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Anatomia do Sistema Nervoso Central Autran J. Silva Jr ANATOMIA DO SISTEMA NERVOSO CENTRAL A fisiologia do SNC é a ciência que estuda o funcionamento do sistema nervoso central, como interpretações sensações, como geração e controle dos movimentos e controle funções autonômicas (sede, fome, saciedade, controle cardiovascular, endócrino, crescimento e desenvolvimento humano, e outras). No entanto para entendermos o funcionamento do SNC (sistema nervoso central) teremos que estudar como ele recebe e envia informações para o meio ambiente e corpo humano (potencial de ação) e como as células cerebrais, isto é, os neurônios comunicam entre si (sinapse). 1. ANATOMIA DO SNC 1.1. Divisão do SN A. SN Central: inclui o encéfalo e a medula espinhal, localizados no crânio e canal vertebral. B. SN periférico: 12 pares de nervos cranianos e ramos, 31 pares de nervos espinhais e ramos. 1.2. Tipos de células nervosas A. Neurônios Formado de corpo celular, dendritos e axônio. O corpo celular possui núcleo e processo de transmissão de impulso elétrico para o e do corpo celular. Um axônio, extensão citoplasmática única, leva os impulsos para o e do corpo celular. E o dendrito permite comunicação entre neurônios. O axônio possui um envoltório externo formado por células de Schwann e chamado de bainha de mielina. O axônio é totalmente coberta, exceto nas terminações e em constrições periódicas denominadas de Nodos de SISTEMA NERVOSO CENTRAL Interpretação das sensações e geração da resposta Áreas sensitivas visuais, olfativas, auditivas, gustativas e somestésicas Área de Wernicke e Pré-frontal Áreas de Controle do movimento Corticais Córtex Motor Iº, Pré-Motor, Suplementar, Broca, Gânglios basais e Rombencéfalo Cerebelo Áreas de Controle das Funções Autonômicas Rombencéfalo SNA Simpático e Parassimpático Anatomia do Sistema Nervoso Central Autran J. Silva Jr Ranvier. A mielina contém 80% de lipídios (isolante e aumenta a velocidade dos impulsos elétricos: condução saltatória). B. Classificação dos neurônios B.1. Sensitivos ou Aferentes: levam impulsos da pele ou outro órgão sensorial para o SNC (o sentido é da periferia para o SNC). B.2. Motores ou Eferentes: levam impulsos para fora do SNC, aos músculos e glândulas (o sentido é do centro para a periferia). B.3. Interneurônios: situam dentro do SNC recebem informações dos sensitivos e se comunicam entre si ou com neurônios motores. 2. POTENCIAL DE AÇÃO NEURAL E SINAPSE A função do encéfalo é o controle de todas as funções corporais e para isto ele está constantemente recebendo informações do corpo e do meio ambiente (denominamos tais informações de sensações) e também gerando respostas para o corpo e meio ambientes (respostas motoras). Para que ocorra tal integração é necessária uma intensa comunicação e trocas de informações, essas informações são trocadas através de estímulos ou impulsos elétricos, como também chamados de potenciais de ação. 2.1. Potencial de Membrana ou de Repouso A membrana celular possibilita dois meios distintos no neurônio, o meio intra (tudo que está dentro dele) e o meio extracelulares (ou interstício: tudo que está fora dele). Esses meios apresentam a mesma constituição, porém com diferentes concentrações. Isto é, os meios possuem glicose, aminoácidos (Aa), sódio (Na+), potássio (K+), cálcio (Ca++), cloro (Cl-) e outras, mas algumas estão mais presentes no meio intra (K+) e outras mais no meio extra (Na+). Todas essas substâncias apresentam cargas elétricas, sendo algumas positivas ou cátions (Na+, K+ e Ca++) e algumas negativas ou ânions (Cl-, HCO-3 e proteínas). Assim temos que o meio intracelular apresenta ânions que cátions e, portanto, passaremos a assumir que o meio intra é negativo (mesmo que tenha uma grande quantidade de K+, mas ele e os demais cátions não são suficientes para tornar o meio positivo). Como também, assumiremos que o meio extra apresenta uma relação contrária, isto é, apresenta mais cátions que ânions, assim diremos que o meio extra é positivo (principalmente devido a grande concentração de Na+). Esta diferença nas cargas elétricas entre os dois meios pode ser medida e denomina-se de Potencial de Repouso. Numa fibra nervosa essa voltagem é de - 70mV (milivolt). Isto é, feita a mensuração de voltagem entre os dois meios, o potencial interno da fibra é -70mV mais negativo que o potencial no líquido extracelular. O motivo para essa diferença se deve ao fato de existirem no meio intracelular do neurônio muitos ânions que cátions (como comentado anteriormente). Devido as suas capacidades de difusão, o Na+ e o K+ são os íons capazes de alterar esse potencial de repouso. Visto que, as proteínas, compostos orgânicos de fosfatos e sulfurados não são capazes de difundirem pela membrana. Quando um neurônio não está transmitindo informação para o SNC ou para fora dele, é denominado de potencial de repouso e nesse momento, teremos que o neurônio apresenta uma polaridade de -70mV, uma alta concentração de K+ no meio intracelular e uma alta concentração de Na+ no meio extracelular. 