#Resumo sensações#

Texto elaborado pela monitoria de Fisiologia Humana da UFPE 2015.2

Sistema Sensorial O sistema nervoso é único, em relação à vasta complexidade dos processos cognitivos e das ações de controle que pode executar. Ele recebe, a cada segundo milhões de informações provenientes de meio externo e então as integra para determinar as respostas a serem executadas pelo corpo (Figura 1). Todo sistema sensorial possui três elementos fundamentais: Receptores: estruturas responsáveis pela captação do estímulo e sua conversão em um sinal biológico; Vias sensoriais: ou aferentes, por onde o sinal biológico trafega; Áreas sensoriais centrais: onde o sinal biológico é interpretado,gerando as sensações.

Figura 1 – Sistema Sensorial. http://www.ebah.com.br/content/ABAAAf-isAC/sistema-sensorial

1. Vias sensoriais Os sistemas sensoriais recebem informações do ambiente por meio de receptores especializados na periferia, e transmitem as informações por uma série de neurônios e retransmissões sinápticas para o Sistema Nervoso Central (SNC). A transmissão destas informações acontece nas seguintes etapas:

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1. Receptores sensoriais: são ativados por estímulos do meio ambiente e possui o objetivo de converter um estímulo (por ex. ondas sonoras, ondas eletromagnéticas ou pressão) em energia eletroquímica. 2. Neurônios sensoriais aferente de primeira ordem: também é denominado neurônio sensorial aferente primário; em alguns casos (somatossensorial, olfativo), ele também é a célula receptora. Esses neurônios têm seu corpo celular no gânglio da raiz dorsal da medula espinhal. 3. Neurônios sensoriais aferentes de segunda ordem: os neurônios de primeira ordem fazem sinapse com neurônios de segunda ordem nos núcleos de relé (retransmissão), localizados na medula espinhal ou no tronco encefálico. Os axônios dos neurônios de segunda ordem deixam os núcleos e ascendem para o próximo núcleo, localizado no tálamo, onde fazem sinapses com neurônios de terceira ordem. No trajeto para o tálamo, os axônios desses neurônios de segunda ordem cruzam a linha média. O cruzamento ou a decussação pode ocorrer na medula espinhal ou no tronco encefálico. 4. Neurônios sensoriais aferentes de terceira ordem: estão situados nos núcleos do tálamo. Da mesma forma, muitos neurônios de segunda ordem fazem sinapse com um mesmo neurônio de terceira ordem. 5. Neurônios sensoriais aferentes de quarta ordem: estão localizados na área sensorial específica do córtex cerebral. Exemplo: Na via auditiva, os neurônios de quarta ordem são encontrados no córtex auditivo primário; na via visual, eles são encontrados no córtex visual primário, e assim por diante (Figura 2).

Figura 2 – Diagrama esquemático das vias sensoriais do sistema nervoso. Linda Costanzo, pág. 70. 3ª edição.

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2. Receptores Sensoriais Os receptores são classificados pelo tipo de estímulo que os ativa. Os cinco tipos de receptores são: mecanorreceptores, fotorreceptores, quimiorreceptores, termorreceptores, nociceptores (Tabela 1). Tipo de Receptor

Mecanorreceptores

Fotorreceptores

Modalidade

Receptor

Tato

Corpúsculo de Pacini

Audição

Células Ciliadas

Vestibular

Células Ciliadas

Pressão Arterial

Barorreceptores

Visão

Bastonetes e cones

Paladar

Receptor olfatório

PO2 arterial

Botões gustatórios

Quimiorreceptores pH do LCR

Nociceptores

Pele Órgão de Corti Cúpula, ducto semicircular Seio Carotídeo Retina Mucosa olfatória

Olfato

Termorreceptores

Localização

Língua Corpos cartídeo/aórtico Bulbo ventrolateral

Receptores de frio

Pele

Receptores de calor

Pele

Nociceptores térmicos

Pele

Temperatura

Extremos de dor e temperatura

Nociceptores polimodais

Pele

Tabela 1 – Tipos e Exemplos de receptores sensoriais. Linda Costanzo, pág. 71. 3ª edição.

