Sistema

Somatossensorial

CURSO DE EXTENSÃO

Prof. Patrick Türck

Sistema Sensorial

Porção do SN diretamente relacionada com a recepção, transdução, transmissão e processamento inicial das informações originárias no próprio organismo ou meio externo

Informações adquiridas levarão a variados tipos de respostas

“A razão de percebermos o mundo é a necessidade de termos que agir sobre ele”

Processamento da Informação Sensorial

Via Aferente

Informação vai da periferia em direção ao SNC

Informação ascende (sobe) em direção ao SNC

Receptor sensorialVia sensorial/Circuito

sensorial

Centros Superiores de Integração

Modalidade SensoriaisModalidades Sensoriais – Detecção de um determinado tipo de energia

Modalidade Sub-modalidades Estímulo Específico Tipo Funcional Tipo Morfológico

Visão Luz Fotorreceptor Cones e Bastonetes

Audição Vibrações Mecanorreceptor Células Ciliadas da Cóclea

Somestesia Tato Estímulos Mecânicos Mecanorreceptor Neur. Gânglio da Raiz Dorsal

Temperatura Calor/Frio Termorreceptor Neur. Gânglio da Raiz Dorsal

Dor (Nocicepção) Estímulos Mecânicos, Térmicos e Químicos

intensos

Nociceptor Neur. Gânglio da Raiz Dorsal

Propriocepção Mecanorreceptor Neur. Gânglio da Raiz Dorsal

Gustação Estímulos Químicos Quimiorreceptor Neur. da Mucosa Olfatória

Olfação Estímulos Químicos Quimiorreceptor Células da Papila Gustativa

Principais tipos de sensibilidades que podemos experimentar

Vias SensoriaisPrincípio das Vias Rotuladas

Especialidade das fibras para conduzir uma modalidade sensorial

Cada modalidade envia suas informações para área diferente do

SNC

Áreas encefálicas específicas para cada modalidade

Exemplo: Se a fibra para tato for estimulada, o indivíduo percebe o tato porque as fibras

táteis se dirigem para áreas encefálicas específicas para o tato

Receptores SensoriaisDetectam estímulos como tato, som, luz, dor, frio e calor

Sensibilidade Diferenciada

Mecanorreceptores- Tato e vibrações

Quimiorreceptor - Gustação

Estímulo Mecânico

Estímulo Químico

Transdução dos Estímulos SensoriaisConversão da energia de um estímulo em um sinal elétrico

Estímulo (mecânico, químico, térmico...)

Altera Permebilidadede Canais

Alcança o Limiar para geração de PAs na fibra

aferente

Gera Corrente Despolarizante

Essa corrente é conhecida como Potencial Receptor

ou Potencial Gerador

Potencial Receptor ou Potencial Gerador

Sinal Elétrico

É um potencial local e graduado

Em direção ao SNC

Relação do Potencial Receptor com os PAs

Transdução dos Estímulos Sensoriais

Intensidade do Estímulo

1) Número de receptores ativados (Código de População)2) Frequência de disparos dos neurônios sensoriais da via (Código de Frequência)3) Ativação de diferentes tipos de receptores (Ex: nociceptores sendo ativados por estímulo mecânico

intenso)

Transdução dos Estímulos Sensoriais

Código de Frequências –frequência de disparos éproporcional à quantidadede estímulos

Adaptação Sensorial

Perfil Temporal do Potencial Gerador

Potencial Gerador apresenta amplitude que declina com o tempo, mesmo na presença de estímulo contínuo e de mesma intensidade

Esse declínio é chamado de ADAPTAÇÃO SENSORIAL

Diferentes mecanismos de adaptação para cada receptor

Ex: Nos olhos, os cones e bastonetes modificam as concentrações de susbtânciasquímicas sensíveis à luz

Adaptação Sensorial

No caso dos mecanorreceptoresTem se estudado com mais detalhes o

Corpúsculo de Pacini

Corpúsculo de Pacini (um tipo de receptor sensorial

envolvido no tato)

Redistribuição do líquido no interior do Cospúsculo após o estímulo que desencadeou o Potencial Gerador

1

Potencial Gerador desaparece mesmo com a contínua compressão

2 Processo de Acomodação na fibra nervosa Inativação progressiva dos canais de sódio

Período Refratário ocorre

Adaptação SensorialA Adaptação Sensorial pode ser de duas formas:

Adaptação Lenta – Receptores Tônicos

Esses receptores continuam a transmitir os impulsos para o SNC durante todo o tempo em que o estímulo estiver presente

Atributos espaciais dos estímulos (tamanho e forma)

Adaptação Rápida – Receptores Fásicos ou de Transição do Estímulo

Não podem ser usados para transmitir sinais contínuos; são estimulados apenas quando a força do estímulo se altera

