Sistema nervoso

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O sistema nervoso nos lembra diretamente o cérebro humano, diante da sua complexidade ligada ao seu processo cognitivo ou das ações que pode tomar com os quase 100 bilhões de neurônios que o formam. Mas não podemos esquecer que a origem do sistema nervoso é bem antiga, considerando o estudo filogenético, reportado primeiramente em animais que possuem dois tecidos embrionários, sendo os cnidários um bom exemplo de animal já possuidor de um sistema nervoso, mesmo que rudimentar.

Talvez, um dos maiores questionamentos já realizados sobre o sistema nervoso/cérebro humano, por um especialista, seja o de Gregor Eichele, que em 1992 comentou:

“Talvez a mais intrigante de todas as perguntas é se o cérebro é suficientemente poderoso para resolver o problema da sua própria criação.”

Sistema Nervoso

Sistema nervoso é um conjunto de órgãos que possui células especializadas em transmitir impulsos elétricos com a finalidade de responder aos estímulos externos e internos do corpo. Ele pode ser separado em dois sistemas, sistema nervoso central (SNC), formado pelo encéfalo e pela medula espinhal, e sistema nervoso periférico (SNP), formado por nervos periféricos. O sistema nervoso é formado por células especializadas, os neurônios, e células acessórias, os oligodendrócitos e astrócitos, os quais compõe a neuroglia e são responsáveis pela sustentação mecânica, nutrição e defesa dos neurônios.

 

Sistema nervoso central e sistema nervoso periférico

Neurônio

Para entendermos como o sistema nervoso funciona é necessário entender o que são e como funcionam os neurônios. Neurônio é a unidade básica ou célula base do sistema nervoso. Essa célula é dividida em três partes, dendritos, corpo celular e axônio, de acordo com as suas funções.

Representação do neurônio
Representação do neurônio

Os neurônios são células especializadas na transmissão de impulsos elétricos e possuem diferentes estruturas para a realização desta tarefa. Os dendritos são diversas ramificações projetadas pelo corpo celular, responsáveis pela captação de estímulos provenientes de outras células através de neurotransmissores liberados nas sinapses ou fenda sináptica (via aferente). O corpo celular é responsável pela manutenção da homeostasia celular, regulando desde a concentração adequada de íons disponíveis pela despolarização membranar até redes de transcrição/tradução de proteínas. O axônio é o maior prolongamento do corpo celular e é responsável pela transmissão do impulso elétrico para outras células, desencadeado ou filtrado pelos dendritos e corpo celular, através da liberação de neurotransmissores nas sinapses ou fenda sináptica.

Impulsos nervosos

Os impulsos nervosos são pulsos elétricos causados pela troca de íons, dentro ou fora da célula, os quais em conjunto são capazes de inverter o potencial da membrana ou gerar uma diferença de potencial (DDP) diferente da pré-existente (despolarização), numa região concentrada do neurônio e de forma direcionada. Dessa forma, o sistema nervoso é capaz de transmitir e receber sinais de forma organizada para regiões distantes, permitindo ampla e rápida comunicação.

Despolarização neuronal
Despolarização neuronal

Para que ocorra a despolarização da membrana de neurônios é necessário que o potencial seja quebrado. Isso acontece com a abertura de canais iônicos de sódio (Na+) e de potássio (K+), sendo que, por diferença de concentração os íons de Na+ entram na célula e os de K+ saem. Caso a concentração mínima de íons não seja trocada, a membrana não será despolarizada e o impulso não será propagado ou continuado. Dessa forma dizemos que os neurônios possuem um limiar de excitabilidade.

Estudos sobre excitabilidade de membranas celulares mostraram que cada grupo ou tipo celular pode possuir um estado de carga considerado em repouso e um outro excitável. Para os neurônios, foi possível identificar que o seu estado de carga em repouso vale -70mV e o seu estado de carga excitável vale +40mV. Isso quer dizer que se a troca de íons não for suficiente para inverter a DDP, a membrana não despolariza e assim não há impulso nervoso ou pulso elétrico.

