Estrutura do Sistema Nervoso Sistema Nervoso Central Cérebro Cerebelo ENCÉFALO Tronco Encefálico Medula Espinhal Sistema Nervoso Periférico SNP Somático SNP Visceral Nervos Cranianos Meninges Obs.: Axônios aferentes X axônios eferentes

Diferentes tipos celulares no Sistema Nervoso Neurônios Percebem as modificações do meio ambiente, comunicam tais modificações a outros neurônios e comandam as respostas corporais a essas sensações Células Gliais Contribuem para a função encefálica sobretudo por isolar, sustentar, e nutrir os neurônios vizinhos

Glia Astrócitos Oligodendrócitos (SNC) e Células de Schwann (SNP) Preenchem os espaços entre os neurônios Apresentam proteínas especiais em suas membranas que ativamente removem os neurotransmissores da fenda sináptica Regulam a concentração de substâncias que tenham potencial para interferir nas funções neuronais diversas Oligodendrócitos (SNC) e Células de Schwann (SNP) Formam as camadas da membrana que fazem o isolamento elétrico do axônio

Neurônio SOMA Núcleo Retículo Endoplasmático Rugoso Onde estão contidos os cromossomos que contém o DNA Retículo Endoplasmático Rugoso É o maior sítio de síntese protéica nos neurônios Proteínas sintetizadas no Retículo Endoplasmático Rugoso são destinadas à inserção na membrana da célula ou de uma organela

Retículo Endoplasmático Liso SOMA Retículo Endoplasmático Liso Papel importante no processamento de moléculas protéicas Regulam a concentração interna de substâncias como o cálcio Aparelho de Golgi Distribuem certas proteínas destinadas a diferentes partes de um neurônio, tais como axônio e dendritos. Mitocôndrias É a “moeda energética da célula”

Membrana Neural Axônios Dendritos Cone de implantação Características marcantes que distingem do soma: Não exibe Retículo Endoplasmático Rugoso e os ribossomos, quando presentes, são poucos. Composição protéica da membrana é fundamentalmente diferente Terminal Axonal Sinapses Transporte Axoplasmático Dendritos

Controle Espinhal do movimento “Existe uma quantidade significativa de circuitos dentro da medula espinhal, responsáveis pelo controle coordenado dos movimentos, particularmente os estereotipados (repetitivos), como aqueles relacionados com a locomoção” Sherrington A visão atual é que a medula espinhal possui certos programas motores para a geração de movimentos coordenados, e que tais programas são acessados, executados por comandos descendentes do encéfalo. Neurônio Motor Inferior Compreende os neurônios motores da medula espinhal e os núcleos motores dos nervos cranianos localizados no tronco cerebral. Músculo esquelético: a unidade funcional Estrutura de fibra muscular

Órgãos tendinosos de Golgi Junção neuromuscular Acetilcolina/ acetilcolinesterase Raticida/ miastenia gravis Unidade Motora Fuso Muscular Órgãos tendinosos de Golgi

A medula espinhal Organização espacial dos núcleos motores O NM do corno anterior que inervam os músculos individuais são agrupados em núcleos motores, dispostos em colunas longitudinais que se estendem por 1 a 4 segmentos medulares. Organização espacial dos núcleos motores Proximal- distal Flexor - extensor Importância funcional Músculos axiais e proximais  postura e equilíbrio Músculos distais (membros superiores) atividade manipulatórias Todos os NM são influenciados por IN e vias descendentes

Tipos de fibras musculares Branca Contração rápida e potente Poucas mitocôndrias Metabolismo anaeróbico Menos resistente à fadiga Vermelha Grande quantidade de mitocôndrias Contração lenta Metabolismo oxidativo Resistentes à fadiga Responsáveis pela sustentação

A base molecular da contração muscular Um potencial de ação ocorre em um axônio de NM alfa A Acetilcolina é liberada pelo terminal do axônio do neurônio motor alfa na junção neuromuscular Os canais de receptores de acetilcolina se abrem e o sarcolema pós sináptico despolariza (PEPS) Canais de sódio dependentes de voltagem de abrem; um potencial de ação é gerado na fibra muscular e propaga-se ao longo do sarcolema A despolarização do túbulos T provoca a liberação de Ca2+ do retículo sarcoplasmático.