Transdução sensorial e potencial receptor A transdução sensorial é o processo pelo qual o estímulo do ambiente ( ex., pressão, luz) ativa o receptor e é convertido em atividade elétrica. Ocorrem as seguintes etapas: 1 - O estímulo do ambiente interage com o receptor sensorial, causando alteração de suas propriedades;

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2 – Essas alterações levam os canais iônicos da membrana do receptor sensorial a se abrirem ou fecharem, resultando em alteração do potencial elétrico, que pode gerar despolarização ou hiperpolarização. O potencial receptor é o nome designado ao aumento ou diminuição da probabilidade de um potencial de ação ocorrer, dependendo da ocorrência de despolarização ou hiperpolarização; 3 – Os potenciais receptores são graduados em amplitude, e a amplitude está relacionada à intensidade do estímulo. Se o potencial receptor se despolariza, ele desloca o potencial de membrana em direção ao limiar e aumenta a probabilidade de ocorrer um potencial de ação. Um potencial receptor pouco despolarizado, um estímulo sublimiar será insuficiente para produzir um potencial de ação (Figura 3). Ainda, se o potencial receptor se hiperpolarizar, ele move o potencial da membrana para longe do limiar, diminuindo a probabilidade da ocorrência do mesmo.

Figura 3 – Potenciais de receptores nas células receptoras sensoriais. Linda Costanzo, pág. 72. 3ª edição.

Campos receptivos O campo receptivo é a área do corpo que, quando estimulada, resulta em uma variação da frequência de disparo de um neurônio sensorial. Portanto, podem ser excitatórios (↑) ou inibitórios (↓) da frequência de disparo do neurônio sensorial. Os campos receptivos variam em tamanho. Quanto menor o campo receptor, maior o grau de precisão na localização ou na caracterização da sensação presente. Tipicamente, quanto mais alta a ordem do neurônio no SNC, mais complexo será seu campo receptivo, uma vez que mais neurônios convergem para os núcleos em cada nível. Assim, neurônios sensoriais de primeira ordem possuem campos receptivos mais simples, e neurônios sensoriais de quarta ordem têm os campos receptivos mais complexos. A inibição lateral é o fenômeno que existe em campos receptivos da pele, quando o neurônio tem uma região central de excitação limitada a cada lado por regiões de

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inibição. Este evento auxilia na localização precisa do estímulo, pela definição de seus limites e dando-lhes bordas de contraste. Código sensorial Os neurônios sensoriais são responsáveis pela codificação dos estímulos do ambiente. A codificação começa quando o estímulo é traduzido pelos receptores sensoriais e continua com a informação sendo transmitida progressivamente para níveis mais elevados do SNC. Uma ou mais características do estímulo são codificadas e interpretadas. Elas incluem: modalidade sensorial, localização espacial, frequência, intensidade, limiar e duração do estímulo. o A modalidade do estímulo é com frequência codificada pelas vias rotuladas, que consistem em vias neuronais sensoriais dedicadas a essa modalidade. Assim, a via neuronal dedicada à visão se inicia nos fotorreceptores na retina. Essa via não é ativada por estímulos somatossensoriais, auditivos ou olfativos. À despeito do fato, de que experienciamos essas diferentes modalidades de sensação, as fibras nervosas transmitem apenas impulsos. Portanto, como as diferentes fibras nervosas transmitem as diferentes modalidades sensoriais? A resposta é que cada trato nervoso termina em área específica no SNC e o tipo de sensação percebida, quando a fibra nervosa é estimulada, é determinado pela região no sistema nervoso para onde as fibras se dirigem.

o A localização do estímulo é codificada pelo campo receptivo dos neurônios sensoriais e podem ser aprimorada por inibição lateral. o O limiar é o estímulo mínimo que pode ser detectado. Se um estímulo for intenso o suficiente para produzir um potencial receptor de despolarização que atinja o limiar, ele será detectado. Estímulos menores, como os sublimiares, não serão detectados. o A intensidade do estímulo é codificada de 3 formas: - Número de receptores que são ativados. Dessa forma, um estímulo intenso ativará mais receptores e produzirá respostas maiores que um estímulo menor. - Diferenças entre as frequências de disparo dos neurônios sensoriais na via aferente. - Ativação de diferentes receptores. Assim, um leve toque na pele pode ativar somente mecanorreceptores, enquanto um estímulo intenso e nocivo na pele poderá ativar mecanorreceptores e nociceptores. O estímulo intenso seria detectado não apenas como mais forte, mas, também, como uma modalidade diferente.

