Fisiologia do Sistema NervosoMotricidade Somática I: Medula e Tronco II

Profa Dra Eliane ComoliDepto Fisiologia

FMRP-USP

ROTEIRO DE AULA TEÓRICA : Motricidade Somática I:

medula espinhal e tronco cerebral II

1. Movimentos Rítmicos oganizados na medula espinhal; circuito

medular e locomoção; organização neural do controle da locomoção.

Geradores centrais de padrão de atividade motora rítmica.

Ritimicidade da mecânica respiratória; controle neural da respiração;

2. Papel do tronco na Postura e Equilíbrio:

Papel dos neurônios motores do tronco na regulação do tônus

muscular, na atividade muscular.

Vias descendentes motoras originadas no tronco;

Efeito da Decorticação e Decerebração sob os Neurônios Motores

Funções integrativas do tronco cerebral: Integração sensorial e reflexos

motores organizados no tronco.

Circuito Medular e LocomoçãoRitimicidade do Movimento

Circuito Medular e Locomoção

Circuitos locais na medula espinhal também são capazes de controlar completamente a sincronização temporal e a coordenação de padrões complexos de movimento e ajustá-los a circunstâncias variadas.Ex: locomoção - caminhar, correr, nadar, engatinhar, etc

Característica comum desses movimentos é a ritimicidade e movimentos alternados (ação estereotipada envolvendo a repetição do mesmo movimento que se dá em ciclos de 2 fases – postural e balanço).Controle automático em níveis mais baixos do SNervoso – geradores centrais de padrões

Estudos do controle neural do caminharAnimal Espinhal, Animal Decerebrado, Animal Deaferentado, Animal Paralizado, Animal Neonatal…

Conclusões:

1. Estruturas supra-espinhais não são necessárias para produzir padrões motores básicos para “o caminhar”.

2. Ritimicidade do “caminhar” é produzida por circuitos contidos inteiramente na medula espinhal (centros geradores de padrões).

3. Circuitos espinhais podem ser ativados por sinais descendentes tônicos do cérebro.

4. O circuito “gerador de padrão” não requer sinais sensoriais, mas são fortemente regulados pelos proprioceptores.

Após recuperação cirúrgica o animal é capaz de caminhar em uma esteira; e estímulos podem evocar reflexos.

Animal transeccionado ao nível torácico da medula espinhalquadrúpede – paralisia inicial

Geradores centrais de padrão de atividades motoras rítmicas.circuitos oscilatórios medulares locais responsáveis pela alternância de flexão e extensão do membro durante a locomoção;ativam diferentes sequências de movimentos que ocorrem em diferentes velocidades

1. Interneurônios excitatórios com características de marcapasso;2. Inibição recíproca e inibição recorrente;3. Excitação e inibição paralelas4. Excitação mútua

Atividade dos geradores de ritimicidade.Interneurônios geradores respondem à ativação de receptores NMDA com uma despolarização rítmica.

O cerebelo coordena o comportamento

locomotor através de um sinal feed-back do

movimento e modula a atividade pela via

descendente.

Organização neural do controle da locomoção em

vertebrados.A iniciação da locomoção é mediada pelos neurônios da formação reticular

mesencefálica que projetam-se para circuitos locomotores na medula espinhal

que executam a locomoção.

Vias descendentes do tronco

(vestibular e rubroespinhal)

mantem a postura e sinais

modulatórios que regulam a

ativididade locomotora em

andamento.

O cortex motor fornece correção visuo-motora

(VCtx) da locomoção via cortex parietal posterior

(pPCtx).

Feed back

sensorial modula

a locomoção

Propriocepção regula temporização e amplitude do padrão de “caminhar”.

Proprioceptores: Receptores musculares e articulações: excitados por movimentos do corpo.

Exteroceptores:Receptores da pele: ajustar o passo em relação aos estímulos externos inesperados.

Aparelho Vestibular e Visão: para controle do equilíbrio e balanço.

Os movimentos de locomoção precisam ser continuamente adaptados ao ambiente.

Intervenção de centros superiores do SNervoso

Sinais descendentes do tronco e córtex iniciam a locomoção e

ajustam o caminhar às necessidades imediatas do animal

1. Ativação do sistema locomotor espinhal

e controle da velocidade.

2. Refinamento do padrão motor em resposta

ao próprio movimento.

