1

Funções bulbares e hipotalâmicas

Profa Geanne Matos de AndradeDepartamento de Fisiologia e Farmacologia- FAMED-UFC

Bulbo- Anatomia

• Conexões aferentesreceptores viscerais especializadosseios carotídeos e aórticoscélulas receptoras do bulbotrato gastrintestinaltrato respiratório

• Conexões eferentes órgãos alvo (coração, pulmão, TGI,

nasofaringe)

Ponte e bulboFunções bulbares

Centros vitais• Controle da respiração, • Freqüência cardíaca • Pressão sanguínea

Controle nervoso da respiração

Sistema de controle• Voluntário - córtex• Automático – ponte e bulbo

vias eferen tes (medu la espinhal) →→→→ neurônios respiratórios motores frênicos (C3 e C5), intercostais exte rnos (medula torácica)- Inspiração

→→→→ intercostais internos (medula torácica)- Expiração

Controle nervoso da respiração

Sistema Bulbares – centro respiratório• Grupo dorsal – núcleo do trato solitário- Inspiração• Grupo ventral – n. ambíguo e retroambíguo- Expiração e

Inspiração

Influências Pontinas e vagais• Centro pneumo táxico- n. parabraquial – E e I• Impulsos vagais com a distensão pulmonar- inibem a

inspiração

2

Controle bulbar e pontino da respiração Áreas quimioseptoras bulbares

Controle químico da respiração• Corpúsculos carotídeos e aórticos• Quimiorreceptores do bulboEstímulos que afetam o centro respiratório

• Q uímico – ↑↑↑↑ CO2 ↓↓↓↓ O2 e ↑↑↑↑ H+ - ↑↑↑↑ ventilação• Não químico – aferências vagais das vias aéreas e

pulmõesEstímulo s vagais

- Insuflação pulmonar- abrevia inspiração, brocodilatação e taquicardia- Hiperinsuflação pulm., histamina, protaglandinas- hiperpnéia

(respiração rápida e profunda), tosse, broncoconstricção, muco- Hiperinsuflação pulm., capsaicina, bradicinina, serotonina- apnéia

seguida de respiração rápida, broncoconstricção, muco

Controle central e periférico da respiração

• Aferências provenientes de centros superioresHipotálamo e sistema límbico – dor e emoção

Neocórtex e bulbo- controle volun tário (poliomielite bulbar -maldição de Ondina)

• Aferências provenientes dos propioceptoresMovimento das articulações – estimulam ven tilaçãoBaroceptores (arteriais, atriais, ventriculares, pulmonares)-inibem discre tamente a respiração

Controle VasomotorCentro vasomotor• BulboN. Reticular ventrolateral rostral- Vasoconstricção(céls. C1- ↑↑↑↑ descarga simpática para o coração e vasos)

N. Reticular ventrolateral caudal- Vasodilatação(céls. A1- ↓↓↓↓ descarga simpática para o coração e vasos)N. do Trato Solitário (área sensorial)- Regula C1 e A1

Aferê ncias – nervo IX e X (barocep tores)Eferências- via bulbo espinhal (ME - neurônios pré-

ganglionares simpáticos

Controle bulbar da

pressão sanguínea

3

Controle Vasomotor

Baroceptores- seio carotídeo e arco aórtico e receptores nas paredes dos átrios (circulação pulmonar)

Inibem a descarga tônica dos nervos vasoconstrictores e excitam a inervação vagal

Sistema vasodilatorsimpático-síncope desencadeada pela emoções

Controle Vasomotor

Fatores que afetam a atividade da área vasomotorabulbar

• Estimulação diretaCO2 e hipóxia

• Aferê ncias excitatóriasDo córtex (via hipotálamo)Das vias da dor e dos músculosDos quimioceptores carotídeos e aórticos

• Aferê ncias inibitóriasDo córtex (via hipotálamo)Das vias pulmonaresDos baroceptores carotídeos, aórticos e cardiopulmonares

Influência das vias sensoriais no controle vasomotor

(ref lexo somatossimpático)

Outros reflexos autonômicos bulbares

• Deglutição (inibição da respiração e fechamento da glote)Impulsos aferentes - ner vos V, IX e XIntegração no bulbo- NTS e N. ambíguoImpulsos eferentes- ne rvos VII, X, XII →→→→ faringe e língua

