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Sistema nervoso: estrutura e função

Prof. Gabriel Dias Rodrigues Doutorando em Fisiologia – UFF

Laboratório de Fisiologia do Exercício Experimental e Aplicada

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.

Sistema nervoso

Sistema nervoso central (SNC) Encéfalo Medula espinhal

Sistema nervoso periférico (SNP)

Sensorial Motor

Somático Autônomo

Simpático Parassimpático

Organização dos sistema nervoso

Organização dos sistema nervoso

SNC

SNP

•Responde aos estímulos (voluntário e involuntário) •Controle do ambiente interno •Aprendizado e memória

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

SNC SNP

Powers & Howley, 2009

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).

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.

Estrutura de um neurônio

Brasil escola

Estrutura de um neurônio

Diâmetro do axônio Velocidade de transmissão neural Axônios com maior bainha de mielina Impulsos mais rápidos

Powers & Howley, 2009

Estrutura de um neurônio

Powers & Howley, 2009

Estrutura de um neurônio

Powers & Howley, 2009

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

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.

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

Despolarização - Potencial de ação - Repolarização

Lei do tudo ou nada – “disparo de uma arma”

Powers & Howley, 2009

Transmissão sináptica

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

Impulso nervoso

Vesículas sinápticas (neurônio pré-sináptico)

Liberação de neurotransmissores para o interior da fenda sináptica

Receptores de membrana-alvo

Abertura dos canais

Powers & Howley, 2009

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

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.

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

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.

Arco reflexo

2

3 4 4

PIPS

Inibição recíproca Reflexo de extensão cruzada

1

5

Powers & Howley, 2009

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.

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

Funções de controle motor do encéfalo

Powers & Howley, 2009

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) síntese de dopamina

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

Córtex motor Movimento coordenado (estímulo à estruturas subcorticais) Somatório de estímulos – “plano de movimento”

Cerebelo • Coordenação e monitoração de movimentos complexos

• Controle do movimento ao feedback dos proprioceptores

• Movimentos balísticos rápidos – córtex motor

Funções motoras da medula espinhal

• Arco reflexo – controle involuntário

• Sintonia medular – “refinamento adicional”

Powers & Howley, 2009

Controle das funções motoras

Passos no plano do movimento Estrutura

Áreas corticais

e subcorticais

Córtex de associação

Gânglios

da base Cerebelo

Tálamo (diencéfalo)

Córtex motor

Unidades motoras

Impulso inicial

para se mover

Planejamento do movimento

“esboço grosseiro”

Planejamento do movimento fino

Estação de revezamento

Executante final do plano motor

Execução do movimento desejado

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

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.

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

Powers & Howley, 2009

VARIABILIDADE DA FREQUÊNCIA CARDÍACA (VFC)

REGULAÇÃO AUTONÔMICA CARDÍACA

ATIVIDADE SIMPÁTICA

ATIVIDADE PARASSIMPÁTICA

Buchheit, 2005

Figura 1 – Exemplo do poder espectral de um voluntário em posição supina (SUP) e ortostática (ORT).

SUP ORT

Dados ainda não publicados

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

dias5gabriel@gmail.com

OBRIGADO!