Neurônio sensorial - Sensory neuron

Quatro tipos de neurônio sensorial

Os neurônios sensoriais , também conhecidos como neurônios aferentes , são neurônios do sistema nervoso que convertem um tipo específico de estímulo , por meio de seus receptores , em potenciais de ação ou potenciais graduados . Este processo é denominado transdução sensorial . Os corpos celulares dos neurônios sensoriais estão localizados nos gânglios dorsais da medula espinhal .

A informação sensorial viaja ao longo das fibras nervosas aferentes em um nervo sensorial , até o cérebro através da medula espinhal . O estímulo pode vir de exterorreceptores fora do corpo, por exemplo, aqueles que detectam luz e som, ou de interorreceptores dentro do corpo, por exemplo aqueles que respondem à pressão sanguínea ou ao senso de posição do corpo .

Tipos e função

Diferentes tipos de neurônios sensoriais têm diferentes receptores sensoriais que respondem a diferentes tipos de estímulos. Existem pelo menos seis receptores sensoriais externos e dois internos:

Receptores externos

Receptores externos que respondem a estímulos externos ao corpo são chamados de exterorreceptores . Exterorreceptores incluem receptores olfativos (cheiro), receptores gustativos , fotorreceptores (visão), células ciliadas (audição), termorreceptores (temperatura) e vários mecanorreceptores diferentes (estiramento, distorção).

Cheiro

Os neurônios sensoriais envolvidos no olfato são chamados de neurônios sensoriais olfativos . Esses neurônios contêm receptores , chamados receptores olfativos , que são ativados por moléculas de odor no ar. As moléculas no ar são detectadas por cílios e microvilosidades aumentadas . Esses neurônios sensoriais produzem potenciais de ação. Seus axônios formam o nervo olfatório e fazem sinapses diretamente com os neurônios do córtex cerebral (bulbo olfatório). Eles não usam a mesma rota que outros sistemas sensoriais, contornando o tronco cerebral e o tálamo. Os neurônios do bulbo olfatório que recebem estímulos nervosos sensoriais diretos têm conexões com outras partes do sistema olfatório e com muitas partes do sistema límbico.

Gosto

Da mesma forma que os receptores olfativos , os receptores gustativos ( receptores gustativos) nas papilas gustativas interagem com substâncias químicas nos alimentos para produzir um potencial de ação .

Visão

As células fotorreceptoras são capazes de fototransdução , um processo que converte luz ( radiação eletromagnética ) em sinais elétricos. Esses sinais são refinados e controlados pelas interações com outros tipos de neurônios na retina. As cinco classes básicas de neurônios dentro da retina são células fotorreceptoras , células bipolares , células ganglionares , células horizontais e células amácrinas . O circuito básico da retina incorpora uma cadeia de três neurônios que consiste no fotorreceptor (um bastonete ou cone ), célula bipolar e célula ganglionar. O primeiro potencial de ação ocorre na célula ganglionar da retina. Essa via é a maneira mais direta de transmitir informações visuais ao cérebro. Existem três tipos principais de fotorreceptores: Os cones são fotorreceptores que respondem significativamente à cor . Em humanos, os três tipos diferentes de cones correspondem a uma resposta primária ao comprimento de onda curto (azul), comprimento de onda médio (verde) e comprimento de onda longo (amarelo / vermelho). Os bastonetes são fotorreceptores muito sensíveis à intensidade da luz, permitindo a visão em ambientes com pouca iluminação. As concentrações e proporção de bastonetes para cones estão fortemente correlacionadas com o fato de o animal ser diurno ou noturno . Em humanos, os bastonetes superam os cones em aproximadamente 20: 1, enquanto em animais noturnos, como a coruja-do-mato , a proporção é mais próxima de 1000: 1. As células ganglionares retinais estão envolvidas na resposta simpática . Dos ~ 1,3 milhões de células ganglionares presentes na retina, acredita-se que 1-2% sejam fotossensíveis.

Problemas e decadência de neurônios sensoriais associados à visão levam a distúrbios como:

  • Degeneração macular - degeneração do campo visual central devido a resíduos celulares ou vasos sanguíneos que se acumulam entre a retina e a coróide, perturbando e / ou destruindo a complexa interação de neurônios que estão presentes ali.
  • Glaucoma - perda de células ganglionares da retina que causa alguma perda de visão à cegueira.
  • Retinopatia diabética - o controle deficiente do açúcar no sangue devido ao diabetes danifica os pequenos vasos sanguíneos da retina.

