Princípios de fisiologia e farmacologia do sistema nervoso

Princípios de fisiologia e farmacologia do sistema nervoso

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Princípios de Fisiologia e Farmacologia do Sistema Nervoso

Joshua M. Galanter e Daniel H. Lowenstein

Introdução Caso Neuroanatomia

Anatomia do Sistema Nervoso Periférico

Sistema Nervoso Autônomo Nervos Motores e Sensitivos Periféricos

Anatomia do Sistema Nervoso Central

Cérebro Diencéfalo Cerebelo Tronco Encefálico Medula Espinal Organização Celular do Sistema Nervoso

Organização Neuronal de Trato Longo Organização Neuronal de Circuito Local Organização Neuronal Divergente de Fonte Única

Neurofisiologia

Neurotransmissores

Neurotransmissores de Aminoácidos Aminas Biogênicas Outros Neurotransmissores de Pequenas Moléculas Neuropeptídios

A Barreira Hematoencefálica

Conclusão e Perspectivas Futuras Leitura Sugerida

O sistema nervoso contém mais de 10 bilhões de neurônios. Os neurônios formam, em sua maioria, milhares de conexões sinápticas, conferindo ao sistema nervoso uma complexidade diferente daquela observada em qualquer outro sistema orgânico. As interações entre os circuitos neuronais medeiam funções que incluem desde reflexos primitivos até a linguagem, o humor e a memória. Para desempenhar essas funções, os neurônios individuais que compõem o sistema nervoso precisam estar organizados em redes funcionais, as quais são, por sua vez, organizadas em unidades anatômicas maiores.

O capítulo anterior procedeu a uma revisão da fisiologia dos neurônios, descrevendo a transmissão elétrica dentro de um neurônio e a transmissão química de um neurônio para outro. Este capítulo trata dos sistemas neuronais e examina dois níveis de organização. Em primeiro lugar, a organização anatômica macroscópica do sistema nervoso é apresentada para ressaltar os locais de ação dos agentes farmacológicos que atuam sobre esse sistema. Em segundo lugar, são descritos os principais padrões de conectividade neuronal (os denominados tratos neuronais), visto que o conhecimento das maneiras pelas quais as células neuronais estão organizadas para transmitir, processar e modular sinais facilita uma compreensão mais profunda das ações dos fármacos nesses tratos. Este capítulo também discute os principais tipos de neurotransmissores, bem como a barreira hematoencefálica. Esses conceitos funcionais e metabólicos possuem conseqüências farmacológicas importantes para os fármacos que atuam sobre o sistema nervoso.

n Caso

Martha P é uma mulher de 6 anos de idade com história de 4 anos de doença de Parkinson, que vem agravando-se. A doença de Parkinson é um distúrbio neurológico que resulta da degeneração progressiva dos neurônios nigroestriatais que utilizam a dopamina como neurotransmissor. A doença provoca tremor em repouso, rigidez, dificuldade em iniciar o movimento e instabilidade postural. Durante a consulta com seu médico, a Sra. P registra uma queixa incomum: “Parece que o Sinemet não funciona muito bem quando tomo o remédio durante as refeições.” A Sra. P explica que, recentemente, começou uma nova dieta “pobre em carboidratos”, aumentando a ingestão de proteínas em lugar dos alimentos ricos em carboidratos. Preocupada, a Sra. P pergunta: “Essa dieta poderia estar relacionada com isso?” O médico explica que a levodopa, um componente do Sinemet, ajuda a repor uma substância química no cérebro que é produzida em quantidades insuficientes, devido à perda de certos neurônios nessa doença. Embora muitos fatores possam levar a uma diminuição da eficiência de sua medicação, o médico da Sra. P confirma a sua suspeita de que a dieta rica em proteínas pode, com efeito, interferir na capacidade do fármaco de alcançar o cérebro. Ele recomenda que ela reduza a ingestão de proteínas e, se necessário, tome uma dose mais alta de Sinemet após uma refeição rica em proteína. Em sua visita de retorno ao

Princípios de Fisiologia e Farmacologia do Sistema Nervoso | 83 médico, a Sra. P está feliz ao anunciar que a sua medicação agora está mais efetiva, pois está ingerindo menos proteína.

n 1. Onde está localizado o trato nigroestriatal? Como a degeneração de um grupo específico de neurônios resulta em sintomas específicos como aqueles observados na doença de Parkinson? n 2. Por que a levodopa é utilizada no tratamento da doença de

Parkinson, e qual a relação desse composto com a dopamina? n 3. Por que o consumo de proteína interfere na ação da levodopa?

O sistema nervoso pode ser dividido, em nível estrutural e funcional, em componentes periférico e central. O sistema nervoso periférico inclui todos os nervos que seguem o seu percurso entre o sistema nervoso central e os locais somáticos e viscerais. Funcionalmente, é dividido em sistema nervoso autônomo (involuntário) e sistema nervoso sensitivo e somático (voluntário).

