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Embriologia Sistema Nervoso Central: Terceira e Quarta Semanas

Relembrando a Terceira Semana:

  • formação da linha primitiva, por causa da gastrulação;
  • a extremidade cranial da linha primitiva se expande como nó primitivo. Ele contém uma depressão circular chamada fosseta primitiva, que é contínua caudalmente na porção mediana da linha primitiva com uma depressão denominada sulco primitivo.
  • a fosseta e o sulco primitivos representam áreas de onde células deixam a linha primitiva e se movem para o interior do disco embrionário. Algumas dessas células invadem o hipoblasto, deslocando as células hipoblásticas originais e as substiuindo com uma amada de endoderma definitivo. Outras migram bilateralmente a partir da linha primitiva, cranial ou lateralmente entre o endoderma e o epiblasto e coalescem para formar o mesoderma intra-embrionário. Após completada a gastrulação, o epiblasto é denominado ectoderma.
  • as primeiras células a se moverem através da linha primitiva contribuem para a migração bilateral e cranial do mesoderma intra-embrionário e para formar o mesoderma cardiogênico. Um pouco mais tarde durante o desenvolvimento, um tubo mesodérmico longitudinal de paredes espessas se estende cranialmente na linha mediana a partir do nó primitivo; esta estrutura, o processo notocordal, é o rudimento da notocorda. Migrando bilateral e cranialmente a partir da linha primitiva, logo lateralmente ao processo notocordal, estão as células que contribuem para a formação do mesoderma paraxial. Na futura região da cabeça, o mesoderma paraxial forma o mesoderma da cabeça. Na futura região do tronco, o mesoderma paraxial forma os somitos.
  • ocorre a indução neural. Neste processo, o nó primitivo induz o ectoderma suprajacente a se espessar como placa neural, o primeiro rudimento do sistema nervoso central. Durante o desenvolvimento subsquente, a placa neural irá se dobrar e formará o tubo neural. Células da crista neural se originam nas margens laterais da placa neural durante a formação do tubo neural.
  • o endoderma da linha média cranial, localizando cefalicamente à extremidade da notocorda em extensão, forma uma área espessada chamada placa precordal. Ela contribui para a formação da membrana bucofaríngea durante o desenvolvimento e é um importante centro de sinalização para a modelagem da placa neural suprajacente.
  • formação do endoderma primitivo por uma transformação epitélio-mesenquimal.

Contribuição da Terceira Semana para o Desenvolvimento do SN

Gastrulação e Desenvolvimento do Sistema Nervoso

  • Período: estágio intermediário da linha primitiva (quando ela já alcançou metade do embrião). O que acontece: futura notocorda migra cranialmente na linha média para formar o processo notocorda. Mais caudalmente, o futuro mesoderma da cabeça no epiblasto migra para e através da linha primitiva para formar o mesoderma da cabeça. Os futuros somitos no epiblasto migram para e através da linha primitiva para formar os somitos. O futuro mesoderma intermediário migra para e através da linha primitiva para formar o mesoderma intermediário, e a futura placa de mesoderma lateral migra para e através da linha primitiva para formar a placa de mesoderma lateral. Coletivamente, o futuro mesoderma da cabeça e os futuros somitos constituem o mesoderma paraxial.
  • a futura placa neural está localizada cranial e lateralmente à extremidade craniana da linha primitiva. As futuras células da crista neural, uma população migratória de células ectodérmicas, flanqueiam as faces laterais da placa neural.

Notocorda

  • a formação da notocorda começa com uma extensão cranial na linha média do nó primitivo, sob a forma de um tubo oco, o processo notocordal. Quando ele está completamente formando (dia 20 +-), ele é transformado em um cordão sólido. Ele era antes um tubo oco… Isso acontece assim: a placa notocordal se destaca completamente do endoderma e suas extremidades livres se fundem à medida que se dobram para cima no espaço que contém o mesoderma, entre o ectoderma e o endoderma, modificando-se e tornando-se um cordão sólido denominado notocorda.
  • função: formação do núcleo pulposo no centro dos discos vertebrais no embrião, feto e criança. Ela também é importante para induzir e padronizar o início do desenvolvimento.

Formação da Placa Neural

  • indução neural: formação da placa neural induzida pelo nó primitivo. Como resultado da indução neural, as células ectodérmicas se diferenciam em uma espessa placa de células neuroepiteliais que formam um epitélio pseudoestratificado cilíndrico (neuroectoderma.
  • a placa neural se forma primeiro na extremidade cranial do embrião e então se diferencia numa direção craniocaudal.
  • a placa neural sofre um pregueamento durante a 4ª semana para formar um tubo o neural, que é o precursor do SNC.
  • os lábios laterais da placa neural também dão origem a uma importante população de células, as células da crista neural.
  • a porção cranial da placa neural dá origem ao cérebro. A porção caudal mais estreita dá origem à medula espinhal.

Quarta Semana

  • ocorre o dobramento do embrião, devido ao crescimento diferencial de certas partes do embrião em relação à outras.
  • ocorre a neurulação: conversão da placa neural em tubo neural, oco, coberto pelo ectoderma superficial. O tubo neural, então, começa a se diferenciar em encéfalo e medula espinhal.
  • destacamento das células da crista neural e sua migração para numerosos locais do corpo, onde se diferenciam e formam uma ampla gama de estruturas e tipos celulares.
  • subdivisão dos somitos em: miótomos, dermátomos e esclerótomos.

