Fisiologia do sono-vigília

nosso planeta é um sistema rítmico luz temperatura precipitação variam dentro de limites cíclicos nosso organismo precisa se adaptar a essas variações sendo a mais Evidente as variações entre Claro e escuro o fotoperíodo quase todas as funções fisiológicas muda com em ciclos diários O que é conhecido como ciclo circadiano durante o dia experimentamos dois tipos muito diferentes de estados a vigília e o sono o sono é um estado de reduzida atividade corporal com reduzida responsividade ao ambiente e facilmente reversível difere do coma e da anestesia geral estados que não são facilmente reversíveis passamos 1 ter da

vida dormindo todos os vertebrados e praticamente todos os animais dormem a privação do Sono tem efeitos Dev adores sobre a saúde prejudicando em muito a função normal do cérebro a necessidade de área de sono é de em média 7 hor me mas varia de 5 a 10 horas durante o sono não há praticamente nenhum movimento a temperatura corporal cai assim como a tensão muscular como a ativação parassimpática a frequência cardíaca e respiratória desaceleram e a diminuição da função renal no entanto a maior função do sistema digestório para compreendermos o sono é crucial entendermos o básico

do Seu principal método de avaliação o eletroencefalograma o eletroencefalograma é a medida da atividade elétrica do córtex cerebral e nos permite entender a atividade neuronal geral é não invasivo e os eletrodos são colocados na superfície da pele do crânio a partir destes eletrodos as ondas elétricas encefálicas podem ser medidas a técnica foi utilizada pela primeira vez em humanos em 1929 e o padrão elétrico é substancialmente diferente quando o indivíduo está acordado e dormindo hoje o eletroencefalograma É principalmente utilizado para investigar casos de epilepsia E o ciclo de sono e vigília a corrente medida provém principalmente

da excitação sináptica que ocorre nos neurônios como a atividade de cada neurônio é muito pequena somente quando vários neurônios disparam é que a atividade elétrica pode ser medida dando assim informações sobre o funcionamento Global desta forma quanto mais sincrônica for a atividade neuronal maior será a detecção assim o aumento da atividade neuronal no eletroencefalograma não necessariamente reflete aumento da atividade neuronal mas o aumento da atividade sincronizada o primeiro quadro representa um eletrodo no crânio o segundo quadro representa a população de neurônios investigada veja que quando a atividade não está sincronizada os Picos no gráfico não

coincidem entre os diferentes neurônios de forma que o somatório no eletroencefalograma discreto quando estão sincronizadas por sua vez a onda percebida no elr encefalograma possui amplitude maior os ritmos do eletroencefalograma variam de acordo com o estado do comportamento como níveis de atenção e sono e vigília e com doenças como coma e epilepsia o cérebro pode gerar ritmos que vão desde muito lentos até os muito rápidos os ritmos Delta são muito lentos com menos de 4 hz e com muita amplitude e são típicos do sono profundo rit ritmos teta tem de 4 a 7 hz e

podem ocorrer nos estados de sono e vigília os ritmos Alfa tem entre 8 e 13 hz são maiores no lobo occipital e associado a ritmos calmos de vigília os ritmos mu são similares aos Alfa mas predominam sobre as áreas motora e Somato sensoriais de uma forma geral as ondas de baixa amplitude e alta frequência estão assadas à vigília e ao sono R enquanto os ritmos de alta amplitude E baixa frequência estão associados ao sono sem sonhos efeito de algumas drogas e no estado de coma a sincronia de disparos de neurônios que vimos associar-se positivamente com

a amplitude pode ser controlada essencialmente por dois mecanismos podem ser produzidos por marca-passos ou comportamento coletivo dos neurônios o comportamento de marca Cap passo pode ser comparado a um Maestro controlando o ritmo dos músicos ou seja uma estrutura Central coordenas demais já o comportamento coletivo dos neurônios pode ser comparado a várias pessoas batendo palmas ao mesmo tempo rapidamente conseguimos coordenar Nossa frequência Com base no ritmo das outras pessoas e assim todos batem Palmas de forma coordenada neurônios fazem isso at através de suas comunicações as sinapses e conseguem assim disparar em sincronia um exemplo destes mecanismos

de controle é o tálamo todas as aferências que chegam ao córtex passam primeiro pelo tálamo o qual redireciona o córtex o tálamo coordena estes sinais ao córtex e assim atua como um grande marca passo bem mas como os neurônios do talamo oscilam alguns neurônios talâmicos possuem canais iônicos específicos que permite que a célula Gere padrões de descarga autos sustentadas isso garante um fluxo contínuo de sinais para o córtex essas células marcapasso tornam-se então sincronizadas com outras células do tálamo e disparam em sincronia como no mecanismo do aplauso assim podemos dizer que o tlam é um