O sistema nervoso central (SNC) inclui o cérebro, o diencefálico, o cerebelo, o tronco encefálico e a medula espinal. O SNC transmite e processa sinais recebidos do sistema nervoso periférico; o processamento resulta em respostas que são formuladas e retransmitidas à periferia. O SNC é responsável por funções importantes, como percepção — incluindo processamento sensitivo, auditivo e visual —, estado de vigília, linguagem e consciência.

O sistema nervoso autônomo regula as respostas involuntárias do músculo liso e do tecido glandular. Por exemplo, controla o tônus vascular, a freqüência e a contratilidade cardíacas, a constrição das pupilas, a sudorese, a salivação, a piloereção (“pele de galinha”), a contração do útero, a motilidade gastrintestinal (GI) e a função da bexiga. O sistema nervoso autônomo é dividido em sistema nervoso simpático, responsável pelas respostas de “luta ou fuga”, e em sistema nervoso parassimpático, responsável pelas respostas de “repouso e digestão”. O sistema nervoso periférico sensitivo e somático transporta sinais sensitivos da periferia para o SNC e sinais motores do SNC para o músculo estriado; esses sinais regulam o movimento voluntário (Fig. 7.1).

Sistema Nervoso Autônomo

As fibras nervosas autônomas interagem com seus órgãos-alvo através de uma via de dois neurônios. O primeiro neurônio origina-se no tronco encefálico ou na medula espinal e é denominado neurônio pré-ganglionar. O neurônio pré-ganglionar faz sinapse fora da medula espinal com um neurônio pós-ganglionar, que inerva o órgão-alvo. Conforme discutido adiante, a localização anatômica dessas conexões difere para os neurônios das divisões simpática e parassimpática do sistema nervoso autônomo.

Medula espinal

Substância cinzenta Substância branca

Raiz dorsal Gânglio da raiz dorsal

Tronco nervoso simpático

Gânglio da cadeia paravertebral

Pele

Músculo liso Músculo esquelético

Medula supra-renal

Raiz ventral Gânglio pré-vertebral

Neurônio sensitivo Neurônio motor somático Neurônio pré-ganglionar Neurônio pós-ganglionar

Fig. 7.1 Organização do sistema nervoso periférico. O sistema nervoso periférico possui componentes sensitivos, motores somáticos e autônomos. Os neurônios sensitivos (linha azul sólida) surgem principalmente na pele ou nas articulações, possuem corpos celulares e núcleos nos gânglios da raiz dorsal e projetam-se em neurônios localizados no corno dorsal da medula espinal. Os neurônios motores somáticos (linha preta sólida) surgem no corno ventral da medula espinal, saem através das raízes ventrais e unem-se a fibras de neurônios sensitivos para formar nervos espinais que, a seguir, inervam a musculatura esquelética. O componente autônomo do sistema nervoso periférico consiste em um sistema de dois nervos: os dois nervos são denominados neurônios préganglionar e pós-ganglionar, respectivamente. Os neurônios pré-ganglionares simpáticos (linha cinzenta tracejada) surgem no corno ventral dos segmentos torácico e lombar da medula espinal e projetam-se em neurônios pós-ganglionares nos gânglios paravertebrais e pré-vertebrais. Os neurônios pós-ganglionares simpáticos (linha azul tracejada) inervam muitos órgãos, incluindo o músculo liso. A medula supra-renal também é inervada por neurônios pré-ganglionares do sistema nervoso simpático (ver Fig. 7.2). Os neurônios pré-ganglionares parassimpáticos (não ilustrados) surgem em núcleos do tronco encefálico e segmentos sacrais da medula espinal e projetam-se em neurônios pós-ganglionares, em gânglios localizados próximo aos órgãos inervados.

84 | Capítulo Sete

Anatomia do Sistema Nervoso Simpático

O sistema nervoso simpático é também conhecido como sistema toracolombar, visto que suas fibras pré-ganglionares originam-se do primeiro segmento torácico ao segundo ou terceiro segmento lombar da medula espinal (Fig. 7.2). Especificamente, os corpos celulares dos nervos pré-ganglionares surgem das colunas intermediolaterais na medula espinal. Os nervos pré-ganglionares abandonam a medula espinal nas raízes ventrais de cada nível vertebral e fazem conexões sinápticas com neurônios pós-ganglionares nos gânglios simpáticos. Os gânglios simpáticos localizam-se, em sua maioria, nas cadeias simpáticas, que consistem em 25 pares de gânglios interconectados situados de cada lado da coluna vertebral. Os primeiros três gânglios simpáticos, cujas fibras pós-ganglionares seguem com

Sacral Lombar

Cervical Cranial

Torácico

Sistema nervoso simpático

Olhos

Glândulas salivares Trato respiratório

Coração Pele Fígado

Estômago

Sistema nervoso parassimpático

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C5 C4

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