Dobramento do Embrião

  • é durante a quarta semana que o embrião mais cresce.
  • três áreas de dobramento: prega cranial, prega caudal e pregas laterais.
  • na parte cranial à membrana orofaríngea, surge a área cardiogênica que tem forma de ferradura. Cranial à essa área cardiogênica, surge o septo transverso.
  • o septo transverso é quem forma a divisão inicial que separa o celoma em cavidade torácica e cavidade abdominal, e origina parte do diafragma e mesentério ventral do estômago e duodeno.
  • o progressivo crescimento da placa neural faz com que a fina margem cranial do disco se dobre, formando a superfície ventral da futura face, pescoço e tórax. Este processo transloca a membrana orofaríngea para a região da futura boca e leva a área cardiogênica e o septo transverso em direção ao futuro tórax.
  • no fim da sexta semana, o tubo intestinal já está completamente formando, ficando a comunicação com o saco vitelino reduzida a uma delgada haste chamada de ducto vitelino.

Contribuição da Quarta Semana para o Desenvolvimento do SN

Neurulação

  • neurulação = formação do tubo neural, desenvolvimento da placa neural, curvatura da placa neural e fechamento do sulco neural.
  • a principal mudança morfogenética que ocorre durante a formação da placa neural é o prolongamento apical-basal das células ectodérmicas para formar a placa neural espessada de camada única.
  • quando a placa neural se dobra, formam-se as pregas já supracitadas. Essas pregas surgem por uma transformação epitélio-mesenquimal.
  • o fechamento do sulco neural envolve a adesão das pregas neurais umas às outras e o rearranjo subsequente das células no interior das pregas para formar duas camadas epiteliais separadas: a placa do teto do tubo neural e o ectoderma de superfície acima. Na interface dessas duas camadas ficam as células da crista neural em formação.
  • há fechamento primeiramente dos neuroporos cranial e depois o caudal.
  • a formação do tubo neural está condicionada pelas sinalizações que o tubo neural recebe da notocorda, mesoderma paraxial e ectoderma de superfície.
  • a neurulação é completada com o fechamento do neuroporo caudal no nível do somito 31.
  • OBS: neurulação secundária é a formação do tubo neural a partir do broto da cauda.
  • imediatamente após a formação do tubo neural, ele se subdivide no eixo craniocaudal em encéfalo anterior (prosencéfalo), encéfalo médio (mesencéfalo), encéfalo posterior (rombencéfalo) e medula espinhal. O que divide o prosencéfalo do mesencéfalo é a flexura mesencefálica.

Células da Crista Neural

  • as células da crista neural se destacam do tubo neural quando ocorre o dobramento, passando por um processo de transformação epitélio-mesenquiml. Daí, elas migram para diversos lugares do corpo, e se diferenciam em várias coisas.
  • as células da crista neural que migram quando está ocorrendo a fusão das pregas neurais, antes do fechamento do neuroporo cranial, são as que estão associadas com o encéfalo em desenvolvimento;
  • o destacamento e a migração das células da crista neural ocorrem num sentido cranio-caudal, do mesencéfalo para a extremidade caudal.
  • as rotas de migração que as células da crista neural tomam determinam o tipo de células que elas irão se diferenciar.
  • as células da crista neural cranial determinam células iguais e também diferentes das da crista neural caudal.
  • células da crista neural do tronco se agrupam com uns somitos quando migram para lateral. Assim, se diferenciam em gânglio de  raiz dorsal.
  • as células da crista neural dividem-se em 4 grupos de acordo com a sua localização: cranial (encéfalo anterior, caudal no nível do rombômero 6 do mielencéfalo), vagal (nível dos somitos 1 a 7), tronco (nível dos somitos de 8 a 28).
  • células da crista neural cranial dão origem a: gânglios parassimpáticos do nervo cranial III, a uma porção do tecido conjuntivo em torno dos olhos e nervos ópticos em desenvolvimento, aos músculos da íris e corpo ciliar e parte da córnea do olho; elas também contribuem, em conjunto com o mesoderma da cabeça, para o mesênquima da cabeça, cranial no nível mesencéfalo.
  • células da crista neural do tronco dão origem a: 4 tipos de neurônios mais sua glia associada, que são, os 4 tipos de neurônios no SNP do pescoço, tronco e membros sensoriais periféricos, motores periféricos, simpáticos, parassimpáticos e entéricos. Algumas células da crista neural do tronco migram para uma zona imediatamente ventral ao futuro gânglio de raiz dorsal, onde formam uma série de condensações que se desenvolvem na cadeia de gânglios da divisão simpática do SNA.
  • células da crista neural vagal dão origem a: septo aórtico-pulmonar (forma a divisão do trato do fluxo cardíaco), sistema nervoso entérico, células parafoliculares da tireoide.
  • as células da crista neural invadem o intestino em desenvolvimento em duas ondas para formar o SN entérico. Todo o comprimento do intestino recebe contribuições das células da crista neural vagal, que invadem o intestino em uma sequência cranial a caudal. A porção terminal (caudal) do intestino é invadida também por células da crista neural lombossacral, que coloniza o intestino em uma sequência caudal a cranial.

