O documento discute os processos de transdução e transmissão de sinais sensoriais no sistema nervoso, incluindo: 1) como diferentes receptores sensoriais convertem estímulos em potenciais de ação; 2) como os sinais são transmitidos e processados através de circuitos neuronais e agrupamentos; 3) os mecanismos de divergência, convergência e retroalimentação que modulam a intensidade e duração dos sinais.

1. REcEPTORES SENSORIAIS E CIRCUITOS NEURONAIS PARA O PROCESSAMENTO DAS INFORMAÇÕESGlênia Arantes Fernanda Costa

2. Tipos de receptores sensoriaisHá 5 tipos básicos de receptores sensoriais no corpo:MecanorreceptoresTermorreceptoresNociceptoresReceptores eletromagnéticosQuimiorreceptores

4. Sensibilidade diferenciadaComo dois tipos de receptores sensoriais detectam tipos diferentes de estimulos?Cada tipo de receptor é altamente sensível a um tipo de estimulo para o qual ele é especializado e, ao mesmo tempo, é praticamente insensível a outros.É a chamada “sensibilidade diferenciada”Exemplo: cones e bastonetes

5. O princípio das vias “rotuladas” A especificidade das fibras nervosas para transmitir apenas uma modalidade de sensação é chamada de princípio das vias rotuladas;Cada trato nervoso termina em uma área específica no SNC e a sensação percebida é determinada pela região em que a fibra se dirigiu;Exemplo: fibra tátil sendo estimulada pela sensação elétrica de um receptor do tato ou de qualquer outra maneira, o indivíduo percebe o tato porque as fibras táteis dirigem-se a áreas encefálicas específicas para o tato;

6. Cada trato nervoso termina em um ponto específico no sistema nervoso central

7. Transdução dos estímulos sensoriais em impulsos nervosos Qualquer que seja o tipo de estímulo que excite o receptor, seu efeito imediato é mudar o potencial elétrico da membrana do receptor: é o potencial do receptor.

8. Transdução dos estímulos sensoriais em impulsos nervosos Os diferentes receptores podem ser excitados de várias maneiras para causar um potencial receptor:Por deformação mecânica do receptor;Pela aplicação de uma substância química na membrana; pela alteração da temperatura da membrana; pelos efeitos da radiação eletromagnética.

9. Transdução dos estímulos sensoriais em impulsos nervosos A causa básica da alteração no potencial de membrana é uma alteração na permeabilidade da membrana do receptor que permite que os íons se difundam através da membrana, alterando o potencial de transmembrana.A amplitude máxima dos pontencias receptores sensoriais é aproximadamente 100 milivolts. E quanto mais o potencial receptor se eleva acima do limiar, maior se torna a frequência dos potenciais de ação na fibra aferente.

11. Transdução dos estímulos sensoriais em impulsos nervosos Relação entre intensidade do estimulo e potencial receptor: Com intensidades de estimulação muito altas, a amplitude do potencial gerador aumenta rapidamente no início, e, a seguir mais lentamente.

12. Por sua vez, a frequência dos potenciais de ação repetitivos transmitidos pelos receptores sensoriais aumenta quase que proporcionalmente ao aumento no potencial receptor; Transdução dos estímulos sensoriais em impulsos nervosos Conclui-se então que a estimulação muito intensa do receptor provoca progressivamente menos e menos aumento adicionais no número de potenciais de ação;Outra característica dos receptores sensoriais é que eles se adaptam parcial ou completamente a qualquer estímulo constante depois de um certo período de tempo;

13. Classificação fisiológica das fibras nervosasAs fibras são divididas em tipo A e C, e as fibras do tipo A são subdivididas em fibras αβ, γ e δ;As fibras A são mielinizadas de tamanho grande e médio. As fibras do tipo C são finas e amielínicas que conduzem impulsos a baixa velocidade

16. Transmissão de sinais de diferentes intensidades nos tratos nervososUma caracteristica de cada sinal é a intensidade;Somação espacial e somação temporal são os dois mecanismos das diferentes graduações de intensidades;Na somação espacial o aumento da intensidade do sinal depende da estimulação de uma quantidade maior de fibras.

17. somação espacial Ao conjunto inteiro de fibras (receptores) da dor chamamos de campo receptor, (5cm de diametro);É importante observar que o estimulo é sempre maior no centro deste campo receptor;À esquerda: estimulo pequeno, uma única fibra nervosa no meio do feixe é estimulada fortemente;As outras duas mostram o efeito moderado e intenso, progressivamente mais fibras são estimuladas;

18. somação espacial

19. Somação temporalÉ uma outra maneira de transmitir sinais com intensidades crescentes ;Aumenta-se a frequência dos impulsos nervosos em cada fibra;

20. Transmissão e processamento dos sinais em agrupamentos neuronaisO SNC é composto por milhares de agrupamentos neuronais;Exemplo, os diferentes núcleos da base e os núcleos específicos do tálamo, cerebelo, mesencéfalo, ponte e medula oblonga;Cada agrupamento neuronal apresenta sua própria organização especial;

21. Transmissão de sinais através dos agrupamentos neuronaisA organização dos neurônios para a transmissão dos sinais:Pode-se considerar neurônios trabalhando juntos como se fossem um único só. A área neuronal estimulada por cada fibra nervosa é o campo estimulatório; Vários neurônios próximos são chamados de agrupamento neuronal;

22. Transmissão de sinais através dos agrupamentos neuronaisDeve-se lembrar que para que haja potencial de ação deve-se observar descargas simultâneas sobre um neurônio é o estímulo excitatório;Se houver descargas acima do necessário para que se desencadeie um potencial de ação o estímulo é chamado supraliminar; De modo oposto diz-se estímulo subliminar.

