Fisiologia do Sistema NervosoMotricidade Somática: Cerebelo

Profa Dra Eliane ComoliDepto Fisiologia

FMRP-USP

ROTEIRO DE AULA TEÓRICA:

Motricidade Somática – Cerebelo

1. Organização do Cerebelo segundo as aferências: vestíbulo-cerebelo,

espino-cerebelo e córtico-cerebelo.

2. Projeções ascendentes e descendentes do cerebelo.

3. Alças Córtico-cerebelares e suas funções no ajuste da coordenação

dos membros superiores; na identificação do erro motor, na correção

imediata do movimento e na coordenação fina dos padrões dos

movimentos coordenados.

4. Detecção e Correção do Erro motor

5. Organização geral das conexões neurais no cerebelo

Células de Purkinje, células granulares e circuito local;

Fibras Musgosas e Fibras Trepadeiras

6. Correção do Erro e Aprendizado Motor.

7. Disfunções Cerebelares: ataxias cerebelares

Porque essa aula é importante para o curso de medicina?

Cerebeloinfluencia na coordenação dos movimentos modificando o padrão de

atividade dos neurônios motores superiores e dando estabilidade ao

tronco através das suas projeções descendentes.

Cerebeloforma o teto do quarto ventrículo.

CerebeloPropicia uma execução precisa e efetiva do movimento proposto:

sinergia do movimento; manutenção da postura em relação à posição no

espaço; manutenção do tônus muscular.

Capaz de receber impulsos de regiões do CNS associadas à função motora,

ter capacidade integrativa para análise sinais sensoriais e motores e

possuir conexões feed-backs para essas fontes de sinais.

Cerebelo

Manto cinzento superficial interno

(Córtex cerebelar), substância

branca (substância medular) abaixo

da substância cinzenta superficial, e

núcleos cerebelares profundos

mergulhados na substância branca.

Núcleos Cerebelares Profundosvia de saída (excitatória)

Núcleo Denteado

Núcleos Interpostos

Núcleo Fastigial

Vias de entrada cerebelaresPedúnculo cerebelar inferior: fibras vestíbulo-cerebelares, espino-cerebelares e

olivo-cerebelares

Pedúnculo cerebelar médio: reticulo-cerebelar, ponto-cerebelar.

Pedúnculo cerebelar superior: trigêmino-cerebelar, rafe, locus coeruleus.

Organização do Cerebelosegundo domínio das aferências :

b. Espino-Cerebelo Via espino-cerebelar informa sobre fusos musculares e mecanorreceptores

que monitoram a posição e movimento do corpo diretamente da medula espinhal.

Status da musculatura axial (tônus muscular) e grau de flexão e extensão.

Está relacionada com os movimentos dos músculos distais (movimentos grosseiros dos

membros ao caminhar (lateral); e movimento dos músculos proximais e regulação dos

movimentos dos olhos em resposta às aferências vestibulares.

a. Vestíbulo-Cerebelo Via vestibulo-cerebelar informa sobre

labirinto do ouvido através da

aferências dos núcleos vestibulares.

Status da posição da cabeça

Está relacionada com a

regulação dos movimentos relacionados com

manutenção da postura e equilíbrio

(estabilidade do tronco).

c. Córtico-Cerebelo Via cortico-cerebelar é a principal fonte de

aferências do cerebelo; é retransmitida aos

núcleos pontinos antes de entrar no cerebelo.

Aspectos do planejamento, organização e

coordenação das respostas motoras.

Está relacionada com a regulação de movimentos

que exigem grande habilidade (planejamento e

execução de sequências de movimento temporal e

espacialmente complexos.

Está relacionada com a coordenação visual de um movimento em

curso é uma função do córtico-cerebelo importante.

Organização do Cerebelosegundo domínio das aferências :

n.grácil e n.cuneiforme n.olivares

Cerebelo é capaz de receber impulsos de regiões do CNS

associadas à função motora, ter capacidade integrativa para análise de

sinais sensoriais e motores e possuir conexões feed-backs para essas fontes de sinais.

Aferências e Eferências do CerebeloCerebelo

a. recebe informações

sobre o plano de

movimento;

b. recebe informações

sobre o desempenho

motor;

c. recebe informações

vestibulares, auditivas e

oculares

Cerebelod) projeta-se para o

córtex para corrigir

os movimentos;

e para o sistema motor

descendente

para estabilidade

do troncoInformações

sensoriais medulares

e trigeminais

usadas na coordenação automática da função motora somática,

regulação do tônus muscular, e a manutenção do equilíbrio.

