Aula morfofisiol. S. nervoso

MorfofisiologiaMorfofisiologia animal animal comparada II:comparada II:

sistema nervososistema nervoso

Profº Adriano Alvarenga

http://www.pdfcomplete.com/cms/hppl/tabid/108/Default.aspx?r=q8b3uige22

Comparando sistema nervoso • Filo Cnidaria è animais radiais são os mais

simples a apresentarem células nervosasverdadeiras = protoneurônio;– Nervos organizados em forma de rede nervosa;– Não apresentam sistema nervoso central (SNC).


• Animais bilaterais acelomadosFILO PLATYHELMINTHESPar de gânglios anteriores com cordões nervosos

longitudinais conectados por nervostransversais;

Comparando sistema nervoso


• Animais pseudocelomados:– Filo Rotifera, Gastrotricha,

Priapulida, Nematoda...

– Gânglios cerebrais ou anel nervoso circum-entérico conectados aos nervos anterior e posterior;

– Órgãos do sentido: poros ciliados, papilas, cerdas e alguns ocelos;



• FILO MOLLUSCA

– Gânglios pares: cerebral, pleural, pedioso, visceral;

– Cordões nervosos;– Plexo

subepidérmico;– Gastrópodes e

cefalópodes ègânglios centralizados em anel nervoso.



• FILO ANNELIDA

– Cordão nervoso ventral duplo;

– Par de gânglios com nervos laterais em cada metâmero;

– Cérebro = par de gânglios cerebróides com conectivos ao cordão;



• FILO ARTHROPODA– Semelhante aos anelídeos;– Gânglio cerebral dorsal conectado por um anel que

circunda o tubo digestivo e uma cadeia nervosaventral dupla constituída por gângliossegmentares;

– Gânglios fundidos em algumas espécies;

– Órgãos sensoriais bem desenvolvidos (olhoscompostos, tato, olfato, audição, equilíbrio equimiorrecepção).





• FILO ARTHROPODA• Subfilo Crustacea

– Cérebro = par de gânglios supra-esofágicos queenviam nervos aos olhos e dois pares de antenas;

– Conectados ao gânglio supra-esofágico, existefusão de 5 pares de gânglios de onde partemnervos para a boca, apêndices, esôfago e glândulasantenais;

– Cordão nervoso ventral duplo com um par degânglios em cada somito, partindo nervos para osapêndices e músculos;

– Sistema sensorial: olhos compostos, estatocisto ecerdas táteis;





• FILO ARTHROPODA• Subfilo Uniramia, principalmente classe Insecta

– Semelhante aos grandes crustáceos (tendência de fusão dos gânglios);

– Sistema nervoso estomadeano, semelhante ao SNA de vertebrados;

– Células neurosecretoras em diversas regiões docérebro, com funções endócrinas, envolvidasprincipalmente no processo de muda emetamorfose;




• FILO ARTHROPODA

• Subfilo Uniramia, principalmente classe Insecta

– Mecanorrecepção (sensilas- podem ser cerdas ouprocesso piloso);

– Audição (sensilas em forma de pêlo e tímpano);– Quimiorrecepção;– Visão;– Receptores de temperatura (antenas e pernas),

umidade e propriocepção (posição do corpo) egravidade;



• FILO ECHINODERMATA

– Anel circum-oral e nervos radiais;– Geralmente 2 ou 3 sistemas de redes nervosas

localizados em diferentes regiões do corpo,variando com o grau de desenvolvimento deacordo com o grupo;

– Ausência de cabeça e cérebro;– Poucos órgãos sensoriais especializados,

receptores táteis e químicos, pés ambulacrais,tentáculos terminais, fotorreceptores eestatocistos;




• FILO CHAETOGNATHA e HEMICHORDATA

– Plexo nervoso subepidérmico formando

os cordões nervosos dorsal e ventral, com anel

conectivo no colarinho;



• FILO CHORDATA• Grupo craniata (subfilo vertebrata)

• Maioria dos invertebrados possuem cordãonervoso sólido situado ventralmente ao canalalimentar;

• Nos cordados o único cordão nervoso étubular e dorsal ao canal alimentar;



• FILO CHORDATA– Encéfalo altamente diferenciado e envolto por

crânio cartilaginoso ou ósseo;

– 10 ou 12 pares de nervos cranianos com funçõessensoriais e motoras;

– 1 par de nervos espinais para cada miótomoprimitivo;

– Sistema nervoso autônomo (SNA);

– Órgãos do sentido especiais pares.