Diferenciação dos Somitos

  • depois da segmentação do mesoderma paraxial em somito, cada somito se organiza em dermamiótomo e esclerótomo.
  • dermátomo = forma a derme da pele
  • miótomo = músculos dorsais e ventrolaterais e também os músculos dos membros
  • esclerótomo = se desenvolve em vértebra

Desenvolvimento do Sistema Nervoso Central

Vesículas Encefálicas

  • os axônios dos neurônios centrais simpáticos são denominados fibras pré-ganglionares, e os axônios dos neurônios periféricos simpáticos são denominados fibras pós-ganglionares.
  • as três divisões encefálicas (prosencéfalo, mesencéfalo e rombencéfalo) são denominadas vesículas encefálicas primárias.
  • na quinta semana, ocorre aumento do mesencéfalo e a divisão do rombencéfalo e do prosencéfalo, formando as cinco vesículas secundárias:
  1. prosencéfalo: telencéfalo cranial e diencéfalo caudal. O diencéfalo e o rombencéfalo se dividem em uma série de prosômeros.
  2. rombencéfalo: metencéfalo cranial e mielencéfalo caudal
  • dentro de cada vesícula encefálica, a luz do tubo neural é expandida em uma cavidade denominada ventrículo primitivo. Esses ventrículos primitivos se tornarão os ventrículos definitivos do encéfalo maduro.
  • após o fechamento do neuroporo caudal, os ventrículos encefálicos em desenvolvimento e o canal central da porção mais caudal da medula espinhal são preenchidos com o LCE.
  • quatro ventrículo é uma cavidade do rombencéfalo
  • aqueduto cerebral de Silvius é uma cavidade do mesencéfalo
  • terceiro ventrículo  é uma cavidade do diencéfalo
  • ventrículos laterais são cavidades do telencéfalo

Flexuras Encefálicas

Três flexuras:

  1. flexura mesencefálica: região do encéfalo médio
  2. flexura cervical: junção entre o mielencéfalo e medula espinhal
  3. flexura pontina: local de desenvolvimento da ponte. É essa flexura que dobra o metencéfalo no mielencéfalo.

Citodiferenciação do Tubo Neural

  • as células que circundam a luz do tubo neural é que darão origem à maioria do SN.
  • a citodiferenciação começa na região do rombencéfalo.
  • as células dessa região começam a se proliferar. Essa camada de células é a zona ventricular do tubo neural em diferenciação.
  • a zona ventricular é composta pelas primeiras células que migram para a periferia e formam os corpos celulares. Os axônios dos neurônios da zona do manto ficam na zona marginal, que se transformará na substância branca.
  • quando cessa a produção de neurônios, a camada ventricular passa a produzir células glioblastos, que vão formar os oligodendrócitos e astrócitos. Depois dos glioblastos, passa-se a produzir células ependimárias.

Diferenciação da Medula Espinhal

  • os neurônios da camada do manto da medula espinhal se organizam em quatro placas que correm na extensão da medula espinhal: um par de placas dorsais ou placas alares (colunas) e um par de placas ventrais ou basais (colunas).
  • células da placa ventral: formam os motoneurônios somáticos da medula espinhal. Inervam estruturas somáticas do corpo, como os músculos voluntários.
  • células da placa alar: formam neurônios de associação. O neurônio de associação é o que faz sinapse com o neurônio sensitivo (aferente). Esse neurônio de associação ainda pode fazer sinapse com o motoneurônio que tá do mesmo lado ou do lado oposto, formando um arco reflexo. Ele ainda pode ascender para o cérebro.
  • as fibras dos neurônios motores saem via raízes ventrais.

Diferenciação do Encéfalo

  • também como na medula espinhal, o tronco encefálico é organizado em uma zona ventricular, contendo células neuroepiteliais em proliferação que geram neurônios jovens e glioblastos, zona do manto e zona marginal.
  • as placas basais do rombencéfalo formam os primeiros neurônios no SNC.

Rombencéfalo

  • a fina placa do teto rombencéfalica consiste principalmente de uma camada de epêndima e esta é coberta por uma camada bem vascularizada de pia-máter denominada de tela coroidea. A tela coroidea é uma camada de pia-máter bem vascularizada formada por células ependimais, formando assim o teto rombencefálico.

