Potencial de ação Essa transição abrupta de potencial elétrico que ocorre durante a despolarização, e cuja a amplitude é da ordem de 105 mv (de -70mV a +35 MV), é o potencial de ação. Na área afetada pelo estímulo, a membrana permanece despolarizada, apenas 1,5 ms (milésimo de segundo). Logo as portas de potássio se abrem, permitindo a saída desse íon, que está em maior concentração no interior da célula. Com isso, ocorre a repolarização da membrana, que retorna a condição de repouso. Propagação do impulso nervoso O potencial de ação que se estabelece na área da membrana estimulada perturba a área vizinha, levando à sua despolarização. O estímulo provoca, assim, uma onda de despolarizações e repolarizações que se propaga ao longo da membrana plasmática do neurônio. Essa onda de propagação é o impulso nervoso. O impulso nervoso se propaga em um único sentido na fibra nervosa. Dendritos sempre conduzem o impulso em direção ao corpo celular. O axônio, por sua vez, conduz o impulso em direção as extremidades, isto é, para longe do corpo celular.
Lei do tudo ou nada A estimulação de um neurônio segue a lei do tudo ou nada. Isso significa que ou o estímulo é suficientemente intenso para excitar o neurônio, desencadeando o potencial de ação, ou nada acontece. Não existe potencial de ação mais forte ou mais fraco; ele é igual independente da intensidade do estímulo. O menor estímulo capaz de gerar potencial de ação é denominado estímulo limiar.
Bainha de mielina e condução do estímulo nervoso A velocidade de propagação dos estímulo nervoso na membrana de um neurônio varia entre 10cm/s e 1m/s. Tais velocidades no entanto são insuficientes para coordenar as ações de animais de grande porte. Em uma girafa, por exemplo, um impulso que viajasse à velocidade de 1m/s levaria entre três e quatro segundos para percorrer a distância que vai da pata traseira ao encéfalo. Se fosse essa realmente a velocidade de condução nervosa na girafa, ela seria um animal lento e descoordenado, incapaz de enfrentar situações que exigissem respostas rápidas. A propagação rápida dos impulsos nervosos é garantida pela presença da bainha de mielina que recobre as fibras nervosas. A bainha de mielina é constituída por camadas concêntricas de membranas plasmáticas de células da glia, principalmente células de Shwann. Entre as células gliais que envolvem o axônio existem pequenos espaços, os nódulos de Ranvier, onde a membrana do neurônio fica exposta. Nas fibras nervosas mielinizadas, o impulso nervoso, em vez de se propagar continuamente pela membrana do neurônio, pula diretamente de um nódulo de Ranvier para outro. Nesses neurônios mielinizados, a velocidade de propagação do impulso pode atingir velocidades de até 200 m/s (720 km/h). Sinapses: Neurônios em Comunicação A comunicação de um neurônio com o corpo celular ou dendritos do outro, ou mesmo com a membrana de uma célula muscular, ocorre através de uma região conhecida como sinapse (do grego, synapsis = ação de juntar). Nesta, uma diminuta fenda sináptica de aproximadamente 20 nm separa as duas células. A mensagem do axônio é liberada na forma de mediadores químicos, também conhecidos comoneurotransmissores ou neurormônios, substâncias químicas que entram em contato com receptores localizados nas membranas pós-sinápticas e desencadeiam uma alteração no comportamento do segundo neurônio ou célula muscular. Os
neurotransmissores mais conhecidos no sistema nervoso dos vertebrados são a acetilcolina e a noradrenalina (ou epinefrina).
