Neurofisiologia/UFES/Prof. Élio Waichert
Jr
RECEPTORES SENSORIAIS
Elio Waichert Júnior
Sistema Sensorial
•
Um dos principais desafios do organismo é adaptar-se
continuamente ao ambiente em que vive
•
A organização de tais respostas exige um fluxo de
informação que se inicia no interior do próprio organismo,
ou no ambiente que o circunda
•
O conjunto constituído pelos:
Sensores para
Informação
Vias de trafego
Circuito Neural de
Processamento
Sistema Sensorial
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Sistema Sensorial
• Principais atributos da sensação:
Modalidade de sensação:
Existem diferentes formas de energia - luminosa, mecânica,
térmica e química
são transformadas pelo sistema nervoso central em Sensações ou
modalidades de sensações
Visão, audição, tato, gustação e olfação
Assim, a modalidade seria uma propriedade da fibra nervosa
sensorial, e cada fibra é ativada por um estímulo específico
Sistema Sensorial
Principais atributos da sensação:
Intensidade:
Depende da força do estímulo.
A intensidade mais baixa do estímulo que pode ser detectado é
chamado de limiar sensorial
Os limiares sensoriais podem ser influenciados pelo experiência, pela
fadiga ou pelo contexto ambiental
Duração: é função tanto da duração como da força de estímulo
Se um estímulo persiste por um longo tempo, a intensidade da sensação
diminui
Adaptação
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Principais atributos da sensação:
Localização:
A capacidade de localizar a fonte de estimulação depende da
capacidade de distinguir entre estímulos próximos de si.
Esta capacidade pode ser quantificada determinando-se a distância
mínima detectável entre dois estímulos
Limiar de dois pontos
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Sistema Sensorial
Propriedades comuns das sensações:
Modalidade
Intensidade
Duração
Localização no espaço
Atributos dos estímulos
físicos
Receptores Sensoriais
A entrada ao sistema nervoso é feita pelos receptores sensoriais
Luz
Tato
Som
Dor
Frio
Calor
Objetivo
Elucidar os mecanismos básicos pelos quais estes receptores transformam estímulos
Sensoriais em nervosos
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TIPOS DE RECEPTORES SENSORIAIS
Há 5 tipos de receptores sensoriais:
Mecanorreceptores
Alterações mecânicas
Termorreceptores
Alterações de temperatura
Nocioceptores
Lesões teciduais
Eletromagnéticos
Detectam Luz
Quimiorreceptores
Alterações gasométricas, gosto, cheiros
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SENSIBILIDADE DIFERENCIAL DOS RECEPTORES
Como é que 2 tipos de receptores sensoriais detectam tipos diferentes
de estímulos sensoriais?
SENSIBILIDADE DIFERENCIAL
Cada receptor é altamente sensível ao seu tipo de estímulo, e quase insensível a outros
estímulos
Cones e bastonetes
Temperatura e pressão ocular
Osmorreceptores
Resposta ao som
Receptores de tato e pressão
Estímulo suficiente para causar lesão
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PRINCÍPIO DA LINHA ROTULADA
•
•
•
•
•
•
•
Dor
Tato
Pressão
Visão
Frio
Calor
Som
Modalidade de sensação
As fibras nervosas transmitem apenas impulsos
Como é que diferentes fibras nervosas transmitem diferentes modalidades de sensações?