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o Mapa neural é formado por grupos de neurônios que recebe informações de diversos locais do corpo. o Padrão dos impulsos nervosos, a frequência do estímulo pode ser codificada diretamente nos intervalos entre os disparos dos neurônios sensoriais (chamados de intervalos entre picos) ou em múltiplos desses intervalos. o A duração do estímulo é codificada pela duração do disparo dos neurônios sensoriais. No entanto, durante um estímulo prolongado, os receptores “se adaptam” e mudam suas frequências de disparo. Os neurônios sensoriais podem ser de adaptação rápida ou lenta. Adaptação dos receptores sensoriais Receptores sensoriais “se adaptam” ao estímulo. A adaptação é observada quando um estímulo constante é aplicado por certo período de tempo. Inicialmente, a frequência dos potenciais de ação é alta, mas com o passar do tempo, a frequência diminui mesmo que o estímulo continue. O padrão da adaptação difere entre os diferentes tipos de receptores: o Receptores fásicos: se adaptam rapidamente a um estímulo constante e primariamente detectam a aplicação e a retirada do estímulo e a variação do estímulo. O receptor fásico responde de imediato à aplicação do estímulo com um potencial receptor despolarizante, que leva o potencial de membrana além do limiar. Ocorre breve salva de disparos de potenciais de ação. Após essa salva, o potencial receptor diminui abaixo do limiar e, mesmo que o estímulo continue a ser aplicado, não haverá mais potencial de ação (ocorre um período de silêncio elétrico). Quando o estímulo é removido, o receptor é novamente ativado e o potencial receptor se despolariza até o limiar, causando uma segunda salva breve de potenciais de ação. Exemplo: corpúsculos de Pacini. o Receptores tônicos: se adaptam de forma mais lenta ao estímulo. Eles codificam: - A intensidade do estímulo: quando maior a intensidade, maior o potencial receptor despolarizante, e, maior probabilidade de ocorrerem potenciais de ação; - E a duração do estímulo: quanto mais longo o estímulo, mais longo será o período no qual o potencial receptor excederá o limiar. O receptor tônico responde ao início do estímulo com um potencial receptor despolarizante, que leva a membrana ao limiar, resultando em longa série de potenciais de ação. O potencial receptor permanece despolarizado por um longo tempo de duração do estímulo, e os potenciais de ação continuam ocorrendo. Uma vez

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que o potencial receptor comece a se repolarizar, a frequência de potenciais de ação diminui e, por fim, ocorre silêncio elétrico. Exemplo: receptores de Merkel (Figura 4).

Figura 4 – Adaptação dos receptores sensoriais. A) Receptor tônico – com adaptação lenta. B) Receptor fásico – com adaptação rápida. Disponível em< http://www.uff.br/fisiovet/Conteudos/adap_receptores.htm>

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Esquematizando...

SISTEMA SENSORIAL → Receptores sensoriais → Neurônios Sensoriais aferentes de 1ª ordem Vias Sensoriais

→ Neurônios Sensoriais aferentes de 2ª ordem → Neurônios Sensoriais aferentes de 3ª ordem → Neurônios Sensoriais aferentes de 4ª ordem → Mecanorreceptores → Fotorreceptores

Receptores Sensoriais

→ Quimiorreceptores → Termorreceptores → Nociceptores

Transdução sensorial e potencial receptor Campos receptivos → Inibição Lateral Código Sensorial Modalidade

Localização

Limiar

Intensidade

Mapa Neural

Duração

Padrão dos Impulsos Nervosos

→ Receptores fásicos Adaptação dos receptores sensoriais

→ Receptores tônicos

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Referências Bibliográficas • COSTANZO, Linda. Fisiologia. 3ª edição. Elsevier, 2007. Capitulo 3 – Neurofisiologia. • GUYTON, Arthur C; HALL, John E. Tratado de fisiologia Médica. 12ª edição. Elsevier, 2011. Capítulo 46 – Receptores Sensoriais e Circuitos Neuronais para o processamento das informações.