Aferências do Cerebelo

Projeções Descendentes do Cerebelo:Eferências Vestibulocerebelares e Espinocerebelares

Ajustes Posturaispara a estabilidade do tronco

(tônus muscular);ajustes da posição dos olhos

e da cabeça

Núcleo Fastigial

Projeções ascendentes do Cerebelo para o Córtex

A via de saída é através

dos núcleos cerebelares

profundos; e entrada no

córtex cerebelar.

Cerebelo atinge o córtex via

VA/VL acessando neurônios

motores que organizam a

sequência de movimentos

voluntários complexos.

Alça Córtico - Cerebelar

Núcleo Denteadoplanejamento, iniciação e

coordenação da resposta motora

Núcleos Interpostoscoordenação e execução de

movimentos dos braços

Papel do Cerebelo

A função do cerebelo é modificada pela experiência; papel

importante no aprendizado de tarefas motoras.

coordenação da atividade motora:regulação do tônus muscular;

movimentos automáticos e balanço;mecanismos que influenciam e

mantém o equilíbrio

é detectar a diferença entre o movimento intencional e o movimento real = erro motor;

através de suas projeções reduzir o erro

Alças do Cerebelo para o Córtex via tálamo são topograficamente organizadas.

O cerebelo projeta-se para neurônios

motores superiores do Córtex Motor

Primário e Pré-Motor Associativo.

Tais neurônios motores corticais

superiores organizam a sequência

de contrações musculares

subjacentes aos movimentos

voluntários complexos.

(córt-espinhal e córt-cerebelar)

Essa conexão faz a coordenação

dos movimentos dos membros

superiores, detecção do erro

motor e correção imediata do

movimento coordenado.

Correção do Erro

Numa perspectiva motora as alças

cortico-cerebelares realizam a estabilidade

do troco (vias descendentes), a coordenação

fina de padrões complexos de movimentos coordenados (vias ascendentes).

1. Informações corticais do movimento

intencionado

2. Informações propioceptivas –

movimento real

3. Células de Purkinje – modulação

das eferências cerebelares

4. Núcleos Profundos – projeções

eferentes excitatórias para o

córtex (feed back corretivo)

e projeções descendentes.

Arranjo interno de fibras e Células no Córtex Cerebelar

Células de Purkinjeprincipal alvo das aferênciasprojetam para n. profundos

Fibras aferentes (+)Glomérulo

Interneurônioscélulas estrelada,

de Golgi e em cesto

Organização Geral das conexões neurais

do CerebeloAxônios que

deixam os

cerebelo (+)

Axônios

que entram

no Cerebelo (+)

Núcleos profundos

do Cerebelo

Córtex Cerebelar

Célula de Purkinje (-)

Modulação da

excitabilidade

cerebelar/ controla o

movimento

Fibras Trepadeirassão provenientes dos núcleos olivares. Conectam-se diretamente com as Células de Purkinje.

Uma fibra trepadeira é excitatória

(Aspartato) e conecta-se com uma única

Célula de Purkinje, através de centanas de

sinápses muito poderosas (geram PEPS

muito grandes e abertura de canais de

Ca+2 sensíveis a voltagem).

Estabelecem sinápses indiretas

com as Células de Purkinje

através das células granulares.

Fibras Musgosas e Células Granularessão provenientes dos n. pontinos, medula espinhal e aparelho vestibular.

Células Granulares originam

axônios especializados

(fibras paralelas) que ascendem

até camada molecular e se bifurcam

(ramos em T) e fazem sinápses excitatórias

(Glutamato) com a Célula de Purkinje.

Glomérulo Cerebelarfibras musgosas, dendritos de células granulares, dendritos de

células de Golgi, terminais axonais de células de Golgi

Célula de Golgi recebem aferências

das fibras paralelas e musgosas

(excitatórias) e fornece a retroação

inibitória (GABA) às células

granulares que pode limitar

a duração do impulso das células

granulares. Inibição feed-back.

Células de Purkinje e Núcleos Profundosdestino das fibras que entram no cerebelo

A Célula de Purkinje conecta-se com

os núcleos profundos do cerebelo

através de projeções GABAérgicas

exercendo efeito modulatório sobre a

excitabilidade dos Núcleos

Profundos, via receptores

Glutamatérgicos tipo AMPA

Núcleos Cerebelares Profundos

recebem aferências inibitórias das Células de

Purkinje e aferências excitatórias de colaterais

das fibras musgosas e fibras trepadeiras.

Compôem a via de saída do cerebelo.

Circuito Local

Células estreladas e

Células em Cesta

recebem aferências das

fibras paralelas e inibem as

Células de Purkinje;

podem limitar a distribuição

espacial da atividade das

Células de Purkinje.

converge sobre dendritos e corpo celular das Células de Purkinje e

modula sua atividade

Coordenação do Movimento em CursoO cerebelo é uma estrutura que monitora e regula = sua atividade neuronal muda continuamente durante o curso do movimento.