Cada trato nervoso termina em um ponto específico no sistema nervoso central
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TRANSDUÇÃO DOS ESTÍMULOS SENSORIAIS EM IMPULSOS NERVOSOS
Qualquer que seja o receptor ou o estímulo, seu efeito imediato é alterar o potencial
da membrana do receptor
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Transdução Sensorial e Potencias Receptores
Receptor Sensorial
Energia Física
Canais iônicos
Potencial receptor
ou gerador:
Hiperpolarização
Despolarização
Energia eletroquímica
Descarga Neural
Codificação neuronal:
sinal neural local evoca PA
MECANISMOS DOS POTENCIAIS RECEPTORES
Deformação mecânica do receptor
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Aplicação de uma substância química
Alteração de temperatura da membrana
Efeitos da radiação eletromagnética
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AMPLITUDE DO POTENCIAL DO RECEPTOR
A amplitude máxima da maioria dos potenciais de ação é de 100 mv
Valor relativo quando há permeabilidade máxima aos íons sódios
Exemplo ilustrativo da função do receptor
Corpúsculo de Pacini
Fibra nervosa central
Camadas capsulares
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Área deformada
Potencial de ação
Potencial Receptor
+ + + ++ - - - - + + + + + +
+
++++
++++
+
+ ++++---- ++ ++ + +
Nodo de Ranvier
Compressão
RELAÇÃO ENTRE INTENSIDADE E ESTÍMULO
Receptor sensível a fraca intensidade
e não alcança facilmente a experiência
Sensorial máxima
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ADAPTAÇÃO DOS RECEPTORES
Características comuns a todos os receptores sensoriais
parcial
completamente
Ocorre uma resposta de alta intensidade com grandes potenciais de ação
Logo após com uma freqüência progressivamente mais lenta
Pode ocorrer ausência de resposta
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Alguns receptores se adaptam em maior extensão que outros
Pacini
Extinção em centésimos de segundos
Base dos pelos
Extinção em 1 segundo
Alguns levam horas ou até dias
Barorreceptores
Que podem demorar até 2 dias para se adaptarem
Quimiorreceptores e Nocioceptores não se adaptam
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MECANISMOS DE ADAPTAÇÃO DOS RECEPTORES
É uma propriedade individual de cada receptor
No caso dos receptores mecânicos, ocorre dois tipos:
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Acomodação:
Ocorre na própria fibra nervosa
Com a retirada da cápsula do corpúsculo, se o estímulo persistir na fibra, ela se acomoda
Resulta da inativação dos canais de sódio
Pois são voltagem dependentes
RECEPTORES “TÔNICOS”
São receptores que se adaptam lentamente
Transmitem para o cérebro enquanto o estímulo persistir
Fusos neuromusculares
Aparelho tendinoso de golgi
Receptores de Dor
Barorreceptores
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Pelo fato de esses receptores poderem transmitir informações durante horas para
o cérebro, são chamados de receptores “Tônicos”
Como o sistema fisiológico é continuamente variável, eles dificilmente se adaptam
RECEPTORES FÁSICOS
Não podem ser usados para transmitir sinais contínuos ao cérebro
Pois são estimulados apenas quando muda a força do estímulo
Reagem intensamente quando ocorre uma mudança
O número de impulsos transmitidos é relacionado com a velocidade na qual ocorre a
mudança
PACINI
Importantes para informar sobre deformações rápidas, mas inútil para informações sobre
Condições constantes no corpo
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Importância dos receptores Fásicos
Se for conhecida a velocidade na qual alguma alteração está ocorrendo, pode-se prever
o estado do corpo alguns segundos mais tarde
Receptores dos canais semi-circulares
Detectam a velocidade na qual a cabeça gira
Permite ajustes das pernas antes do tempo para não perder o equilíbrio
Durante a corrida, as informações destes receptores permite que o sistema nervoso preveja
Onde estarão os pés durante qualquer fração de segundos
A perda desta função torna impossível a corrida
FIBRAS NERVOSAS
Se as informações não chegarem rapidamente ao SNC elas serão inúteis
Informação ao cérebro a cada fração de segundo onde estão as pernas
durante a corrida
Algumas informações não precisam ser transmitidas tão rapidamente
Dor profunda
Existem fibras nervosas de todos os tamanhos entre 0,2 e 20 µm
Quanto maior o diâmetro, maior a velocidade de condução
0,5 a 120 m/s
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TIPOS DE FIBRAS NERVOSAS
E SUA CLASSIFICAÇÃO:
• Fibras nervosas mielinizadas
• Fibras nervosas não mielinizadas
FIBRAS NERVOSAS MIELINIZADAS
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AXÔNIO MIELINIZADO
Mielina.exe
Classificação
Das
Fibras
Nervosas
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Classificação
Das
Fibras
Nervosas
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TRANSMISSÃO DE SINAIS DE DIFERENTES INTENSIDADES
Cada sinal transmitido tem como característica sua intensidade
Tal Gradação de intensidade pode ser transmitindo usando número crescente de fibras ou
mandando mais impulsos através de uma única fibra
A isso chamamos:
SOMAÇÃO ESPACIAL
SOMAÇÃO TEMPORAL
SOMAÇÃO ESPACIAL
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Neurônio de
segunda ordem
Neurônio de
primeira ordem
Campo
receptivo
Campo receptivo
pequeno
Campo receptivo
grande
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SOMAÇÃO TEMPORAL
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
• Tratado de Fisiologia Médica – Guyton e Hall 10º edição
• Fisiologia – Margarida Mello Ayres 2ª edição
• Fisiologia – Berne e Levy 4ª edição
• Fundamentos da Neurociências e Comportamento – Kandel
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Dor e Analgesia
Dor
A dor é um mecanismo de proteção do corpo; ocorre
sempre que qualquer tecido estiver sendo lesado e faz
com que reaja para promover o estímulo doloroso.