Bulbo, Ponte e Cerebelo

  • o mielencéfalo se diferencia para formar o bulbo, que é a porção do encéfalo de maior semelhança com a medula espinhal. O bulbo serve como centro de recepção e projeção entre a medula espinhal e os centros encefálicos superiores, e também contém centros e rede de nervos que regulam a respiração, batimentos cardíacos, movimentos reflexos e várias outras funções.
  • a ponte e o cerebelo são formados pelo metencéfalo.
  • ponte serve para reenviar sinais que liguem tanto a medula espinhal quanto o córtex cerebral com o cerebelo. Ela contém tratos axonais maciços que surgem principalmente na zona marginal das colunas basais do metencéfalo. Além do mais, localizado ventralmente o núcleo pontino reenvia influxos do cérebro para o cerebelo.
  • o cerebelo é o centro para o controle do equilíbrio e da postura. Ele é derivado tanto das placas alares do metencéfalo como do lábio rômbico adjacente. Este último dá origem às células granulares do cerebelo, e aos núcleos profundos do cerebelo.
  • o cerebelo em desenvolvimento é separado em porções cranial e caudal por uma fenda transversa denominada fissura póstero lateral. A porção caudal, consistindo de um par de lobos floculonodulares, representa a parte mais primitiva do cerebelo. A maior porção cranial consiste de uma estreita saliência, denominada de verme do cerebelo conectando um par de amplos hemisférios cerebelares. O verme do cerebelo e os hemisférios sofrem um processo intrincado de dobramento transverso enquanto se desenvolvem. Há vários processos no desenvolvimento que fazem a formação de fissuras e folhas. Este processo continua ao longo da vida embrionária, fetal, e pós-natal, e elas aumentam enormemente a área de superfície do córtex cerebelar. O cerebelo possui dois tipos de substância cinzenta: um grupo de núcleos cerebelares profundos e um córtex cerebelar externo. Quatro núcleos profundos se formam de cada lado: os núcleos dentado, globoso, emboliforme e fastigial. Todos os influxos para o córtex cerebelar são projetados primeiro para esses núcleos.
  • no 3º mês, uma segunda zona de células em proliferação se forma sobre a zona marginal. Ela se deriva dos lábios rômbicos mais craniais. Esta nova camada externa de proliferação e neurogênese é denominada camada germinativa externa, ou, algumas vezes, de camada granular externa. Já começando no 4º mês, as camadas germinativas sofrem divisões celulares altamente reguladas que produzem as várias populações de neurônios cerebelares. A zona ventricular produz quatro tipos de neurônios que migram para o córtex: as células de Purkinje, as células Golgi, as células em cesto, e as células estreladas, assim como suas células gliais assocadas (astrócitos, incluindo a glia de Bergmann). As demais células do córtex cerebelar, as células granulares, surgem da camada germinativa externa.
  • as células de Purkinje formam uma camada de células de Purkinje distinta, imediatamente abaixo da camada germinativa externa, que inicialmente apresenta várias camadas, mas se torna uma monocamada. As células em cesto e estreladas também migram radialmente da zona ventricular associadas às células de Purkinje, e formam a camada molecular do córtex definitivo. Uma vez que as células granulares começam a se diferenciar, estas migram (em direção oposta às células de Purkinje, em cesto e estreladas) da camada germinativa externa através da camada molecular em desenvolvimento em direção a camada ventricular. Aí, elas formam a camada germinativa interna, ou amada granular interna do córtex cerebelar em desenvolvimento, simplesmente denominada camada granular do córtex definitivo. As células granulares migram ao longo dos prolongamentos em crescimento de células gliais denominadas glia de Bergmann.

Mesencéfalo

  • grande parte do mesencéfalo é composta por substância branca.
  • durante o desenvolvimento, o ventrículo primitivo do mesencéfalo se torna o estreito aqueduto cerebral. O LCE produzido pelos plexos coroide do prosencéfalo normalmente flui através do aqueduto cerebral para atingir o quatro ventrículo.