3. Guia movimento dos membros em resposta aos st. visuais.

Região Locomotora mesencefálicaestimulação elétrica em animal

decerebrado, magnitude da temporização e amplitude são mediadas via:

serotonina (rafe) e noradrenalina (locus coeruleus)

Atividade dos neurônios do córtex motor é

modulada por impulsos do sistema visual

Cerebelocompara movimentos realizados com os movimentos intecionados

Recebe informações sobre o “caminhar” através dos proprioceptores musculares – estado biomecânico do membro em movimento

Recebe informações de interneurônios da medula espinhal - sobre o estado do circuito gerador de padrão de rítmo espinhal

Cerebelo faz correções:pode ajustar o padrão locomotor quando a passada inesperadamete desvia do movimento intencional

No homem

O caminhar tem os mesmos princípios de organização

neuronal que os outros mamíferos.

No entanto, a locomoção humana difere por ser bípede e por

isso exige muita demanda dos sistemas descendentes que

controlam equilíbro e balanço.

Tronco CerebralRitimicidade do Movimento

Controle Neural da RespiraçãoRitimicidade da Mecânica Respiratória

o centro respiratório é composto de vários grupos de motoneurônios

localizados bilateralmente no bulbo e na ponte.

Centro Respiratório

(freqüência e padrão respiratório)

Padrão Rítmico de atividade dos

motoneurônios respiratórios no Grupo Dorsal

O centro pneumotáxico limita a duração da inspiração e aumenta a

freqüência respiratória.

Controle da Respiração

Atividade Respiratória é altamente responsiva às variações de:

Sistema Nervoso Motor gera:

Movimentos reflexos: são padrões coordenados involuntários de contração e relaxamento eliciados por

estímulos periféricos.ex: reflexo de estiramento, reflexo de retirada

Movimentos rítmicos: padrões repetitivos de movimentos espontâneos ou desencadeados

por estímulos periféricos. ex: mastigação, ato de engolir, coçar e locomoção

Postura: orientação e equilíbrio: movimentos organizados no tronco cerebral

Movimentos voluntários ou elaborados: movimentos complexos

Reflexo de estiramentoExemplo envolvendo motoneurônios do tronco encefálico

O que acontece nessa situação?

Núcleos Motores do Tronco Encefálico

MesencéfaloNúcleos do III e IV Áreas

integrativas visuais, auditivas e

pupilares

PonteNúcleos do V, VI e VII

Áreas de integração

visceral (mastigação,

salivação) expressão facial

(movimentos oculares,

fixação do olhar, expressão

facial); Equilíbrio postural

do corpo Bulbo

Núcleos do VIII, IX, X, XI (craniana),

XII Áreas de integração visceral

(respiratório, vasomotor, vomito, tosse, movimentos linguais, etc.)

Papel do Tronco Encefálico no Equilíbrio Postural

Capacita o corpo a sustentar certas posições estáticas sem servencido pela força gravitacional ou deslocar-se através demovimentos harmoniosos resistindo às forças contrárias.

O SNC exerce um controle inconsciente, constante edinâmico, para que haja tensão muscular, e à medida que osmovimentos são realizados, ocorre uma adequação dessatensão.

Equilíbrio postural é fundamental para locomoção bípede humana.

Equilíbrio Posturaldepende de um minucioso controle realizado pelo SNC sobre os

músculos e articulações

Postura: Orientação e Equilíbrioinvolve ajuste contínuo de vários sistemas sensoriais

Orientação postural é o posicionamento dos segmentos corporais em relação uns aos outros e em relação ao ambiente.

Aferências Somatosensoriaissinais que contribuem para para o mapa neural da posição dos segmentos corporais em relação uns aos outros e em relação à superfície de sustentação.

Fibras Ia dos fusos neuromusculares –estiramento muscular, velocidade

Fibras Ib dos órgãos tendinosos de Golgi –força muscular

Fibras de mecanoceptores cutâneos – pressão na sola dos pés

Receptores das articulações – forças de compressão sobre as articulações

O grau de tensão a que cada músculos, articulações, ligamentos e tendões é, constantemente, submetido ao SNC, onde é processado – Aferências Somatosensoriais.

Neurônios motores no tronco e medula retransmitem essa informação de volta para os mesmos músculos, articulações, ligamentos e tendões, fazendo com que nos equilibremos conscientemente ou inconscientemente.

Equilíbrio Postural e Tronco Encefálico

Aferências VisuaisFornecem ao sistema postural informações sobre

orientação e a movimentação tanto para perto como para

longe.