Peixes - FILO CHORDATAClasse Myxini (feiticeiras)

àCordão nervoso dorsal com encéfalodiferenciado;

àAusência de cerebelo;à10 pares de nervos cranianos;

àRaízes nervosas dorsais e ventrais unidas.




Peixes - FILO CHORDATAClasse Cephalaspidomorphi (lampreias)

- Cordão nervoso dorsal com encéfalodiferenciado;

- Presença de cerebelo;- 10 pares de nervos cranianos;

- Raízes nervosas dorsais e ventrais separadas.




Peixes - FILO CHORDATAClasse Chondrichthyes

Subclasse Elasmobranchii

- Encéfalo com 2 lobos olfatórios;- 2 hemisférios cerebrais;- 2 lobos ópticos;- Cerebelo;- Medula oblongata;- 10 pares de nervos cranianos; - 3 pares de canais semicirculares.



Peixes - FILO CHORDATAClasse Chondrichthyes- Subclasse ElasmobranchiiTubarões: Órgãos olfatórios grandes = detecção de substâncias

em baixas concentrações 1 parte em 10 bilhões;sistema de linha lateral, detecção de vibrações de

baixa frequência por mecanorreceptores especiais(neuromastos);

Ampola de Lorenzini eletroreceptores para detectar o campo bioelétrico das presas;




Peixes - FILO CHORDATAOstheichthyes

Classe Actinopterygii (nadadeiras raiadas) e classe Sarcopterygii (nadadeiras lobadas):

- Sistema nervoso com lobos olfatórios;- Cérebro;- Lobos ópticos;- Cerebelo;- 10 pares de nervos cranianos;- 3 pares de canais semicirculares;



FILO CHORDATAClasse Amphibia

Receptores sensoriais aquáticos modificados para adaptação à vida terrestre:

Ouvido à membrana timpânica (tímpano) e estribo(columela) que transmitem vibrações para o ouvidointerno através do ar;

Córnea tornou-se a principal superfície de refração daluz para visão fora da água, no lugar do cristalino;

Surgimento de pálpebras (proteção) e glândulaslacrimais (lubrificação);

Epitélio olfativo revestindo a cavidade nasal;



FILO CHORDATAClasse Amphibia

3 partes do encéfalo:Telencéfalo = sentido do olfato;Mesencéfalo = sentido da visão;Rombencéfalo (cerebelo+medula oblonga) =

cerebelo pouco desenvolvido à equilíbrio; medula à centro dos reflexos auditivos, respiração, deglutição e controle vasomotor;

10 pares de nervos cranianos;




Audição


FILO CHORDATAClasse ReptiliaSistema nervoso significativamente mais complexo que

dos anfíbios;Lobos ópticos na região dorsal do encéfalo;Telencéfalo maior em relação ao resto do encéfalo; Hipófise;Cerelelo;Medula oblonga;

12 pares de nervos cranianos;



FILO CHORDATAClasse Reptilia

Com exceção da audição, os demais sentidos são bem desenvolvidos;

Órgão de jacobson (quimiorrecepção);Percepção de vibrações no solo;Fosseta loreal: órgão sensível ao calor, radiação de

ondas infravermelho (5.000 a 15.000nm) animaisendotermos emitem na faixa de 10.000nm;

Experimentos demonstram distinção de 0,003°C sobre uma superfície.





FILO CHORDATA

Classe Aves

Complexidade do sistema nervoso relacionada aos

problemas de vôo, obtenção de alimentos, acasalar-

se, defender território, incubar e criar filhotes e

distinguir entre co-específicos e inimigos;



FILO CHORDATAClasse Aves- Córtex cerebral, delgado, sem fissura e pouco

desenvolvido;

- 12 pares de nervos cranianos;

- Núcleo do cérebro (corpo estriado) é expandido noprincipal centro integrativo do encéfalo, controlaatividade de comer, cantar, voar e aspectosreprodutivos complexos;



FILO CHORDATAClasse AvesEncéfalo com hemisférios cerebrais, cerebelo e teto

do mesencéfalo (lobos ópticos) bemdesenvolvidos;


Cerebelo = percepção da posição muscular,

equilíbrio e auxilia na acuidade visual;

Lobos ópticos = aparatode associação visualcomparável ao córtexvisual de mamíferos.