Prosencéfalo

  • o prosencéfalo é formado por duas vesículas encefálicas secundárias, o diencéfalo e o telencéfalo.
  • diencéfalo é formado pelas estruturas que incluem o plexo coroide e os órgãos circunventriculares, lobo posterior da hipófise (neuroipófise), e vesículas ópticas.
  • o fino telencéfalo dorsal (pálio) dá origem aos hemisférios cerebrais e às comissuras e outras estruturas que se associam a eles. Ele também forma os bulbos olfatórios e tratos olfatórios, que ao longo dos centros e tratos olfatórios dos hemisférios cerebrais constituem o rinoencéfalo (cérebro do nariz). A espessa parte ventral do telencéfalo, o subpálio, se move para dentro do canal neural para formar as eminências ganglionares que mais tarde se tornarão os gânglios da base.
  • o diencéfalo é que vai dar origem ao pré-tálamo, hipotálamo, tálamo e epitálamo. Há formação de neurômeros. O rostral forma o pré-tálamo e o hipotálamo. O neurômero da linha média forma o tálamo e o epitálamo, e o caudal forma o pré-teto.
  • o tálamo atua principalmente como um centro de projeção para o córtex cerebral: ele recebe todas as informações que estão se projetando para o córtex de estruturas subcorticais, processa estas, se necessário, e envia estas para as áreas corticais apropriadas. No tálamo, o sentido da visão é dada pelo núcleo geniculado lateral, e o da audição pelo núcleo geniculado medial.
  • o hipotálamo regula a atividade endócrina da hipófise assim como várias respostas autônomas. Ele participa do sistema límbico que controla a emoção e coordena o estado emocional com respostas viscerais apropriadas. O hipotálamo também controla o nível de estímulo do cérebro (dormir e despertar).
  • o pequeno epitálamo dá origem a várias estruturas menores. Ele forma uma estrutura neural denominada habênula trigonium (incluindo o núcleo da habênula) e duas pequenas comissuras, a posterior e a comissura habenular.
  • tálamo e hipotálamo são saliências separas pelo sulco hipotalâmico; o tálamo cresce muito e se torna o maior elemento do diencéfalo.
  • adesões intertalâmicas: local de encontro e fusão dos dois tálamos.
  • os hemisférios cerebrais aparecem como um par de protuberâncias do telencéfalo. As paredes laterais serão o futuro córtex cerebral. inicialmente, são no começo lisos, mas daí surgem os giros e sulcos, quando o hemisfério cresce. Esses giros e sulcos são importante, porque aumentam a área de superfície do cérebro. Cada hemisfério tem um ventrículo lateral. O assoalho do telencéfalo é mais espesso e contém agregados neuronais denominados eminências ganglionares, que dão origem aos gânglios da base (corpo estriado e globo pálido).
  • todo o córtex se espessa, menos a parede cerebral, pois ela se mantém fina e epitelial. Essa zona forma um sulco longitudinal no ventrículo que se chama fissura coroide. O plexo coroide se desenvolve ai.
  • a abertura entre cada ventrículo lateral e o terceiro ventrículo persiste como forame interventricular (forame de Monro).
  • o processo de proliferação, migração e diferenciação através do qual o córtex maduro é produzido, é único! Nas outras regiões do SNC, os axônios da substância branca se formam por fora da substância cinzenta (corpos de neurônios). Esta situação é invertida no córtex cerebral. Resumir: as células em proliferação da camada ventricular sofrem uma série de divisões celulares reguladas para produzir ondas de neurônios que migram perifericamente e estabelecem as camadas neuronais do córtex. Os axônios se estendem destas células na superfície mais interna ou profunda das camadas neuronais, entre elas e a zona ventricular. À medida que a produção de neurônios cessa, a camada ventricular dá origem aos vários tipos de glia e depois ao epêndima.
  • algumas células no placode nasal se diferenciam para formar as células neurossensoriais primárias do futuro epitélio olfatório. A ossificação subsequente do osso etmoide ao redor destes axônios cria as placas cribiformes perfuradas.
  • a área na extremidade de cada hemisfério cerebral começa a formar um brotamento denominado de bulbo olfatório. Os axônios dos neurônios olfatórios secundários se alongam para formar os tratos olfatórios semelhantes a um pedúnculo do SNC. Tradicionalmente, o trato e o bulbo olfatório juntos originam o nervo olfatório.
  • o primeiro trato axonal a se desenvolver na placa comissural é a comissura anterior, que se forma durante a sétima semana e interconecta os bulbos olfatórios e os centros olfatórios dos dois hemisférios.
Referências
SCHOENWOLF, G.C. et al. Larsen. Embriologia Humana. 4.ed. Rio de Janeiro: Ed. Elsevier, 2009.

Fisiologia da Olfação

Receptores Olfatórios

  • as células olfatórias são as receptoras para os odores. Elas ficam intercaladas com as células de sustentação.
  • no ápice das células olfatórias ficam os cílios olfatórios, ou pelos olfatórios, e são eles que capturam o odor e estimulam as células olfatórias. Há ainda as glândulas de Bowman que secretam muco.
  • as substâncias odorantes entram pelas narinas e se difundem pelo muco, e assim ativam os cílios olfatórios.
  • a substância odorante tem que ser volátil, pra entrar na narina, hidrossolúvel, para dissolver no muco, e um pouco lipossolúvel, por causa das membranas dos cílios.
  • as substâncias odoríferas fazem ativar o complexo da proteína G. Daí, no lado intracelular das células olfatórias, várias adenilil ciclases são ativadas, formando muitas moléculas de AMPc.
  • os AMPc induzem a abertura de uma quantidade de canais de sódio muito maior. Essa grande abertura é a responsável pela sensibilidade grande de neurônios olfatórios, mesmo que a quantidade de substância odorante seja pequena.
  • a maioria das substâncias odorantes induz a despolarização da membrana da célula olfatória.

Transmissão da Informação do Olfato

  • um grande número de fibras nervosas centrífugas trafega das regiões olfatórias do encéfalo ao longo do trato olfatório, e terminam próximas às células inibitórias especiais no bulbo olfatório, as células granulares.
  • depois de estimular o SNC, começa feedback negativo para suprimir os sinais vindos do bulbo olfatório.
  • as sensações olfatórias detectadas são: cânfora, almiscarado, floral, hortelã, etéreo, irritante e pútrido. Mas, há ainda 100 sensações olfatórias primárias classificadas.
  • a olfação está mais relacionada à detecção da presença ou ausência de substâncias odorantes, do que a detecção quantitativa de suas intensidades.
  • o trato olfatório se divide em 2 vias: uma vai para a área olfatória lateral, que é aferência para o sistema olfatório menos antigo, e também para o recente. A outra via vai para a área olfatória medial, que é a aferência para o sistema olfatório mais antigo.
  • área olfatória medial: responsável por resposta primitivas como lamber os lábios, salivar, ou outras respostas associadas com os estímulos olfatórios.
  • área olfatória lateral: composta por -> córtex pré-piriforme, córtex piriforme e pela porção cortical do núcleo amigdaloide. As vias dessas áreas penetram no sistema límbico, principalmente em áreas menos primitivas, como o hipocampo, que é relacionado ao aprendizado de gostar ou não do alimento. Há outras vias que se projetam para a área mais antiga do córtex cerebral, o paleocórtex (porção ântero-medial do lobotemporal). Essa é a única área que os sinais sensoriais passam diretamente para o córtex, sem passar pelo tálamo.
  • o sistema recente serve para perceber e analisar conscientemente o odor.
Referências
GUYTON & HALL; (2006). 667 a 670. Tratado Fisiologia Médica. 11a Edição. Elsevier.