Maestro e o córtex é a banda embora nem todos os ritmos do córtex dependam do tálamo desta forma o tálamo é muito importante para a atividade do encéfalo e sua lesão pode causar o coma a neurodegeneração do tálamo é característica da raríssima insônia fatal os padrões observados no eletroencefalograma ainda que tenham significado pouco compreendido podem pelo menos em parte ser entendidos por exemplos da vida real quando você segura um copo por exemplo você percebe sinais sensoriais percebe o formato e até o significado do objeto estes sinais precisam ser entendidos simultaneamente e o tálamo vai ter

a função de maestro Como já vimos mas o excesso de atividade sincrônica pode ser patológica a resposta é sim e ela é conhecida como epilepsia a crise epilética par pode ocorrer em decorrência do disparo sincronizado de uma área do córtex enquanto na crise generalizada ela ocorre em um hemisfério inteiro ou Em ambos a epilepsia em si não é uma doença mas a manifestação de alguma desordem como trauma doença neurodegenerativa tumores problemas metabólicos infecções ou até mesmo predisposição genética a manifestação da crise parcial depend do local onde ocorra uma crise no córtex sensorial pode levar à

percepção anormal da sensibilidade e alucinações enquanto que se ocorrer no córtex motor pode levar a contrações de determinados segmentos corporais nas crises generalizadas o indivíduo perde a consciência o sono é dividido em dois grandes estágios principais o sono R de rapid Movement e o sono não Rem o sono REM dura cerca de 1/4 do período total que dormimos e é neste momento que temos os sonhos vívidos o sono não Rem é também chamado de sono de ondas lentas onde predomina ondas amplas e lentas nessa tabela Vemos as principais diferenças entre os estados de vigília e

sono REM e não Rem veja que as Sensações ocorrem tanto no sono REM como em vigília só que na vigília é gerada externamente e o sono remem internamente o pensamento Lógico está presente no indivíduo acordado e pode estar presente no sono não Rem representado por sonhos lógicos ainda que fragmentados já no sono Rin os sonhos são mais vívidos ilógicos e bizarros os movimentos estão presentes na vigília e são ocasionais no sono não ren ocorrendo paralisia total no no Rin os movimentos são comandados pelo encéfalo mas estão inibidos os movimentos rápidos dos olhos ocorrem na vigília

e no sono Rin mas raramente ocorre no sono não Rin o sono Rin é especialmente intrigante sua atividade pelo eletroencefalograma é bastante parecida com o estado de vigília e o Cérebro consome mais energia do que quando estamos concentrados tentando resolver um problema a atonia muscular ou seja supressão da atividade muscular vale para quase todos os músculos exceto diafragma os da audição por isso você acorda com um barulho não familiar e os que controlam os movimentos dos olhos durante o sono Rin ocorre também a ereção peniana e du clitoris a ereção mais Evidente nos homens não

tem relação com o conteúdo do Sono ela ocorre em decorrência da ativação simpática do organismo o sono ocorre em ciclos oscilando entre o sono REM e não Rem Como podemos observar no hipnograma o sono não remen está subdividido em quatro estágios de um a quatro Cada noite passamos por esses ciclos de sono REM e não Rem sendo que cada ciclo tem aproximadamente 90 minutos pelo eletroencefalograma observamos as diferenças de padrão em cada etapa do Sono no no estágio um dura poucos minutos e é marcado pela diminuição da regularidade dos ritmos Alfa este Son é leve

e podemos ser facilmente acordados o estágio dois é um pouco mais profundo e dura entre 5 e 15 minutos e é marcado por ondas chamadas Def fuso geradas pelo marca-passo talâmico Além disso uma onda de alta amplitude chamada de complexo k é ocasionalmente percebida no estágio 3 inicia ritmos Delta lentos de grande amplitude o Estágio 4 é o mais profundo e persiste de 20 a 40 minutos e daí torna-se mais leve novamente voltando ao estágio 3 e 2 por 10 a 15 minutos para então subitamente entrar em sono Rin onde ocorre os ritmos rápidos Beta