• Tosse (irritação do revestimento da traquéia e brônquios)

• Vômito (zona do vômito)Impulsos aferentes - TGI, amígdala, sist. vestibular,sangue (área postrema)

Vias aferentes para o ref lexo do vômito

Hipotálamo- Anatomia•Relação com a hipófise•Conexões aferentes

tálamo, formação reticular ativadora, sist. límbico, olhos, córtex, fórnix

Neurotransmissores- NA, A ch, 5-HT•Conexões eferen tes Fórnix, sistema límbico, mesen céfalo, neurohipófiseNeurotransmissores- D A, Ach, GABA, ββββ -endorfinas

4

F igur a 1 5. 1. O hipotálamo (em azul) e algumas estrutur as vizinhas a ele podem ser lo calizados no p lano mediano ( ) ou na base do encéfalo com o tr onco encefálico seccionado ( ). O plano mediano de cor te do encéfalo é apontado pela linha tracejada verm elh a em B, e o plano transverso de co rte d o tron co encefálico é mostrado pela linha vermelha em A .

AB

F igur a 15.2. O hipotá lamo é um conjunto complexo de núcleos (em diferentes cores) e feixes (em verde) cujas relações podem ser vistas esquematicamente no plano mediano da Figura 15.1. Observe, em par ticular, que o feixe prosencefálico media l não é ver dadeiramente medial. Ele foi chamado assim em referência ao encéfalo como um todo, já que com refer ência ao hipotálamo ele ocupa uma posição lateral. Modificado de W.J . Nauta e W. Haymaker (1969) . C.C. Thomas , EU A.The Hypothalamus

F igur a 15.3. Devido à sua par ticipação em múltiplas funções, o hipotálamo recebe conexões afere ntes d e muitas r egiões neurais ( representadas em bege), e envia eferentes para várias outr as (e m azul).

5

Funções hipotalâmicasRelação com a função autonômica

• Estimulação da região ântero-posteriorcontração da bexiga (parassimpático)

• Estimulação da região lateral (emocional)↑↑↑↑ PA, midríase (simpático)

• Estimulação da região dorsal média (raiva, medo)

sistema vasodilatador simpático, ↑↑↑↑ secreção de adrenalina

Funções hipotalâmicasRelação com o sono e com os fenômenos cíclicos

• Estimulação da região dorsalsono

• Estimulação da região posteriorvigília

• núcleo supraquiasmáticoritmos circadianossecreção de ACTH, melatonina

Funções hipotalâmicasRelação com a fome

• Ingestão de alimento e saciedade• Dieta

Hipotálamo- regula o ponto fixo para o peso corporalCentro da fome- hipotálamo lateralCentro da saciedade- Núcleo ventromedial

Mecanismos aferen tesAtividade das células (glicostatos) é regulada pelo nível de utilização de glicose Baixa utilização de glicose- ↓↓↓↓ atividade - fome

6

F igur a 15.12. A teor ia glicostática parece ser verdadeir a apenas como mecanismo de emergência para situações de gr ande car ência nutr icional. Dentre as evidên cias que a sustentam está o exp er imento simples realizado em ratos, através do qual se ver ificou a queda da glicemia minutos ante s do início do compor tamento de ingestão alimentar dos animais. Modificado de L.A. C ampfield e F.J . Smith (1986) 17: 427-433.Brain Research Bul letin

F igur a 15.14. Quando o intervalo antes de uma refeição é longo, isso nã o significa que o animal comerá mais: por isso nã o há cor relação entre a orde nada e a abscissa no gr áfico . Mas quando o a nimal come mu ito, é ba stant e provável que o intervalo de pois da refeição seja prolongado: neste caso existe cor relação po sitiva entre a or denada e a abscissa do gráfico .

