Sistema nervoso

Para entender o que sustenta essa diferença de potencial, pense na membrana do neurônio como uma fronteira assimétrica: dentro da célula há grande quantidade de íons potássio (K⁺) e proteínas negativas não difusíveis, enquanto fora predominam sódio (Na⁺) e cloreto (Cl⁻); como a membrana é muito mais permeável ao K⁺ do que ao Na⁺, o potássio vaza a favor do gradiente e deixa cargas negativas presas dentro, gerando o interior negativo. Essa distribuição é mantida pela bomba de sódio-potássio (3 Na⁺ para fora, 2 K⁺ para dentro), que consome ATP e, por ser eletrogênica, contribui diretamente para a negatividade interna.

Quando um estímulo despolariza a membrana até cerca de −55 mV, abrem-se canais de Na⁺ dependentes de voltagem, e a entrada maciça desse íon inverte a polaridade (fase de despolarização); em seguida, os canais de Na⁺ se inativam e os de K⁺ se abrem, permitindo a saída de K⁺ que repolariza a célula, havendo ainda, logo depois, uma breve hiperpolarização causada pelo fechamento tardio desses canais de K⁺, que mantém a membrana mais negativa que o repouso antes de retornar a −70 mV. A condução segue a lógica do tudo ou nada: em vez de o sinal enfraquecer com a distância, cada ponto da membrana regenera um novo potencial de ação, de modo que estímulos mais fortes aumentam a frequência dos disparos, e não sua amplitude.

Como exemplo concreto, se você encosta a mão numa superfície muito quente, nociceptores disparam potenciais de ação que atingem a medula, onde a informação é processada e desencadeia, por arco reflexo, a contração dos músculos flexores e a retirada imediata do membro, sendo a sensação consciente de dor percebida depois, quando o sinal chega ao córtex somatossensorial.

O encéfalo é a porção do sistema nervoso central contida na caixa craniana e pode ser entendido como um conjunto de estruturas que se conectam funcionalmente, e não como peças isoladas. O córtex cerebral, formado por substância cinzenta periférica e substância branca interna, organiza-se em áreas sensitivas, motoras e de associação: o lobo occipital processa a visão, o temporal a audição, o parietal as sensações somáticas e o frontal o planejamento, o julgamento e a motricidade voluntária. Internamente, núcleos da base e o sistema límbico participam do controle do movimento e das emoções, enquanto o tálamo funciona como estação de retransmissão das vias sensitivas, e o hipotálamo regula temperatura, fome, sede e a liberação de hormônios pela hipófise.

O tronco encefálico, além das funções vitais citadas, abriga núcleos dos pares cranianos e centros de reflexos como tosse, espirro e vômito. O cerebelo, apesar de pequeno, concentra mais da metade dos neurônios do encéfalo e compara continuamente a intenção motora com a execução, corrigindo o movimento.

A medula espinal é a via de comunicação entre o encéfalo e o restante do corpo, mas também é centro integrador independente. Ela se organiza em 31 pares de nervos espinais, cada um formado por uma raiz dorsal (sensitiva, com gânglio anexo) e uma raiz ventral (motora), o que explica a lei de Bell-Magendie: lesão na raiz dorsal causa perda de sensibilidade, na ventral, paralisia. A substância cinzenta, em H, abriga corpos de neurônios e divide-se em cornos dorsais (interneurônios sensitivos) e ventrais (motoneurônios); a branca, externa, contém tratos ascendentes (como o espinotalâmico, que leva dor e temperatura) e descendentes (como o corticoespinal, que comanda movimentos voluntários).

Ela ainda participa do arco reflexo mais simples, o monossináptico: ao pisar num objeto pontiagudo, receptores na pele disparam potenciais que entram pela raiz dorsal, fazem sinapse direta com o motoneurônio ventral, e a perna se retira antes de o cérebro “sentir” a dor; o mesmo arco, com interneurônios, produz reflexos polissinápticos, como o patelar. Lesões medulares são cobradas por seu nível: acima de C5, insuficiência respiratória; entre C5 e T1, paralisia dos membros superiores; abaixo de T12, paraplegia.

Em resumo, a medula não é apenas um cabo passivo: ela processa, modula e responde a estímulos, sendo esse duplo papel — via e centro — o ponto que os examinadores mais exploram.