Arco reflexo Nenhum outro tecido ilustra tão bem o conceito de trabalho em equipe quanto o tecido nervoso. A transmissão de informação pelas células nervosas lembra uma verdadeira corrida de revezamento, em que um neurônio fica conectado a outro, cada qual executando determinado papel no circuito por eles organizado. Três tipos de neurônios podem ser reconhecidos com relação à atividade que desenvolvem: Neurônios sensoriais: transmitem impulsos dos receptores sensoriais (por exemplo, nos órgãos do sentido) aos outros neurônios do percurso. Neurônios de associação (interneurônios): recebem a mensagem dos neurônios sensoriais, processam-na e transferem um comando para as células nervosas seguintes do circuito. Alguns circuitos nervosos podem não ter esse tipo de neurônio. Neurônios efetores (ou motores): são os que transmitem a mensagem para as células efetoras de resposta, isto é, células musculares ou glandulares que respondem por meio de contração ou secreção, respectivamente. Suponha que você receba uma pancada no joelho, logo a baixo da rótula ou da patela (nomes dados a um osso que fica na frente do joelho). A pancada estimula um receptor localizado no interior do músculo da coxa (o quadríceps). Esse receptor está ligado aos dendritos de um neurônio sensorial aferente também chamado de neurônio sensitivo, que recebe a mensagem e a encaminha para o corpo celular e, deste, para o axônio. Por sua vez, o axônio do neurônio sensorial estabelece uma sinapse com um neurônio motor eferente (um neurônio de resposta). O axônio do neurônio motor é conectado ao músculo quadríceps e encaminha a resposta mexa-se. De imediato, esse músculo se contrai e você movimenta a perna. Perceba que o ato de mexer a perna para frente envolve o trabalho de apenas dois neurônios: o sensorial e o motor. No entanto, para que isso possa acontecer, é preciso que o músculo posterior da coxa permaneça relaxado. Então, ao mesmo tempo, o axônio do neurônio sensorial estabelece uma sinapse com um interneurônio (neurônio de associação) que, por sua vez, faz uma conexão com um segundo neurônio motor. O axônio desse neurônio motor se dirige para o músculo posterior da coxa, inibindo a sua contração. Organização do Sistema Nervoso Dois grandes componentes fazem parte do sistema nervoso humano: sistema nervoso central (SNC) e o sistema nervos periférico (SNP). O sistema nervoso central é formado pelo encéfalo e pela medula espinhal. O encéfalo é composto por vários órgãos, entre eles os dois hemisférios cerebrais (conjuntamente conhecidos
como cérebro ), o diencéfalo, o cerebelo e o bulbo. O encéfalo e a medula espinhal são os locais para onde são encaminhadas todas as informações captadas pelo organismo, quer se originem no meio externo, quer surjam no próprio organismo. São também os centros de processamento dessas informações e de elaboração de respostas. O sistema nervoso periférico inclui os receptores espalhados pelo corpo, além dos gânglios nervosos e todos os nervos que chegam aos órgãos centrais trazendo informações ou que deles se originam, levando respostas.
Sistema Nervoso Central (SNC) Nos vertebrados, o encéfalo se aloja no interior do crânio e a medula espinhal, no interior de um canal existente na coluna vertebral. O encéfalo e a medula são formados por células da glia, por corpos celulares de neurônios e por feixes de dendritos e axônios. Substância branca e cinzenta A camada mais externa do encéfalo tem cor cinzenta e é formada principalmente por corpos celulares de neurônios. Já a região encefálica mais interna tem a cor branca e é constituída principalmente por fibras nervosas (dendritos e axônios). A cor branca se deve à bainha de mielina que reveste as fibras. Na medula espinhal, a disposição das substâncias cinzenta e branca se inverte em relação ao encéfalo: a camada cinzenta é interna e a branca, externa. Meninges Tanto o encéfalo quanto a medula espinhal são protegidos por três camadas de tecido conjuntivo, genericamente denominadas meninges. A meninge externa, mais espessa, é a dura-máter; a meninge mediana é a aracnóide; e a mais interna é a pia-máter, firmemente aderida ao encéfalo e à medula. A pia-máter contém vasos sanguíneos, responsáveis pela nutrição e oxigenação das células do sistema nervoso central.
Entre as membranas aracnóides e pia-máter há um espaço preenchido pelo líquido cerebrospinal (oulíquido cefaloraquidiano), que também circunda nas cavidades internas do encéfalo e da medula. O liquido cefalorraquidiano amortece os choques mecânicos do sistema nervoso central contra os ossos do crânio e da coluna vertebral. Partes do encéfalo O encéfalo de todos os vertebrados, desde peixes até mamíferos, tem a mesma estrutura básica. Suas partes fundamentais são o lobo olfativo, o cérebro, o tálamo, o lobo óptico, o cerebelo e o bulbo raquidiano (ou medula ablonga). O tamanho relativo e a complexidade de cada uma dessas partes variam nos diferentes grupos de vertebrados e essa variação está relacionada à evolução de cada grupo e ao seu modo de vida.