Tipos de dor e suas características - DOR RÁPIDA E DOR
LENTA.
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Tipos de dor e suas características
Tipos de dor: a dor rápida e a dor lenta
Dor rápida → sentida cerca de 0.1s depois que o estímulo doloroso
é aplicado.
- dor em pontada
- dor em alfinetada
- dor aguda
- dor elétrica
- Este tipo de dor é sentida quando uma agulha é enfiada na pele,
quando a pele é cortada com uma faca, ou quando a pele sofre uma
queimadura aguda.
- Não é sentida na maioria dos tecidos mais profundos do corpo
Tipos de dor e suas características
Dor lenta → começa apenas após 1s ou mais e, depois, aumenta
lentamente durante muitos segundos e, às vezes, até minutos.
- dor em queimação lenta
- dor surda
- dor latejante
- dor nauseante
- dor crônica
- Este tipo de dor está associado à destruição dos tecidos
- Pode levar sofrimento insuportável, prolongado.
- Pode ocorrer tanto na pele quanto em qualquer tecido ou órgão
profundo.
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Receptores e estímulos da dor
São terminações nervosas livres (pele e outros órgãos)
Estão espalhados nas camadas superficiais da pele, bem como em
certos tecidos internos como tecido ósseo, parede arteriais,
articulações, etc.
Estímulos capazes de estimularem os receptores da dor:
- Mecânicos
- Térmicos
- Químicos
Em geral a dor rápida é provocada pelos tipos de estímulos
mecânicos e térmicos, enquanto a dor lenta pode ser provocada
pelos três.
Receptores e estímulos da dor
Substancias químicas capazes de estimular os receptores da dor:
- Bradicinina
- Serotonina (5-hidróxitriptamina)
- Histamina
- Íons potássio (K+)
- Ácidos
- Acetilcolina
- Enzimas proteolíticas
- Outras substancias que não estimulam diretamente mais
aumentam o estímulo: Prostaglandinas e Substancia P
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Receptores e estímulos da dor
Natureza inadaptável dos receptores da dor → ao contrário de muitos
outros tipos de receptores, os receptores da dor não se adaptam, ao
contrário, muitas vezes até aumentam a sensibilidade ao estímulo.
Transmissão do estímulo doloroso para o SNC
Apesar dos receptores da dor serem terminações nervosas livres,
essas terminações apresentam duas vias diferentes para transmitir o
estímulo para o SNC.
- Uma via para a dor rápida e uma outra via para a dor lenta.
Fibras periféricas da dor - fibras rápidas e lentas
- Fibras rápidas (tipo Aδ) - velocidade 6 - 30 m/s
- Fibras lentas (tipo C) - velocidade 0.5 - 2 m/s
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Transmissão do estímulo doloroso para o SNC
Devido a esse duplo sistema de transmissão, o início súbito de um
estímulo doloroso freqüentemente dá uma dupla sensação de dor.
