Estrutura e Função
Sistema Nervoso Simpático
Neurónios simpáticos têm corpos celulares localizados nas colunas intermediolaterais, ou chifres laterais, da medula espinhal. As fibras pré-sinápticas saem da medula espinhal através das raízes anteriores e entram nos rami anteriores dos nervos espinhais T1-L2 e nos troncos simpáticos através dos rami comunicantes brancos. Daqui, as fibras podem subir ou descer o tronco simpático para um gânglio paravertebral superior ou inferior, respectivamente, passar para os rami do nervo espinhal anterior adjacente via rami comunicantes cinzentos, ou atravessar o tronco sem sinapsar e continuar através de um nervo esplâncnico abdominopelvico para alcançar os gânglios pré-vertebrais. Devido à localização central dos gânglios simpáticos, as fibras pré-sinápticas tendem a ser mais curtas que suas contrapartes pós-sinápticas.
Gânglios paravertebrais existem como nódulos em todo o tronco simpático, adjacentes à coluna vertebral, onde neurônios pré e pós-sinápticos sinapse. Embora os números possam variar de indivíduo para indivíduo, geralmente há três cervicais, 12 torácicos, quatro lombares e cinco gânglios sacrais. Destes, apenas os cervicais têm nomes de gânglios cervicais superiores, médios e inferiores. O gânglio cervical inferior pode fundir-se com o primeiro gânglio torácico para formar o gânglio estrelado.
Todos os nervos distais aos gânglios paravertebrais são nervos esplâncnicos. Estes transmitem fibras aferentes e eferentes entre o SNC e as vísceras. Os nervos esplânquicos cardiopulmonares transportam as fibras pós-sinápticas destinadas à cavidade torácica.
Nervos que vão inervar as vísceras abdominopelvares e pélvicas passando através das paravertebrais sem sinapses, tornando-se nervos esplânquicos abdominopelvicos. Estes nervos incluem os nervos esplâncnicos maiores, menores, mínimos e lombares. Os nervos pré-sinápticos finalmente sinapse em gânglios pré-sinápticos que estão mais próximos de seu órgão-alvo. Os gânglios pré-vertebrais fazem parte dos plexos nervosos que rodeiam os ramos da aorta. Estes incluem os gânglios celíacos, aorticorrenais e mesentéricos superior e inferior. O gânglio celíaco recebe o input do nervo esplâncnico maior, o aorticorenal dos nervos menores e menos esplâncnicos, e o mesentérico superior e inferior dos nervos esplâncnicos menor e lombar. O gânglio celíaco inerva órgãos derivados do antebraço: esôfago distal, estômago, duodeno proximal, pâncreas, fígado, sistema biliar, baço e glândulas supra-renais. O gânglio mesentérico superior inerva os derivados do intestino médio: duodeno distal, jejuno, íleo, ceco, apêndice, cólon ascendente e cólon transversal proximal. Finalmente, o gânglio mesentérico inferior proporciona inervação simpática às estruturas desenvolvidas a partir do hindgut: cólon distal transversal, descendente e sigmóide; reto e canal anal superior; assim como a bexiga, genitália externa e gônadas. Para mais informações, consulte o artigo StatPearls relevante, nesta referência.
A regra geral dos dois neurónios para os circuitos de SNS e ENP tem várias excepções notáveis. Neurônios pós-ganglionares simpáticos e parassimpáticos que sinapse no ENS são funcionalmente parte de uma cadeia de três ou mais neurônios. As fibras simpáticas pré-sinápticas que são destinadas à medula adrenal passam através dos gânglios celíacos e sinapse diretamente sobre as células cromofínicas. Essas células únicas funcionam como fibras pós-ganglionares que secretam a epinefrina diretamente no sistema venoso.
Neurônios simpáticos pós-ganglionares liberam NE que atua nos receptores adrenérgicos no tecido alvo. O subtipo do receptor, alfa-1, alfa-2, beta-1, beta-2, ou beta-3, e os tecidos nos quais eles expressam influencia a afinidade do NE para o receptor. Para mais informações, veja os artigos de StatPearls relacionados aos receptores adrenérgicos, nas seguintes referências.