Principais órgãos do sistema nervoso central Bulbo O bulbo (ou medula ablonga) é o órgão que está em contato direto com a medula espinhal, é via de passagem de nervos para os órgãos localizados mais acima. No bulbo estão localizados corpos celulares de neurônios que controlam funções vitais, como os batimentos cardíacos, o ritmo respiratório e a pressão sanguínea. Também contém corpos celulares de neurônios relacionados ao controle da deglutição, da tosse e do vômito. Cerebelo Órgão que regula o equilíbrio e a postura corporal no ambiente. Está ligado a receptores periféricos, localizados no ouvido interno (labirinto), que enviam mensagens ao centro de controle do equilíbrio localizados no cerebelo. O sucesso de um equilibrista que cruza dois prédios, apoiado em um simples fio esticado entre eles, depende de uma boa atividade cerebelar. Atenção! O álcool interfere nas atividades cerebelares, o que é fácil notar em pessoas que abusam da bebida. Diencéfalo Órgão encefálico formado principalmente pelo tálamo e hipotálamo. O hipotálamo contém centros de controle da temperatura corporal, do apetite, da sede, do sono e de certas emoções. Principal intermediário entre o sistema nervoso e o sistema hormonal, o hipotálamo está ligado à hipófise, principal glândula endócrina. Quando o hipotálamo detecta alterações no corpo, libera neurotransmissores que atuam sobre a hipófise. Por sua vez, esta libera ou inibe a secreção de seus próprios hormônios que regulam diversas atividades metabólicas. Cérebro É o centro do intelecto, da memória, da consciência e da linguagem. Controla as nossas sensações e funções motoras. Cerca de 70% das células nervosas do encéfalo estão localizadas, no cérebro, a parte mais desenvolvida do nosso sistema nervoso e que é separada em dois hemisférios, unidos um ao outro por uma região conhecida como corpo caloso. Cada hemisfério cerebral, por sua vez, possui inúmeras invaginações chamadas sulcos. Sulcos mais profundos dividem cada hemisfério em quatro regiões denominada lobos: o frontal, o parietal, o temporal e o occipital. O sulco central é o mais acentuado e separa os lobos frontal e parietal. Córtex Cerebral A superfície do cérebro, de 2mm a 4mm de espessura, é conhecida como córtex cerebral, e consiste de várias camadas de corpos celulares de milhões de neurônios, dando a essa região uma coloração acinzentada, de onde vem a dominação de substância cinzenta do cérebro.
As fibras (axônios e dendritos) dos neurônios que saem e chegam ao córtex cerebral estão localizados mais internamente, e constituem a substância branca do cérebro, em função da existência de mielina que envolve essas fibras. Medula espinhal Cortada transversalmente, a medula espinhal revela uma estrutura em forma de H que corresponde à substância cinzenta e onde estão localizados corpos celulares de neurônios. Externamente a esse H medular, fica a substância branca, compostas de fibras mielinizadas que levam informações às partes superiores do SNC e de outras que trazem as respostas destinadas aos órgãos motores. Note que a disposição interna da substância cinzenta e externa da substância branca é o oposto da encontrada no cérebro. Ao longo da medula, há 31 pares de nervos. Cada nervo está ligado à medula como um Y, isto é, apresenta duas raízes: como uma raiz dorsal na qual existe um gânglio (dilatação), que contém os corpos celulares de neurônios sensoriais provenientes da periferia do corpo, e uma raiz ventral pela qual emergem feixes de axônios de neurônios motores, cujos corpos celulares estão localizados na substância cinzenta da medula. Essas duas raízes se juntam formando o cabo único do Y, percorrido tanto pelos feixes sensitivos como pelos feixes motores. Sistema Nervoso Periférico O sistema nervoso periférico é constituído pelos nervos e pelos gânglios nervosos, e sua função é conectar o sistema nervoso central às diversas partes do corpo do animal. Nervos e gânglios nervosos
Nervos são feixes de fibras nervosas envoltos por uma capa de tecido conjuntivo. Nos nervos, há vasos sanguíneos responsáveis pela nutrição das fibras nervosas. As fibras presentes nos nervos podem ser tanto dendritos como axônios, que conduzem, respectivamente, impulsos nervosos das diversas regiões do corpo ao sistema nervoso central. Os gânglios aparecem como pequenas dilatações em certos nervos. Nervos sensitivos, motores e mistos De acordo com o tipo de fibras nervosas que apresentam, os nervos podem ser classificados em sensitivos (ou aferentes), motores (ou eferentes) e mistos. Nervos sensitivos são os que contêm somente fibras sensitivas, ou seja, que conduzem impulsos dos órgãos dos sentidos para o sistema nervoso central. Nervos motores são os que contêm somente fibras motores, que conduzem impulsos do sistema nervoso central até os órgãos efetuadores (músculos ou glândulas). Já os nervos mistos contêm tanto fibras sensitivas quanto motoras e conduzem impulsos nos dois sentidos, das diversas regiões do corpo para o sistema nervoso central e vice-versa.