Auditivo

O sistema auditivo é responsável por converter ondas de pressão geradas por moléculas de ar em vibração ou som em sinais que podem ser interpretados pelo cérebro.

Esta transdução mecanoelétrica é mediada por células ciliadas dentro do ouvido. Dependendo do movimento, a célula ciliada pode hiperpolarizar ou despolarizar. Quando o movimento é em direção aos estereocílios mais altos , os canais de cátions Na + se abrem, permitindo que o Na + flua para a célula e a despolarização resultante faz com que os canais de Ca ++ se abram, liberando assim seu neurotransmissor no nervo auditivo aferente. Existem dois tipos de células ciliadas: internas e externas. As células ciliadas internas são os receptores sensoriais.

Problemas com neurônios sensoriais associados ao sistema auditivo levam a distúrbios como:

  • Transtorno de processamento auditivo - a informação auditiva no cérebro é processada de forma anormal. Pacientes com distúrbio de processamento auditivo geralmente podem obter as informações normalmente, mas seu cérebro não consegue processá-las adequadamente, levando à deficiência auditiva.
  • Agnosia verbal auditiva - a compreensão da fala é perdida, mas a capacidade de ouvir, falar, ler e escrever é mantida. Isso é causado por danos aos lobos temporais superiores posteriores , novamente não permitindo que o cérebro processe a entrada auditiva corretamente.

Temperatura

Termorreceptores são receptores sensoriais, que respondem a variações de [temperatura] s. Embora os mecanismos pelos quais esses receptores operam não sejam claros, descobertas recentes mostraram que os mamíferos têm pelo menos dois tipos distintos de termorreceptores. O corpúsculo bulboid , é um receptor cutânea um sensível ao frio do receptor, que detecta temperaturas frias. O outro tipo é um receptor sensível ao calor.

Mecanorreceptores

Mecanorreceptores são receptores sensoriais que respondem a forças mecânicas, como pressão ou distorção .

Células receptoras sensoriais especializadas chamadas mecanorreceptores freqüentemente encapsulam fibras aferentes para ajudar a sintonizar as fibras aferentes com os diferentes tipos de estimulação somática. Os mecanorreceptores também ajudam a diminuir os limiares de geração de potencial de ação nas fibras aferentes e, assim, torná-los mais propensos a disparar na presença de estimulação sensorial.

Alguns tipos de mecanorreceptores disparam potenciais de ação quando suas membranas são alongadas fisicamente.

Os proprioceptores são outro tipo de mecanorreceptores que significa literalmente "receptores para si". Esses receptores fornecem informações espaciais sobre membros e outras partes do corpo.

Os nociceptores são responsáveis ​​pelo processamento da dor e das mudanças de temperatura. A dor em queimação e a irritação experimentadas depois de comer uma pimenta (devido ao seu ingrediente principal, a capsaicina), a sensação de frio experimentada após a ingestão de uma substância química como mentol ou icilina, bem como a sensação comum de dor são todos resultado de neurônios com esses receptores.

Problemas com mecanorreceptores levam a distúrbios como:

  • Dor neuropática - uma condição de dor severa resultante de um nervo sensorial danificado
  • Hiperalgesia - um aumento da sensibilidade à dor causada pelo canal iônico sensorial, TRPM8 , que normalmente responde a temperaturas entre 23 e 26 graus, e fornece a sensação de resfriamento associada ao mentol e à icilina
  • Síndrome do membro fantasma - um distúrbio do sistema sensorial em que ocorre dor ou movimento em um membro que não existe

Receptores internos

Os receptores internos que respondem às mudanças dentro do corpo são conhecidos como interoceptores .

Sangue

Os corpos aórticos e carotídeos contêm aglomerados de células glômicas - quimiorreceptores periféricos que detectam mudanças nas propriedades químicas do sangue, como a concentração de oxigênio . Esses receptores são polimodais, respondendo a vários estímulos diferentes.

Nociceptores

Os nociceptores respondem a estímulos potencialmente prejudiciais enviando sinais para a medula espinhal e o cérebro. Esse processo, denominado nocicepção , costuma causar a percepção da dor . Eles são encontrados em órgãos internos, bem como na superfície do corpo, para "detectar e proteger". Os nociceptores detectam diferentes tipos de estímulos nocivos, indicando potencial para danos, e então iniciam respostas neurais para se retirar do estímulo.