O ato reflexo é a via mais rápida de resposta do sistema nervoso e sua eficiência vem justamente de encurtar o caminho da informação: em vez de subir até o encéfalo, o sinal é processado na própria medula, o que economiza tempo precioso. O exemplo clássico é a retirada da mão ao tocar um objeto quente ou a percussão do tendão patelar (reflexo miotático), em que o estiramento do músculo estimula receptores de estiramento, dispara neurônios sensitivos que entram pela raiz dorsal da medula, fazem sinapse com neurônios motores que saem pela raiz ventral e provocam a contração — tudo em milissegundos, antes de você “sentir” o calor ou perceber o chute.

Vale notar que nem todo reflexo é monossináptico como o patelar; a maioria, como o de retirada, envolve interneurônios que também ativam vias ascendentes rumo ao cérebro, o que explica a sensação dolorosa tardia. Além disso, reflexos podem ser modulados por centros superiores: o encéfalo não inicia o ato, mas pode facilitá-lo ou inibi-lo conforme a situação.

O reflexo espinal é uma resposta motora involuntária, rápida e estereotipada processada na própria medula espinal, sem dependência inicial de centros encefálicos superiores. Sua base anatômica é o arco reflexo, que compreende: receptor sensorial, neurônio aferente (sensitivo) com corpo celular no gânglio espinal, sinapse na substância cinzenta medular (onde pode haver um interneurônio), neurônio eferente (motor) e órgão efetor muscular. A medula funciona, assim, não apenas como via de passagem, mas como centro integrador autônomo, organizando circuitos que geram padrões motores sem esperar comandos do encéfalo.

A divisão funcional do sistema nervoso periférico vai além da simples dicotomia voluntário/involuntário: o critério real é o tipo de efetuador inervado e o trajeto da fibra nervosa até ele. No componente somático, um único neurônio motor parte do sistema nervoso central e chega diretamente ao músculo esquelético, liberando acetilcolina sobre receptores nicotínicos; por isso o controle é rápido, preciso e consciente — é o que permite você digitar esta frase agora. Já no componente autônomo (ou visceral), existe uma cadeia de dois neurônios: o pré-ganglionar, que sai do SNC e faz sinapse em um gânglio periférico, e o pós-ganglionar, que só então alcança a víscera.

Essa sinapse extra é o que torna a resposta autonômica mais lenta, difusa e dificilmente consciente, e é também o ponto onde simpático e parassimpático se diferenciam quimicamente: ambos usam acetilcolina no primeiro neurônio, mas o pós-ganglionar simpático libera noradrenalina (exceto nas glândulas sudoríparas, caso clássico de exceção), enquanto o parassimpático libera acetilcolina. Como exemplo concreto, pense numa prova de 100 metros: antes do tiro de largada, o simpático acelera o coração, desvia o sangue para os músculos e dilata as pupilas; terminada a corrida, o parassimpático retoma o ritmo cardíaco e a digestão.

O tato é o primeiro sentido a se formar na vida intrauterina e o mais distribuído pelo corpo, funcionando como um sistema somatossensorial que integra não só a pele, mas também os músculos e as articulações — daí falarmos em propriocepção, a percepção da posição do próprio corpo, mediada por receptores nos tendões e nas fibras musculares. A pele é dividida em epiderme (mais superficial, sem vasos) e derme (onde se concentram a maioria dos receptores), e cada tipo de estímulo é captado por um receptor específico: os mecanorreceptores respondem à deformação física da pele, os termorreceptores às variações de temperatura e os nociceptores a estímulos potencialmente lesivos.

Todos convertem o estímulo em impulso elétrico por transdução sensorial, que segue pelos nervos periféricos até o corno dorsal da medula espinal, cruza para o lado oposto e sobe pelo trato espinotalâmico até o tálamo, que retransmite a informação ao córtex somatossensorial no lobo parietal, onde a sensação se torna consciente. Aí entra o conceito de homúnculo de Penfield: o mapa cortical não é proporcional ao tamanho real das partes do corpo, mas à densidade de receptores — por isso mãos e lábios ocupam áreas enormes no córtex, enquanto o tronco ocupa pouquíssimo.

A gustação começa quando substâncias dissolvidas na saliva alcançam os botões gustativos, grupos de células receptoras abrigados principalmente nas papilas da língua, mas também presentes no palato, na faringe e na epiglote; cada botão contém células que se renovam continuamente e fazem sinapse com neurônios sensitivos que levam o sinal pelos nervos facial (VII), glossofaríngeo (IX) e vago (X) até o bulbo, de onde segue ao tálamo e à córtex gustativo, no lobo insular — perceba que a gustação, como toda sensação, só se torna consciente no córtex, e não na língua. A quimiorrecepção funciona por ligação da molécula sápida a receptores específicos: os sabores doce, umami e amargo usam receptores acoplados à proteína G (a família T1R, com o umami detectando o glutamato monossódico, muito presente em carnes, queijos curados e no realçador de sabor), enquanto azedo e salgado dependem de canais iônicos, o azedo ligado à acidez (íons H⁺) e o salgado ao sódio.