Gráfico do limiar de excitabilidade para um neurônio
Gráfico do limiar de excitabilidade para um neurônio

Sinapse

Fenda sináptica ou sinapse é o espaço entre o axônio de um neurônio e a membrana de outra célula, (que pode ser outro neurônio) onde o axônio irá liberar os neurotransmissores para estimular a próxima célula.

Representação da sinapse
Representação da sinapse

Sistema Nervoso Central (SNC)

O sistema nervoso central (SNC) é formado pelo encéfalo e medula espinhal. No encéfalo estão localizadas as regiões do SNC responsáveis por receber milhões de bits por segundo em informações provenientes dos órgãos e estímulos internos e externos, processá-los e determinar respostas a serem executadas. Para que isso se torne possível, cada um dos bilhões de neurônios é capaz de formar cerca de 200 mil conexões com outros neurônios, criando uma rede de interação e processamento de informação sofisticada e robusta.

Representação do sistema nervoso central - SNC
Representação do sistema nervoso central – SNC

O SNC é protegido por diferentes estruturas membranosas (meninges) ou ósseas, com diferentes camadas. A medula espinhal é protegida por uma meninge espinhal e pelos ossos da coluna vertebral. Já o encéfalo é protegido por três meninges, a dura-máter (revestimento mais externo), a aracnoide (revestimento intermediário) e a pia-máter (revestimento mais interno), e pela caixa craniana. Ainda existe o fluído cérebro-espinhal, responsável por amortecer impactos, apoio mecânico e transporte de neurotransmissores.

O encéfalo é composto por bilhões de neurônios e é responsável pela nossa grande capacidade de processamento de dados. Com isso, traz, inerente de sua estrutura, uma grande complexidade. Essa estrutura é dividida de acordo com a morfologia e funções desempenhadas. Através da morfologia podemos observar que o cérebro possui uma simetria bilateral, por isso pode ser dividido em hemisfério esquerdo e direito.

Cada hemisfério cerebral é composto por regiões onde predominam os corpos celulares dos neurônios, chamada de córtex ou massa cinzenta, e regiões onde predominam os axônios e dendritos, chamada de substância branca, a qual se localiza internamente ao córtex.

Substância cinzenta e substância branca
Substância cinzenta e substância branca

O córtex cerebral ainda é dividido em quatro lobos, de acordo com as suas funções. O lobo frontal é responsável por controlar músculos esqueléticos, linguagem, resolução de problemas e concentração (pensamento crítico). O lobo temporal é responsável pela audição, paladar e memória de padrão. O lobo occipital é responsável pela visão e controles grosseiros, e o lobo parietal é responsável pela fala (comunicação) e percepção de calor, dor e pressão.

Representação dos lobos cerebrais
Representação dos lobos cerebrais

Outras estruturas cerebrais são:

  1. Tálamo: é o centro de transmissão e processamento de informações sensoriais.
  2. Hipotálamo: é o centro de controle de emoções e de atividades fisiológicas básicas, devido a sua posição e ligação com a hipófise, controlando a produção de hormônios.
  3. Cerebelo: como o cérebro, apresenta dois hemisférios e é responsável pela coordenação motora, como equilíbrio e postura.
  4. Mesencéfalo: é responsável pelo processamento (filtro) de dados que serão enviados para o córtex, onde será tomada uma decisão consciente.
  5. Ponte: é uma estrutura de conexão entre os hemisférios cerebrais.
  6. Bulbo: é responsável por transmitir as informações sensoriais vitais, para controle pelo Tálamo.
Estruturas cerebrais
Estruturas cerebrais

Sistema Nervoso Periférico (SNP)

O sistema nervoso periférico (SNP) é formado por nervos e gânglios, ligado diretamente ao SNC por duas vias distintas, a via aferente, responsável por receber os estímulos sensoriais e enviar para o SNC (chega no cérebro), e a via eferente, responsável por enviar a resposta processada pelo SNC para os nervos e órgãos efetores (sai do cérebro. O SNP é dividido em sistema nervoso somático e autônomo ou visceral, divisão esta que permitiu o menor gasto de energia para a manutenção dos processos vitais, disponibilizando-a para processos cognitivos.