  • Os nociceptores térmicos são ativados por calor ou frio nocivo em várias temperaturas.
  • Os nociceptores mecânicos respondem ao excesso de pressão ou deformação mecânica, como uma pinça .
  • Os nociceptores químicos respondem a uma ampla variedade de produtos químicos, alguns dos quais sinalizam uma resposta. Eles estão envolvidos na detecção de algumas especiarias em alimentos, como os ingredientes pungentes nas plantas Brassica e Allium , que têm como alvo o receptor neural sensorial para produzir dor aguda e subsequente hipersensibilidade à dor.

Conexão com o sistema nervoso central

As informações provenientes dos neurônios sensoriais da cabeça entram no sistema nervoso central (SNC) por meio dos nervos cranianos . As informações dos neurônios sensoriais abaixo da cabeça entram na medula espinhal e passam em direção ao cérebro através dos 31 nervos espinhais . As informações sensoriais que viajam pela medula espinhal seguem caminhos bem definidos. O sistema nervoso codifica as diferenças entre as sensações em termos de quais células estão ativas.

Classificação

Estímulo adequado

O estímulo adequado de um receptor sensorial é a modalidade de estímulo para a qual ele possui o aparato de transdução sensorial adequado . O estímulo adequado pode ser usado para classificar os receptores sensoriais:

Localização

Receptores sensoriais podem ser classificados por localização:

Morfologia

Os receptores sensoriais somáticos próximos à superfície da pele geralmente podem ser divididos em dois grupos com base na morfologia:

Taxa de adaptação

  • Um receptor tônico é um receptor sensorial que se adapta lentamente a um estímulo e continua a produzir potenciais de ação durante o estímulo. Desta forma, ele transmite informações sobre a duração do estímulo. Alguns receptores tônicos estão permanentemente ativos e indicam um nível de fundo. Exemplos de tais receptores tônicos são os receptores de dor , cápsula articular e fuso muscular .
  • Um receptor fásico é um receptor sensorial que se adapta rapidamente a um estímulo. A resposta da célula diminui muito rapidamente e depois pára. Não fornece informações sobre a duração do estímulo; em vez disso, alguns deles transmitem informações sobre mudanças rápidas na intensidade e na taxa do estímulo. Um exemplo de receptor fásico é o corpúsculo paciniano .

Drogas

Existem muitos medicamentos atualmente no mercado que são usados ​​para manipular ou tratar distúrbios do sistema sensorial. Por exemplo, a gabapentina é uma droga usada para tratar a dor neuropática ao interagir com um dos canais de cálcio voltagem-dependentes presentes em neurônios não receptores. Alguns medicamentos podem ser usados ​​para combater outros problemas de saúde, mas podem ter efeitos colaterais indesejados no sistema sensorial. Drogas ototóxicas são drogas que afetam a cóclea por meio do uso de uma toxina como os antibióticos aminoglicosídeos , que envenenam as células ciliadas. Com o uso dessas toxinas, as células ciliadas bombeadoras de K + cessam sua função. Dessa forma, perde-se a energia gerada pelo potencial endococlear que impulsiona o processo de transdução do sinal auditivo, levando à perda auditiva.

Neuroplasticidade

Desde que os cientistas observaram o remapeamento cortical no cérebro dos macacos Silver Spring de Taub , tem havido muitas pesquisas sobre a plasticidade do sistema sensorial . Grandes avanços foram feitos no tratamento de distúrbios do sistema sensorial. Técnicas como a terapia de movimento induzida por restrição desenvolvida por Taub ajudaram pacientes com membros paralisados ​​a recuperar o uso de seus membros, forçando o sistema sensorial a desenvolver novas vias neurais . A síndrome do membro fantasma é um distúrbio do sistema sensorial em que os amputados percebem que seu membro amputado ainda existe e podem ainda sentir dor. A caixa de espelho desenvolvida por VS Ramachandran permitiu que pacientes com síndrome do membro fantasma aliviassem a percepção de membros fantasmas paralisados ​​ou doloridos. É um dispositivo simples que usa um espelho em uma caixa para criar uma ilusão na qual o sistema sensorial percebe que está vendo duas mãos em vez de uma, permitindo assim que o sistema sensorial controle o "membro fantasma". Ao fazer isso, o sistema sensorial pode gradualmente se aclimatar ao membro amputado e, assim, aliviar essa síndrome.

Outros animais

A recepção hidrodinâmica é uma forma de mecanorrecepção usada em várias espécies animais.

Imagens adicionais

Veja também

Referências

links externos