2.2. Íons Sódio (Na+) e Potássio (K+) Todas as substâncias distribuídas entre os meios estão com diferentes concentrações, o Na+ é mais concentrado no meio extracelular e o K+ é mais concentrado no meio intracelular. Existe uma tendência normal de todas as substâncias buscarem se igualar entre os meios. Assim, o Na+ difunde pela membrana e para dentro da célula e o K+ difunde em sentido contrário. Mas, essas difusões alteram o equilíbrio entre os ânions e os cátions (alteram a polaridade da membrana). Anatomia do Sistema Nervoso Central Autran J. Silva Jr Para o encéfalo receber sensações e enviar ações motoras, ele utiliza o axônio e os dendritos, através do impulso ou estímulo elétrico ou POTENCIAL DE AÇÃO NEURAL (PA). Para gerar esse PA, o encéfalo altera o potencial de repouso, ou melhor, altera as [Na+] e de [K+]. Assim, quando um estímulo elétrico é transmitido ao longo de um axônio, o potencial de repouso passa por uma série de variações que, no seu conjunto, denominam-se de potencial de ação. 2.3. Potencial de Ação Neural Os sinais neurais são transmitidos por PA, que são variações rápidas do potencial de repouso. Todos os PA começam por variação abrupta do potencial de repouso, que é negativo (-70mV), para um potencial positivo (+30mV), terminando por retornar, quase igualmente rápido, ao potencial negativo. Essa variação súbita do potencial e seu retorno é o potencial de ação. Para a condução de um sinal nervoso, o PA se desloca ao longo do neurônio, até chegar aos músculos (neurônio motor) ou chegar ao encéfalo (neurônio sensitivo). A. Fases do Potencial de ação O PA apresenta 2 fases, a 1ª denomina-se despolarização e a 2ª repolarização. Logo após essas fases, temos um período denominado de refratário que será estudado a frente. A. Despolarização Despolarização representa a perda da polaridade do meio intracelular do neurônio. Neste momento o meio perde a polaridade de -70mV (negativo) que passa a ser positiva (causada pela entrada do Na+). Observe a figura acima, nela temos que tanto o Na+ quanto K+ apresentam canal específico e que em ambos as comportas de ativação estão fechadas. Assim não há difusão e, portanto não a despolarização. Perceba também que no gráfico a voltagem continua em -70mV (potencial de repouso). Na despolarização a membrana celular, subitamente fica muito permeável aos íons Na+ e ele difunde do meio extra para o meio intra (do meio de maior concentração para o meio de menor). Como o meio extra perde carga positiva (pela saída do Na+) ele torna-se negativo. Mas, o meio intra ganha carga positiva (pela entrada do Na+) Anatomia do Sistema Nervoso Central Autran J. Silva Jr e torna-se positivo. Observe que somente a comporta do canal do Na+ abriu e permitiu influxo (entrada) desse cátion. No gráfico, percebemos que houve um aumento da polaridade da membrana, saindo de -70 e indo para +30mV, fenômeno denominado de despolarização, o neurônio perdeu a polaridade. B. Repolarização Após alguns décimo de milésimos de segundos após, os canais de Na+ começam a se fechar diminuindo sua difusão e os canais de K+ se abrem mais do que o normal. Como resultado, há rápida difusão de K+ para o meio extracelular (do meio mais concentrado para o meio menos) restabelecendo a voltagem negativa dentro da célula (de +30mV para -70mV). Essa mudança rápida na voltagem (despolarização e repolarização) denomina- se Potencial de Inversão ou Overshoot. Assim o meio intra perde cargas positivas com a saída de K+ e torna-se novamente negativo e o extra que estava negativo (pela difusão de Na+ na fase de despolarização) torna-se, novamente positivo com a entrada de K+. Nessa figura observe que o canal do Na+ está fechado e não permite sua difusão desse íon, mas o canal do K+ abre e há efluxo (saída) para o meio extracelular. No gráfico observamos também (em vermelho) o início do retorno da polaridade ao seu valor normal com a saída de K+ (carga positiva). C. Período Refratário Ao final da repolarização temos que uma elevada [Na+] no meio intracelular e [K+] no meio extracelular o que está ao contrário em relação ao repouso e a polaridade próxima a -70mV. Nesse momento então há necessidade de retornar o Na+ para o meio extra e o K+ para o meio intra, através de um transporte ativo (com gasto de energia) denominado