Universidade Federal do Espírito Santo Departamento de Ciências Fisiológicas Psicofisiologia Papel do hipotálamo nos comportamentos motivados Prof. Dr. Leonardo dos Santos e homeostase comportamental DesdeosexperimentosdeCannoneBard(1929),jásepercebeu que o mecanismo chave neuronal para a manutenção do COMPORTAMENTO estava no hipotálamo. Sistemas efetores para o comportamento motivado: Motor somático Modulando tensão muscular, postura, mastigação, monta, corrida, luta, etc. Autonômico Endócrino Regulando temperatura, função visceral, cardiovascular, glandular, respiratória, sede e fome, cópula, parto, etc. Regulando a função da glândula hipófise, tireóide, crescimento, estresse, hosmônios sexuais, defesa celular, etc. Prof. Leonardo dos Santos 1
Sistema Límbico Conjunto de estruturas que têm íntimas conexões com o hipotálamo......participando da integração das respostas somáticas, viscerais e endócrinas inerentes aos comportamentos emocionais ou motivados Papel central do hipotálamo no sistema límbico As conexões neurais entre o hipotálamo e outras estruturas límbicas são bidirecionais No hipotálamo há recepção de sinais de todas as porções do córtex límbico, olfativo, neocórtex, e áreas de associação auditiva e visual. Sua estimulação pode causar quase todos os efeitos produzidos pelo sistema endócrino e nervoso autônomo, e até alguns movimentos involuntários estereotipados para comportamentos (lamber, mastigar, deglutir, levantar a cabeça, etc). Em alguns núcleos hipotalâmicos a estimulação causa raiva, fuga, comportamento de punição, dor severa e medo; além de poder induzir comportamento sexual (ereção, ejaculação, ovulação, atividade uterina, etc). Prof. Leonardo dos Santos 2
coordenação de ajustes endócrinos, autonômicos e comportamentais relacionados com respostas vitais para MANUTENÇÃO DO INDIVÍDUO E MANUTENÇÃO DA ESPÉCIE Sistema Límbico São processos Alostáticos Emoções Comportamentos Homeostase comportamental Homeostase individual e coletiva ZONA PERIVENTRICULAR, HIPOTÁLAMO ANTERIOR Controle do sistema endócrino e controle do SNA NSQ e NA NSO NPV Produção de hormônios Secreção de fatores moduladores da secreção hormonal da hipófise Controle de neurônios pré ganglionares simpáticos e parassimpáticos Centro termorregulador Prof. Leonardo dos Santos 3
HIPOTÁLAMO MEDIAL Respostas comportamentais críticas para homeostasia comportamental Sobrevivência do indivíduo: Centro da saciedade (Prazer, tranquilidade) Sobrevivência coletiva: Comportamento reprodutor (junto com a subst. Cinzenta periaq.) HIPOTÁLAMO LATERAL Respostas de alerta generalizado, defesa e comportamento motivado Centro da sede (busca por água) Centro da fome (voracidade, busca por comida, agressividade,defesa) defesa) Regulação autonômica da função cardiovascular Centros de punição ou desprazer Prof. Leonardo dos Santos 4
Funções vegetativas Dá suporte orgânico Funções comportamentais Prof. Leonardo dos Santos 5
Funções vegetativas Dá suporte orgânico Funções comportamentais Regulação Cardiovascular e respiratória: Estimulação límbica produz efeitos autonômicos diversos via hipotálamo Felicidade id d Medo Raiva Ansiedade SISTEMA LÍMBICO (HIPOTÁLAMO) Prazer Angústia NÚCLEOS DE CONTROLE CARDIOVASCULAR NO BULBO E PONTE Funções vegetativas Dá suporte orgânico Funções comportamentais Regulação da temperatura corporal: CENTROS TERMORREGULATORES (hipotálamo anterior) Prof. Leonardo dos Santos 6
Papel do hipotálamo como centro termorregulador Mecanismos de Feedback operados por meio dos centros termorreguladores no hipotálamo TERMOSTATO (Núcleos pré-ópticos) ⅔ neurônios sensíveis ao calor ⅓ - neurônios sensíveis ao frio a frequência de descargas elétricas Áreas hipotalâmicas efetoras Resposta alostática Papel do hipotálamo temperatura Efetores: Vegetativos e comportamentais t temperatura Núcleos pré-ópticos p A HIPOTÁLAMO P Áreas hipotalâmicas Posteriores (ao nível do corpos mamilares) Prof. Leonardo dos Santos 7
Papel do hipotálamo temperatura temperatura Efetores: Vegetativos e comportamentais t Núcleos pré-ópticos p A HIPOTÁLAMO P Áreas hipotalâmicas Posteriores (ao nível do corpos mamilares) Mecanismos efetores em resposta ao calor VASODILATAÇÃO CUTÂNEA Inibição dos centros simpáticos nohipotálamo posterior responsáveis pela vasoconstricção fluxo isolamento térmico perda de calor (radiação, condução e convecção) SUDORESE Estímulo das glândulas sudoríparas (princ. ativação colinérgica) Secreção generalizada perda de calor (evaporação) Prof. Leonardo dos Santos 8
