ORGANIZAÇÃO DO SISTEMA MOTOR
MOVIMENTO E VIDA
COMUNICAÇÃO E
EXPRESSÃO
MANUTENÇÃO DA
POSIÇÃO DO CORPO
MANIPULAÇÃO E
FUGA DE SITUAÇÕES CONFECÇÃO DE UTENSÍLIOS
DE PERIGO
IMPORTÂNCIA DO SISTEMA SENSORIAL
INFORMAÇÕES DO AMBIENTE; POSIÇÃO E ORIENTAÇÃO
DO CORPO E MEMBROS E GRAU DE CONTRAÇÃO DOS
MÚSCULOS.
Sistemas Sensoriais
transformam energia física em sinais neurais (transdução).
Sistemas Motores
traduzem sinais neurais em força contrátil.
IMPORTÂNCIA SENSORIAL
Interação
organismo-meio
Adaptação
SISTEMA NERVOSO CENTRAL
SNA
S. Sensorial
MEIO INTERIOR
E EXTERIOR
S. Motor
INFORMAÇÕES SENSORIAIS E CONTROLE DE
MOVIMENTOS
Modalidades
Sub-modalidades
Estímulo
específico
Órgão
receptor
Tipo funcional
Tipo morfológico
Visão
Cor, movimento,
forma
Luz
Olho
Fotorreceptores
Cones e
bastonetes
Audição
Freqüência,
amplitude, timbre
Vibrações
Mecânicas do ar
Orelha
Mecanoceptores
auditivos
Células ciliadas
da cóclea
Toque/Tato
Estímulos
mecânicos
--
Mecanoceptores
N. ganglionares da
raiz dorsal
Termocepção
(temperatura)
Calor e frio
--
Termoceptores
N. ganglionares da
raiz dorsal
Mecânicos,
térmicos e
químicos intensos
--
Nociceptores
N. ganglionares da
raiz dorsal
Propriocepção
Movimentos e
posição estática do
corpo
Fuso
muscular,
OTG
Mecanoceptores
N. ganglionares da
raiz dorsal
Olfato
Odores primários
(Almíscar, etéreo,
floral, canforado etc)
Substâncias
químicas
Nariz
Quimioceptores
Neurônios da
mucosa
olfatória
Paladar
Salgado, doce,
amargo, azedo e
umami
Substâncias
químicas
Boca
Quimioceptores
Células das
papilas gustativas
Nocicepção
Somestesia
(Tato)
(dor)
INFORMAÇÕES SENSORIAIS E CONTROLE DE
MOVIMENTOS
Função
Estímulo específico
Órgão receptor
Tipo funcional
Tipo morfológico
Equilíbrio
Posição e movimentos
da cabeça
Labirinto
Mecanoceptores
Células ciliadas
do labirinto
Controle motor
Estiramento
muscular
Fuso
muscular
Mecanoceptores
N. ganglionares
da raiz dorsal
Controle motor
Tensão muscular
OTG
Mecanoceptores
N. ganglionares
da raiz dorsal
Controle motor
Ângulo articular
--
Mecanoceptores
N. ganglionares
da raiz dorsal
Controle
cárdio-vascular
Pressão
sangüínea
Seio carotídeo
Mecanoceptores
(Baroceptores)
N. do tronco
encefálico
Controle
cárdio-respiratório
pH, pCO2, pO2
--
Quimioceptores
N. hipotalâmicos
Controle da
hidratação (sede)
Concentração
+
sangüínea de Na
(Osmolaridade)
Órgãos
circunventriculares
Quimioceptores
(Natrioceptores)
N. hipotalâmicos e
tronco encefálico
Controle da
alimentação (fome)
Concentração
sangüínea de
nutrientes
Órgãos
circunventriculares
Quimioceptores
N.hipotalâmicos e
tronco encefálico
Controle da
Temperatura corporal
Temperatura
do sangue
Órgãos circunventriculares
Termoceptores
N.hipotalâmicos e
tronco encefálico
Controle da digestão
Distensão visceral
--
Mecanoceptores
N. do tronco
encefálico
COMPONENTES AFERENTES E EFERENTES
Professor Alfred Sholl – Programa Neurobiologia – Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho – UFRJ
VISÃO
Submodalidades da Visão:
1. Localização espacial
2. Medida da Intensidade da
luz
3. discriminação de formas
4. Detecção de movimento
5. Visão de cores
Cada submodalidade
resulta da ativação de um
conjunto específico de
regiões neurais
interconectadas.