Fisiologia da Gustação

Receptores Gustativos

  • há receptores para Na+, K+, Cl-, adenosina, inosina, doce, amargo, glutamato e H+. Os sabores foram agrupados nos grupos: azedo, amargo, doce, salgado e umami. Os gostos são combinações de sensações gustatórias elementares.

Sabores

  • azedo: sentido por ácido, ou seja, [H+].
  • salgado: provocado por sais ionizados [Na+];
  • doce: não há uma especíe química única, pode ser induzido por açúcar, glicol, etc. A maior parte do gosto doce vem de substâncias orgânicas.
  • amargo: não é um único agente químico. Ele pode ser induzido principalmente por substâncias orgânicas como cadeia longa com nitrogênio e alcaloides.
  • umami: alimentos com L-glutamato.

O gosto amargo é evolutivamente importante, pois é um indicador no reconhecimento de substâncias tóxicas. Por isso, a sensibilidade para o amargo é maior do que para os outros gostos!

Botão Gustativo

  • ele é formado por células de suporte chamadas de células de sustentação, e pelas células gustatórias.
  • as células gustatórias se juntam e brotam na superfície por microvilosidades, formando um poro.
  • são as microvilosidades ápice dessas células gustatórias que são a superfície receptora para o gosto. Em torno do corpo dessas células ficam ramificações nervosas que são estimuladas pelas células gustatórias.
  • perto das fibras gustatórias ficam vesículas com neurotransmissores, perto das membranas plasmáticas dessas células gustatórias.
  • os botões gustatórios ficam em três tipos de papilas na língua: papilas circunvaladas (grande quantidade), papilas fungiformes (quantidade moderada) e papilas foliáceas (quantidade moderada)
Papilas

Papilas

  • há botões gustativos no palato, epiglote, esôfago proximal e papilas tonsilares.

Estimulação do Botão Gustativo

  • em baixa concentração, cada botão gustatório responde a um tipo específico de sabor.
  • em alta concentração, a maioria dos botões pode ser estimulada por vários estímulos.
  • a substância causa despolarização nas membranas das células gustativas. Essa alteração é chamada de potencial receptor para gustação. A substância se liga a um receptor de membrana, e isso sinaliza para a célula a abertura de canais iônicos, e aí ocorre a despolarização. A substância estimulatória é depois removida pela saliva.
  • o salgado e o azedo realizam abertura de canais específicos na membrana.
  • o amargo e o doce tem suas informações transmitidas por meio de moléculas sinalizadoras, as quais desencadeiam liberação de substâncias transmissoras que fazem transformações químicas dentro das células gustatórias para provocar o sinal de gosto.
  • a primeira vez que se sente o gosto, o nervo gustativo aumenta a frequência de potencial de ação até atingir o pico, daí a constante estimulação pela substância faz produzir um sinal contínuo e mais fraco.
  • nos 2/3 anteriores da língua, os impulsos iniciam pelo nervo lingual, que é um ramo da corda do tímpano do nervo facial, e depois para o trato solitário no tronco cerebral.
  • as sensações das papilas circunvaladas e outras regiões posteriores da garganta são captadas pelo nervo glossofaríngeo, até o trato solitário.
  • todas as fibras gustatórias fazem sinapse nos núcleos do trato solitário. Estes núcleos contêm os neurônios de segunda ordem que se projetam para uma pequena área do núcleo ventral póstero-medial do tálamo. Do tálamo, neurônios de terceira ordem projetam-se para a extremidade inferior do giro pós-central no córtex cerebral parietal, onde eles penetram na fissura silviana e na área insular opercular.
  • do tronco cerebral, as informações também são compartilhadas para os núcleos salivares superior e inferior, para o controle da produção de saliva.
  • a preferência gustatória está ligada ao SNC, e não aos receptores gustatórios.
Referências
GUYTON & HALL; (2006). 663 a 666. Tratado Fisiologia Médica. 11a Edição. Elsevier.

Fisiologia da Audição

Membrana Timpânica e o Sistema Ossicular

  • quando o martelo se move, a bigorna se move junto, porque os dois estão conectados por ligamento.
  • o tímpano sempre fica tensionado, por causa do músculo tensor do tímpano. Isso permite que qualquer vibração em qualquer lugar do tímpano seja passada para os ossículos.
  • reflexo de atenuação: redução da intensidade de transmissão do som com baixas frequências. Esse reflexo acontece quando sons intensos são transmitidos para o SNC. Isso faz com que o músculo estapédio se contraia, e também contraia um pouco o músculo tensor do tímpano. Daí, o músculo tensor do tímpano puxa o cabo do martelo para dentro, e o estapédio puxa o estribo para fora. Isso reduz a condução de sons de baixa frequência. Esse reflexo é importante, porque protege a cóclea de sons muito intensos e mascara sons de baixa frequência em ambientes de sons intensos. Por causa dele, é possível que o indivíduo consiga se concentrar nos sons de alta frequência, sem ter fique ouvindo ruídos.
  • os músculos citados também são importantes para diminuir a sensibilidade auditiva da pessoa à sua própria fala. Este efeito é ativado por sinais nervosos colaterais transmitidos a estes músculos ao mesmo tempo em que o cérebro ativa o mecanismo de voz.

