipotálamo: 3 subdivisões H. Anterior Núcleos gabaérgicos Núcleos supraquiasmáticos H. Lateral Sistemas das hipocretinas H. Posterior Núcleo túbero-mamilar histaminérgico

59 Hipotálamo Anterior Núcleos gabaérgicos VLPO (inibitórios) Núcleo pré-optico ventro lateral Responsável pelo inicio e manutenção do Sono Não REM. Núcleo supraquiasmático NSQs Responsável pelo ritmo circadiano do ciclo sono-vigília.

60 Vigília Núcleos aminérgicos NLD = núcleo látero- dorsal TPP = núcleo tegmento-pendúnculo-pontino Núcleos histaminérgicos NTM = núcleos túbero-mamários HL - núcleos excitatórios hipocretinas I e II inervam o SARA e córtex cerebral

61 Salvador Dali

62 A melatonina é responsável por manter ciclos de sono, ritmos biológicos e a modulação e inibição da síntese de melanina.