A CONSCIÊNCIA REGULADA:

Os níveis de consciência e os seus mecanismos de controle. O ciclo vigília-sono e outros ritmos biológicos

Liga Acadêmica de Fisiologia - LAFAcadêmicas: Thainara Freitas Ribeiro

Thatianne Gomes de Paula

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Principais estruturas

Formação reticular

Conceito: Conjunto de neurônios de tamanhos e tipos diferentes

separados por uma rede de fibras nervosas Dentro dessa rede grupamento de neurônios (núcleos)

Descrição: Se inicia como uma faixa de tecido na parte superior da

medula, distribui-se pelo tronco encefálico e penetra no diencéfalo

Função : Ativação do cortex cerebral regulando os estados de

alerta e sono 12/04/23 11:443

Formação reticularEferências:

Fibras ascendentes para estruturas diencefálias e corticais

Fibras motoras descendentes para os tratos retículo espinhais

Aferências:Provenientes das áreas rostrais do cérebro especialmente

do córtex cerebral modulação da atividade reticular

Estado de alerta SARAFibras ascendentes da

FRrostral projetam-se para núcleos inespecíficos do tálamo e daí para o córtex

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Consciência É vista como a oposição à inconsciência estado

que compreende o estado de alerta e a capacidade de responder adequadamente a certos estímulos externos

Na psicofisiologia: implica também a expressão de todos os processos mentais Interação plena entre estruturas corticais e subcorticaisMudar voluntariamente a direção da atençãoCriar idéias abstratas e expressá-lasPrever a significação de seus atos Ser capaz de posicionar-se frente a valores éticos e

estéticos

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Níveis de consciênciaPode variar do estágio de sono profundo,

passando por vários níveis intermediários chegando ao grau de vigilância máxima

Hiperalerta: estado de hiperatividade autonômica e respostas exageradas por uso de drogas, abstnência ou estresse pós-traumático

Obnubilação: estado de comportamento confuso, com o estado de alerta reduzindo com forte tendência para dormir

Estupor: a pessoa só responde a estímulos intensos mas perde a consciência quando estes são retirados

Coma: ausência de qualquer resposta a qualquer estímulo

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Expressão da consciênciaPara a plena expressão é necessária a

ação conjunta de ambos os hemisférios

Ressecção de corpo caloso (split-brain)

Lateralização hemisférica de função

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Lateralização dos hemisfériosExperimentos de

SperryCampo de visão E e

DReconhecimento

pelo tato mão E e DVisão independente

do tatoEscrever o que

via ou sentia

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Lateralização dos hemisfériosResultados:

Objeto ou palavra em campo de visão E pcte não sabe nomear ou falar a palavra em voz alta mas seleciona o objeto por palpação : pcte executa tarefa mas não é capaz de expressar verbalmente ou por escrito. Idem para colocar o objeto na mão EÉ como se não tivesse acontecido

Objeto ou palavra em campo de visão D pcte nomeia, seleciona com a mão direita o objeto entre vários e lê a palavra em voz alta, escreve e seleciona o objeto correspondente. Objeto colocado na mao direita tem resultado análogo

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Lateralização dos hemisfériosConclusões:

Hemisfério esquerdo não se distingue do cérebro intacto substrato neural dominante e decisivo para a consciência e linguagem

Hemisfério direito possui sistema de linguagem particular que não se comunica pela fala

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SONO E VIGÍLIA

Formação reticular Núcleos da rafe

Neurônios serotoninérgicos Núcleo magno da rafe (rafe mediana) – mais importante Regulação da dor (via da analgesia) e indução do sono

Locus ceruleus Assoalho do IV ventrículo Neurônios noradrenérgicos Responsável pelo sono paradoxal (sono REM)

Substância cinzenta periaquedutal (central) Circunda o aqueduto cerebral

Área tegmentar ventral Parte ventral do tegmento do mesencéfalo, medialmente à substância

negra Neurônios dopaminérgicos Regulação do comportamento emocional

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Vigília

Sistema Reticular Ativador Ascendente (SRAA)

Fibras ascendentes da FR núcleos intralaminares do tálamo todo o córtex cerebral

Ativação do córtex (vigília)Também é ativado por impulsos sensoriais

Indução ativa do sono Núcleos da rafe inibe o SARA e induzem o sono Animais seccionados no meio da ponte não dorme

nunca

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Sono processo ativoO sono é dividido em duas categorias:

Sono REM (sono paradoxal, dessincronizado)Sono não-REM (ondas lentas, sincronizado)