RETINA N. GENICULADO LATERAL
Núcleo Geniculado Lateral: alvo mais relevante para a percepção visual. Daí são enviadas
projeçoes diretamente ao córtex visual primário (V1).
VIAS ANATÔMICAS SUBCORTICAIS
Retino-pretectal
Papel em mecanismos de acomodação
(REFL. PUPILARES) e outros reflexos
oculomotores para estabilização da
imagem na retina.
Retino-colicular
Reflexos de orientação dos olhos, da cabeça e do corpo em
relação aos estímulos visuais (função visuomotora). Mov.
Sacádicos.
Partem projeções para núcleos motores do tronco encefálico e
medula espinhal.
Ainda: Núcleo supraquiasmático (hipotálamo)- ciclos biológicos.
COMPONENTES AFERENTES E EFERENTES
Professor Alfred Sholl – Programa Neurobiologia – Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho – UFRJ
APARELHO VESTIBULAR
EQUILÍBRIO
ÓRGÃOS E RECEPTORES SENSORIAIS
Canais semi circulares
Órgãos otolíticos
(sáculo e utrículo)
Figura 6.14. O órgão
receptor da audição e o do
equilíbrio compartilham o
mesmo sistema de túbulos
ósseos e membranosos (os
labirintos), incrustados
dentro do osso temporal
( A ) . O s c a n a i s
semicirculares cheios de
endolinfa (B) apresentam
uma dilatação (ampola),
onde estão as células
ciliadas que respondem à
aceleração angular da
cabeça (setas vermelhas)
que resulta de vários
movimentos do pescoço.
De modo parecido, os
órgãos otolíticos (sáculo e
utrículo) apresentam uma
região (mácula) que aloja
células ciliadas (C). O peso
dos otólitos ajuda a defletir
os estereocílios a cada
a c e l e r a ç ã o li n e a r d a
cabeça (seta vermelha),
inclusive a própria
gravidade.
ÓRGÃOS OTOLÍTICOS
(Sáculo e Utrículo)
O SISTEMA DA MACULA:
O SISTEMA AMPULAR DOS
CANAIS SEMICIRCULARES:
ACELERAÇÃO ANGULAR
Figura 12.5. Alguns dos
circuitos posturais têm
origem nos órgãos
vestibulares (à direita),
outros nos fusos
musculares dentro dos
músculos. Desses dois
órgãos receptores
emergem as vias aferentes
(em azul). As principais
estruturas que comandam
as reações posturais são
os núcleos vestibulares,
que comandam a
musculatura do corpo, e os
núcleos motores do globo
ocular, que comandam a
musculatura extra-ocular.
Por simplicidade, só estão
ilustradas (em vermelho)
as vias eferentes do
cerebelo, núcleo
ab duc en te e núc leos
vestibulares.
IMPORTÂNCIA SENSORIAL
Interação
organismo-meio
Comportamento
SISTEMA NERVOSO CENTRAL
SNA
S. Sensorial
MEIO INTERIOR
E EXTERIOR
S. Motor
MOTONEURÔNIO ALFA: VIA FINAL COMUM
ORGANIZAÇÃO DOS EFERENTES NEURAIS
O Sistema motor (sistema somático) e o SNA constituem todas as eferências
neurais do SNC.
Via monossináptica
Via bissináptica
HIERARQUIA E CONTROLE DE MOVIMENTOS
(Sherrington)
CORTEX MOTOR
Movimentos voluntários e ajustes
antecipatórios
NÚCLEOS DA BASE E
CEREBELO
Iniciação, modulação, coordenação,
refinamento e aprendizado motor
TRONCO ENCEFÁLICO
Reflexos multimodais &
ajustes compensatórios
MEDULA ESPINHAL
Medula Espinhal: Motoneurônios!
Movimentos Reflexos & Rítmicos
Localizados no Tronco Encefálico!