Cóclea

  • a cóclea está mergulhada numa cavidade óssea no osso temporal, chamado labirinto ósseo. As vibrações do crânio inteiro podem causar vibrações no líquido na própria cóclea.
  • a cóclea consiste em três tubos espiralados: a rampa vestibular e a média são separadas pela membrana de Reissner. Essa membrana é muito fina e móvel, e não obstrui a passagem do som da rampa vestibular para a rampa média. Essa membrana de Reissner também é importante para manter o líquido especial na rampa média, que é imprescindível para a função normal das células ciliadas. Já a rampa média e a vestibular são separadas pela membrana basilar, que fica no órgão de Corti.
  • o órgão de Corti tem células eletromecanicamente sensíveis: as células ciliadas. Essas células são os receptores finais que geram impulsos nervosos em resposta às vibrações sonoras.
  • a placa do estribo se move com a energia sonora. Quando ela se move para dentro, faz o líquido se movimentar para a frente na rampa vestibular e na rampa média. Para fora, faz o líquido se movimentar para trás.
  • a janela oval da cóclea tem fibras curtas e rígidas que vibram melhor em frequência alta.
  • o helicotrema é a extremidade da cóclea. Tem fibras longas e flexíveis que vibram melhor em frequência baixa.
  • então, a ressonância de alta frequência da membrana basilar acontece na base (janela oval), e de baixa, perto do helicotrema.
  • a energia do som faz com que o pé do estribo movimente a janela oval. Como é uma estrutura óssea, quando a janela oval se move, a janela redonda fica abaulada.
  • quando uma onda sonora entre na janela oval, faz com que a membrana basal se curve na direção da janela redonda. Daí, isso faz com que uma onda de líquido trafegue ao longo da membrana basilar, em direção ao helicotrema.
  • a onda entra fraca na cóclea e fica forte em uma área da membrana basilar (área que tem frequência de ressonância igual à respectiva frequência do som). Nesse ponto, a energia da onda se dissipa (morre), porque ela pode vibrar pra frente e pra trás. Assim, a onda para de se propagar.
  • as ondas na parte inicial da membrana basilar trafegam rápido, mas a velocidade diminui conforme se afastam em direção à cóclea.
  • a transmissão inicial rápida é importante, para que os sons de alta frequência possam chegar longe na cóclea para se propagarem e se separarem da membrana basilar. Se isto não acontecesse, as ondas de alta frequência se agrupariam mais ou menos no primeiro mm da membrana basilar, e não seria possível discriminar frequências.

Órgão de Corti 

  • órgão de Corti: órgão receptor que gera impulsos nervosos em resposta à vibração da membrana basilar. Tem dois tipos de receptores: as células ciliadas interna e externas. Elas fazem sinapse com rede de terminações nervosas da tróclea.
  • as fibras nervosas que foram estimuladas pelas células ciliadas levam informação para o gânglio espiral de Corti, que fica bem no modíolo. De lá, partem axônios para o nervo coclear que vai até o SNC.
  • na camada apical das células ciliares ficam os cílios (estereocílios). Esses cílios tocam a membrana tectorial. Quando elas células/cílios se movimentam para um lado, ocorre a despolarização. No sentido oposto, ocorre hiperpolarização. Quem faz esses cílios se mexerem é a vibração da membrana basal.
  • a estimulação das fibras nervosas é feita principalmente pelas ciliadas internas, embora elas sejam 10% do total de ciliadas só. Mesmo assim, lesões nas externas acarretam grande perda auditiva. As externas controlam a sensibilidade das internas para diferentes sons. Esse fenômeno é chamado de afinação do sistema receptor.
  • há estereocílios longos e curtos. Quando os curtos se curvam para o lado dos mais longos, as pontas dos menores são puxadas para fora da superfície da célula ciliada. Isso faz com que se abram vários canais de K+, e ocorre a despolarização da membrana das células ciliadas.
  • inclinação para a rampa vestibular = despolarização. Inclinação oposta para a rampa vestibular = hiperpolarização.
  • a endolinfa é o líquido que preenche a rampa média. Perilinfa nas rampas vestibular e timpânica.
  • a rampa vestibular e timpânica se comunicam com o espaço subaracnoide, então a perilinfa tem composição semelhante ao LCE. A endolinfa é totalmente diferente, e é secretada pela estria vascular.
  • existe um potencial elétrico de cerca de +80mv o tempo todo entre a endolinfa e a perilinfa., com positividade no interior da rampa média e negatividade fora. Este é o potencial endococlear. Ele é gerado por secreção contínua de íons K+ para a rampa média, através da estria vascular.
  • a endolinfa boia o topo das células ciliadas na rampa média. Ela é rica em K+ e pobre em Na+.
  • a perilinfa boia os corpos das células. Os estereocílios têm potencial mais negativo para a endolinfa, mas é bem negativo para a perilinfa também.
  • o alto potencial elétrico nas pontas dos estereocílios aumenta a capacidade de responder ao som mais discreto.