Como foi dito, o SNS permite ao corpo lidar com os estressores através da resposta “luta-ou-voo”. Esta reação regula principalmente os vasos sanguíneos. Os vasos sanguíneos são tonicamente inervação, e na maioria dos casos, um aumento dos sinais simpáticos leva a vasoconstrição e o oposto de vasodilatação. As excepções incluem os vasos coronários e aqueles que fornecem os músculos esqueléticos e os genitais externos, para os quais a reacção oposta ocorre. Este efeito contraditório é mediado pelo equilíbrio da atividade dos receptores alfa e beta. Em um estado fisiológico, a estimulação beta-receptora aumenta a dilatação dos vasos coronarianos, mas há embotamento deste efeito pela vasoconstrição mediada pelo alfa-receptor. Em um estado patológico, como na doença arterial coronária, a atividade do alfa-receptor é aumentada, e há o emudecimento da atividade beta. Assim, as artérias coronárias podem ficar constrangidas através de estimulação simpática. A ativação simpática aumenta a freqüência cardíaca e a força contrátil, o que, entretanto, aumenta a demanda metabólica e, portanto, é prejudicial à função cardíaca em indivíduos comprometidos.
O SNS está constantemente ativo, mesmo em situações não estressantes. Além da estimulação tônica dos vasos sanguíneos já mencionada, o SNS é ativo durante o ciclo respiratório normal. A ativação simpática complementa o SNE agindo durante a inspiração para dilatar as vias aéreas permitindo um influxo de ar apropriado.
Adicionalmente, o SNE regula a imunidade através da inervação dos órgãos imunológicos como o baço, timo e gânglios linfáticos. Esta influência pode regular a inflamação para cima ou para baixo. As células do sistema imunológico adaptativo expressam principalmente os receptores beta-2, enquanto as do sistema imunológico inato expressam tanto os receptores alfa-1 como os receptores alfa-2 adrenérgicos. Macrófagos são ativados pela estimulação alfa-2 e são suprimidos pela ativação dos receptores beta-2 adrenérgicos.
A maioria dos neurônios simpáticos pós-ganglionares são noradrenérgicos, e também liberam um ou mais peptídeos como o neuropeptídeo Y ou a somatostatina. Os neurônios NE/neuropeptídeos Y inervam os vasos sanguíneos privados do coração, regulando assim o fluxo sanguíneo, enquanto os neurônios NE/somatostatina dos gânglios celíacos e mesentéricos superiores fornecem os gânglios submucosos do intestino e estão envolvidos no controle da motilidade gastrointestinal. O pensamento é que esses peptídeos servem para modular a resposta do neurônio pós-sináptico ao neurotransmissor primário.
Peptídeos também têm associações com neurônios colinérgicos simpáticos pós-ganglionares. Esses neurônios são mais comumente encontrados em glândulas sudoríparas inervantes e vasos de resistência pré-capilares no músculo esquelético e produzem polipéptido intestinal vasoativo junto com o ACh. O peptídeo relacionado ao gênero calcitonina, um potente vasodilatador, também foi descoberto em neurônios paravertebrais simpáticos.
Sistema nervoso parassimpático
Fibras parassimpáticas saem do SNC via nervos cranianos (CN) III, VII, IX e X, assim como através das raízes nervosas S2-4. Existem quatro pares de gânglios parassimpáticos, e todos eles estão localizados na cabeça. O CN III, através do gânglio ciliar, inerva a íris e os músculos ciliares do olho. CN VII inervam as glândulas lacrimal, nasal, palatina e faríngea através do gânglio pterigopalatino, assim como as glândulas sublingual e submandibular através do gânglio submandibular. O CN IX inervata as glândulas parótidas através do gânglio otico. Todas as outras fibras parassimpáticas pré-sinápticas sinapses em um gânglio próximo ou na parede do tecido alvo; isto leva a que as fibras pré-sinápticas sejam significativamente mais longas do que as pós-sinápticas. A localização desses gânglios dá o nome ao SNP: “para-” significa adjacente a, portanto, “parassimpático”
O nervo vago, CN X, compõe cerca de 75% do SNP e fornece entrada parassimpática à maioria das vísceras torácicas e abdominais, com as fibras parassimpáticas sacrais inervando o cólon descendente e sigmóide e o reto. O nervo vago tem quatro corpos celulares na medula oblonga. Estes incluem o seguinte:
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Núcleo dorsal: fornece saída parassimpática para as vísceras
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Núcleo ambíguo: produz fibras motoras e neurônios pré-ganglionares que inervam o coração
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Núcleo solitário: recebe aferentes de sensação gustativa e de vísceras, e por último
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Núcleo trigêmeo espinhal: recebe informação de toque, dor e temperatura do ouvido externo, da mucosa da laringe e parte da dura-máter
Adicionalmente, o nervo vago conduz informação sensorial dos barorreceptores do seio carotídeo e do arco aórtico até à medula.