FILO CHORDATAClasse Mamalia

Encéfalo bem desenvolvido, especialmente oneopálio (neocórtex) com 12 pares de nervoscranianos;



Estrutura, função e organização neuronal

• Neurônios + células de suporte (da glia ou neuróglia) = sistema nervoso;


Estrutura, função e organização neuronal

• A bainha de mielina é a membrana celular de

células gliais especializadas denominadas de

oligodentrócitos, no SNC (encéfalo e medula

espinhal) e Células de Schwann no SNP

(nervos fora do encéfalo e da medula

espinhal);




• Neurônio motor ou motoneurônio à conduzimpulsos do sistema nervoso para as fibrasmusculares;


Feixes de axônios que percorrem os tecidos docorpo são denominados de nervos;

Gânglios = conjunto de corpos celulares neuronais,distribuídos ao longo do cordão nervoso;presentes em muitos invertebrados, controlamregiões específicas do animal;

Nos vertebrados o cordão nervoso = medulaespinal e os gânglios periféricos (fora do SNC);


Organização • Neurônios sensoriais ou aferentes: transmitem

informações captadas de estímulos externos(som, luz, pressão...) ou estímulos internos(pO2 sanguínea, posição/orientação dacabeça...);

• Interneurônios: conectam outros neurônios;

• Neurônios motores: conduzem sinais aos órgãoefetores, contrações musculares e secreçõesglandulares;





• Célula que conduz informação para um neurônioparticular = pré-sináptica;

• Célula que recebe informação transmitida poruma sinapse de um neurônio particular = pós-sináptica a este neurônio;

• A maioria das transmissões sinápticas é realizadapor neurotransmissores;

• Geralmente a porção da célula pós-sinápticapossui canais iônicos ligante-dependentes;

• Detalhes em sinapse química!


Potencial de Ação (PA)

• Fases do potencial de ação:– Despolarização (início e propagação do impulso

elétrico);

– Repolarização;

– Hiperpolarização;


• Potencial eletroquímico (EM) e concentração de alguns íons na célula:

• EM repouso = -90mV (mais negativo dentro);

• [Na+]èfora da célula = 145mM e dentro 12mM;

[K+]è fora da célula 3,5mM e dentro 160mM;

Potencial de Ação


Potencial de AçãoPotencial de repouso = -90mV (pode variar de -20 a

100mV);Entrada rápida de Na+èPotencial eletroquímico (EM)

varia de -90mV para +35mV = DESPOLARIZAÇÃO;è interior fica mais positivo!

REPOLARIZAÇÃO = é o retorno do potencialeletroquímico a -90mVè interior mais negativo!

HIPERPOLARIZAÇÃO = ultrapassa o potencial derepouso, a célula aumenta ainda mais o seu (EM),ou seja, abaixo de -90mV;


Potencial de Ação

• Potencial limiar = mínimo de estímulo oualteração do potencial eletroquímiconecessário para disparar o PA;

• Período refratário (absoluto e relativo) =período entre dois PA, ou seja, não ocorre PA;necessário para que a célula possa serrepolarizada, para iniciar outro PA;




Potencial de açãoOcorre em insetos???