Mecanismos efetores em resposta ao calor INÉRCIA Inibição dos tremores ou movimentos excessivos produção de calor ALTERAÇÃO COMPORTAMENTAL Sensaçãode desconforto térmico, Superaquecimento, busca por ventilação, molhar o corpo, tirar roupas quentes, etc. perda de calor (condução, convecção, evaporação) Mecanismos efetores em resposta ao frio VASOCONSTRICÇÃO CUTÂNEA Estimulação de centros simpáticos no hipotálamo posterior. fluxo isolamento térmico conservação de calor PILOEREÇÃO Ativaçãosimpáticados músculos eretores dos pêlos (mais importante para os animais com muitos pêlos ou penas). Camada de ar = pouco condutiva perda de calor (condução) Prof. Leonardo dos Santos 9
Mecanismos efetores em resposta ao frio TERMOGÊNESE Aumento do metabolismo por ativação simpática e endócrina (secreção de TRH TSH tiroxina) Tiroxina = termogênese química Aumento do tônus muscular (calafrios e tremores) ALTERAÇÃO COMPORTAMENTAL Sensação de desconforto e busca por aquecimento, excessiva movimentação ou adoção de posturas que reduzam a perda de calor (encolher se) Funções vegetativas Dá suporte orgânico Funções comportamentais Regulação da temperatura corporal: CENTROS TERMORREGULATORES (hipotálamo anterior) O hipotálamo posterior envia comandos SNA, endócrino e comportamental Alterações orgânicas para dissipação do calor Alterações orgânicas para retenção de calor EXPERIÊNCIA DE DESCONFORTO ou CONFORTO TÉRMICO RESPOSTAS COMPORTAMENTAIS Prof. Leonardo dos Santos 10
Funções vegetativas Dá suporte orgânico Funções comportamentais Regulação da água corporal: Hiperosmolaridade Retração ( murcha ) de osmorreceptores hipotalâmicos (AV3V): Órgão subfornical Órgão vasculoso da lâmina terminal Projeções para os neurônios produtores de ADH Núcleos supra óptico e paraventricular Prof. Leonardo dos Santos 11
regulando o balanço de água no organismo água corporal sede água corporal osmolaridade do sangue reabsorção de água Neurohipófise Hormônio Antidiurético osmolaridade do sangue reabsorção de água urina concentrada e volume reduzido urina diluída e volume aumentado O ADH é insuficiente para garantir o balanço de H 2 O A capacidade máxima de concentrar a urina pelo rim ainda não é capaz de conservar a água, visto que as perdas somadas ao volume urinário obrigatório superam os ganhos de água nos alimentos e metabolismo Ingestão de água MECANISMO DE SEDE! Prof. Leonardo dos Santos 12
Hiperosmolaridade Retração ( murcha ) de osmorreceptores hipotalâmicos (AV3V): hipotalâmicos (AV3V): Órgão subfornical Órgão vasculoso da lâmina terminal Projeções para os neurônios produtores de ADH Núcleos supra óptico e paraventricular Projeções para o Centro da sede Área subfornical e hipotálamo lateral Funções vegetativas Dá suporte orgânico Funções comportamentais Regulação da água corporal: O hipotálamo regula a água corporal de duas maneiras Criando a sensação de sede Controlando a excreção de água na urina Prof. Leonardo dos Santos 13
Funções vegetativas Dá suporte orgânico OCITOCINA Funções comportamentais Regulação da contratilidade uterina e lactação: (PVN e SON) produz ocitocina Produz fatores moduladores da secreção de prolactina pela hipófise contração uterina contração das células mioepiteliais nos alvéolos das mamas Auxilia no trabalho de parto Auxilia na ejeção do leite materno PROLACTINA produção de leite pelas mamas Inibição da ovulação Auxilia na lactação Angústia Felicidade Medo Emoções Raiva Ansiedade Prazer Influências do meio externo aferência sensorial contração do miométrio + + Neurohipófise Ocitocina parto ejeção láctea + + aferência sensorial sucção mamilar útero Prof. Leonardo dos Santos 14
Felicidade Emoções Medo Prazer Raiva Ansiedade Angústia Adenohipófise Influências do meio externo + Prolactina aferência sensorial síntese do leite glândulas mamárias após o parto sucção mamilar Funções vegetativas Dá suporte orgânico Funções comportamentais Regulação gastrointestinal e da alimentação: é capaz de modular o SNA na função gastrointestinal (motilidade e secreção de sucos digestivos) Felicidade Medo SISTEMA LÍMBICO (HIPOTÁLAMO) Raiva Prazer Ansiedade Angústia SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO Simpático e Parassimpático Prof. Leonardo dos Santos 15
