04/03/2015
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AULA 2 SISTEMA NERVOSO (PARTE 1)
ESTRUTURA DO SISTEMA NERVOSO
Fisiologia Comparada
Prof. Luiz Henrique Cruz de Mello
Clulas nervosas
Neurnio
Clula comum a todo sistema nervoso existente no reino
Animalia.
Utiliza uma combinao de sinais qumicos e eltricos.
Especializada em transmitir sinais eltricos.
uma clula excitvel.
Neurnios Estrutura bsica:
Corpo celular: Parte mais volumosa da clula onde se localizam o
ncleo e a maioria das organelas.
Dendritos: Prolongamentos finos e ramificados, que conduzem os
estmulos captados do ambiente ou de outras clulas em direo
ao corpo celular.
Axnio: Prolongamento extenso e fino que transmite para as
outras clulas os impulsos nervosos vindos do corpo celular.
Neurnios Variam em estrutura e propriedades, mas todos usam o
mesmo mecanismo bsico. Papis especficos
fun
es
tipos
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Neurnios Tipos:
Sensorial (aferente): da extremidade para o sistema nervoso
central;
Interneurnios: dentro do SNC, conduzem sinais de um neurnio a
outro;
Eferente (Motor ou no): do SNC para uma extremidade ou rgo;
Potencial de ao
Potencial de ao
Inverso do potencial de membrana que percorre uma
clula.
Essenciais para a vida animal Transportam rapidamente informaes entre as clulas dos diferentes
tecidos.
ATENO!!! Possuem polaridade especfica: sinais percorrem
sempre um mesmo caminho (corpo celular para axnio)
Se
ntid
o d
a
pro
pa
ga
o d
o
sin
al
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Axnios
Tamanho varivel, normalmente pequenos (alguns
milmetros);
Em grandes mamferos podem ter vrios metros;
Axnios Bainha de Mielina: Dobras mltiplas e em espiral em
torno do axnio.
Ajuda na transmisso dos impulsos evitando que eles se percam.
Presente sempre nos neurnios motores de vertebrados;
Invertebrados Bainhas ausentes. Axnios envolvidos com mltiplas camadas de membrana celular reforada por protenas.
Terminaes dos Axnios Regio ramificada
Contato com outros neurnios ou outras clulas (p.ex.: muscular)
Regio das sinapses: transforma sinal eltrico em qumico
(neurotransmissor; vertebrados Acetilcolina)
Desenvolvimento dos Sistemas Nervosos
Aumento progressivo da complexidade dos sistemas
nervosos
No h correlao clara entre a complexidade de um
organismo e a complexidade de seus neurnios;
Exceto em Cnidaria, SN organizado em 3 divises
funcionais:
Sensorial (aferente)
Centros de integrao
Eferente
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Desenvolvimento dos Sistemas Nervosos
Primeiro sistema nervoso Cnidrios
Rede nervosa: Trama de clulas na
epiderme e abaixo dela.
Neurnios no especializados (funcionam de
diferentes maneiras)
Sinais emitidos: Multidirecionais. No
obedecem polaridade especfica**
Anis nervosos Surpreendem por respostas concentradas.
Presena de rgos sensoriais:
Estatocistos e ocelos.
Desenvolvimento dos Sistemas Nervosos
Associao entre simetria bilateral e
surgimento da cefalizao
Surgiu em Platelmintos
Primeira percepo de sistemas
nervoso central e perifrico.
Sistema nervoso ganglionar: 2
gnglios anteriores (reg. Ceflica)
de onde se ramificam dois cordes
principais.
Desenvolvimento dos Sistemas Nervosos
Aneldeos
Crebro bilobado ligado a um cordo nervoso duplo
ligado a gnglios segmentares e neurnios aferentes
(sensoriais) e eferentes (motores) distintos.
Moluscos
Maioria possui 3 pares de gnglios
definidos
Cefalpodes Centros nervosos especializados
rgos sensoriais altamente
desenvolvidos
Grande quantidade de neurnios Capacidade de aprendizado
(Polvo mais de 160 milhes).