de bomba de Na+-K+. A bomba sempre bombeia 3 Na+ para o extra e traz 2 K+ para dentro. A bomba funciona continuamente, não parando nunca, mas durante as fases de despolarização e repolarização, tanto a difusão de Na+ quanto de K+ são mais efetivas que ela, assim há deslocamento efetivo de cargas. Quando a polaridade estiver chegando a -70mV, muito Na+ no meio extracelular e muito K+ no meio intracelular, o neurônio está em potencial de repouso e pronto para outro potencial de ação. 2.4. Lei do Tudo ou Nada e Limiar de Excitabilidade O PA ocorre segundo um princípio denominado de Lei do Tudo ou Nada: se a despolarização ultrapassar a polaridade de -55mV haverá PA, mas se não atingir não haverá. Assim sendo a polaridade de -55mV passa a ser denominada de limiar de excitabilidade, pois se ultrapassar haverá PA. Anatomia do Sistema Nervoso Central Autran J. Silva Jr 2.5. Canais Voltagem-Dependentes de Na+ e K+ São canais que dependem da polaridade para funcionar, eles permitem explicar porque o canal de Na+ abri sempre 1º e despolariza na frente do canal de K+. O funcionamento desses canais é bastante simples: em - 70mV ambos estão fechados, mas em polaridade entre -70 e +30 estão abertos e em +30 estão fechados. Assim sendo, eles trabalham juntos, portanto, abrem e fecham juntos, mas o canal de Na+ é bem mais rápido que o do K+. Quando ambos abrem, o canal do Na+ abre mais rápido e permite influxo desse íon e a despolarização, no final dessa fase os canais do K+ abrem efetivamente e permitem efluxo desse íon, permitindo assim a repolarização. Os canais de Na+ são chamados também de canais rápidos enquanto que os canais de K+ de lentos. 2. Transmissão de informações entre neurônios – SINAPSES Para uma interpretação de uma sensação ou mesmo para a elaboração de uma resposta motora, há necessidade de que um conjunto de neurônios interprete, analise, gere a respostas e a execute. Mas nesse processo, eles têm que comunicarem entre si, a comunicação entre neurônios chama de sinapse. Existem 2 tipos de sinapses: químicas e elétricas. 2.1. Sinapse química Ela ocorre quando um neurônio necessita transmitir uma informação (conjunto de potenciais de ação) para um outro, mas o maior problema é que eles não se tocam e sendo assim o PA não passa de maneira contínua, havendo necessidade de uma seqüência de eventos para a transmissão ser efetivada. A sinapse pode ser excitatória (quando há transmissão de PA) ou inibitória (quando não ocorre). A figura mostra uma sinapse entre 2 neurônios, onde o PA será transmitido do neurônio azul para o outro. A. Excitatória A sinapse excitatória segue os seguintes eventos: A. Quando PA chega ao botão (azul) pré-sináptico permite a abertura dos canais e influxo de Na+ que despolarizam. Mas, também, abertura dos canais voltagem-dependentes e influxo de Ca++; Anatomia do Sistema Nervoso Central Autran J. Silva Jr B. O Ca++ ativa uma seqüência de proteína, a 1ª solta a vesícula sináptica (bolsas que armazenam neurotransmissores) dos microtúbulos. A 2ª, SNARES, encaminha a vesícula para próxima da membrana do botão e a 3ª RABS permite a fusão entre a vesícula e a membrana permitindo liberação do neurotransmissor acetilcolina na fenda sináptica; C. Localizados na membrana pós-sináptica, os receptores de acetilcolina (nicotínico e muscarínico) abrem com o acoplamento dela e permitem influxo de Na+ e D. Com a difusão de Na+ para meio interno da membrana pós-sináptica, ocorre despolarização e consequentemente a transmissão do PA para o outro neurônio. B. Inibitória Sua anatomia e funcionamento são idênticos à excitatória, exceto nos seguintes itens: 1º. O neurotransmissor denomina-se GABA (inibitório); 2º. O GABA apresenta dois receptores localizados na membrana pós-sináptica GABAA (permite efluxo de Cl-) e GABAB (permite efluxo de K+) 3º. Com a saída de carga elétrica positiva (K+) e a entrada de carga elétrica negativa (Cl-), o neurônio pós- sináptico torna-se mais negativa ainda (polaridade pode passar a ser de -75mV). 3. ÁREAS DE INTERPRETAÇÃO DAS SENSAÇÕES E ELABORAÇÃO DA RESPOSTA Durante 24h/dia nosso SNC recebe informações do corpo e meio ambiente, as interpreta e gera respostas. Para a realização de tal mecanismo há necessidade de estruturas extremamente específicas, são elas: 3.1. Receptores, neurônios sensitivos, 3.2. Medula espinhal e 3.3. Áreas cerebrais. 