Sistema Límbico Funções vegetativas Dá suporte orgânico Funções comportamentais Comportamentos necessários a MANUTENÇÃO DO INDIVÍDUO E DA ESPÉCIE Comportamento de alimentação e sede Comportamento de defesa Comportamento reprodutor Alimentação e sede MANUTENÇÃO DO INDIVÍDUO Necessidade de atenção, intensa atividade cerebral Hiperatividade muscular e visceral (coração, respiração, etc.) Busca por comida e água, escolha do alimento adequado Agressividade na defesa ou disputa pelo alimento/água Prof. Leonardo dos Santos 16
HIPOTÁLAMO LATERAL ( centro da fome ) Além de sede, induz fome extrema, voracidade e desejo de procurar comida. Aumenta alerta, nível de atividade geral, as vezes levando a agressividade., g, g OBS.: lesões nessas áreas levam um animal à inanição, às vezes, letal. Passividade e perda da motivação. NÚCLEOS VENTROMEDIAL E ÁREA PERIVENTRICULAR ( centro da saciedade ) Leva a parada da alimentação e tranquilidade. OBS.: lesões bilaterais dessas regiões levam o animal à hiperfagia, sede excessiva, hiperatividade e extrema agressividade à menor provocação. Defesa e agressividade MANUTENÇÃO DO INDIVÍDUO E DA ESPÉCIE, amígdala e substância cinzenta periaquedutal A substância cinzenta periaquedutal é a via indispensável e mais importante. A estimulação aumenta o nível de atividade, as vezes levando a fúria e à luta. Lesões nessa região (bilateralmente) levam à extrema passividade, mansidão, e perda da impulsividade. Prof. Leonardo dos Santos 17
Comportamento reprodutor MANUTENÇÃO DA ESPÉCIE O objetivo é assegurar a sobrevivência da espécie: 2 componentes que acompanham o ato sexual: - Necessidade de copular (afeto e impulso) - Sequencia coordenada de eventos na e São regidos em grande parte pelo sistema límbico (hipotálamo) Os instintos e impulsos límbicos têm grande importância nos animais inferiores Para o acasalamento diversas partes do sistema nervoso são recrutadas SN sensorial olfativo auditivo e visual Outros estim. Sensoriais Sistema Límbico SNC Sist. Motor somático Sist. Endócrino Cópula Sist. Endócrino SN Autônomo Prof. Leonardo dos Santos 18
Sistema límbico, função endócrina e comportamento reprodutor Remoção do neocórtex e do sistema límbico inibem o comportamento sexual em animais inferiores. Circuitosit límbicos apresentam diferenças anatômicas e neuroquímicas entre machos e fêmeas. Os hormônios sexuais possui forte influência sobre o sistema límbico na produção da libido e do comportamento sexual. Os hormônios sexuais modulam tanto o desenvolvimento e maturação, quanto a ação dos centros neurais para o comportamento sexual hormônios sexuais hormônios sexuais Principais áreas já identificadas: Área pré óptica medial (HIPOTÁLAMO) para machos Área pré óptica medial e núcleo ventromedial (HIPOTÁLAMO) para fêmeas Áreas MESENCEFÁLICAS identificadas para comportamento sexual (animais inferiores quadrúpedes): Substância cinzenta periaquedutal: Expressão da cifose em fêmeas durante a amamentação Expressão da lordose em fêmeas durante a cópula Área tegmental e formação reticular Execução do comportamento de monta nos machos Prof. Leonardo dos Santos 19
Porém nos humanos, diversos fatores cognitivos e mentais exercem influência muito maior na execução desta categoria comportamental SN sensorial olfativo, auditivo e visual Outros Sistema Límbico SNC Sist. Motor somático Sist. Endócrino Cópula Sist. Endócrino SN Autônomo Em humanos SNC Centros medulares e do tronco cerebral SNC Experiência Aprendizado Decisões SNC Sistema Límbico e somatosensorial Reflexos Comportamentos, integrados necessidade, ritual CÓPULA Prof. Leonardo dos Santos 20
Comportamento parental MANUTENÇÃO DA ESPÉCIE É usualmente observado em fêmeas (= comportamento maternal) Papel fundamental da área pré óptica medial, e giro do cíngulo Quando ablaciondas essas áreas, a fêmea abandona a prole ou até a devora Embora o homem apresente respostas emocionais mais complexas, é provável que os substratos nervosos sejam equivalentes: Exemplos de correlações clínicas Ataques de raiva em resposta a estímulos triviais foram muitas vezes observados em pacientes com lesão hipotalâmica após cirurgia de hipófise Comportamentos semelhantes também associados a neuropatias como influenza epidêmica e encefalite, quandodestroemdestroem neurôniosdosistema sistema límbico e hipotálamos Estimulação de núcleos amigdalianos e do hipotálamo no homem consciente é capaz de produzir sensações de raiva e medo. Prof. Leonardo dos Santos 21