Célula de Purkinjeem repouso

em movimento alternante

Célula do Núcleo Profundo em repouso

em movimento alternante

Movimentos alternantes rápidos resultam em inibição transiente da atividade tônica das Células de Purkinje e dos Núcleos Profundos do Cerebelo.

Correção e Aprendizado MotorMudanças no padrão de resposta das células de Purkinje em função do movimento

constitui a resposta cerebelar de correção do movimento (entre movimento

intencional e movimento real).

Repetição de uma determinada resposta pode levar a mudanças na plasticidade

sináptica envolvendo células de Purkinje (alterações na excitabilidade) e seus sinais

feed-back para as estruturas distais como o córtex cerebral. .

Fibras Trepadeirassão provenientes dos núcleos olivares.Correção do erro motor.

Fibras Trepadeiras fazem a

retransmissão da mensagem proprioceptiva

informando sobre a retroação sensorial

do movimento iniciado.

Isso pode propiciar o ajuste na efetividade

das conexões das fibras paralelas

na Célula de Purkinje, regulando a

intensidade com que esse grupo de células

inibe os núcleos profundos do cerebelo

(que contribuíram para a falha do movimento).

Produz redução da duração nas respostas das Células de

Purkinje às aferências das fibras musgosas-paralelas.

1. Fortalecimento da sinápse entre fibra

trepadeira e Célula de Purkinje:

grande PEPS na célula de Purkinje,

aumenta muito o influxo de cálcio.

2. Enfraquecimento na sinápse entre fibra

paralela e Célula de Purkinje:

endocitose dos receptores AMPA

LTD – Long Term Depression

Fibras Trepadeiras

Com a repetição do movimento a LTD podem se

transformar em memória de curta duração = aprendizado motor.

Assim, após um ato motor ter sido realizado várias vezes,

ele se torna cada vez mais preciso/coordenado.

Disfunções Cerebelaresexibem erros persistentes do movimento e do aprendizado motor;

provocadas por lesões com danos temporários ou não;degenerações cerebelar, condição crônica e progressiva.

quando os mecanismos de feed-back cerebelares se rompem, emergem desordens do movimento do lado do

corpo ipsilateral à lesão cerebelar.

Disfunções Cerebelares

Ataxiaserros de amplitude, força (dismetria) e direção do movimento

resultando em perda da coordenação muscular naprodução dos movimentos suaves

Hipotoniadiminuição do tônus muscular

Falta de coordenação dos movimentos em curso – asinergia).

Nistagmo, ataxia (falta de coordenação voluntária)

Perda do tônus muscular e tremores durante o movimento.

Decomposição do movimento

Cerebellar Ataxia---Suzy pt Aug 10, 2015https://www.youtube.com/watch?v=Ozwq32dW3cc

Living with Ataxiahttps://www.youtube.com/watch?v=bKyYTzdHv2I

Making the Best of It: Living with Sporadic Spinocerebellar Ataxiahttps://www.youtube.com/watch?v=obGxqCfyNd4

Living with Late-Onset Cerebellar Ataxiahttps://www.youtube.com/watch?v=mYwKGGbQhmQ

Doença de Machodo-Joseph – Dra Laura Jardim, geneticista de Porto Alegre, 2012https://www.youtube.com/watch?v=pFotE5smjWY

Mais um passo para travar a doença de Machado-Josephhttps://www.youtube.com/watch?v=3mMEG0FQowo

Motor Arms Motor Legs Limb Ataxia -after a strokehttps://www.youtube.com/watch?v=eYvs-bLUa2M

Alças Corticais do Movimento

Alças corticais com os Núcleos da Base:sinais integrados quanto à:Seleção de açõesMotivaçãoHábitos

Via Córtico-espinhal:Sinais integrados do programa motor

Alças Corticais com o Cerebelo:sinais integrados quanto à:PropriocepçãoPadrões temporaisSinalização de erro motor

Porque essa aula é importante para o curso de medicina?

Questões de Neurofisiologia para serem respondida após a aula

1. Um paciente apresenta redução da expressão facial, movimentos

espontâneos (mais lentos que o normal) mais claramente notáveis quando

o paciente caminha, fala monótona, aumento do tônus muscular dos braços

e tremor rítmico (4 a 7 hertz) nos dedos.

Qual a doença desse paciente? Explique a causa?

2. Paciente relata perda gradual de destreza em ambas as mãos em função do

tremor ao tentar realizar atividades manuais finas, que evoluiu com lentificação

dos movimentos e dificuldade de marcha. A prescrição foi o uso de levodopa,

sem melhora alguma após meses.

Explique a situação do paciente.