24. Divergência dos sinaisÉ importante que os sinais fracos que entram em um agrupamento neuronal promovam a excitação de um grande número de fibras nervosas que deixam esse agrupamento;É o Espalhamento dos sinais pelos neurônios do grupamento neuronal;Este fenomeno é chamado de divergência;

25. Divergência dos sinaisHá dois tipos principais de divergências:- Amplificadora: em que o sinal de entrada se espalha em número crescente de neurônios a medida que passa por ordens sucessivas de neuronios no seu trajeto. Exemplo: Via corticoespinhal. - Divergência para múltiplos tratos ou feixes: em que o sinal é transmitido em duas direções a partir do agrupamento neuronal. Exemplo: Sinais vindo da medula divergindo para o córtex e cerebelo

26. Convergência de sinaisConvergencia significa que sinais de aferenciasmultiplas excitam um único neuronio;Isto é, multiplos terminais de um único trato de fibras aferentes terminam no mesmo neuronio (Reuniões de sinais entrando num único feixe);Pode ser de dois tipos:- Fonte única.- Múltiplas fontes.A convergencia é uma das meneiras importantes pelas quais o SNC correlaciona, soma e separa diferentes tipos de informações;

28. Circuito neuronal com sinais eferentesAs vezes, um sinal aferente para um agrupamento neuronal gera um sinal excitatório eferente em uma direção e, ao mesmo tempo, um sinal inibitório em outra;Exemplo: sinal excitatório que gera o movimento da perna para frente e o sinal inibitório da perna para trás;É o circuito de inibição recíproca;

29. Prolongamento de um sinalUm sinal aferente para um grupamento induz uma descarga eferente prolongada, chamada pós-descarga;Quando as sinapse excitatórias incidem nas superficies dos dendritos ou do corpo celular de um neuronio, desenvolve-se um potencial elétrico pós-sináptico; Enquanto este potencial permanece, ele pode continuar a excitar o neuronio;É possivel então que um único sinal aferente instantaneo gere um sinal eferente sustentado.

30. Circuito reverberante ou oscilatórioÉ um dos mais importantes circuitos;São causados por retroalimentação positiva dentro do circuito neuronal;O circuito descarrega por longo tempo, a fibra se auto-excita fazendo aumentar a duração do potencial de ação.

31. Envolve apenas um neuronio;O neuronio eferente envia uma fibra nervosa colateral de volta a seus próprios dendritos ou corpo celular, reforçando a estimulação deste neuronio;

33. Alguns neuronios adicionais no circuito retroalimentador, o que causa um retardo mais longo entre a descarga inicial e o sinal de retroalimentação;

35. Sinais eferentes continuos a partir de alguns circuitos neuronaisAlguns circuitos emitem continuamente sinais eferentes, mesmo na ausência de sinais eferentes excitatórios;Pelo menos dois mecanismos podem causar este efeito:Descarga neuronal continua intríseca eSianis reverberantes contínuos.

36. Sinais eferentes continuos a partir de alguns circuitos neuronaisDescarga continua causada por excitabilidade neuronal intrinseca: – Descargas neuronais ocorrem se o potencial de membrana aumenta acima de um certo nível limiar; –Os potenciais de membrana são elevados o suficiente para emitir impulsos continuamente;• Cerebelo• Medula espinalFrequencia de emissao de sinais aumentada por sinais excitatorios, diminuidas por inibitorios.

37. Sinais eferentes ritmicosMuitos circuito neuronais emitem sinais eferentes rítmicos. Exemplo o do Centro respiratório, que continua por toda a vida;Os sinais excitatorios ou inibitórios podem aumentar ou diminuir a amplitude dos sinais eferentes rítmicos. Exemplo: sinal no nervo frênico, estimulação do corpo carotídeo.

38. Instabilidade e Estabilidade decircuitos neuronaisA maioria das regioes do cerebro se conectam direta ou indiretamente com todas as outras, isso gera um problema;Sinais reverberantes sem controle = convulsões epilépticas;Como impedir?• Circuitos inibitorios• Fadiga das sinapses

39. Circuitos inibitoriosDois tipos de circuitos inibitórios ajudam a evitar a disseminação excessiva de sinais: 1. Circuitos inibitorios de retroalimentacão que retornam das terminações das vias de volta para os neuroniosexcitatórios iniciais das mesmas vias;. Ocorrem nas Vias sensoriais; 2. Agrupamentos neuronais inibitórios. Núcleos da base (controle sobre a motricidade).

40. Fadiga sináptica como uma maneira de estabilizar o sistema nervoso Transmissão sinaptica se torna progressivamente mais fraca quanto mais prolongado e intenso for o período de excitacão;

41. Ajuste a curto prazo da via de sensibilidadepelo mecanismo de fadigaAs vias mais utilizadas se tornam mais fatigadas, de modo que há redução da sensibilidade;Já as vias subutilizadas ficam descansadas e suas sensibilidades aumentam;A fadiga e a recuperação da fadiaga são maneiras de moderar sensibilidades de diferentes circuitos do sistema nervoso;Operacão em faixa de sensibilidade com funcionalidade efetiva.

42. Alterações a longo prazo na sensibilidade sinapticaAlteracões do número de receptores de proteínas nos sítios sinápticos na hipoatividade e hiperatividade;

43. bibliografiaTratado de Fisiologia Médica: Arthur C. Guyton, 11ª edição;