- Uma dor rápida e aguda que é transmitida para o cérebro pelas
fibras Aδ (rápidas).
- Uma dor lenta (1 s após a dor rápida) que é transmitida pelas
fibras C (lentas).
- A dor aguda informa a pessoa rapidamente e faz a pessoa reagir de
maneira imediata.
- A dor lenta tende a ser cada vez mais intensa e dá a pessoa o
sofrimento intolerável da dor prolongada.
Fibras rápidas
da dor aguda
Aδ
C
Nervo espinhal
Fibras lentas
da dor crônica
I
II
III
IV
V
VI
VII
XI
VIII
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Transmissão do estímulo doloroso para o SNC
Neurotransmissores
liberados
nas
transmissoras do estímulo doloroso:
terminações
das
fibras
- Fibras rápidas → Glutamato
- Fibras lentas → Glutamato e Substancia P
Transmissão sináptica
Glutamatérgica
Na+
Na+
Na+
Ca2+
Ca2+
Na+
Ca2+
Glu
Glu
Na+
Glu
Glu
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Membrana da célula pós-sinápica
Fibra pré-ganglionar
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Sistema se supressão da dor (analgesia) no
cérebro e na medula espinhal.
O grau que uma pessoa reage a dor é muito variável. Isto resulta, em
parte, da capacidade do próprio cérebro em suprimir a entrada de sinais
da dor, chamado de sistema de analgesia.
Composição do sistema de analgesia
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Terceiro ventrículo
Substância
cinzenta
periaquidutal
Núcleos
Periventriculares
Mesencéfalo
Neurônios
encefalinérgicos
Ponte
Núcleo magno da rafe
Bulbo
Neurônios
serotoninérgicos
Fibras rápidas
da dor aguda
Aδ
C
Nervo espinhal
Fibras lentas
da dor crônica
I
II
III
IV
V
VI
VII
XI
VIII
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Neurônio
que secreta
encefalinas
Neurônio
que secreta
Serotonina
Neurônio com Glutamato ou Substância P
Para o SNC
Neurônio
que secreta
encefalinas
Fibra Aδ ou C
+
Célula transmissora da dor
Neurônio com Glutamato ou Substância P
Para o SNC
Neurônio
que secreta
encefalinas
Fibra Aδ ou C
-
Ca2+
+
En
En
En
En
Célula transmissora da dor
En
Ca2+
En
En
Na+
G
G G G
G
G
Ca2+
G
Na+
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Neurônio com Glutamato ou Substância P
Para o SNC
Neurônio
que secreta
encefalinas
Fibra Aδ ou C
-
Ca2+
+
En
En
En
En
Célula transmissora da dor
Ca2+
En
En
Na+
En
G
G
G G
G
G
Ca2+
En
Na+
Sistema opióide do cérebro - as endorfinas e
encefalinas
Histórico
Injeção de morfina no SNC (núcleo periventricular) → causava um grau
acentuado de analgesia (experimentos realizados há algumas décadas atrás)
Em estudos posteriores, foi visto que agentes semelhantes à morfina,
sobretudo os opióides, atuam ainda em muitos outros pontos do sistema de
analgesia, inclusiva na medula espinhal
Como a maioria dos fármacos que alteram a excitabilidade dos neurônios agem
sobre receptores sinápticos, presumiu-se que os “receptores da morfina” do
sistema de analgesia teriam que ser na realidade receptores de algum
neurotransmissor semelhantes à morfina e que fosse secretado naturalmente
pelo cérebro.
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Sistema opióide do cérebro - as endorfinas e
encefalinas
Histórico
Desenvolveu-se muitas pesquisas para tentar identificar esse transmissor
semelhante à morfina
Atualmente foram encontradas 12 dessas substancias em diferentes pontos do
SNC.
Entre as mais importantes estão: β-endorfina (hipotálamo e hipófise),
metencefalina e leuencefalina (tronco cerebral e medula) e dinorfina (tronco
cerebral e medula).
Múltiplas áreas do cérebro contém receptores de opiáceos, especialmente no
sistema de analgesia.
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FIM
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