MOTONEURÔNIO: VIA FINAL COMUM
TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES
MÚSCULO
LISO
MÚSCULO
CARDÍACO
MÚSCULO
ESQUELÉTICO
TECIDO MUSCULAR ESTRIADO ESQUELÉTICO
ESTRUTURA DA FIBRA MUSCULAR
Fibras musculares são formadas pela fusão
de células musculares precursoras.
Memb. Celular=sarcolema
Túbulos T (Transversos)= invaginações do
sarcolema
Retículo endoplasmático= sarcoplasmático
Miofibrilas: estruturas cilíndricas que se
contraem em resposta ao potencial de ação.
São rodeadas pelo retículo sarcoplasmático.
Ca2+ !!!!
Condutancia iônica
FLUXOS IÔNICOS ENVOLVIDOS NO POTENCIAL DE AÇÃO
JÁ NAS CÉLULAS MUSCULARES....
BASE MOLECULAR DA CONTRAÇÃO MUSCULAR
A MIOFIBRILA EM DETALHE
(alfa-actinina)
(actina+tropomiosina)
CONTRAÇÃO:
1.Ca2+ se liga a troponina;
2. exposição dos sítios de ligação a miosina na actina ligação;
3. movimento de rotação das cabeças de miosina;
4. desligamento actina-miosina dependente de ATP;
5. ciclo prossegue enquanto Ca2+ e ATP estão presentes.
RELAXAMENTO:
1. Ca2+ é sequestrado pelo retículo (Bomba de Ca2+- dependente de
ATP)
2. inibição da interação miosina-actina pela troponina.
RIGOR MORTIS: NÃO HÁ
DESLIGAMENTO DA ACTINA-MIOSINA
POR FALTA DE ATP. E MECANISMOS DE
SEQUESTRO DE Ca2+ NO RETÍCULO SÃO
PREJUDICADOS.
MOTONEURÔNIO: VIA FINAL COMUM
lateral
medial
Figura 11.10. A medula,
r e p r e s e n t a d a
esquematicament e à
esquerda, em A, apresenta
duas intumescências
(cervical e lombar). Nelas
há mais neurônios, e por
isso a substância cinzenta é
maior, como se pode ver
nos cortes transversais
correspondentes,
alinhados no centro. Os
segm entos superiores
comandam os músculos
dos membros superiores,
as intermediárias os do
tronco, e as inferiores os
dos membros inferiores. O
desenho em B representa a
topografia médio-lateral da
substância cinzenta: os
motoneurônios laterais
comandam os músculos
d i s ta i s , e n q u a n t o o s
mediais comandam os
músculos proximais.
Em humanos os
motoneurônios estão
em S1 e S2.
direito
esquerdo
Em humanos os
motoneurônios estão
de L5 a S1.
CONCLUSÃO: Lesão de uma Raiz Ventral não necessariamente afetará o controle de contração de
um músculo (na maioria dos casos pode causar paresia, mas não paralisia).
UNIDADES MOTORAS: DENSIDADE
DE INERVAÇÃO
Razão de
Inervação
de uma
Unidade
Motora
***
Baixa (unidade motora constituída
por muitas fibras musculares)
ex. 1: 1720= 0,00058
Alta (unidade motora constituída
por poucas fibras musculares)
ex. 1:13= 0,08
# Razão de Inervação de uma unidade motora:.
Inverso do numero de fibras musculares inervadas (1
neuronio / numero de fibras que ele inerva)
=
# Razão de Inervação de um músculo:
número de motoneurônios / número total de fibras
musculares.
1740x13= total de fibras musc.= 22620
580 x1720= total de fibras musc.= 997600
# Lesão de uma Unidade Motora não necessariamente
afetará o controle de contração de um músculo.
CONTROLE DA GRADUAÇÃO DA CONTRAÇÃO MUSCULAR
1- FREQUÊNCIA DE DISPAROS
DA UNIDADE MOTORA.
- liberação de Acetilcolina
(abreviação: ACh ou ACo)
- geração de PPSE (ou potencial da
placa motora)
- geração de potencial de ação
Contração sustentada requer
sequência contínua de potenciais de
ação (somação).