Fase NREM:Possui de 4 a 6 ciclos bifásicosDuração média de 95min

Fase REMDuração de 5min a 45minMov. Rápidos dos olhosSonhos

Ondas teta X delta

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Hipotálamo altamente envolvidoHipotálamo anterior

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Diferenças de ondas EEC do sono e vigíliaAtividade neural nos circuitos tálamo-

corticais

interação entre os núcleos monoaminérgicos e colinérgicos do tronco encefálico

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Sistema monoaminérgico reticular ativador ascendente

Tronco cerebralNúcleos dorsais da rafe (NDR

serotoninérgicos)Locus ceruleus (LC noradrenérgico)

Hipotálamo posteriorNúcleo tuberomamilar (NTM histaminérgico)

Projetam se difusamente para o córtex e núcleos reticulares do tálamo

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Projetam para o as cél. gabaérgicas e galaninérgicas do núcleo pré-optico

ventro lateral do hipotálamo anterior (VLPO) inibindo-as

Atividade aminérgicaAlta na vigília

Ativa os circuitos tálamo corticais

Diminuida no sono NREM

Ausente sono REMO córtex cerebral está aminérgicamente

desmodulado pela ausência do tônus aminérgico

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ColinérgicosOs núcleos colinérgicos

Pontinos látero-dorsaisTegmento pedúnculo-pontinoNúcleo colinérgico do prosencéfalo basal

Fazem conexões excitatórias nos núcleos reticulares talâmicos, projeções tálamo-límbicas e corticais diretas

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Estão sob o controle inibitório do sistema

NDR e LC

Atividade colinérgicasFundamental para a dessincronizaçãoMáxima ou aumentada durante o sono

REM e vigíliaMínima ou ausente no sono NREM

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Células colinérgicas: “REM-and-wake-on”

Células aminérgicas: “ Wake-on-and-sleep-off”

Sono REM X vigíliaDurante o sono REM sistemas aminégicos

não estão ativos e a ativação colinérgica ativa o córtex diretamente;

Na vigília os sist. Aminérgicos, dopaminérgicos, hipocretinas e colinérgicos estão ativos (modulação aminérgica cortical)

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Vigília: estado predominante aminérgicoSono REM : colinérgico muscarínicoSono NREM: posição intermediéria

Cél. REM-on colinérgicas X Cél. REM-off serotoninérgicas-noradrenérgicas

Na vigília: sist. Aminérgico REM-off gera a dessincronização do EEG, inibe o sist. Colinérgico REM-on, suprimindo o sono REM.

No sono: as cél. Aminérgicas REM-off silenciam e o sist. Colinérgico liberado das influências inibitórias atinge seu máximo.

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Os sist. Histaminérgico do hipotálamo posterior (núcleos túbero-mamilares) e dopaminérgico da área ventral tegmentar adicionam-se ao sistema serotoninérgico e noradrenérgico na inibição das

células colinérgicas REM-on

VLPO (núcleo pré-óptico ventro lateral do hipotálamo anterior)

Ativam-se exclusivamente durante o sono NREM e REM

Permanece ativo inibindo os sistemas aminérgicos, colinérgico e hipocretina, permitindo assim, o aparecimento do sono REM por inibir as células REM-off

Reciprocidade

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Inibição gabaérgica sobre o núcleo dorsal da rafe e locus ceruleus etapa sinaptica final para desativação

das células REM-offInicio ao sono REM

Marcapasso circadianoNúcleos supraquiasmáticos (NSQ)

Eferências do NSQ para VLPO, hipotálamo lateral e LC

Recebe aferências dos núcleos colinérgicos do prosencéfalo basal ( excitatória), serotoninérgicas do núcleo dorsal da rafe e complexo amigdaliano do sistema límbico.

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Adenosina prosencéfalo basal

Homeostato do sono

A redução da atividade colinérgica do prosencéfalo basal por acúmulo de adenosina desnibe o VLPO que em conjunto com a ação do NSQ, dá o início ao sono NREM

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HipocretinasProjeta seus axônios excitatórios para

diferentes áreas exceto o cerebeloVLPO inibe as células hipocretinérgicasAtividade máxima durante a vigíliaElevam o tônus monoaminas, mantendo

assim o VLPO inibido, impedindo o sono

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Núcleo tuberomamilar (NTM)Único núcleo histaminérgico do SNC e está

localizado no hipotálamo posterior

Principal inibidor do núcleo VLPO

A atividade histaminérgica é promotora da vigília

Durante o sono NREM e REM, a atividade histaminérgica é tonicamente inibida pelo VLPO