Como mencionado na introdução, o nervo vago é responsável pelos processos de “repouso e digestão”. O nervo vago promove o relaxamento cardíaco em vários aspectos da função. Diminui a contratilidade nos átrios e menos – também nos ventrículos. Em primeiro lugar, reduz a velocidade de condução através do nódulo atrioventricular. É por este mecanismo que a massagem do seio carotídeo age para limitar a reentrada na síndrome de Wolff-Parkinson-White. A outra função chave do SNP centra-se em torno da digestão. As fibras parassimpáticas da cabeça promovem a salivação, enquanto as que sinapsam sobre o ENS levam ao aumento da atividade peristáltica e secretora. O nervo vago também tem um efeito significativo sobre o ciclo respiratório. Em estado não patológico, os nervos parassimpáticos disparam durante a expiração, contraindo e endurecendo as vias respiratórias para evitar o colapso. Esta função tem implicado o SNP no início da síndrome do desconforto respiratório agudo pós-operatório.
Devido à natureza expansiva do nervo vago, tem sido descrito como um “sistema de alerta precoce” ideal para invasores estrangeiros, bem como para monitorar a recuperação do corpo. Até 80% das fibras vagais são sensoriais e íntimas de quase todos os órgãos principais. Foi descoberto que os gânglios parassimpáticos expressam receptores para a interleucina-1, uma citocina chave na resposta imunológica inflamatória. Isto, por sua vez, ativa o eixo hipotálamo-hipófise-adrenal e o SNS, levando à liberação de glicocorticóides e NE, respectivamente. Estudos têm correlacionado a ação vagal inibida através de vagotomia e inibidores colinérgicos com respostas alérgicas, asmáticas e inflamatórias significativamente reduzidas, se não eliminadas.
Neurônios parassimpáticos pós-ganglionares liberam ACh que atua nos receptores muscarínicos e nicotínicos, cada um com várias subunidades: M1, M2, e M3, e N1 e N2, com “M” e “N” significando muscarina e nicotina, respectivamente. Os receptores ACh pós-ganglionares e os da medula adrenal são do tipo N, enquanto que os efectores parassimpáticos e as glândulas sudoríparas são do tipo M. Como nos neurônios simpáticos, vários peptídeos, como o peptídeo intestinal vasoativo (VIP), o Neuropeptídeo Y (NPY), e o peptídeo relacionado ao gênero calcitonina (CGRP) são expressos e liberados em neurônios parassimpáticos. Para mais informações, veja o artigo StatPearls sobre receptores colinérgicos, aqui.
Sistema nervoso entérico (ENS)
O ENS é composto por dois plexos ganglionados: o mioentérico (Auerbach) e o submucosal (Meissner). O plexo mioentérico situa-se entre o músculo liso longitudinal e circular do trato gastrointestinal, enquanto o plexo submucoso está presente dentro da submucosa. O ENS é auto-contido, funcionando através da atividade reflexa local, mas muitas vezes recebe e fornece feedback para o SNS e ENP. O ENS pode receber entrada de neurônios simpáticos pós-ganglionares ou neurônios parassimpáticos pré-ganglionares.
O plexo submucoso rege o movimento da água e eletrólitos através da parede intestinal, enquanto o plexo mioentérico coordena a contratilidade das células musculares circulares e longitudinais do intestino para produzir peristaltismo.
Motilidade é produzida no ENS através de um circuito reflexo envolvendo os músculos circulares e longitudinais. Sinapses nicotínicas entre os interneurônios medeiam os circuitos reflexos. Quando o circuito se ativa pela presença de um bolus, os neurônios excitatórios no músculo circular e os neurônios inibidores no músculo longitudinal produzem uma seção estreita do intestino proximal ao bolus; este é conhecido como segmento propulsor. Simultaneamente, neurônios excitatórios no músculo longitudinal e neurônios inibitórios no músculo circular produzem o “segmento receptor” do intestino, no qual o bolo continuará. Este processo se repete a cada seção subseqüente do intestino.
O ENS mantém várias semelhanças com o SNC. Como no SNC, os neurônios entéricos podem ser bipolares, pseudounipolares e multipolares, entre os quais a neuromodulação via comunicação excitatória e inibitória. Da mesma forma, os neurônios ENS usam mais de 30 neurotransmissores que são similares aos do SNC, sendo os mais comuns os transmissores colinérgicos e nitrérgicos.
Embora grande parte desta discussão tenha se concentrado nas funções eferentes do ENA, as fibras aferentes são responsáveis por inúmeras atividades reflexas que regulam tudo, desde a freqüência cardíaca até o sistema imunológico. O feedback do ENA é geralmente processado a um nível subconsciente para produzir ações reflexas nas porções viscerais ou somáticas do corpo. A sensação consciente das vísceras é muitas vezes interpretada como dor difusa ou cólicas que podem se correlacionar com fome, plenitude ou náusea. Estas sensações resultam mais frequentemente de distensões/contracções repentinas, irritações químicas ou condições patológicas como a isquemia.