Apesar de concentrações iônicas incomuns, algunsinsetos possuem o potencial de repouso e de ação dosnervos semelhante aos de outros animais;

Como?O sistema nervoso dos insetos é envolto por uma bainha

(perineuro) nervosa que separa o nervo do contatoimediato com os fluidos extracelulares (hemolinfa);

Provavelmente existe uma bomba de sódio que mantéma concentração elevada deste íon, independente dasalterações da concentração da hemolinfa;




Nervos mielinizados de invertebrados

Motivo pelo qual muitos invertebrados conseguem uma rápida condução dos impulsos:

• A) existência de axônios gigantes cuja conduçãorápida está ligada ao maior diâmetro das fibras;

• B) algumas fibras são revestidas por múltiplascamadas de bainha semelhante a mielinização dosnervos de vertebrados, observados em minhocas,insetos, caranguejos e pitus;


Neurônios mielinizados

• Condução saltatória do impulso através defendas amielinizadas chamadas de nodos deRanvier;


• Diferença entre condução em neurônio mielinizado e não-mielinizado



Neurônios gigantes

• Presentes em lula, artrópodes, anelídeos eteleósteos = o diâmetro aumentado éresponsável por reduzir a resistêncialongitudinal interna;

• São responsáveis pela ativação rápida esincrônica dos reflexos locomotores,importantes durante escape ou resposta defuga (ex.: barata e minhoca);


Sinapse


Tipos de sinapses• Sinapses elétricas:

– Neurônio pré-sináptico é acoplado eletricamente ao neurônio pós-sináptico por proteínas particulares dentro das membranas;

– São muito mais rápidas;– São relativamente raras;

• Sinapses químicas:• PA do neurônio pré-sináptico causam liberação de

neurotransmissor que se difunde através de um estreitoespaço (fenda sináptica) que separa as membranas dosneurônios pré e pós-sinápticos;

• Já foram identificados mais de 50 neurotransmissores, quevariam na forma de agir;


Exemplo de sinapse químicaTransmissão sináptica química rápida

• Junção neuromuscular, placa motora ou terminal motor:– Liberação de acetilcolina (Ach) presente nas

vesículas sinápticas e secretado por exocitose noLEC que separa o neurônio e o músculo, se ligandoà proteínas específicas do receptor da membranapós-sináptica;





Exemplo de sinapse químicaTransmissão sináptica química lenta

• Comunicação entre as células pré e pós-sinápticas é mais lenta que na junçãoneuromuscular;

• Neurotransmissores são sintetizados por 1 oumais aa = aminas biogênicas;– Contém apenas 1 aa = neuropeptídeos;


Exemplos de neurotransmissores• Ach (neurônios que o liberam são chamados de

colinérgicos);• Norepinefrina, epinefreina e dopamina =

catecolaminas;• Ácido glutâmico;• Ácido ϒ-aminobutírico (GABA) à sinapses motoras

inibitórias de músculos de crustáceos e anelídeos,transmissor inibitório de SNC de vertebrados;

• Serotonina;Moléculas que imitam ação dos neurotransmissores =

agonistas;Moléculas que bloqueiam a ação = antagonistas;


• Neuropeptídeos endógenos:– Endorfina e encefalina: diminuem a percepção da

dor e induzem a euforia. Ação semelhante aos opiáceos exógenos ópio e heroína;

• Liberação pelo cérebro após ingestão de alimentos, escutar músicas agradáveis, prática esportiva e outras situações prazerosas;

• Auxílio em estudos com “efeito placebo”; o fato da pessoa acreditar no efeito da medicação em aliviar a dor faz com que ocorra a liberação de opióides endógenos;

Exemplos de neurotransmissores


Neuromoduladores

• São neurotransmissores capaz de afetarmuitos neurônios vizinhos, indiretamente;


• Sinapses excitatórias à aumentam aprobabilidade de ocorrerem PA na célula pós-sináptica;– Despolarizam a membrana pós-sináptica (ach,

norepinefrina e glutamato)

• Sinapses inibitórias à reduzem a probabilidadede ocorrerem PA na célula pós-sináptica;– Hiperpolarizam a membrana pós-sináptica,

estabilizando-a contra a despolarização (ácido gama-aminobutírico – GABA)

Modalidades de sinapses


Mecanismos pós-sinápticos• Receptores de Ach em junção neuromuscular

de vertebrados:a) Receptores de Ach nicotínicos: a nicotina

(alcalóide produzidos por plantas) imita aação da Ach nos canais da Junção NM;

b) Receptores de Ach muscarínicos: muscarina(isolada de cogumelo) ativa receptorencontrado em células alvo dos neurôniosparassimpáticos (SNA) de vertebrados.