Desenvolvimento dos Sistemas Nervosos
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Desenvolvimento dos Sistemas Nervosos
Axnios gigantes das lulas
Maiores axnios conhecidos
Dimetro centenas de vezes maior que qualquer do que axnios normais de mamferos
50 vezes maior do que axnios gigantes de outros invertebrados
Conhecimento das sinapses eltricas por Hodgkin e Huxley (1939)
Desenvolvimento dos Sistemas Nervosos
Artrpodes:
Semelhante aos aneldeos porm com gnglios maiores
e mais desenvolvidos.
Desenvolvimento dos Sistemas Nervosos
Vertebrados
Esquema bsico:
Tubo nervosos dorsal oco terminado em um encfalo
Aumento do tamanho, configurao alterada, aumento da
capacidade funcional Encefalizao
Capacidade de formar associaes entre eventos
passados, presentes e futuros (Mais acentuado em
humanos)
ORIGEM
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ORIGEM
- espessamento da ectoderme (placa
neural), acima da notocorda;
- elementos sensitivos do SNP surgem das
cristas neurais que aparecem de cada lado do
tubo neural;
- poro cranial do tubo neural dilata
formando encfalo primitivo (arquencfalo);
- poro caudal do tubo neural no modifica
e origina medula;
CRANIAL CAUDAL
MEDULA ARQUENCFALO
TUBO NEURAL
ARQUENCFALO
PROSENCFALO
MESENCFALO
ROMBENCFALO
EVOLUO DO ARQUENCFALO
Arquencfalo origina:
Vesculas primrias: prosencfalo, mesencfalo e rombencfalo
EVOLUO DO ARQUENCFALO
Cada vescula primria origina outras partes:
ARQUENCFALO
PROSENCFALO
MESENCFALO
ROMBENCFALO
TELENCFALO
DIENCFALO CREBRO
METENCFALO
MIELENCFALO
CEREBELO
PONTE
BULBO
MESENCFALO
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Vesculas embrionrias
Mesencfalo Ponte
Bulbo
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Sistema Nervoso
Sistema nervoso central (SNC) a) Encfalo
I) Crebro
Constitui cerca de 90% da massa enceflica Sua superfcie bastante pregueada (aumento da
superfcie)
Dividido em dois hemisfrios (esquerdo e direito) Dividido em duas partes:
o Crtex (externo) substncia cinzenta (corpos neuronais)
o Regio interna substncia branca (dendritos, axnios e cls. da glia)
Encefalizao dos vertebrados
Levou a concretizao total de diversas capacidades funcionais
Resposta rpidas
Alta capacidade de armazenar informaes
Aumento na complexidade e flexibilidade do comportamento
Habilidade de fazer associaes entre eventos passados, presentes e (pelo menos nos seres humanos) futuros.
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crebro cerebelo
medula
Bulbo olfatrio
anfbio
rptil
ave
mamfero
Peixe sseo
Peixe cartilaginoso
lampria
agnata
p. sseo salamandra
sapo
cobra galinha
AGNATAS Sem delimitao clara dos ncleos da base e do crtex cerebral (no h clara
distino entre substncia cinzenta e
branca);
Bulbos olfativos so bem desenvolvidos;
Cerebelo ausente ou pouco desenvolvido;
Lamprias o lobo ptico proeminente;
Feiticeiras lobo muito pequeno/ausente
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O sistema nervoso e sensorial das lamprias: encfalo (massa anterior ao tubo nervoso) com 3 regies pouco diferenciadas
relacionadas a bulbos olfativos extremamente grandes;
Com relao aos nervos medulares e cranianos (10 pares) com desenvolvimento relacionado a regio anterior.
O sistema nervoso autnomo controla o nmero de batimentos cardacos.
AGNATAS PEIXE - CREBRO
Maioria j apresenta diviso em 2
hemisfrios
rea sensorial primitiva
Pallium rea dorsal
rea Motora
Subpallium rea ventral
Globo plido (globus pallidus)
Condrcties
Possuem 2 bulbos olfativos grandes correspondentes a
um sentido extremamente
aguado;
2 lobos pticos, 2 hemisfrios cerebrais;
Nas espcies muito ativas o cerebelo proeminente.