3.1. Receptores Definido como sendo uma terminação periférica de um neurônio sensitivo que é sensível a um dado estímulo. O estímulo causa alterações que induzem um PA para o SNC. A. Classificações de acordo com os estímulos excitatórios. # mecanorreceptores: ativado por estímulo mecânico do próprio receptor ou área adjacente; # quimiorreceptores: ativado por estímulo químico (olfato, PO2, PCO2 e outras); # termorreceptores: ativado por estímulo térmico (calor e frio); # eletromagnéticos: ativado por ondas eletromagnéticas (luz e som); # nociceptores: ativado por estímulos nocivos (dor). Anatomia do Sistema Nervoso Central Autran J. Silva Jr B. Anatomia dos receptores Os receptores possuem várias formas, mas todos possuem um neurônio sensitivo. Essa terminação tem a função de detectar alterações ocorridas no organismo e gerar potenciais de ação para o SNC. C. Tipos de receptores C.1. Terminação nervosa livre: detecta dor. C.2. Ponta expandida: localizado em todo o corpo, detecta tato e a pressões discretas na pele. C.3. Pelo tátil: tato superficial. C.4. Pacini: tato profundo. C.5. Meissner: localizados na pele, mãos, lábios e pontas dos dedos: detectam tato discreto. C.6. Krause: detectam sensações sexuais. C.7. Ruffini: localizados nas articulações, detectam amplitude articular. C.8. Órgão Tendinoso de Golgi: localizados nos tendões musculares, detectam tensão muscular. C.9. Fuso Muscular: localizados nas fibras musculares, detectam variação de comprimento muscular. Órgão Tendinoso de Golgi Fuso muscular 3.2. Medula Espinhal Anatomia do Sistema Nervoso Central Autran J. Silva Jr Localizada dentro do canal vertebral é a porção contínua do tronco cerebral (bulbo). Sua função é a transmissão de sinais sensitivos para o e motores do encéfalo. Um corte transversal revela uma região externa branca e uma interna cinza. A. Substância Branca: formada por tratos descendentes (levam sinais motores do encéfalo para os músculos) e ascendentes (levam sinais sensitivos da periferia para o encéfalo). B. Substância Cinza: possui a forma de H, cada ponta forma uma raiz. É pelas posteriores ou dorsais ou sensitivas que a medula recebe as sensações. E pelas raízes anteriores ou ventrais ou motores é saem os sinais motores. Ainda dentro da substância cinza existem os interneurônios, cuja função é interligar as raízes sensitivas com as raízes motoras. Sendo assim, o sinal sensitivo chega à medula pelas raízes dorsais, fazem sinapse com os interneurônios e podem seguir 2 caminhos: 1º caminho: os interneurônios fazem sinapses com os neurônios motores e promovem uma contração muscular sem a participação do encéfalo (ação denominada de reflexo medular). 2º caminho: os interneurônios fazem sinapses com os tratos ascendentes da substância branca e ascendem para o encéfalo para serem analisados. Assim portanto toda sensação somestésica que chega a medula irá para tálamo e depois para as áreas corticais sensitivas. 3.3. Áreas Cerebrais O SNC é dividido em substância cinza ou córtex (composta por corpos celulares e dendritos) e branca (axônios mielinizados). A primeira menção sobre o termo encéfalo foi no Egito Antigo, referia-se a "parte do sistema nervoso que está contida no crânio". A maior massa do sistema nervoso contém bilhões de células, pesa aproximadamente 1380g em adulto. Cresce rapidamente até o quinto ano e para aos 20 anos, na velhice chega a diminui seu tamanho. Pode dividi-lo em: A. Encéfalo anterior ou Telencéfalo: dividido em lobos frontal (amarelo), parietal (verde), occipital (azul) e temporal (vermelha) ou por números (classificação de Broadmann). A camada superior é cinza e seu interior é branco. B. Encéfalo medial (diencéfalo): área semiconsciên- cia, abaixo do telencéfalo, constituída pelo: tálamo (estrutura ovalado azul no centro), hipotálamo (roxa, abaixo do tálamo em formato da letra V), sistema límbico e núcleos da base. C. Encéfalo posterior (rombencéfalo): área incons- ciente interliga a medula com diencéfalo. Constituído pelo tronco cerebral (mesencéfalo, ponte e bulbo) e cerebelo. A. Diencéfalo Localizado abaixo do corpo caloso e acima do mesencéfalo suas estruturas são: o tálamo, o hipotálamo, o sistema límbico (as principais estruturas), o epitálamo e o subtálamo. A.1. Tálamo Órgão par, localizado entre o 3º ventrículo e córtex cerebral e imediatamente acima do mesencéfalo (estrutura ovalado de cor azul na figura acima). Formado por inúmeros núcleos distintos; devido a sua localização quase Anatomia do Sistema Nervoso Central Autran J. Silva Jr todos os sinais sensitivos passam por ele possui conexões com o córtex cerebral. Ele, portanto, atua direcionando as sensações para os lobos específicos do córtex cerebral ou áreas profundas do encéfalo. É capaz de uma identificação grosseira do estímulo e através de suas conexões, enviá-lo para áreas específicas. Durante o processo evolutivo encefálico, o córtex cerebral teve origem como um derivado do tálamo. Sendo assim, o tálamo é constituído de áreas correlatas com o córtex, que