Princípio do Lugar

  • neurônios cerebrais específicos são ativados na frequência sonora específica. O principal método usado pelo SN para detectar diferentes frequências sonoras é determinar as posições ao longo da membrana basilar que são mais estimuladas. Este é o princípio do lugar.
  • as frequências baixas não são muito bem distinguidas nas áreas da membrana basilar. Então, elas são discriminadas pelo princípio da frequência (ou disparo em surto). Então, sons com baixa frequência podem causar surtos de impulsos nervosos sincronizados na mesma frequência. Daí, os surtos são transmitidos para o n. coclear, e do n. para o cérebro. Sons de frequência baixa não precisam da membrana basilar para serem detectados.

Determinação da Intensidade

A intensidade do som é detectada por três mecanismos:

  • quando a intensidade aumenta:
  1. aumento da vibração da membrana basilar e das células ciliadas. As células ciliadas passam a excitar as terminações nervosas em frequências mais rápidas.
  2. cada vez mais, mais células ciliadas começam a vibrar. Isso cria efeito de somação espacial dos impulsos.
  3. as células ciliadas externas só se estimulam quando a membrana basilar vibra em alta intensidade. Quando elas ficam excitadas, o SN identifica que a intensidade está alta.

Vias Nervosas Auditivas

  1. as fibras nervosas do gânglio espiral de Corti entram nos núcleos cocleares dorsal e ventral (ficam na parte superior do bulbo). Nesse lugar, todas as fibras fazem sinapse. Neurônios de segunda ordem vão contralateralmente terminar no núcleo olivar superior.
  2. do núcleo olivar superior, a via auditiva sobe pela via do lemnisco medial. Mas, quase todas as fibras vão para o colículo inferior fazer sinapse, ao invés de seguir essa via.
  3. daí, as fibras vão para o núcleo geniculado medial, e lá todas as fibras fazem sinapse.
  4. a via prossegue pela radiação auditiva até o córtex auditivo (giro superior do lobo temporal).
  • os sinais das duas orelhas são transmitidos pelas vias dos dois lados do cérebro. Predominantemente, a transmissão ocorre na via contralateral.
  • as vias se cruzam: no corpo trapezoide, comissura dos dois núcleos do lemnisco lateral e na comissura entre os dois colículos inferiores.
  • fibras colaterais dos tratos auditivos vão diretamente no sistema reticular ativados do tronco cerebral. Já outras vão para o vérmis. Isso o ativa se tiver um ruído súbito.
  • córtex auditivo primário é excitado diretamente por projeções do corpo geniculado medial. As áreas de associações auditivas são excitadas por impulsos do córtex auditivo primário, e também por projeções das áreas de associação talâmicas adjacentes no corpo geniculado medial.
  • sons com baixa frequência são detectados anteriormente, e de alta, posteriormente. Cada uma das áreas do córtex auditivo disseca uma característica do som.
  • quando chega ao córtex, a maioria dos neurônios responsivos ao som responde apenas a uma faixa estreita de frequências, e não a uma faixa ampla. Então, em algum ponto ao longo da via, mecanismos de processamento focalizam a resposta das frequências. Este efeito deve-se dar por inibição lateral. Ou seja, a estimulação da cóclea em uma frequência inibe frequências sonoras em ambos os lados desta frequência primária.
  • os neurônios do córtex de associação auditiva respondem a outros estímulos não só sonoros. Ou seja, ele pega informações de outras áreas do córtex também. A parte parietal deste córtex se sobrepõe à área somatossensorial II, o que associa a parte auditiva com a somatossensorial.
  • o córtex auditivo não é o responsável por detectar som. Mas, é importante para discriminar tons sonoros e padrões de som e de sequências de tom. A destruição do córtex auditivo também reduz a sensibilidade auditiva (lembrar que é contralateral). Isso não causa surdez, porque as vias se cruzam muito, mas a pessoa perde a capacidade de localizar a fonte de som.
  • lesões na parte associativa não impedem a pessoa de ouvir padrões de som e tom, mas não consegue interpretar o que ouviram (Wernicke).
  • a direção que o som vem é detectada por 2 mecanismos:
  1. intervalo de tempo entre a entrada do som em uma orelha e a entrada na outra (discrimina melhor do que o segundo mecanismo, porque não depende de fator externo).
  2. intensidade de som nas duas orelhas.
  • o problema é que esses dois mecanismos não são capazes de dizer se o som vem da frente, trás, cima ou baixo. Para isso, tem que usar a orelha externa. O formato do pavilhão auditivo muda a qualidade do som.
  • a detecção da direção do som começa nos núcleos olivares superiores lateral e medial. O lateral está relacionado à detecção da direção por comparação da diferença de intensidades do som que chega às 2 orelhas. Já o medial detecta o intervalo entre sinais acústicos que entram nas duas orelhas. O córtex auditivo primário também é importante na detecção.
  • para escutar/focar num som específico tem a via inibitória. O núcleo olivar inibe áreas específicas do órgão de Corti, e reduz a sensibilidade sonora.
  • surdez nervosa: problemas na cóclea ou nervo.
  • surdez de condução: problemas na estrutura física da orelha.
Referências
GUYTON & HALL; (2006). 651 a 661. Tratado Fisiologia Médica. 11a Edição. Elsevier.