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Crebro de pequenas dimenses;
Muito sensveis a pequenas variaes na constituio qumica dos elementos dissolvidos na gua;
Condrcties
ANFBIOS - CREBRO
Parecido com o dos peixes (pallium e globus
pallidus)
Dividido em 2 hemisfrios
Anfbios anuros
Constitudo por um sistema nervoso central e um sistema nervoso perifrico;
O telencfalo: principalmente olfatrio, e clulas nervosas invadindo o plio = aumento dos hemisfrios cerebrais;
A viso o principal tipo de sensibilidade dos anfbios.
Sistema nervoso mais desenvolvido que o dos peixes;
Existem 10 pares de nervos cranianos.
ROMBENCFALO: responsvel pela audio e equilbrio
aparelho auditivo mais desenvolvido (aparecimento do ouvido mdio ou caixa timpnica);
Apresentam movimentos lentos e vagarosos = cerebelo pequeno.
Anfbios anuros
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RPTIL - CREBRO
Crebro grande comparado ao dos anfbios
Aumento das paredes laterais
Recebe estmulos visuais, auditivos e sensoriais
Rpteis: H rudimentos de neocrtex associado:
considerado o mais alto nvel de hierarquia motora;
A substncia cortical se tornou tipicamente externa e delgada;
O tlamo dorsal maior ainda e mais complexo do que nas aves e poro ventral apresenta praticamente todas as organizaes presentes nos mamferos. Coerente com um sentido visual aguado, os lobos pticos so bem desenvolvidos;
Com total independncia da vida aqutica, no possuem linha lateral.
Ocorre uma mudana do centro de atividade enceflica que nos anfbios estava situado no mesencfalo e nos rpteis muda para os hemisfrios cerebrais (crebro);
Isto resultado da invaso do palio por muitas clulas nervosas (camada cinzenta) para comear a formar o neopalio;
O cerebelo dos rpteis mais desenvolvido do que dos anfbios porm no se compara ao das aves e mamferos.
Rpteis: Sistema nervoso e sensorial
Sistema nervoso comparvel ao dos anfbios.
Viso, de modo geral muito boa.
Olfato, em alguns grupos bem desenvolvidos.
Em serpentes, h o rgo de Jacobson, que lhes
permitem sentir o gosto do ar.
As serpentes so surdas, mas podem captar
vibraes do solo por meio dos ossos do crnio.
Nas serpentes peonhentas h um rgo
sensvel ao calor, a fosseta loreal.
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AVES - CREBRO
Similar ao dos rpteis
Parte especial para processar informaes do voo
Processa informaes visuais
Utilizado em migrao e corte (reproduo)
Aves
Sistema nervoso bastante desenvolvido, principalmente as estruturas relacionadas com o equilbrio e com a orientao espacial, como o cerebelo;
Lobos olfativos do crebro so pequenos;
Os lobos pticos so grandes, o que parece estar relacionado com a viso aguada que as aves possuem;
Em algumas aves, j foram encontrados cristais de magnetita nos msculos do pescoo. Provavelmente, esses cristais devam estar associados com alguma forma de orientao magntica, como "bssolas internas", importantes para as aves que executam longos vos migratrios.
MAMFERO - CREBRO
Ventrculos (cavidades) laterais bem expandidos
Neocrtex
Garante faculdades mentais mais complexas
Sulcos e giros
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Mamferos
Mamferos: o bulbo e trato olfatrio dos mamferos variam bastante de muito pequenos (primatas) a bem grandes (tamandu).
O amplo desenvolvimento do neocrtex a marca registrada do grupo e corresponde ao mais alto nvel da hierarquia funcional. O amplo desenvolvimento do neocrtex resulta numa nova e grande comissura, o corpo caloso que interliga os dois hemisfrios neocorticais. O tlamo bastante proeminente a estao de retransmisso principal.
Os lobos pticos nos mamferos se encontram bastante reduzidos, participando apenas na integrao de reflexos visuais. A ponte bastante proeminente interligando o paleo e neocerebelo s reas motoras neocorticais, atravs do tlamo.
O sistema nervoso dos mamferos bem mais
complexo que o dos demais vertebrados. Tal
complexidade est associada a formao da camada
de substncia cinzenta e a subseqente
especializao desta camada para formar o neoplio.
Os dois hemisfrios cerebrais, resultantes desta
evoluo, so originrios do telencfalo e possuem
muitas circunvolues na sua superfcie,
caracterizando a maior complexidade dos crebros
dos mamferos. Estes dois hemisfrios esto ligados
entre si pelo corpo caloso.