e Gama conforme a noite progride o sono não rende diminui principalmente os estágios TRS e 4 aumentando assim o período Rin assim a maior parte do Sono Rin ocorre na parte final da noite e os ciclos de sono Rin mais longos podem durar até 50 minutos foi abordado diversos aspectos sobre o sono mas para que ele serve biologicamente ele deve ser muito importante já que o animal ao dormir fica extremamente exposto há diversas hipóteses que de maneira geral podem ser agrupadas em uma das duas teorias a da Restauração e adaptação a teoria da Restauração tem

nome autoexplicativo dormimos para nos recuperarmos e descansar a de adaptação inclui hipóteses como evitar predadores e conservar energia de fato a restauração tem validade pois sabemos que em caso de privação temos dificuldade de atenção e de aprendizado por exemplo por Portanto o sono restaura essa capacidade que ocorre na vigília experimentos com humanos que foram especificamente privados do sono hein mostra que esses assim que podem dormir livremente sofrem do que é chamado de rebote hein ou seja entram mais rapidamente nesta fase do sono e permanecem mais tempo nela estudos indicam que o sono remin é especialmente

importante no processo de consolidação da memória e que indivíduos expostos a atividades que envolvam aprendizado aumentam o tempo do Sono remin bem mas como o nosso cérebro atinge o sono até os anos 40 acreditava-se que o sono era um fenômeno passivo mas hoje sabe--se que é um processo ativo com a participação de diversas estruturas encefálicas de forma geral os neurônios que fazem parte do controle de sono e vigília estão difusos pelo do sistema nervoso no tronco encefálico localizam-se neurônios excitatórios sendo assim eles mantém a vigília os neurônios difusos modulam os ritmos talâmicos que por sua

vez controlam o córtex a modulação do sono também envolve a inibição de vias descendentes cuja função é inibir os neurônios motores medulares um sistema fundamental no controle do Estado de sono e vigília é o sistema ativador reticular ascendente o Sara este sistema faz parte da formação reticular localizado no tronco encefálico entre o tronco encefálico e o córtex múltiplos circuitos neuronais contribuem com o Sara a formação reticular recebe impulsos nervosos oriundos do córtex tálamo e medulo espinhal e envia suas projeções para todo o sistema nervoso o Sara é formado por quatro núcleos principais o locos culos

núcleo da raf núcleo tuberomamilar do hipotálamo e o tegumento pedúnculo pontino cada um desses núcleos libera neuropeptídeos específicos em sua maior parte estes núcleos são ativados pelo hipotálamo lateral que libera o neuropeptide orexina também chamado de hipocretina em resposta à luz que atinge os olhos que então estimula o estado de vigília o Locus culos está localizado na porção superior dorso lateral da ponte e é ativada diretamente pela orexina liberada pelo hipotálamo lateral e em resposta libera noradrenalina a adrenalina se liga a receptores alfa e beta nas células da glia e do córtex ativando a vigília

a taxa de disparo destes neurônios aumentam logo antes de acordar os núcleos da raf estão localizados na linha média ocupando mesencéfalo ponte e bulbo a maior parte destes neurônios liberam serotonina comunica-se com o núcleo supraquiasmático no hipotálamo sendo cruciais para a manutenção da atenção e vigília também aumentam a taxa de disparo logo antes do acordar o núcleo tubero mamilar do hipotálamo liberam estamina e são a fonte primária para as projeções de estamina no cérebro são importantes para cognição e atenção também aumentam a taxa de disparo logo antes do acordar os núcleos do tegumento pedúnculo pontino

liberam acetilcolina nos neurônios vizinhos do mesencéfalo e Ponte também envia projeções para o córtex onde desempenha papel importante de mudar o sono de ondas de baixa frequência para alta frequência vistos em conjunto os neurônios do Sara aumentam a excitabilidade dos neurônios do tálamo e córtex mantendo a vigília e assim inibindo o sono o que inicia o sono não Rem ainda não é completamente compreendido os já referidos neurônios do tronco encefálico diminuem a frequência de disparos porém alguns neurônios que secretam acetilcolina aumentam os disparos no início do sono não Rem e ficam silenciosos durante a vigília