O sistema nervoso somático é responsável pela movimentação voluntária (está sob nosso controle), como mexer os dedos enquanto digitamos ou controlar as pernas enquanto jogamos futebol, pois se liga aos músculos esqueléticos. Mas a musculatura esquelética também pode ser acionada em uma atividade reflexa, como a retirada de membros de superfícies quentes ou pontiagudas.

A atividade reflexa ou ato reflexo consiste num sistema com estruturas que envolvem o arco reflexo e é responsável por uma resposta rápida e sem processamento cerebral, para situações de perigo. O reflexo tem início nos neurônios receptores, geralmente na superfície da pele, que desencadeiam um impulso nervoso para os neurônios sensoriais, os quais vão conduzir o sinal até a medula espinhal (via aferente). Na medula espinhal os axônios dos neurônios sensoriais se comunicam com os neurônios associativos, que traduzem o sinal e desencadeiam um novo impulso nervoso, agora para os neurônios motores (via eferente), os quais irão transmitir o sinal para as células musculares, tornando possível a contração muscular.

Representação do arco reflexo
Representação do arco reflexo

O sistema nervoso autônomo ou visceral é responsável pela movimentação involuntária (não está sob nosso controle), como a contração das pupilas ao entrar num ambiente com excesso de luminosidade, a contração da musculatura lisa ou visceral ou mesmo o controle sobre as glândulas corporais. O sistema nervoso autônomo apresenta duas ramificações, sistema nervoso simpático e sistema nervoso parassimpático, que controlam os mesmos órgãos de forma antagônica ou contrária.

O sistema nervoso simpático possui inervação que passa por gânglios e é responsável por liberar noradrenalina nas sinapses nervosas (mediador químico estimulante), e assim estimular os órgãos para situações de defesa ou perigo. Já o sistema nervoso parassimpático possui inervação que não passa por gânglios, e é responsável por liberar acetilcolina nas sinapses nervosas (mediador químico inibidor), e assim inibir ou diminuir a ação do sistema nervoso simpático de defesa ou perigo para que os órgãos se tornem aptos a relaxar e digerir os alimentos.

Sistema sensorial

Os sentidos humanos, ou sistema sensorial, são representados por cinco órgãos especializados em captar estímulos próprios e do ambiente e transmiti-los ao SNC (cérebro). Essa especialização provém de diferentes tipos de receptores, localizados em diferentes regiões do corpo, capazes de perceberem estímulos químicos ou físicos. Existem três tipos de receptores gerais:

  1. Interoceptores: são responsáveis por informar as condições do organismo (pH/concentração plasmática).
  2. Proprioceptores: são responsáveis por informar o posicionamento relativo de membros.
  3. Exteroceptores: são responsáveis por recolherem informações do ambiente (relacionados com os órgãos dos sentidos).

Os órgãos sensitivos ou responsáveis pelos sentidos humanos são:

Visão

Envolve o globo ocular, órbita e a retina, que é revestida de receptores capazes de perceber estímulos luminosos (faixa da luz visível) do ambiente. A retina é composta por cones e bastonetes.

Estrutura do olho humano
Estrutura do olho humano

Audição

Envolve a orelha externa, formada pelo pavilhão auditivo, orelha média, formada pelo tímpano e três ossículos (martelo, bigorna e estribo) e orelha interna, formada por aparelho vestibular e cóclea.

Estrutura do ouvido
Estrutura do ouvido

Olfato

Envolve a cavidade nasal, onde estão localizadas células olfatórias e o bulbo olfatório.

Estrutura olfativa do nariz
Estrutura olfativa do nariz

Paladar

Envolve a cavidade bucal e a língua, onde estão localizadas as papilas gustativas.

Estrutura da língua e paladar
Estrutura da língua e paladar

Tato

Envolve receptores sensíveis a estímulos mecânicos, térmicos e químicos, os quais estão distribuídos por toda a superfície da pele.

Estrutura da pele
Estrutura da pele
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