AB Modificado de

D .W. Thomas e J . Mayer (1968) 66: 642-653.Journal of C omparative Physiological Psychology

7

Papel dos hormônios gastrintestinais na ingestão de alimentos

• CCK e calcitonina- dimi nuem o apetite (ação perifé rica e central)• grelina- induz a fome• leptina- tamanho do depósito de gordura

↓↓↓↓ apetite• frio- ↑↑↑↑ apetite• distensão do tubo digestivo- ↓↓↓↓ apetite

Regulação do apetite a longo prazo

Funções hipotalâmicasRelação com a sede

Regulada pela osmolalidade plasmática e volume do LECOsmorrec eptores - hipotálamo anteriorBarorreceptores - angiotensina II, órgão subfornical, organum vasculosum da lamina terminal

Funções hipotalâmicasRelação com a neurohipóf ise

Liberação de ocitocina e vasopressinaNúcleo supra-ópticoNúcleo paraven tricular

Regulação da temperatura

- Produção de calor- exercício, alimentação, metabolismo energético, horm. da tireóide - Perda de calor- radiação (ambiente frio), condução, vaporização de água nas vias respiratórias e na pele, micção, defecaçãoTemperatura corporal normal- adulto jovem- 36,6-37,1 °°°° C (oral, matinal)

escroto- 32 °°°° C , retal- 37 °°°° C , extremidades (varia com o ambiente- 25-34 °°°° C )

sono- mais baixamulheres- aumenta durante a ovulação

emoção- 38,5 °°°° C

8

Mecanismo hipotalâmicos de regulação da temperatura

Mecanismos ativados pelo frio (hipotálamo posterior)-↑↑↑↑ produção de calortremores, fome, ↑↑↑↑ ativ. voluntária, ↑↑↑↑

secreção de NA e A- ↓↓↓↓ Perda de calor-

vasoconstricção cutânea, posição encolhida, piloereção

Mecanismo hipotalâmicos de regulação da temperatura

Mecanismos ativados pelo calor (hipotálamo anterior, área pré-óptica)-↑↑↑↑ perda de calorvasodilatação cutânea, sudorese, ↑↑↑↑ respiração

- ↓↓↓↓ produção de calor-anorexia, apatia, inércia

FebreEndotoxinas, inflamação

Monócitos, macrófagos

Área pré-óp tica

Temperatura aumentaPonto fixo acima de 37°°°°C

HipotermiaHomem tolera de 21 a 24°°°°C↓↓↓↓ FC, PA, respiração

citocinas

Prostaglandinas no hipotálamo

Febre

9

Funções hipotalâmicasComportamento sexual

Interação entre sinais neurais e químicos• comportamento de atração• comportamento de cópula

•Áreas envol vidas• Homem- área pré -óptica, córtex fron tal, amígdala, ME• Mulher - n. ven tromedial, subst. cinz enta periaquedu tal, bulbo, ME

• Influências- estrógeno, testosterona

F igur a 15.18.A B

C

O dim orfism o se xual se expressa em alguns núcleos d o h ipot álamo , em particular na área pre- óptica ( SDN- POA) . Ratos machos ( ) apresentam e sse núcleo com volume bem maior que na s fême as ( ) . Nas fêmeas tra ta das com testoster ona ( ), a área pr é-óptica adquire volume semelhante à dos machos. O desenho à esquerda mostra o nível eq uivalente dos cortes, no cér ebro hum ano. AC = comissura anterior; OC = quiasma óptico; SCN = núcle o supraquiasmático; V = ventrículo. Fotos A-C reproduz idas de R. G orsky ( 1987), em (J.M. Reinisch e outros, O rgs.). O xford Univers ity Press, Inglaterra.Masculinity /Feminity: Bas ic Perspec tives .

F igur a 1 5.19. Tant o machos como fêmeas apresentam receptor es mo leculares para o estr adio l (ma s não para a testosteron a) no SNC. No entanto, o estradiol circulante não passa a ba rreira hemato-encefálica, o que ocorre com a testosterona. Par ece um par adoxo, mas não é: o SNC dos machos expressa aromatase, q ue tran sfor ma a testoster ona em estradiol, permitindo a sua ação diferen ciador a.

10

F igur a (Quadr o 15.3) . No exper im ento de James Olds, o rato recebia uma cor rente elétrica diminuta através de um eletr ódio implantado no crânio, toda vez que pr essiona sse a barra. De J . Olds (1956) Em pp. 183-188.. W.H . Freem an, EUA. Psy chobio logy,