Atributos temporais dos estímulos (velocidade)

Adaptação Sensorial

Campo receptivoÁrea do corpo que, quando estimulada, altera a frequência de disparos do neurônio sensorial

Apresentam tamanho variável

O campo receptivo pode ser excitatório ou inibitório

Os campos receptivos podem se sobrepor

Existem campos receptivos paraneurônios de primeira ordem,segunda ordem e assim pordiante

Campo receptivo

Campo receptivo

Discriminação entre 2 pontos

Sistema Somatossensorial - Tato

Mecanorreceptores para a Informação Tátil

Se distinguem quanto à frequência deestímulo, pressões preferenciais e tamanhodo campo receptivo

Localização distinta nas diversas camadas da pele

Mecanorreceptores para a Informação Tátil

Terminações nervosas livres (pelos) e especializadas

Densidade dos receptores muda conforme a região do corpo

Sistema Somatossensorial - Tato

Receptores Com Terminações EspecializadasAtivação combinada produz sensação de contato com o objeto

Localização de estímulo é codificadapela distribuição espacial dapopulação de receptores ativados

Observar os campos receptivos; diferentes resoluções espaciais

Observar como o tipo deadaptação é característica decada receptor

Discos de Merkel

Fibras de adaptação lenta; limiar baixo de ativação

Cerca de 25% dos aferentes mecanossensoriaisdas mãos

Pontas dos dedos ricas nesses receptores

Únicos que transmitem informações a partir de células receptoras localizadas na epiderme

Em elevações de dobras epidérmicas que se

projetam para a derme

Apresentam a melhor resolução espacial dentro todos os mecanorreceptores

Altamente sensíveis a pontas, bordas e curvaturas Ideais para o processamento de formas e texturas

Corpúsculos de Meissner

Fibras de adaptação rápida

Cerca de 40% dos aferentes mecanossensoriais das mãos

Formados por cápsula de tecido conjuntivo; no centro temos de 2 a 6 fibras nervosas aferentes

São os mais próximos da superfície da pele

Nas elevações das papilas dérmicas adjacentes às bordas epidérmicasSão mais de 4x mais sensíveis a deformações na pele

em comparação com os Discos de Merckel

Maior campo receptivo; reduzida resolução espacial

Detecção de deslizamento entre a pele e um objeto segurado na mão

Eficiente preensão manual – Agarrar objetos

Terminações de Pacini

Fibras de adaptação rápida

Cerca de 10 a 15% dos aferentes mecanossensoriais das mãos

Cápsula atua como filtro; estímulos de alta frequência são percebidos

Localizados mais profundamente na derme ou no tecido subcutâneo

Campos receptivos grandes e de difícil definição

Detecção da velocidade do estímulo

Sensação de vibração de um objeto com a pele

Aparência de “cebola” camadas de membrana concêntrica cercando uma única fibra aferente

Terminações de PaciniObservar a adaptação do Corpúsculo de Pacini

Encapsulação retirada, deixando a terminação axonal livre

Observar que a cápsula não é necessária para a mecanorrecepção,

porém a adaptação passou a ser lenta

Situação normal (cápsula intacta ao redor da fibra sensorial)

Terminações de Ruffini

Fibras de adaptação lenta

Localizados profundamente na pele, bem como em tendões e ligamentos

Estão em paralelo com as linhas de tensão da peleLocalizados mais

profundamente na derme

Sensíveis ao estiramento cutâneo; estímulos gerados internamente

Representação acurada das posições dos dedos e da conformação da mão

Cerca de 20% dos mecanorreceptores das mãos

Especializações capsulares alongadas, com formato de fuso

Permite melhor resolução espacial

Permite melhor resolução temporal

Axônios Aferentes Primários

Axônios aferentes primários apresentam diâmetro e mielinização

distintas

Axônios que levam as informações dos receptores sensoriais até a

medula espinhal ou tronco encefálico

Axônios dos nervos cutâneos comumente designados por Aα, Aβ, Aδe C; Axônios que inervam músculos e

tendões designados por números romanos (I, II, III e IV)

Organização dos Circuitos Centrais - ME

Aqui estão os mecanorreceptoresque vimos (Merckel, Pacini, Meissner, Ruffini), em uma

extremidade do neurônio de Primeira Ordem

Aqui estão os corpos celulares dos neurônios de Primeira Ordem (neurônios pseudounipolares)

Vejam que a outra extremidade está entrando na ME e ascendendo (subindo)