O olfato começa quando moléculas odorantes, geralmente lipossolúveis e de baixo peso molecular, dissolvem-se no muco que recobre o epitélio olfatório e alcançam os cílios dos neurônios olfatórios, que são neurônios bipolares verdadeiros, capazes de regeneração ao longo da vida — um dos poucos exemplos de neurogênese em mamíferos adultos. Cada neurônio expressa um único tipo de receptor entre centenas de genes da família dos receptores olfatórios, a maior família gênica do genoma humano; a ativação desses receptores, acoplados à proteína G, dispara a via do AMP cíclico e abre canais de sódio e cálcio, gerando o potencial de ação. Os axônios amielínicos atravessam a lâmina cribiforme do osso etmoide e fazem sinapse nos glomérulos do bulbo olfatório, onde sinais de receptores iguais convergem — um princípio de codificação espacial refinado por células mitral e tufosa e modulado por interneurônios periglomerulares e granulares.

Como exemplo concreto, pense no cheiro de cloro de piscina: ele evoca instantaneamente memórias de infância e uma sensação de prazer ou desconforto antes mesmo de você "pensar" sobre isso, porque a via olfatória projeta-se diretamente no córtex piriforme, na amígdala e no hipocampo, estruturas do sistema límbico ligadas a emoção e memória, sem o filtro talâmico típico dos demais sentidos. Isso também explica a adaptação rápida (habituação ao odor) e a dificuldade de nomear cheiros, já que o processamento olfatório acessa pouco o córtex associativo verbal.

A complicação começa já na captação: o pavilhão auricular funciona como uma antena que direciona as ondas sonoras pelo canal auditivo externo até a membrana timpânica, cuja espessura de décimos de milímetro a torna capaz de vibrar em frequências que vão de cerca de 20 Hz a 20.000 Hz, faixa que se estreita com a idade. Essa vibração precisa vencer a impedância entre o ar e o líquido da cóclea, problema físico que a evolução resolveu com a alavanca dos três ossículos e a diferença de área entre o tímpano e a janela oval, amplificando a pressão em cerca de vinte vezes.

No interior da cóclea, a vibração desloca a perilinfa e a endolinfa, curvando os cílios das células ciliadas ao longo da membrana basilar, que é mais estreita e rígida na base — onde ficam as frequências agudas — e mais larga e flexível no ápice, onde se detectam os sons graves; essa organização tonotópica explica por que ruídos intensos e agudos, como o de explosões ou fones em volume máximo, lesionam primeiro a base da cóclea e causam perda auditiva irreversível, já que as células ciliadas não se regeneram em mamíferos.

O estímulo mecânico abre canais iônicos, despolariza a célula e libera neurotransmissor nas sinapses com o nervo coclear, ramo do vestibulococlear (VIII par craniano), que leva o sinal ao bulbo, ao tálamo e ao córtex temporal, onde o som é interpretado; como o exemplifica a surdez de condução por tampão de cera ou otite média, que atenua a transmissão mecânica, em contraste com a surdez neurossensorial por lesão das células ciliadas ou do nervo, as provas costumam cobrar a distinção entre esses dois tipos de perda auditiva e a correlação entre a anatomia da cóclea e a tonotopia, frequentemente por meio de gráficos de audiometria.

A retina não é uma superfície passiva: é tecido nervoso derivado do tubo neural, e é nela que a luz vira sinal elétrico. Os fotorreceptores ocupam a camada mais profunda, de modo que a luz atravessa todas as camadas celulares antes de atingi-los — o que explica o ponto cego, região onde o nervo óptico e os vasos deixam o globo ocular e onde não há fotorreceptores. Os bastonetes concentram o pigmento rodopsina, mais sensível, e são maioria na periferia, o que explica por que enxergamos melhor no escuro com a visão periférica e por que, ao olhar diretamente para uma estrela fraca, ela parece sumir. Já a fóvea central, rica em cones, oferece máxima acuidade e cor, mas exige boa iluminação.

O processamento começa antes do cérebro: células horizontais e amácrinas fazem integração lateral e contraste na própria retina, e as células ganglionares enviam axônios pelo nervo óptico. Do quiasma óptico em diante, as informações do campo visual direito vão para o hemisfério esquerdo e vice-versa, e terminam no córtex occipital, onde a imagem, embora chegue invertida, é interpretada na orientação correta.