A visão reduz a oscilação do corpo durante a postura ereta e

provê indicações de estabilização, em especial, quando a

tarefa nova de equilíbrio for experimentada ou quando o

equilíbrio for precário.

Aferências Vestibularessensação do movimento e orientação espacial

Responsável pelo equilíbrio estático relacionado à

manutenção da posição do corpo em relação

à força da gravidade;

e equilíbrio dinâmico relacionado à manutenção da

posição do corpo em resposta a movimentos repentinos,

como rotação, aceleração e desaceleração.

Postura Eretasustentação anti-gravitacional se dá pela ativação tônica dos músculos

Papel de neurônios motores do troncoOs neurônios motores do tronco encefálico são responsáveis pela regulação do tônus muscular e para orientar os olhos, a cabeça e o corpo a respeito de informação sensorial vestibular, somática, auditiva e visual.

São cruciais para os movimentos de navegação básica do corpo e o controle da postura, além dos movimentos voluntários.

Colículo Superior: cabeça e olhos;

Núcleo Rubro: movimento dos braços

N.Vestibulares e Formação Reticular: posição do corpo

Via descendente medial: Via descendente lateral: controle postural controle movimento dos membrosTrato Vestíbulo-Espinhal Trato Rubro-EspinhalTrato Retículo-EspinhalTrato Tecto-Espinhal

Vias Descendentes do Tronco Cerebral:modula ação dos circuito motores espinhais: tônus muscular,

ajuste postural, movimentos dos olhos e da cabeça.

Córtex Cerebral: modula a ação dos neurônios motores do tronco e da medula espinhal; movimentos complexos e precisos

Via Cortico-Espinhal Lateral Cortico-Espinhal Ventral

Organização dos Movimentos

Regulação sobre o Tônus e Atividade Muscular

Via Córtico-Espinhal

Via Rubro-Espinhal

Trato Rubroespinhal – ativadora

dos músculos flexores e inibidora

dos músculos extensores.

Via Tecto-EspinhalVia Vestíbulo-Espinhal

Trato Tectoespinhal – responsável pelo controle

da musculatura do pescoço e posicionamento da

cabeça e movimento dos olhos.

Trato Vestíbuloespinhal –

responsável pela ativação

dos músculos extensores e

inibição dos músculos

flexores.

Tecto-espinhal e rubro-espinhal

Decussação tegmentar dorsal e ventral

Controle dos movimentos oculares e musc cervical (olhos e cabeça).Resposta de orientação mediante st visuais, táteis e auditivos

Projeta-se para interneurônios espinhais,

influenciam n.motores.Controle do tônus muscular

dos grupos musculares flexores

Córtex cerebral e cerebelo

Cerebelo e via retículo-espinhal

Trato Retículo-espinhal

Pontino – via responsável

pela ativação dos

músculos flexores e

extensores –

porém com tendência

extensora.

Trato Retículo-espinhal

Bulbar – via responsável

pela inibição dos

músculos flexores e

extensores – porém com

tendência flexora.

A - Decorticação

Pernas rodadas para dentro; pés em flexão

plantar, braços aduzidos; cotovelos,

punhos e dedos fletidos.

A

O trato motor córtico-espinhal,

é interrompido.

O trato rubro-espinhal

(flexão dos músculos do membro

superior), encontra-se íntegro

apesar de ter perdido a conexão

com vias ativadoras do córtex.

Os motoneurônios

inferiores só tem influências

do tronco encefálico.

A flexão do membro superior

é explicada pela via

rubroespinhal.

Rigidez de decorticação

A remoção dos controles

corticais sobre o tronco facilita

ações extensoras dos núcleos

vestibulares e reticulares. Não

há flexão dos membros

superiores devido à remoção de

influencias rubrais.

Rigidez de descerebraçãoReflexos extensores exagerados:

extensao rígida dos membros

e hiporreflexia.

Braços aduzidos, cotovelos rigidamente

estendidos, antebraços pronados e punhos

e dedos fletidos.

são afetados e interrompidos os tractos

motores rubro-espinal e cortico-

espinal (flexão de músculos)

B - Descerebração

B

Como explicar a

espasticidade extensora?

Há um antagonismo excitatório-

inibitório entre os Núcleos

Reticulares Pontinos e Bulbares

Trato Reticular Pontino

Excitatória sobre os

motoneurônios homolaterais dos

músculos extensores dos membros

inferiores e superiores.

Motoneurônios são tonicamente

estimulados pelos núcleos

vestibulares e pelos núcleos

profundos do cerebelo.