Organização Segmentar da Medula Espinhal

Gânglios da raiz dorsal cervicais

Gânglios da raiz dorsal tórácicos

Gânglios da raiz dorsal lombares

Gânglios da raiz dorsal sacrais

30 segmentos bilaterais divididos em 4 grupos

Organização dos Circuitos Centrais – ME e Dermátomos

Organização segmentar dos nervos espinhais e

inervação sensorial da pele estão relacionadas

Área da pele inervada pelas raízes dorsais (direita e

esquerda) de um únicos segmento espinhal recebe o

nome de DERMÁTOMO

Correspondência de um-para-um entre os

segmentos espinhais e os dermátomos

Organização dos dermátomos melhor observada na posição

quadrúpede

Organização dos Circuitos Centrais – MEColuna Dorsal ou Funículo Posterior

Organização dos Circuitos Centrais – ME

Organização dos Circuitos Centrais –Bulbo

Neurônios carregando informações do táteis e

proprioceptoras ascendem ipsilateralmente até o bulbo

Fazem sinapse com neurônios de Segunda

Ordem no bulbo, na região dos Núcleos da

Coluna Dorsal

Organização dos Circuitos Centrais – Bulbo

1

2

3

1

2

3

Núcleos da Coluna Dorsal

Organização dos Circuitos Centrais – Bulbo

Os neurônios de Segunda Ordem deixam os núcleos da coluna dorsal e CRUZAM a linha média (informação que

vinha da direita passa a ser percebida pela parte esquerda do SNC e vice-e-versa).

Cruzar = DECUSSAÇÃO palavra derivada do numeral romano X (decem)

Essa fibras que cruzam, formam um trato (grupamento de neurônios com mesma origem e mesmo destino) chamado de LEMNISCO MEDIAL

Via da Coluna Dorsal-Lemnisco Medial/ Via do Funículo Posterior-Lemnisco Medial

Organização dos Circuitos Centrais – Tálamo e Córtex Somatossensorial Primário

Axônios de Segunda Ordem chegam até o tálamo – Núcleo Ventral Posterior Lateral, onde fazem sinapse com os neurônios de Terceira Ordem

Neurônios de Terceira Ordem enviam seus axônios em direção ao córtex – Córtex Somatossensorial Primário na região do giro pós-central

Via Dorsal-Lemnisco Medial

Organização dos Circuitos Centrais – Informações Táteis da Face – Nervo Trigêmeo

Cada ramo (oftálmico, maxilar e mandibular) inerva um território da face (incluindo os dentes e as

mucosas oral e nasal)

Gânglio Trigeminal ou

Semilunar

Organização dos Circuitos Centrais – Informações Táteis da Face – Nervo Trigêmio

Via Lemnisco-Trigeminal

Localizado na ponte; é análogo aos núcleos da coluna dorsal que vimos antes

Núcleo Ventral-posterior-medial

Córtex SomatossensorialCórtex Somatossensorial Primário dividido em 4

regiões (Áreas de Brodmann)

Maior parte dos mecanorreceptores táteis chegam na área 3b

Área 3a recebe principalmente informações dos proprioceptores

Áreas 1 e 2 recebem projeções da área 3b:

Lesões na área 1: déficit em discriminar texturas de objetos

Lesões na área 2: déficit de discriminar tamanho e forma de objetos

Córtex SomatossensorialRecebem projeções diretas da área 2 e fornecem sinais às áreas

motora e pré-motora do córtex cerebral

Importante quando falarmos dos proprioceptores

Área Associativa (aprendizagem e

emoções

Córtex Somatossensorial – Mapa Somatotópico

Córtex Somatossensorial– Plasticidade

Reorganização dos mapas somatotópicos corticais

Alterações de campos receptivos e de sinapses

Sistema Somatossensorial – Nocicepção

Terminações nervosas que iniciam a sensação de dor são chamadas de Nociceptores

Em latim: “nocere” = machucar

Como os mecanorreceptores que vimos, transduzem uma variedade estímulos em potenciais receptores, que podem disparar potenciais de ação nas fibras aferentes

Originam-se de corpos celulares nos gânglios das raízes dorsais (ou no gânglio do trigêmeo no caso da face)

Axônios nociceptivos apresentam terminações livres na periferia (ou seja, não há especializações)

Sistema Somatossensorial – Nocicepção

Classificação se dá de acordo com aspropriedades dos axônios (já vimos)

Velocidades de condução mais lentas se comparados aos axônios dos mecanorreceptores

Três classes de aferentes nociceptivos:

Nociceptores Mecanossensíveis Aδ

Nociceptores Mecanotérmicos Aδ

Nociceptores Polimodais (respondem a estímulos mecânicos, térmicos e químicos) –associados de modo específico a fibras C

Hiperalgesia e Sensibilização da DorHiperalgesia: resposta exagerada a um estímulo nocivo

Exemplo: Estímulos na área da lesão ou área ao redor da lesão após um corte ou escoriação

Mudança na sensibilidade neuronal da região (Sensibilização Periférica)

