Capítulo 14 – Integração e CoordenaçãoDiferença entre os sistemas nervoso e sistema hormonal Transmissão do impulso nervoso |
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A capacidade de sobrevivência de um animal depende fundamentalmente da eficácia com que ele responde a estímulos internos e externos. O Sistema nervoso em conjunto com o sistema hormonal são as responsáveis pela coordenação a nível dos organismos. Diferença entre os sistemas nervoso e sistema hormonalA comunicação efectuada pelo sistema nervoso é muito mais rápida que a do sistema hormonal ou seja a velocidade das mensagens ao longo das células nervosas (100m/s). O sistema hormonal é constituído por elementos químicos – hormonas e é enviada por via sanguínea, ao passo que as mensagens nervosas seguem pelos neurónios, por via electroquímica. O sistema nervoso tem uma complexidade estrutural muito maior o que favorece uma quantidade de informação muito maior e emissão muito maior de respostas. |
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Coordenação NervosaO sistema nervoso é provavelmente o agregado de matéria mais intrincado mais organizado da terra. Apenas 1 cm3 do centro humano pode conter vários milhões de células nervosas, as quais se podem ligar rapidamente a 150.000 milhões de outras células. Transmissão do impulso nervoso
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O funcionamento do sistema nervoso engloba fundamentalmente quatro etapas relativamente aos estímulos: recepção, transmissão, integração e resposta. Qualquer estímulo é recebido por neurónios especializados, aferentes ou sensitivos, que enviam a mensagem aos órgãos centrais. A integração corresponde ao processo de interpretação do estímulo e desencadeamento da resposta mais adequada. Esta e enviada pelos neurónios eferentes, também designados por neurónios motores, sendo concretizada a nível dos neurónios efectores (normalmente músculos e glândulas). Os neurónios comunicam entre si e com os órgãos efectores através de estruturas especializadas designadas por sinapses.
O conjunto de acções relacionadas com o impulso nervoso estão ligadas à concentração de iões sódio e potássio nessas células nervosas e a sua movimentação nas mesmas. Se numa célula nervosa inserirmos um microeléctrodo no citoplasma e outro no exterior da célula e os ligarmos a um voltímetro, determinamos a diferença de potencial entre o interior e o exterior da célula. Esta diferença de potencial eléctrico entre o citoplasma e o fluido intersticial do axónio designa-se por potencial de membrana. Quando um neurónio não está a transmitir mensagem nervosa, tem um potencial de membrana de – 70 mV que e chamado o potencial de repouso. Esta diferença de potencial resulta numa distribuição desigual de iões dos dois lados da membrana plasmática, dizendo-se que esta se encontra polarizada. A informação nervosa é transmitida como um impulso nervoso ou potencial de acção. O impulso um vez enviado propaga-se como uma onda ao longo do neurónio. Este corresponde a uma mudança rápida de potencial de repouso. Esta perturbação vai-se movendo ao longo da membrana como a ondulação que desliza na superfície de um rio calmo. Uma vez iniciado o impulso nervoso autopropaga-se, ou seja, desloca-se no sentido do axónio. A transmissão do impulso nervoso nas sinapses depende de substâncias neurotransmissoras (hormonas) que actuam no potencial de repouso da célula. As enzimas por sua vez actuam nas hormonas para as bloquear ou desbloquear. As hormonas designadas neurotransmissores são muitas, das principais destacam-se a acetilcolina e noradrenalina. A última é um importante neurotransmissor do hipotálamo e outras zonas do cérebro onde desempenha um importante pepel no despertar e na atenção. Os neurotransmissores quando lançados no espaço sináptico, actuam durante um curso espaço de tempo, sendo rapidamente inactivados, sobretudo por enzimas. |
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Sinapse |
Sistema nervoso
da planária |
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A evolução do sistema nervoso
À relativa uniformidade funcional de cada neurónio pode contrapor-se uma grande diversidade na organização do sistema nervoso nos diferentes filos de animais. Nos reino animal o sistema nervoso mais simples encontra-se nos cnidários. Estes animais com simetria radiada possuem uma rede nervosa difusa sem um controlo central definido, podendo nalguns casos difundir-se potenciais de acção em qualquer direcção. Os animais com simetria bilateral têm tendência para se movimentarem numa direcção definida, tendo a evolução favorecido a localização de órgãos dos sentidos e centros nervosos na porção anterior do organismo. Esta acumulação de neurónios sensoriais e interneurónios na região da cabeça, cefalização, é já evidente na planária que possui dois troncos nervosos que partem de um cérebro “rudimentar”. Este é composto por estruturas com grande concentração de neurónios designados por gânglios nervosos. O sistema nervoso central dos vertebrados, em contraste com o da maioria dos invertebrados, encontra-se localizado na parte dorsal do corpo do ser e quase sempre protegido por estruturas esqueléticas: crânio e coluna vertebral. Nas aves e mamíferos o desenvolvimento acentuado do cérebro e cerebelo origina uma curvatura ao longo dos diferentes vesículas. O sistema nervoso dos vertebrados encontra-se subdividido em regiões distintas, evidenciando três tendências: - um aumento progressivo do