o possibilita a interpretação grosseira da sensação e o seu direcionamento para áreas específicas corticais. B. Telencéfalo Com o aumento do tamanho do cérebro na fase evolutiva, a substância cinza expandiu-se despropor- cionalmente em relação à substância branca e principal- mente à caixa craniana, onde a superfície enrola-se e dobra-se sob si mesma formando os sulcos e fissuras. Formado por dois hemisférios unidos pelas comissuras, feixe espesso de fibras nervosas, onde a maior é o corpo caloso (além de unir os hemisférios permite a comunicação entre eles). A camada externa de cor cinza, durante o período da Renascença, os médicos referiam-se como sendo "a sede da inteligência". Em 1860, Paul Broca relaciona que uma área do lobo frontal relaciona com a fala. Em 1909, K. Broadmann relata que o córtex é formado por 6 camada celulares e o enumera em 52 partes diferentes. Outra classificação é de acordo com os ossos da caixa craniana (divisão em lobos) e a mais simples baseia-se em relação às porções que estão anterior (pré-frontal e áreas motoras) e posterior (áreas sensitivas) ao sulco central. B.1. Lobo Parietal Lobo Parietal: Lobo de cor verde, imediatamente posterior ao sulco central MAPA CORPORAL Localizado entre os lobos e posterior a ele (1, 2, 3, 5, 7 e 43), apresenta as funções de interpretar as sensações somestésicas e gustativas. # Córtex Somestésico: interpreta sensações corporais: posição do corpo no espaço e sensações provindas destas partes, como: tato, temperatura, propriocepção e dor. É dividida em 2 corteres somestésico: Anatomia do Sistema Nervoso Central Autran J. Silva Jr . Córtex somestésico 1º ou 1, 2 e 3: posterior ao sulco central possui mapa usado para a localização precisa da origem da sensação. Penfield e Rasmussen descobriram que essa área apresentava uma representação do corpo (denominada de mapa corporal ou homúnculo) onde a mão, o lábio, a língua e a face são mais representadas por receberem mais sensações. . Córtex somestésico 2º ou 5 e 7: área de interpretação das sensações somestésicas. . Córtex Gustativo ou 43: está localizada na porção inferior do giro pós-central próxima à parte da língua do mapa interpreta o sabor ácido, salgado, doce e amargo dos alimentos. B.2. Lobo Temporal Localizado abaixo do lobo parietal responsável pela interpretação das sensações auditivas, olfativas e memória a curto prazo. Representa o lobo colorido em vermelho na figura anterior. . Córtex Auditivo 1º ou 41 e 42: interpreta as sensações básicas do som. . Córtex Auditivo 2 ou 22: associa as características básicas do sons com a memória auditiva. . Córtex Olfativo: interpreta e associa as características do olfato. B.3. Lobo Occipital Lobo mais posterior do encéfalo está representado pela cor azul na figura anterior. Interpreta as sensações visuais, dividido em: . Córtex visual 1º ou 17 e 18: interpreta as características básicas da imagem e da cena. . Córtex visual 2º ou 19: associa as características básicas da imagem e da cena com a memória visual. B.4. Área de Werneck Localizada entre as áreas auditivas, somestésicas e visuais. Após as percepções serem analisadas em suas respectivas áreas as percepções são enviadas para essa área. Sua função é associar e gerar um significado comum entre todas as percepções e dar preferência a uma delas. Caso haja necessidade de uma resposta as áreas de Wernicke e pré-frontal a elaboram e as áreas motoras a executa. Outra função importante dessa porção cerebral é o controle da linguagem e relações com as funções da inteligência. 4. ÁREAS DE CONTROLE MOVIMENTO Uma vez que as sensações foram interpretadas pelas áreas interpretação das sensações e foi gerada uma resposta, pela elaboração pelas áreas de Wernicke e pré-frontal, a execução é controlada pelas áreas motoras Anatomia do Sistema Nervoso Central Autran J. Silva Jr corticais (córtex motor Iº, córtex pré-motor, córtex suplementar, área de broca e gânglios basais) e do romben- céfalo (cerebelo). 4.1. Lobo Frontal ou Áreas 4, 6, 8, 9, 44 e 45 de Broadmann O lobo frontal possui a área motora do córtex e a pré-frontal. O córtex motor é dividido em 4 áreas que têm como função o controle do movimento e da fala. A. Córtex Motor 1º ou área 4: imediatamente anterior ao sulco central, controla movimentos refinados, aprendidos e delicados. Como o córtex somestésico Iº, os corteres motores Iº, pré-motor e suplementar também apresentam mapa corporal, mas cuja função é permitir a geração e o controle do movimento. B. Córtex pré-motor ou 6: controla movimentos de fundo e armazenamento de parte do conhecimento para o controle dos movimentos aprendidos. C. Córtex motor suplementar ou campo visual frontal ou 8: localizada anterior a pré-motora e relacionada ao controle de movimentos que exijam contrações bilaterais (braços, olhos principalmente). D. Área da Fala ou de Broca ou 44 e 45: produz a fala e controla os músculos respiração. 