Resposta inflamatória contribui para o recrutamento de mais fibras aferentes

nociceptoras

Nociceptores sensíveis a estímulos químicos (Histamina, Bradicinina,

ATP, Serotonina)

Organização Dos Circuitos Centrais - Aferentes Primários e Mecanismos Espinhais

Entrada dos axônios de neurônios nociceptivos pelas raízes dorsais da ME

Fazem sinapse no corno dorsal da ME (origem dos Neurônios de Segunda Ordem)

Os Neurônios de Segunda Ordem cruzam a linha média e ascendem

contralateralmente até o tálamo no quadrante anterolateral

Via Anterolateral ou Via do Funículo Anterolateral

Organização dos Circuitos Centrais – Tálamo e Córtex Somatossensorial

Neurônios de Segunda Ordem, após cruzarem a linha média, ascendem até o tálamo (Núcleo Ventral Posterior Lateral) – mesma região que vimos para o tato

Neurônios de Terceira Ordem enviam seus axônios em direção ao córtex – Córtex SomatossensorialPrimário na região do giro pós-central

Esse trato que vai do corno dorsal da ME até o tálamo é chamado de ESPINOTALÂMICO

Percepção da Dor na Face –Nervo Trigêmio

Lembra o que vimos para as informações táteis na face

Informação nociceptiva chega até o Núcleo Espinhal do Complexo Trigeminal, fazendo sinapse com

Neurônio de Segunda Ordem

Ocorre cruzamento da linha média e sinapse com os Neurônios de Terceira Ordem no tálamo

Informação segue do tálamo até o Córtex Somatossensorial Primário

Vias Paralelas da Dor

Os Neurônios de Segunda Ordem podem também fazer sinapses no

Núcleo Ventral Posterior Medial do tálamo

Informação ao córtex insular

Os Neurônios de Segunda Ordem podem também fazer sinapses no

Núcleo Ventral Posterior Medial do tálamo

Informação ao córtex cingulado

Aspectos EMOCIONAIS da dor

A via ainda é ESPINOTALÂMICA

Vias Paralelas da Dor

Os Neurônios de Segunda Ordem podem também seguir em direção à

ponte e ao bulbo

Áreas da Formação Reticular

Importantes áreas na modulação descendente da dor

Ativam interneurônios liberadores de opióides endógenos (encefalina, por

exemplo)

Trato é chamado de ESPINORRETICULAR

Vias Paralelas da Dor

Os Neurônios de Segunda Ordem podem também seguir em direção à

ponte e ao bulbo

Áreas da Formação Reticular

Importantes áreas na modulação descendente da dor

Neurônios Noradrenérgicos da Formação Reticular

Interneurônios no Corno Dorsal da ME

Ativam interneurônios liberadores de opióides endógenos (encefalina, por

exemplo)

Encefalina

Ativam condutância do potássio (hiperpolariza o neurônio de

Segunda Ordem)

Vias Paralelas da Dor

Os Neurônios de Segunda Ordem podem também seguir em direção

ao mesencéfalo

Importante área na modulação descendente da dor

Área da Substância Cinzenta Periaquedutal

Envia projeções para os Núcleos da Rafe (Neurônios serotoninérgicos)

Essa trato é chamado de ESPINOMESENCEFÁLICO

Vias Paralelas da Dor

Os Neurônios de Segunda Ordem podem também seguir em direção

ao mesencéfalo

Importante área na modulação descendente da dor

Área da Substância Cinzenta Periaquedutal

Ativam interneurônios liberadores de opióides endógenos (encefalina, por

exemplo)

Envia projeções para os Núcleos da Rafe (Neurônios serotoninérgicos)

Teoria do “Portão da Dor”Interações locais entre aferentes

mecanossensoriais e circuitos neurais da dor

Fluxo da informação nociceptiva é modulado também pela ativação concomitante de fibras

mecanossensoriais Aβ

Ativação de interneurôniosinibitórios (liberam opiódeis

endógenos)

É o famoso “esfregar o local da batida após uma pancada”

Temperatura e Termorreceptores

Receptores distintos para calor ou para frio; áreas da pele sensíveis

exclusivamente a um desses estímulos

Canais iônicos sensíveis a mudanças de temperatura (canais TRP)

Termorreceptores expressam apenas um tipo de canal (sensibilidades distintas à

temperatura)

Ati

vid

ade

do

Can

al

Mudança na tensão sobre os fosfolipídeos da membrana plasmática abertura de proteínas canais

(exemplo: canais de sódio)

Termorreceptores e ViaObservar a ativação dos termorreceptores de frio de calor quando há alterações de temperatura

Mesma via ascendente da percepção da dor (Via Antero-Lateral ou do Funículo Antero-Lateral) através

do trato Espinotalâmico