Trato Reticular Bulbar: via inibitória

sobre os mesmos motoneurônios

controlados pelo Sistema Pontino.

O córtex motor age modulando os

neurônios motores do tronco encefálico

AFERÊNCIAS PARA O NÚCLEO VESTIBULAR LATERAL

++

++

Trato vestíbulo-espinhais exacerbam a atividade extensora

(anti-gravitacionária)

Aumenta o tônus extensor

Diminui o tônus flexor

A remoção dos controles corticais

sobre o tronco facilita ações

extensoras dos núcleos vestibulares e

reticulares.

Descerebração

Descerebração

Funções integrativas do Tronco Encefálico e Medula Espinhal

A co-ativação alfa-gama

é necessária para que o

fuso muscular esteja

continuamente em

estado de sensibilidade

tônica durante a

contração muscular .

DESCEREBRAÇÃO

(nível intercolicular

ou médio-colicular)

DECORTICAÇÃO

Rostral ao Colículo Superior

Secção da Raiz Dorsal

Espinhal

Remoção do Lobo

Anterior do Cerebelo

Integração Sensorial e Motora no

ajuste Postural Reflexo

Percepção da Informação Vestibular(percepção da orientação corporal)

Integração Sensório-Motora Vestibular

os núcleos vestibulares integram inform vestibulares,

somatossensoriais e visuais

Reflexo Vestibulo-Ocular: movimentos Reflexo Vestíbulo Espinhal: oculares corretivos, que compensam musculatura extensorao movimento da cabeça,estabilizando a imagem visualdurante a rotação da cabeça.

Reflexos Posturais e Oculares

Reflexo Postural Vestíbulo-Espinhalmovimento reflexo do corpo que mantém a postura e estabiliza o corpo (reto);

refere-se a reações que ocorrem abaixo do pescoço

Ao inclinar a cabeça

para a direita a medula

espinhal induz um

efeito extensor nos

músculos do lado

direito e flexor do lado

esquerdo do corpo para

que não haja perda de

equilíbrio.ex: sensação que vai cair

As conexões vestibulares são

responsáveis por vários reflexos

que o corpo usa para

compensar o movimento da cabeça

em relação ao espaço.

Reflexo Postural Vestíbulo-Espinhal(reflexos vestibulares)

Trato Vestíbulo-Espinhal

Trato Retículo-Espinhal

Reflexo Postural Vestíbulo-Espinhal e Vestibulocólicoresposta reflexa compensatória perturbações mecânicas e st elétrica do Sistema vestibular

mechanical: 0–4 Hz; electrical stimulation: 0–75 Hz perturbation/stimulation signals

é uma resposta compensatória dos músculos do pescoço em

decorrência da sinalização proprioceptiva durante o

movimento.

Reflexo Postural Cervicocólico

ex: quando um indivíduo

caminha e sua cabeça oscila

para cima e para baixo é o

reflexo vestíbulo-ocular que

o possibilita ler uma placa

ou reconhecer uma pessoa

que vem em sua direção.

Reflexo Vestíbulo-Ocular(estabiliza a imagem para compensar o movimento da cabeça)

Reflexo Vestíbulo-Ocular(compensa o movimento da cabeça)

O aparelho vestibular sinaliza o

movimento da cabeça e o

sistema oculomotor usa essa

informação para manter a

imagem visual sem movimento

na retina (olhar estável).

Reflexo Vestíbulo-Ocular Rotacional – canal semicircular - compensa rotação da

cabeça

Reflexo Vestíbulo-Ocular Translacional – otólito - compensa movimento linear da

cabeça

A leitura e escrita exigem comportamentos visuomotores,

caracterizados por movimentos oculares alternados de sacádicos,

rastreios e fixações.

Os movimentos sacádicos são responsáveis pela movimentação rápida

do globo ocular de um ponto ao outro, enquanto o rastreio se

caracteriza pelo acompanhamento ocular de objetos que passam

lentamente e a fixação é a permanência do olhar em um ponto

específico.

Assim, para acompanhar visualmente a professora na sala de aula,

realizar atividades de concentração assim como a própria ação da

leitura e escrita, é fundamental a integridade das funções oculomotoras

e das interligações vestibulares.

Reflexos Vestibulares e importância do Cerebelo

Dentro de um ônibus em movimento, estando de

pé, como não cair?

Organização e regulação da postura humana

https://www.youtube.com/watch?v=I6xB7rOX1mU&l

ist=PL8D9CD9F5D13C93FC&index=15