no sono r muitas áreas corticais são tão ativas quanto em vigília com o córtex motor que dispara sinais ativadores coordenados no início do Sono Rin o loculos e os núcleos da raf estão em seu mínimo de atividade mas iso é contrabalanceado pela maior atividade dos neurônios que secretam acetilcolina certamente Você já ouviu falar sobre algumas moléculas que induzem o sono a mais conhecida dela é adenosina que é liberada por alguns neurônios e células da glia O importante antagonista da adenosina é a cafeína e por isso ela atrapalha o sono a concentração de adenosina sobe de

acordo com o tempo de privação do sono e tem efeito inibitório sobre os neurônios do Sara outra molécula é o óxido nítrico um gás com grande capacidade de atravessar a membrana celular e atua induzindo a liberação da adenosina outra grande conhecida é a melatonina um hormônio secretado pela glândula pineal e que é derivado do aminoácido triptofano ela só é liberada quando escurece e a luz inibe sua liberação seu papel não é bem esclarecido Como já mencionado há diversos mecanismos fisiológicos que se alteram ao longo do dia o que compreende o ciclo circadiano veja neste gráfico

que ilustra vários desses mecanismos e como se relacionam com o sono veja que a temperatura cai que é aumento na liberação do hormônio do crescimento e que os níveis de cortisol começam baixos e crescem durante o sono até o momento de despertar e a partir daí começa a cair o ritmo circadiano é interno do encéfalo esse ritmo é um relógio imperfeito que precisa de certos ajustes através de formações provenientes do meio externo como o ciclo de Claro e escuro seres humanos sem a exposição à luz solar mantém um ciclo circadiano muito próximo ao de 24

horas demonstrando assim que o ritmo é regulado internamente mas sem as informações ambientais o ciclo pode desviar um pouco das 24 horas tendendo a ficar entre 24 hor me e 25 hor me embora desvios mais longos de 30 horas possam ocorrer alguns destes estudos foram realizados em cavernas Profundas para que os participantes não tivessem pistas sobre o meio externo este relógio interno que controla nosso ritmo circadiano é formado principalmente por uma estrutura muito pequena logo acima do quiasma óptico conhecida como núcleo supraquiasmático este núcleo é capaz de controlar o ciclo circadiano mesmo na ausência de

luz mas como o ciclo é naturalmente muito próximo ao ciclo da luz natural é de se esperar que ele Receba essa informação e de fato recebe isso se dá através da Via retino hipotalâmica as células ganglionares possui um fotorreceptor chamado de melanopsina que percebe a luz e envia impulsos ao núcleo supraquiasmático quando este núcleo é removido de hamsters e colocado em cultura as células continuam a disparar No Ritmo circadiano mesmo sem o input sensorial de luz o que corrobora a manutenção do ciclo circadiano em indivíduos em cavernas esse ritmo é mantido por genes chamados de

genes relógio estudos têm demonstrado que estes gênes relógio estão presentes em células de diversos tecidos corporais O que explica também funcionar em ritmo circadiano visto todos os aspectos fisiológicos podemos agora compreender alguns distúrbios do sono o transtorno do comportamento do sono remin é um deles os mecanismos fisiológicos desta doença são pouco compreendidos embora se saiba que neurônios do tronco encefálico estão envolvidos o paciente com essa doença perde a atonia muscular durante o sono Rin e gera movimentos complexos indivíduos com estees distúrbio podem até mesmo se tornarem violentos com espantosos casos de homicídios cometidos com indivíduo

dormindo alguns casos conhecidos de pacientes que mataram suas parceiras enquanto sonhavam que lutavam contra o invasor outro distúrbio importante do sono é a narcolepsia esta doença é caracterizada por uma sonolência de urna excessiva e com entrada súbita no sono rein sem passar pelos estágios não R os indivíduos também sofrem um ataque de sono incontrolável e com cataplexia marcada pela perda de tonos muscular e manutenção da consciência a doença é caracterizada pela morte de neurônios que produzem a oxina estes neurônios localizam-se no hipotálamo e a perda deles é causada por autoimunidade infecções respiratórias e até mesmo

a vacinação pode gerar autoimunidade contra as células produtoras da orexina e levar a narcolepsia por fim o sonambulismo talvez a mais conhecida das doenças do Sono nesta condição o indivíduo realiza diversas atividades enquanto dorme difere do transtorno do comportamento do sono REM por ocorrer na fase não Rem do sono o indivíduo pode comer cozinhar se limpar tudo enquanto dorme no entanto o mais comum são movimentos simples a causa é Desc Obrigado por assistir o vídeo e até a próxima