Frequência de disparos gradua
as contrações musculares.
2- RECRUTAMENTO DE
UNIDADES MOTORAS SINÉRGICAS.
Ativação de unidades motoras que
modulam um mesmo movimento.
# Princípio do tamanho:
1- Motoneurônios menores-fibras L
2- Motoneurônios maiores- fibras R.
TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES
Tipos diferentes predominam nos músculos dependendo da função que esses exercem.
- Vermelhas: músculos intervertebrais
- Brancas: predominam nos bíceps - explosão.
- Intermediárias: características mistas.
Cada unidade motora contém apenas um tipo de fibra.
CLASSES DE MOVIMENTOS
• ATOS REFLEXOS - considerados involuntários, simples (poucos músculos),
estereotipados, em geral ocorrem automaticamente em resposta a um estímulo
sensorial.
Ex. resposta ao toque em superfície quente, chute após toque do martelo no
joelho.
• MOVIMENTOS POSTURAIS - participam essencialmente os músculos
próximos à coluna vertebral mas músculos das extremidades também participam.
Ex. restabelecimento do equilíbrio após tropeço.
• PADRÕES MOTORES RÍTMICOS - características de atos voluntários e reflexos.
Tipicamente o início e o fim são voluntários. A sequência de movimentos é
relativamente estereotipada onde os movimentos repetitivos podem continuar
quase automaticamente.
Ex. andar, correr, mastigar.
• MOVIMENTOS VOLUNTÁRIOS - mais complexos. Apresentam um objetivo; são
em sua maioria aprendidos, com a prática há melhora na execução e diminui a
necessidade de consciência do movimento.
Ex. dirigir carro, tocar piano, dançar.
PARA EXECUTAR UM MOVIMENTO MÚSCULOS RELAXAM OU CONTRAEM.
ARTICULAÇÃO DO COTOVELO:
EXTENSÃO
Flexão: Contração coordenada dos
músculos flexores e relaxamento dos
extensores.
Braquial+bíceps braquial + coracobraquial
Flexores (agonistas)
FLEXÃO
Tríceps braquial+ancôneo
Extensores (antagonistas)
Músculos quanto a localização:
Axiais: próximos a linha média (tronco)- manutenção da postura.
Proximais: posição intermediária (ombro, cotovelo, pélvis e joelho)- locomoção.
Distais (mãos, pés e dedos)- manipulação de objetos.
MODULAÇÃO DOS NEURÔNIOS MOTORES INFERIORES
(maior entrada)
(córtex motor e tronco encefálico)
Interneurônios podem ser excitatórios ou inibitórios e constituem os circuitos
que geram os programas motores espinhais.
HIERARQUIA E CONTROLE DE MOVIMENTOS
(Sherrington)
CORTEX MOTOR
Movimentos voluntários e ajustes
antecipatórios
NÚCLEOS DA BASE E
CEREBELO
Iniciação, modulação, coordenação,
refinamento e aprendizado motor
TRONCO ENCEFÁLICO
Reflexos multimodais &
ajustes compensatórios
MEDULA ESPINHAL
Movimentos Reflexos & Rítmicos
Localizados no Tronco Encefálico!
COMANDO MOTOR SUPERIOR: CÓRTEX
Planejamento e comando motor.
Experimentos de estimulação elétrica de áreas cerebrais
estabeleceram uma grande área com papel motor.
Para que uma área seja considerada motora deve:
1- Projetar e receber projeções de outras regiões motoras
2- Provocar distúrbios motores quando lesada
3- Provocar movimentos quando estimulada
4- Possuir atividade neural e fluxo sanguíneo aumentados
precedendo e/ou acompanhando a execução de
movimentos.
ÁREAS MOTORAS:
- Área Motora Primária (M1)
Giro pré-central do lobo frontal
Comando dos movimentos voluntários (maior
densidade de neurônios que formam vias descendentes)
-Área Motora Suplementar (MS)
- Área Pré-motora (PM)
Planejamento dos
Movimentos voluntários
-Área Motora Cingulada (MC)
Acima do corpo caloso.
Movimento com conotação emocional.