4.2. Núcleos ou gânglios basais Localizadas na base do córtex, é um conjunto de núcleos (núcleo caudado, globo pálido, putame claustro e amígdala) que atuam no controle de movimentos. 4.3. Rombencéfalo ou cérebro posterior É a porção mais inferior do encéfalo longo abaixo dele temos a medula espinhal, é constituída por duas estruturas distintas: o tronco cerebral e o cerebelo. A. Cerebelo Anatomia do Sistema Nervoso Central Autran J. Silva Jr Localizado abaixo do córtex occipital e atrás do tronco cerebral. Como nas áreas somestésicas e motoras também possui mapa. É formado por 2 porções: A.1. Porção Superficial # Vermis: parte central, largura de 1 a 2 cm e estendendo-se por todo o cerebelo. Aqui, estão representadas as áreas centrais do corpo humano e controla os movimentos relacionados à cabeça, pescoço e tronco. # Zona Intermediária do hemisfério: localizada entre o vermis e a zona lateral, faixa estreita, controla os movimentos das partes distais (face, membros inferiores e superiores). # Zona Lateral do hemisfério: localizada lateralmente, faixa mais larga, planeja os movimentos motores seqüências. # Lobo Floculonodular: parte mais inferior do cerebelo, relacionado ao controle do equilíbrio. A.2. Porção Interna # Córtex cerebelar: camada superficial de 3 a 5 mm, recebe aferências do córtex, núcleos da base, medula e músculos (controle movimento), # Substância. Branca subcortical: composta de fibras nervosas, e # Núcleos profundos: são eles: fastígio, emboliforme, globoso e mais importante denteado (folhas), que irão conduzir aferências para todo o sistema nervoso. O cerebelo apresenta 3 funções: feedback, predição e controle do equilíbrio. # Feedback: todo movimento que as áreas motoras corticais elaborarem, antes de serem executados serão enviados para o cerebelo que os corrige. Após essa correção os movimentos serão executados. # Predição: é a capacidade do cerebelo em predizer a posição do corpo à frente, isto é, você andando na calçada e o cerebelo predizendo sua posição alguns passos à frente. # Equilíbrio: toda movimentação que fazemos geramos perda do equilíbrio e o cerebelo identifica tal perda e a corrige. Para isto o cerebelo apresenta um núcleo denominado de floculonodular que está ligado diretamente ao sistema vestibular. Para a realização de todas essas funções o cerebelo apresenta: intensa rede de neurônios que o comunica com todos os lobos do encéfalo; todas as sensações somestésicas que chegam ao tronco cerebral (bulbo) serão copiadas e enviadas ao cerebelo; apresenta mapa corporal que permite identificar a posição atual e o deslocamento do corpo e finalmente, a zona lateral ou córtex cerebelar é a área de maior capacidade de processamento de todo o encéfalo. B. Tronco Cerebral Anatomia do Sistema Nervoso Central Autran J. Silva Jr Localizado abaixo do diencéfalo e acima da medula espinhal, tem a função de conectar o encéfalo à medula espinhal. Sendo a passagem de potencias de ação motores e sensitivos. Constituído pelo mesencéfalo, ponte e bulbo. B.1. Mesencéfalo: porção mais superior do tronco cerebral divide-se em pedúnculos cerebrais e o teto. 2,5cm de tamanho, liga o 3º ventrículo ao 4º pelo aqueduto cerebral. Possui as seguintes áreas: # Pedúnculos cerebrais anteriores: nº de par contém axônios de neurônios motores (cortico-espinhais, cortico- pontinos e cortico-bulbares) e sensoriais (do bulbo para o tálamo). # Teto: parte posterior, possui 4 elevações arredondada chamadas de corpos quadrigêmios. As superiores, colículos superiores, são centros de reflexos, governam movimentos dos olhos; cabeça; pescoço em resposta a estímulos visuais. As inferiores, colículos inferiores, produzem reflexos de movimentação de cabeça e tronco (em respostas aos estímulos auditivos). Núcleos # Substâncias Negras: contração muscular direita e esquerda; # Núcleos vermelhos: recebem aferências do cerebelo e córtex junto com gânglios basais e cerebelo controlam a coordenação de movimentos.; # Lemnisco medial: estende pelas 3 áreas, contém axônios relacionados às sensações de tato, propriocepção, pressão, vibração originados nos núcleos grácil e cuneiforme (do bulbo) até o tálamo. Núcleos relacionados aos pares de nervos cranianos: . Oculomotores (III): movimentos oculares, constrição de pupila e variações no cristalino, . Trocleares (IV): movimentos do globo ocular. B.2. Ponte: Localizada entre o bulbo e o mesencéfalo, 2,5 cm, formada por núcleos e tratos: # Axônios transversais: tratos pareados conectam os lados direito e esquerdo cerebelar, # Axônios longitudinais: parte dos tratos sensoriais ascendentes e motores descendentes Áreas da Ponte # Área pneumotáxica e Apnêustica: participam do controle respiratório junto com o bulbo. Núcleos relacionados aos pares de nervos cranianos: . Trigêmeos (V): núcleos pontínos recebem sensações (da cabeça, face) e motor (mastigação), . Abducentes (VI) motor (controla movimentos dos globos oculares), . Faciais (VII): sensoriais (paladar) e motor (secreção salivar, lagrimal e expressões faciais) e . Vestíbulo coclear (VIII): sensórias e motores do aparelho vestibulares. B.3. Bulbo: porção mais inferior do tronco cerebral, localizado imediatamente acima da medula espinhal. Inicia no forâmen magno e termina na ponte (3 cm), por ele passam todos os tratos ascendentes e descendentes, como também possui núcleos que recebem informações sensoriais medulares e saídas motoras. Sua organização é: # Pirâmides: face anterior, proeminências externas formadas por tratos motores que mudam de lado na decussação das pirâmides. # Oliva: protuberância ovalada lateralmente às pirâmides, formada por neurônios do núcleo olivar inferior que transmitem informações proprioceptivas (fuso muscular) para o cerebelo. Anatomia do Sistema Nervoso Central Autran J. Silva Jr # Núcleos grácil e cuneiforme: núcleos associados às sensações somestésicas (tato, vibração e proprioceptivas) localizados posteriormente no bulbo. Essas sensações chegam nesses núcleos e são transmitidas para o tálamo. # Núcleo cardiovascular: regula a FC e FrC e o diâmetro dos vasos. # Área respiratória rítmica: ajusta o ritmo básico da respiração. # Núcleos associados aos pares de nervos cranianos: . Vestíbulo-cocleares (VIII): nervo sensorial e motor, relacionados à audição e equilíbrio; . Glossofaríngeo (IX): nervo sensorial e motor, relacionados ao paladar, deglutição e salivação. . Vagos (X): nervo sensorial e motor para as vísceras torácicas e abdominais. . Acessórios (XI): controlam deglutição . Hipoglossos (XII): controlam movimentos da língua (na fala e deglutição). 5. ÁREAS DE CONTROLE DAS FUNÇÕES AUTONÔMICAS Parte do SNA que controla funções autonômicas, tais como: diâmetro da pupila, funções respiratórias, cardiovasculares, gastrintestinais, fluxo sangüíneo para os tecidos, secreção de nutrientes pelo fígado e tecido adiposo entre outras. Para a realização de tais funções o SNA é dividido em parassimpático e simpático, ambos apresentam seus núcleos no bulbo (núcleos cardiovascular e respiratória rítmica e nervo vago) e na ponte (pneumotáxica e Apnêustica). 5.1. Sistema Nervoso Autônomo Parassimpático Os núcleos do SNAP têm origem no Xº par de nervo craniano chamada de vago e suas fibras exteriorizam na altura desse par de nervo craniano e na região sacral da medula espinhal. É comum denominar as ramificações do SNA de fibras e essas são formadas por 2 neurônios unidos por um gânglio localizado, no caso do SNAP muito próximo à célula efetora. Cada fibra do SNA apresenta um neurônio antes do gânglio (neurônio pré- ganglionar) e um depois (neurônio pós-ganglionar). Como também, a passagem do PA entre os neurônios e do pós para a célula efetora ocorre por sinapse (necessitando de um neurotransmissor e um receptor). A figura acima mostra uma fibra parassimpática e os 2 neurônios (pré e pós-ganglionar). Anatomicamente o pré apresenta axônio maior que o pós, tal característica faz com que a ação do SNAP tenha pequena extensão, que atue apenas em uma pequena parte do órgão alvo ou célula efetora. Os neurônios pré e pós apresentam o mesmo neurotransmissor acetilcolina (denominados de colinérgicos), mas receptores diferentes, nicotínico e muscarínico. 5.2. Sistema Nervoso Autônomo Simpático Seus núcleos têm origem na ponte e bulbo e suas fibras exteriorizam na altura das regiões cervical e torácica da medula espinhal. Diferente do SNAP, o S apresenta 2 diferentes tipos de fibras: colinérgicas e adrenérgicas. As colinérgicas são iguais às parassimpáticas, exceto que: é minoria e o neurônio pós apresenta axônio mais longo (gerando mais ramificações e ações mais amplas). As adrenérgicas também apresentam axônios longos, mas os neurotransmissores são diferentes: adrenalina e noradrenalina e os receptores também alfa e beta. Anatomia do Sistema Nervoso Central Autran J. Silva Jr FISIOLOGIA MUSCULAR Músculo esquelético ou voluntário representa o maior tecido corporal, quando aciona gera movimentos como andar, correr, saltar etc. 1. Anatomia Macroscópica Muscular O músculo esquelético está envolvido por uma membrana chamada de epimisio, ao ser retirado pode se ver que as fibras musculares estão dispostas em