Contração Relaxamento O Ca2+ liga-se a troponina Os sítios de ligação para a miosina, na actina, são expostos As cabeças da miosina conectam-se à actina As cabeças da miosina fazem movimento de rotação As cabeças da miosina desconectam-se as custas do ATP O ciclo prossegue enquanto Ca2+ e ATP estiverem presentes Relaxamento O Ca2+ é sequestrado pelo Retículo sarcoplasmático Os sítios de ligação para miosina na actina são cobertos por troponina

Sistema de ação/ motor - Uma visão global Sistemas sensoriais transformam energia física em sinais neurais Sistemas motores  transformam os sinais neurais em força contrátil nos músculos para produzir movimento Enviar comandos de execução para vários grupos musculares considerar a distribuição da massa corporal e planejar ajustes posturais adequados Considerar a maquinaria motora: propriedades mecânicas dos músculos, ossos e articulações Controlar a contração muscular Estruturas do SNC que participam do controle motor: Medula espinhal, tronco cerebral, áreas motoras corticais Subcorticais: Núcleos da base, cerebelo

Mecanismos Espinhais Dentro do SNC todo neurônio é conectado a outro neurônio através de um determinado nº de sinapses Sinapses feitas por fibras aferentes são excitatórias SNC está sob a influência de vários estímulos excitatórios Pode produzir um efeito motor indesejável Necessidade de mecanismos de controle da excitação Sinapse = Membrana pré- sináptica, fenda sináptica e membrana pós- sináptica Inibição da transmissão sináptica: Diminuição da eficácia da sinapse Resultado de eventos sobre a membrana pós ou pré- sináptica

Inibição e excitação Pós sináptica Sinapse excitatória Membrana pós sináptica em direção ao limiar de disparo (despolarização) potencial de ação PEPS PIPS Membrana pós sináptica em direção oposta ao limiar de disparo (hiperpolarização) não gera potencial de ação

Células de Renshaw ( Inibição Recorrente) Ramificação dos axônios do NM  Sinapse excitatória com as C. Renshaw Sinapse inibitória sobre o mesmo conjunto do NM  e NM  Mecanismo de “Feedback Negativo” Sob a influência de estímulos descendentes cerebrais Aplicação Níveis altos de força muscular: C. de Renshaws “OFF” Controle preciso da atividade muscular: C. de Renshaws “ON”

Causada por: Função: Minimizar os efeitos de uma perturbação ou desequilíbrio Ativação de IN Redução do potencial de ação no terminal aferente Redução da quantidade de neurotransmissor liberado Redução de ação dos aferentes sobre o NM Sinapse axo- axônica (Gaba)

Sistema Sensório - perceptual Fornece informações sobre o corpo e o ambiente (integração) Sistema Visual Sistema Vestibular Sistema Somatosensorial Importante para planejar e refinar o movimento

Sistema Visual Permite: Função: Identificar objetos e seu movimento no espaço Localizar nosso corpo no espaço Obter referência do movimento do corpo e suas partes Função: Controle da postura Locomoção Manipulação

Sistema Somatosensorial Receptores Periféricos Fuso Muscular OTG Receptores articulares Receptores cutâneos

Sistema Vestibular Funções: Manter o equilíbrio Manter alinhamento da cabeça Ajustar movimento dos olhos / cabeça

Fuso Muscular Componentes Principais Terminações Sensoriais Fibras musculares especializadas (intrafusais) Terminações sensoriais (fibras aferentes) Terminações motoras (fibras eferentes) Terminações Sensoriais Fibras do grupo Ia  sensível a variação da velocidade e comprimento do músculo Fibras do grupo II

Interneurônios Ia Recebem estímulos da fibras aferentes Ia do fuso Enviam axônios aos NM  do grupo muscular antagonista  mecanismo de inibição recíproca São inibidos pelas C. de Renshaw Recebem estímulos descendentes Maior inibição do IN Ia  Co - contração

Convergência para IN Ib Aferentes do IA do fuso Aferentes cutâneos Aferentes articulares Estímulos excitatórios e inibitórios de vias descendentes Função: Produzem um mecanismo espinhal para o controle fino dos movimentos exploratórios (tato ativo)

Órgão Tendinoso de Golgi Situado na junção mio- tendinosa Conectado em série com as fibras musculares Invervado por axônio Ib  entra na cápsula e se ramifica em terminações finais  se enroscam por entre os feixes de colágeno Estiramento do OTG (Contração muscular) Compressão do axônio aferente pelas fibras colágenas Maior freqüência de descarga Função: Capta a tensão muscular

Músculo Estirado ou Liberado Apresenta duas fases de variação do comprimento: Fase dinâmica Quando o comprimento do músculo varia Maior freqüência descarga principalmente das fibras Ia Reflete a velocidade da viração do comprimento muscular ( freqüências altas ocorrem com o estiramento rápido) Estímulos transitórios produzem rajadas de disparo nas fibras Ia

Fase estática Quando o comprimento do músculo é estabilizado Fibras II - Informam sobre o comprimentos estático do músculo Terminações Motoras NM  inervam as fibras intrafusais (região polar) Ativação Contração e encurtamento das regiões polares Maior freqüência de disparo das terminações sensoriais Co- ativação  

Receptores articulares Terminais tipo Ruffini Terminais Paciniforme Terminações nervosas livres Receptores ligamentares Localizados em diferentes porções da cápsula Pode refletir local de stress durante o movimento Morfologia semelhante a outros receptores sensoriais Detectores de limites  disparam perto de extremos de movimento  impede lesão articular (oposto ao fuso muscular)

Receptores cutâneos Mecanorreceptores Corpúsculo de Meissner  Sensitivo a rápida mudança de pressão em pequena área da pele (adaptação rápida) Corpúsculo de Pacini  Reação rápida a deformação mecânicas (Vibração) Células de Merkel  Responde a pressão vertical na superfície da pele, sem deslocamento lateral.