Organização do Sistema Nervoso de vertebrados

SN = SNC (encéfalo e medula espinal) + SNP (receptores sensoriais, nervos sensoriais e

gânglios)

Divisão sensorial ou aferente – trás informações para o interior do SNC

Divisão motora ou eferente – carreia informações para fora do SNC, até a periferia


• Localização anatômica: SNC vs. SNP– SNC à encéfalo + medula espinhal (encontrados

dentro do eixo central do corpo);– SNP à componentes que se estendem para o

exterior do eixo central, em direção à periferia docorpo;

• Nervos cranianos: nervos do SNP que se originam diretamente do encéfalo;

• Nervos espinhais: nervos do SNP que emergem da medula espinhal;


Direção dos impulsos:

• Via aferente ou sensitiva (ascendente):conduzem impulsos nervosos em direção aoSNC;

• Via eferente ou motora (descendente):conduzem impulsos para longe do SNC;



• Função: Autonômico vs. Somático

a) Sistema nervoso Somático è funçõesvoluntárias;

b) Sistema nervoso autônomo è funçõesinvoluntárias;


Morfofisiologia do sistema nervoso

SNC (encéfalo1 + medula espinhal2):1) Encéfalo = cérebro + cerebelo + diencéfalo

(“entre encéfalo”) + tronco encefálico;


Pituitária



Cérebro:Córtex cerebral = camada mais externa do

encéfalo, envolvidas na aprendizagem, inteligência, consciência...);

Corpo caloso = conjunto de fibras que conecta as duas metades do córtex cerebral;



Cérebro:c) Giros = dobras da superfície;d) Fissuras = ranhuras;e) Sulcos = ranhuras mais rasas;f) Fissura longitudinal = ranhura que divide o

cérebro em hemisférios direito e esquerdo;Cada hemisfério é dividido em LOBOS;






Estruturas importantes do encéfalo

• Conjunto de camadas de tecido conjuntivo que reveste o encéfalo e a medula espinhal;

• Fluido, gordura e tecido conjuntivo sãoresponsáveis por amortecimento e distribuiçãode nutrientes;

• Meningite (inflamação);


Anestesia Epidural


Fluido cerebroespinhal ou cefalorraquidiano (LCR):

– Líquido claro e escorregadio que banha o encéfaloprotegendo-o das duras camadas internas docrânio e a medula, protegendo-a do canalvertebral;

– Responsável por amortecimento e indícios departicipação em funções autonômicas (respiraçãoe vômito);

– Infecção, inflamação, câncer de encéfalo =alteração de proteínas e da composição celular =diagnósticos de doenças!



• Barreira hematoencefálica à barreira funcionalque separa os capilares do encéfalo do própriotecido nervoso;

• Estes capilares não possuem fenestras, sãodiferentes dos capilares do restante do corpo;

• Impedem a passagem de muitas drogas, íons,moléculas do sangue, para o encéfalo;

• Ivermectina não afeta gatos, cães... mas afetainsetos e parasitas;

• Exemplo da L-DOPA (Mal de Parkinson);



Algumas drogas conseguem “burlar” a barreira;Exemplo

anfetamina;



Nervos cranianos (III ao XII se originam no tronco encefálico)


2) Medula espinhal• Continuação caudal do tronco encefálico;• 31 pares de nervos espinais à condução de

informações sensoriais e instruções motoras entre encéfalo e a periferia do corpo;

• Raízes nervosas dorsais possuem fibrassensoriais (aferentes);

• Raízes nervosas ventrais possuem fibrasmotoras (eferentes);


Sistemas sensoriais

Vias sensoriais >> ativados por estímulos ambientais

Os receptores no sistema visual, gustativo e auditivo são células epiteliais especializadas

Os receptores do sistema somatossensorial e olfativo são neurônios de 1ª ordem

Neurônios de 1ª ordem são os mais próximos aos receptores sensoriais e os de 4ª ordem, são os mais

próximos ao SNC


Tipos de receptores

Mecanorreceptores (ligados à pressão e inclui os barorreceptores)

Fotorreceptores

Quimiorreceptores

Termorreceptores

Nocirreceptores


Education

Aula morfofisiol. S. nervoso