tamanho do cérebro que mantém uma certa proporção com o tamanho do corpo dos
indivíduos nos peixes, anfíbios e répteis, mas aumenta extraordinariamente em
relação ao peso do corpo nas aves e mamíferos. Um rato com - um aumento dos compartimentos e de funções. As três divisões primitivas mantêm-se, mas subdividem-se em áreas cada vez mais específicas e com funções próprias. - aumento da complexidade e sofisticação do prosoencéfalo ou encéfalo anterior. Como os anfíbios e os répteis fizeram a transição do ambiente aquático para o meio terrestre, a visão e o ouvido, funções localizadas no mesencéfalo ou seja encéfalo posterior e no prosencéfilo, tornaram-se cada vez mais importantes, tendo a selecção natural favorecido o aumento destas áreas. Para além disso, comportamentos mais complexos, acompanham o aumento de uma região do prosoencéfalo, o cérebro. |
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Coordenação hormonal A maioria dos processos
biológicos que se relacionam com o metabolismo, crescimento, desenvolvimento
e reprodução são de facto regulados pelo sistema endócrino com interacção com
o sistema nervoso. Estes dois sistemas
interpenetram-se utilizando ambos mensageiros químicos na coordenação da sua
actividade. Contudo, enquanto os
neurotransmissores actuam no neurónio seguinte e desenvolvem respostas
rápidas como, por exemplo, retirar a mão quando esta contacta com um objecto
muito quentes, as hormonas são lançadas na correntes sanguínea e desencadeiam
respostas lentas e duradouras. O sistema hormonal é
constituído por um diversificado conjunto de glândulas e tecidos que segregam
hormonas. Estas são moléculas orgânicas que, uma vez lançadas no sangue,
actuam em células-alvo onde desencadeiam respostas específicas. As hormonas influenciam
minuto a minuto, dia após dia, os principais processos fisiológicos do
organismo. Actuam caracteristicamente
em pequenas quantidades e, em raras excepções, a sua concentração no sangue é
regulada por mecanismos de retroacção ou “feedback” negativo. Por exemplo, as
paratiróides, localizadas no pescoço dos vertebrados, segregam a hormona
paratiróide que ajuda a regular a concentração de cálcio no sangue. Um
pequeno abaixamento na concentração de cálcio é detectada na paratiróide que
responde aumentando a secreção de hormona paratiróide. Esta estimula a
retirada de cálcio dos ossos e aumenta a reabsorção de cálcio ao nível dos
rins, o que faz aumentar a concentração de cálcio no sangue. As duas respostas
correspondem a mecanismos de feedback negativo porque, em ambos os casos, o
efeito é contrário ao estímulo, pois o aumento de um, leva ao decréscimo de
outro e vice-versa, repondo-se o valor médio de cálcio no sangue. Mecanismos de acção hormonal
Os mecanismos de actuação
das hormonas a nível das células-alvo assemelham-se à relação que se
estabelece entre as chaves e as fechaduras. Desta forma, nas células-alvo
existem proteínas receptoras de hormonas que se ligam a elas com elevada
especificidade. Se a proteína receptora de uma dada hormona não está presente
numa célula, essa hormona não poderá actuar na célula. Tal como, numa porta, só a
chave compatível com a respectiva fechadura é que a pode abrir, também na
célula, só a hormona que se lida à proteína receptora pode desencadear nessa
célula os mecanismos se actuação hormonal. Hormonas nos invertebrados
As hormonas dos
invertebrados têm uma acção complexa a diversos níveis, intervindo
nomeadamente no controlo de: - processos de
regeneração verificados, por exemplo na hidra e na planária - diferentes taxas de
metabolismo - migrações - alterações da cor dos
crustáceos - mudas e metamorfoses,
sobretudo nos insectos Hormonas nos vertebrados
Nos vertebrados, o elevado número de tecidos e órgãos segregam hormonas fazendo-se sentir a sua acção nas mais diversas situações: crescimento, metabolismo, reprodução, composição do meio interno, stress, etc. Algumas hormonas actuam em quase todas as células, outras apenas nalguns tecidos ou órgãos e ainda outras coordenam o funcionamento de glândulas endócrinas.
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Mapa das
glândulas |
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Interacção dos dois sistemas Em conclusão, podemos
verificar que o sistema nervoso e o hormonal se integram e interactuam nos
seguintes níveis: - relacionam-se
estruturalmente. Muitas glândulas endócrinas são células nervosas. - os dois sistemas encontram-se
quimicamente relacionados. As hormonas podem ser usadas como sinais entre o
sistema nervoso e o hormonal. - relacionam-se funcionalmente,
uma vez que a coordenação do organismo envolve os dois sistemas e cada um é
afectado pelo outro. É pela interacção e coordenação dos
sistemas nervoso e hormonal que o indivíduo vai assegurando as respostas
adequadas às diversas solicitações que interna e externamente desafiam os
padrões homeostáticos da vida. |
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