Reflexos Espinhais Reflexo  Resposta induzida por estímulo externo Circuito neural restrito a medula; as informações são provenientes dos músculos, articulações e pele Modulados de acordo com a tarefa Funções: Ajustar perturbações inesperadas Organizar padrões de coordenação (inibição recíproca) Permitir proteção contra estímulo doloroso ou lesivo

Reflexos de Estiramento Estiramento muscular Aumento da excitação do fuso Aumento da freqüência de descarga Ia Fibras Ia: Conexão monossináptica excitatória com NM  do músculo homônimo e dos sinergistas Provoca contração que se opõe ao alongamento Aumenta as propriedades elásticas do músculo Conexão dissináptica com NM antagonista

Reflexos de OTG Aumento de tensão muscular (OTG) Excitação das fibras aferentes Ib Excitação IN Ib Excitação do NM antagonista Inibição NM homônimos e sinergistas Diminuição da tensão muscular

O tronco encefálico Modula os NM e IN da medula através de dois sistemas descendentes: Medial: Controla músculos axiais e proximais Trato vestibuloespinhal  controle do equilíbrio e postura Trato reticuloespinhal  manutenção da postura Trato tectoespinhal  coordenação dos movimentos das mãos e dedos Lateral: Controla músculos distais dos membros T. rubroespinhal  controle de movimentos das mãos e dedos

Reflexos Cutâneos Reflexo de Flexão Estimulação da pele Estimulação reflexa de músculos por baixo da área estimulada Funções protetoras e posturais Reflexo de Flexão Desencadeado por fibras aferentes cutâneas (III e IV) Flexão de todo o membro em reposta a um estímulo nocivo, por meio de vias reflexas polissinápticas Apresentam inervação recíproca: os músculos flexores do membro estimulado se contraem ao mesmo tempo que os extensores são inibidos Reflexo de Extensão Cruzada aumenta o suporte postural durante o afastamento os estímulo doloroso

Organização supra segmentar para o movimento Movimento voluntário  É planejado de acordo com os objetivos da tarefa e formatado de acordo com aspectos específicos do ambiente Córtex Motor Área motora suplementar Área pré- motoras corticais Córtex pré- motor Córtex motor primário

Áreas pré- motoras - preparação para o movimento Projeções  Córtex motor primário  Estruturas sub- corticais  Medula espinhal Área motora suplementar Programa seqüências complexas de movimento Coordena atividade postural associada ao movimento Atividade dos neurônios está ligada à atividade mental necessária para o planejamento motor

Córtex Motor - Primário Córtex Pré- motor Controla e orienta movimentos proximais direcionados a um determinado objetivo ( projeções abundantes para o sistema medial do tronco encefálico) Potencial de prontidão “BEREITSCHAFTPOTENTIAL” Córtex Motor - Primário Ocorre a transição da programação para a execução motora Relacionado com a iniciação do movimento ( os neurônios alteram sua atividade em breve antecipação ao movimento) Codifica a força e a direção dos movimentos voluntários

O córtex motor Capacidade de organizar e executar atos motores complexos Organização somatotrópica Atuação sobre os NM e IN medulares Direta  T. Cortipoespinhal Indireta  Vias descendentes do tronco encefálico Comandos motores corticais T. Corticocobulbar T. Corticoespinhal Núcleos motores dos NM dos músculos do nervos cranianos tronco e membros

T. Corticoespinhal Contém cerca de 1 milhão de axônios Se origina nas áreas motoras corticais e no córtex somatosensorial Lateral Anterior Cruza na pirâmide bulbar Termina em NM da zona lateral medular (músculos distais) e IN da zona intermédia Não é cruzado Termina bilateralmente em NM da zona media medular (músculos axiais) e zona intermédia

Outras partes do encéfalo que também regulam a função motora Cerebelo Gânglios basais Papel crítico na formatação e no refinamento do movimento

Sistema comparador: Responsável por melhorar a eficácia do movimento Comparação entre o comando para a ação e a informação sobre o ato motor que está sendo realizado É possível que os circuitos cerebelares sejam modificados pela experiência e que tais alterações sejam importantes para o aprendizado motor

Cerebelo Localizado atrás do tronco cerebral É formado por três pares de núcleos profundos: Fastígio Interposto Principais estruturas de saída Denteado Recebe informações da periferia e de todos os níveis do SNC

Núcleos Basais Recebem informações de diversas regiões do córtex cerebral Projeções para várias áreas corticais: Córtex pré- frontal, áreas pré motoras, e córtex motor primário (via tálamo)  influenciam sistemas descendentes Formado por 5 núcleos subcorticais Caudado Putâmen Globo Pálido Substância Negra Núcleo Subtalâmico Componentes de entrada  Estriado Componentes de saída