Áreas Motores se interconectam e conectam-se com
área somestésica (S1) e áreas associativas dos lobos
parietal e frontal. Projetam para regiões motoras
subcorticais e contribuem para o feixe cortico-espinhal.
Somatotopia- organização
topográfica ordenada.
Área Motora Primária (M1):
Ordenadora dos movimentos
voluntários.
Mapa não apresenta alta precisão:
Divergência: estimulação de um ponto em
M1 leva a ativação de vários músculos.
Convergência: Mesmo músculo pode ser
ativado por pontos próximos em M1.
(convergência em um mesmo motoneurônio alfa)
Ativação de M1 e S1 em resposta
a movimento do polegar direito.
AS VIAS DESCENDENTES MEDULARES E
A MODULAÇÃO DO MOTONEURÔNIO ALFA
- em humanos,
principalmente envolvido
com atos motores complexos
e movimentos finos (pex. de
manipulação de objetos).
- controlam os músculos mais distais dos
membros e são importantes para os
movimentos dirigidos a um determinado
objetivo.
(córtex motor e
tronco
encefálico)
(medial)
-contribuem para controle postural pela integração de
informação visual, vestibular e somatossensorial.
(modulam músculos axiais e proximais)
VIAS DESCENDENTES
Populações de motoneurônios na medula espinhal:
- População lateral: inerva principalmente a musculatura apendicular distal (braços, pernas, mãos e pés);
relacionada aos movimentos finos das extremidades.
- População medial: inerva principalmente a musculatura axial do tronco e a musculatura apendicular proximal
(ex. antebraço e ombros); encarregada dos movimentos axiais, relativos à postura e equilíbrio corporal.
Vias descendentes também apresentam divisão funcional semelhante:
- Sistema lateral: veicula comandos motores para a musculatura dos membros.
- Sistema medial: veicula comandos motores para a musculatura axial.
DE ONDE PARTEM ESSAS VIAS?
DE ONDE PARTEM ESSAS VIAS?
Diretamente do córtex motor ou de centros
ordenadores sediados no
Tronco encefálico organizados em núcleos
(no caso dos músculos dos olhos cabeça
e pescoço também de núcleos motores
dos nervos cranianos):
Núcleos vestibulares: localizados no bulbo.
Recebe aferentes de mecanorreceptores do
Labirinto (também do cerebelo).
Eferentes: Feixes vestibulo-espinhais.
Papel: manutenção de postura e equilíbrio.
Formação Reticular (dispersa, por isso não é
denominada núcleo):
Eferentes: Feixes retículo-espinhais.
Papel: mecanismos posturais.
Colículo superior: superfície dorsal do mesencéfalo.
Recebe aferências multi-sensoriais (visuais, auditivas
e somestésicas).
Eferente: feixe tecto espinhal.
Papel: reações de orientação sensório-motora +
ajustes posturais.(alvo principal:musculatura do
pescoço)
Núcleo Rubro: localizado no mesencéfalo.
Eferente: feixe rubro espinhal.
Papel: Comando motor dos membros.
mediais
mediais
ou laterais
(mais comum)
lateral
Organização topográfica
CLASSES DE MOVIMENTOS
• ATOS REFLEXOS - considerados involuntários, simples (poucos músculos),
estereotipados, em geral ocorrem automaticamente em resposta a um estímulo
sensorial.
Ex. resposta ao toque em superfície quente, chute após toque do martelo no
joelho.
• MOVIMENTOS POSTURAIS - participam essencialmente os músculos
próximos à coluna vertebral mas músculos das extremidades também participam.
Ex. restabelecimento do equilíbrio após tropeço.
• PADRÕES MOTORES RÍTMICOS - características de atos voluntários e reflexos.
Tipicamente o início e o fim são voluntários. A sequência de movimentos é
relativamente estereotipada onde os movimentos repetitivos podem continuar
quase automaticamente.
Ex. andar, correr, mastigar.
• MOVIMENTOS VOLUNTÁRIOS - mais complexos. Apresentam um objetivo; são
em sua maioria aprendidos, com a prática há melhora na execução e diminui a
necessidade de consciência do movimento.
Ex. dirigir carro, tocar piano, dançar.