O diencfalo o mais importante centro de "reles"
entre as reas sensoriais de diversas modalidades e
dos centros cerebrais superiores.
Mamferos
O mesencfalo dos mamferos menos importante do que o dos outros vertebrados. Esta regio est subdividida em quatro tubrculos quadrigmeos. Os dois tubrculos superiores esto relacionados a viso, enquanto que os dois inferiores esto relacionados com a audio
O cerebelo dos mamferos o mais desenvolvido entre todos os vertebrados, e o centro de controle dos movimentos e do equilbrio. Outra estrutura tpica do crebro dos mamferos a ponte, um centro de reles.
Outra caracterstica dos primatas o grande desenvolvimento dos hemisfrios cerebrais, mais pronunciado no gnero Homo.
Mamferos
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RGOS DOS SENTIDOS AGNATAS Apresentam linha lateral rudimentar relacionada ao
sistema sensorial;
rgos sensoriais de paladar, olfato e audio
presentes mas mais ou menos desenvolvidos de
acordo com o hbito de vida do animal;
Canais semicirculares (ouvido interno): um ou dois
Lampria feiticeira
PEIXES CONDRCTIES Lobos pticos e olfativos
denunciam os sistemas mais
usados;
Presena de linha lateral no
corpo e na cabea; mecano
receptores (neuromastos)=
vibraes na gua
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PEIXES CONDRCTIES Canais semicirculares 3 pares: boa audio
Presena de ampolas de Lorenzini; principalmente na
cabea; so receptores eltricos= recebem impulsos
eltricos
Ordem de utilizao:
1. Olfato
2. Linha lateral
3. Viso
4. Ampolas de Lorenzini
PEIXES OSTECTIES Canais semicirculares 3 pares: boa
audio
Lobos olfatrio e ptico bem
desenvolvidos
Linha lateral muito similar aos
cartilaginosos;
ANFBIOS Grandes mudanas decorrentes do hbito aqutico e terrestre
Olfato: um dos sentidos dominantes
O crebro em si no muito requisitado;
Viso fundamental (grandes lobos pticos);
olhos com glndulas lacrimais, plpebras, sendo mantidos midos e protegidos
Retina com cones e bastonetes;
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ANFBIOS Linha lateral: s em larvas e alguns totalmente aquticos;
sem utilidade em terra firme;
Audio: membrana timpnica e ouvido mdio e interno;
Cerebelo, para equilbrio, pouco desenvolvido;
Receptores qumicos e tteis na pele;
Papilas gustativas;
RPTEIS Dotados de comportamentos complexos: exige crebro e
rgos dos sentidos bem desenvolvidos;
Maioria dos lagartos tem plpebras; cobras no tem (placa transparente);
Lagartos com boa viso diurna; lagartixas com viso noturna;
Maioria dos lagartos com ouvido externo; serpentes no, mas no so totalmente surdas pois tem ouvido interno que sente vibraes;
RPTEIS Viso deficiente nas cobras;
Lagartos e as tuataras tm uma rea semitransparente e sensvel luz no topo do crnio (terceiro olho) cuja funo parece relacionada com o controle metablico diurno e sazonal, de acordo com o fotoperodo.
Olfato muito apurado.
Lngua bifurcada nas cobras e maioria dos lagartos: transporta informaes qumicas para o rgo de Jacobson, localizado na zona anterior do palato e em comunicao com a cavidade bucal por ductos, onde so detectadas.
A bifurcao permite lngua detectar um gradiente nas substncias detectadas, localizando a sua origem. Uma chanfradura na mandbula permite a deslocao da lngua.
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rgos dos Sentidos
Fossetas loreais
Algumas cobras
apresentam dos lados
da maxila fossetas
termorreceptoras
especializadas na
deteco de calor, o que
lhes permite detectar as
presas de sangue
quente.
Fosseta loreal Exemplo da viso combinada com sensao trmica
Viso apenas viso infravermelha (calor) viso combinada
AVES E MAMFEROS Maior arma o crebro muito desenvolvido
Os rgos dos sentidos complementam a
sensibilidade, fornecendo informaes completas para
o crebro processar;
ECOLOCALIZAO: morcegos e cetceos
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