grupos ou fascículos e que estes também estão envoltos por uma outra membrana, denominada de perimísio. Com sua retirada, as fibras musculares podem ser separadas, mas ainda envoltas por um terceira membrana, endomísio e abaixo dele o sarcolema (a última membrana que reveste a fibra muscular). As células musculares são denominadas de fibras e anatomicamente são alongadas, com várias núcleos, dispostas em paralelo e estimulados por neurônios motores (origi- nados nas áreas motoras já estudadas). Denominamos unidade motora (UM) o motoneurônio e todas as fibras musculares que ele inerva (neste caso, todas elas contraem e relaxam juntas, comandadas pelo motoneurônio). A quantidade (ou relação) de fibras inervadas pelo motoneurônio depende da função do músculo. Por exemplo, o quadríceps (anterior de coxa) realiza apenas um único movimento, extensão da perna assim um motoneurônio inerva uma grande quantidade de fibras musculares (relação alta), mas o músculo ocular (responsável pela visão) um único motoneurônio inerva uma única fibra muscular (a relação é muito baixa). 2. Anatomia Microscópica Muscular O músculo esquelético também é chamado de estriado, isto porque ao ampliar uma fibra ela apresenta uma seqüência de estriações bem definidas, claro-escuro-claro e assim vai por toda a sua extensão. Anatomia do Sistema Nervoso Central Autran J. Silva Jr A anatomia microscópica estuda a fibra muscular e seus constituintes, depois que foi retirado o endomísio observamos o sarcolema (cor azul). No sarcolema encontramos as placas motoras (transmissão do potencial de ação do motoneurônio para a fibra muscular, mecanismo idêntico à sinapse excitatória) e de tempos em tempos uns poros chamados de túbulos transversos ou T (cor azul). 2.1. Túbulos Transversos Estruturas dispostas transversalmente à fibra muscular e em seu interior apresentam liquido extracelular o que permite propagação do potencial de ação. Ao retirar o sarcolema, vemos dentro da fibra muscular estruturas alongadas, estriadas, dispostas em paralelo e chamadas de miofibrilas e ao seu redor um colcha de retalhos chamada de retículo sarcoplasmático (cor amarela). 2.2. Retículo Sarcoplasmático Apresenta no seu interior uma grande quantidade de íon Ca2+ fundamental para a contração muscular, mas fixados em uma proteína denominada de calsequestrina (cada proteína fixa 43 Ca2+). Sua liberação somente ocorre quando um potencial de ação passar pelos túbulos T. O retículo e o túbulo em suas terminações apresentam uma estrutura chamada de tríade, representa duas cisternas terminais do retículo para uma terminação do túbulo. São pelas cisternas que o Ca2+ é liberado por difusão para as miofibrilas e assim iniciarem a contração. Após, são bombeados, por transporte ativo com gasto de energia, pelos receptores chamados de rianodina, ocorrendo o relaxamento. 2.3. Sarcômero A unidade contrátil do músculo é o aspecto de estriação dado ao músculo. Espaço entre 2 disco ou linhas Z, apresenta nas laterais a cor clara e no centro a cor escura. Na figura ao lado podemos o sarcômero e suas estriações denominadas de região clara de faixa ou banda I e a escura de faixa A. encontramos também os filamentos contráteis miosina (vermelha) e actina (amarela). Estes filamentos estão fixados ao sarcômero e são responsáveis pela contração. Os filamentos de actina são denominados de finos, estão fixados nos discos Z. Os filamentos de miosina estão localizados no centro do sarcômero e são chamados de espessos, estão fixados no disco Z pela titina e no centro pela linha M. Para cada miosina teremos 6 actinas, formando um hexágono. Durante a contração a miosina traciona as 6 actinas tanto do lado direito quanto do esquerdo do sarcômero. Anatomia do Sistema Nervoso Central Autran J. Silva Jr 2.4. Filamento Protéico de Miosina A miosina é o filamento mais espesso e é constituído de 200 moléculas de proteína de miosina. Aparenta um taco de golfe quebrado, onde o cabo ou cauda é chamada de meromiosina leve ou simplesmente MML e a cabeça de meromiosina pesada (MMP) ou ponte transversa. A MMP apresenta duas subunidades chamadas de S1 e S2 (essas cabeças apresentam um local onde o filamento de miosina ligará ao filamento de actina e um sitio que liga e hidroliza o ATP). 2.5. Filamento Protéico de Actina A actina é constituída por 3 moléculas diferentes, a actina, a tropomiosina e a troponina. A. Actina: esférica (amarela), unidas entre si, forma 2 cordões e apresenta sitio de fixação à cabeça da miosina. B. Tropomiosina: filamento delgado, em nº 2 cordões paralelos à actina enrolados em dupla hélice. C. Troponia: fixada à tropomiosina, divida em 3 subunidades, TNC (afinidade ao íon Ca2+), TNT e TNI.