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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
