aula morfofisiol. s. nervoso
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MorfofisiologiaMorfofisiologia animal animal comparada II:comparada II:
sistema nervososistema nervoso
Profº Adriano Alvarenga
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;
Comparando sistema nervoso
• FILO MOLLUSCA
– Gânglios pares: cerebral, pleural, pedioso, visceral;
– Cordões nervosos;– Plexo
subepidérmico;– Gastrópodes e
cefalópodes ègânglios centralizados em anel nervoso.
Comparando sistema 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;
Comparando sistema nervoso
• 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).
Comparando sistema nervoso
• 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;
Comparando sistema nervoso
• 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;
Comparando sistema nervoso
• 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;
Comparando sistema nervoso
• 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;
Comparando sistema nervoso
• FILO CHAETOGNATHA e HEMICHORDATA
– Plexo nervoso subepidérmico formando
os cordões nervosos dorsal e ventral, com anel
conectivo no colarinho;
Comparando sistema nervoso
• 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;
Comparando sistema nervoso
• 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.
Comparando sistema nervoso
Peixes - FILO CHORDATAClasse Myxini (feiticeiras)
àCordão nervoso dorsal com encéfalodiferenciado;
àAusência de cerebelo;à10 pares de nervos cranianos;
àRaízes nervosas dorsais e ventrais unidas.
Comparando sistema nervoso
Peixes - FILO CHORDATAClasse Cephalaspidomorphi (lampreias)
- Cordão nervoso dorsal com encéfalodiferenciado;
- Presença de cerebelo;- 10 pares de nervos cranianos;
- Raízes nervosas dorsais e ventrais separadas.
Comparando sistema nervoso
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.
Comparando sistema nervoso
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;
Comparando sistema nervoso
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;
Comparando sistema nervoso
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;
Comparando sistema nervoso
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;
Comparando sistema nervoso
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;
Comparando sistema nervoso
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.
Comparando sistema nervoso
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;
Comparando sistema nervoso
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;
Comparando sistema nervoso
FILO CHORDATAClasse AvesEncéfalo com hemisférios cerebrais, cerebelo e teto
do mesencéfalo (lobos ópticos) bemdesenvolvidos;
Comparando sistema nervoso
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;
Comparando sistema nervoso
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);
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;
Morfofisiologia do sistema nervoso
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;
Morfofisiologia do sistema nervoso
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!
Estruturas importantes do encéfalo
• 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);
Estruturas importantes do encéfalo
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