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RÍTMOS BIOLÓGICOSCronobiologia

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CronobiologiaEstudo dos mecanismos de oscilações

periódicas dos sistemas biológicos que incluem:Secreção de glds endócrinas Síntese de neurotransmissoresNúmero de receptoresNíveis e atividades enzimáticasAtividade elétrica cerebralPeso dos órgãos no corpoDuração dos ciclos celularesComponentes ultra-estruturais das organelas

celulares

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Cronobiologia

Podem ser:InfradianoCircadianoUltradianoCircasseptanoCircamensalCirca-anual

Os mais conhecidosSono-vigiliaTemperatura

corporalNíveis hormonaisCiclo menstrual

A maior parte dos sistemas são influenciados pelo ciclo sono-vigilia

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Sistema cardiovascularAtividade basal maior durante a vigilia e

diminui durante o sono

Sono NREM PAS e FC inferiores ao basal

Sono REM níveis superiores ao da vigilia

Fatores que influenciam:Estágio do sonoProfundidade do sono (1-4)Tempo de sono

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Sistema cardiovascularEstágio 3 e 4 descenso pressórico

fisiológico noturnoPredomínio da atividade parassimpática

sobre a simpáticaSono REM intensas flutuações de PAS e

FCDescargas adrenérgicas

Tempo de sono perda de líquido, redução de volume intravascular alterações hemodinâmicas

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Sistema respiratório

Vigília controle pelos comandos ventilatórios voluntários e involuntário e influência mecânica da caixa torácica

Sono perda do controle voluntário, diminuição da resposta ventilatória do controle metabólico e hipotonia dos músculos ventilatórios hipoventilação

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Sistema digestórioSono diminuição da atividade do aparelho

digetórioInibição do fluxo de salivaRedução da frequência de deglutiçãoRedução da pressão do esfíncter superior do esôfagoSecreção gástrica aumentada entre 22 e 2 hs

independente de sono ou nãoFunção motora do estômago diminui durante o sonoMotilidade intestinal mais regular e diminuída

durante o sono

Sono pós-prandialAtividade do intestino diminui e o padrão motor

interdigestivo retorna mais precocemente

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Sistema endócrinoHormônio do crescimento

Pico de GH 90 min após o início do sono Relacionado com o sono de ondas lentas Efeito rebote

Cortisol Valores máximos nas primeiras horas da manhã,

declinado durante o dia até o valor mínimo ao início do sono

Aldosterona: coincide com o cortisol

Testosterona: concentrações baixas ao início do sono e máximos ao início da manhã

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Sistema endócrinoHormônios gonadotrópicos

Em mulheres é demarcado pelo ciclo menstrualEstudos com influencia do sono sobre a

liberação desses hormônios ainda inconclusivos

ProlactinaAltas concentrações durante o sono e baixa

durante a vigiliaAumento de liberação 60 a 90 min após o início

do sono com valores máximos nas primeiras horas da manhã

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Sistema endócrinoTSH

Ritmo circadiano distinto: concentrações reduzidas durante o dia e valores máximos próximos ao início do sono

Sono necessário para a inibição da secreção de TSH

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Sistema renalExcreção de eletrólitos e fluxo de urina

maior durante o dia

O fluxo de urina e a osmolaridade oscila com o ciclo sono NREM-REM

O sono REM é associado com a diminuição do fluxo de urina e aumento da osmolaridade

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Temperatura corporalRelação entre ciclo vigilia-sono, ritmo

circadiano e termorregulação

Hipotálamo

Diminuição da temperatura no início do sonoMenores valores no 3° ciclo do sonoMenor nível durante o sono NREM e

termorregulação inibida durante o sono REM

Influência da temperatura ambiental sobre o sono

DÚVIDAS???OBRIGADA!!!

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ReferênciasBRANDÃO, M. L. Psicofisiologia: as bases fisiológicas

do comportamento. 2. ed. São: Atheneu, 2002. 245 p. BRODAL, A. Anatomia neurológica: com correlações

clínicas. 3. ed. São Paulo: Roca, 1979. 888 p.GUYTON, A. C.; HALL, J. E. Tratado de fisiologia

médica. 11. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2006. 1115 p.NITRINI, R. BACHESCHI, L. A. A neurologia que

todo médico deve saber. 2. ed. São Paulo: Atheneu, 2006. 490 p.

TUFIK, S. Medicina e biologia do sono. Barueri: Manole, 2008. 483 p.

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