Sistema sensorial

Fundamentos dos sistemas sensoriais

Os sistemas sensoriais permitem que o organismo monitore tanto o ambiente externo quanto o interno, assegurando a manutenção da homeostase e a adaptação às demandas do meio. Toda percepção sensorial envolve três etapas gerais: detectar um estímulo, interpretá-lo no sistema nervoso central e gerar uma resposta adequada, consciente ou reflexa.

A informação sensorial chega ao sistema nervoso por meio de receptores especializados distribuídos pela periferia corporal. Esses receptores convertem estímulos físicos ou químicos em sinais elétricos que podem ser processados pelo sistema nervoso central. Assim, a experiência sensorial resulta da integração entre a natureza do estímulo, o tipo de receptor ativado e as vias neurais que conduzem essa informação.

Transdução

A transdução sensorial é o processo pelo qual um estímulo ambiental, como luz, som, substâncias químicas ou deformações mecânicas, é convertido em energia elétrica. Essa conversão ocorre no receptor sensorial e resulta na formação do potencial receptor, também chamado potencial gerador.

O potencial receptor é uma mudança graduada no potencial de membrana proporcional à intensidade do estímulo. Ele não é um potencial de ação. Se a despolarização produzida atingir o limiar na zona de gatilho do neurônio sensorial, então um potencial de ação é gerado e propagado ao longo da fibra aferente. A amplitude do potencial receptor codifica a força do estímulo, enquanto a frequência dos potenciais de ação resultantes codifica a intensidade percebida pelo sistema nervoso central.

Muitos receptores apresentam adaptação. Receptores fásicos respondem de forma intensa e breve ao início do estímulo, mas rapidamente diminuem seu disparo se o estímulo permanece. Receptores tônicos respondem de forma sustentada enquanto durar a estimulação, permitindo o monitoramento contínuo da condição sensorial.

Receptores sensoriais e modalidades

Uma modalidade sensorial corresponde ao tipo de estímulo percebido, como toque, temperatura, dor, visão, audição ou paladar. Cada modalidade depende de receptores especializados, capazes de detectar apenas determinados tipos de energia.

Principais classes de receptores sensoriais:

• Mecanorreceptores: detectam deformações mecânicas, como toque, pressão, vibração, estiramento muscular e posição articular. Estão presentes na pele, nos folículos pilosos, no sistema vestibular e na cóclea.
• Quimiorreceptores: respondem a substâncias químicas dissolvidas, como ocorre no olfato, na gustação e nos quimiorreceptores de O₂, CO₂ e pH.
• Termorreceptores: respondem a variações de temperatura.
• Fotorreceptores: localizados na retina, detectam luz.
• Nociceptores: respondem a estímulos potencialmente lesivos de natureza mecânica, térmica ou química, associados à dor.

A especificidade de cada receptor e a via neural correspondente determinam a modalidade percebida.

Somestesia

A somestesia compreende um conjunto de sensações corporais que incluem toque, pressão, vibração, dor, temperatura e propriocepção.

Toque, pressão e vibração

Essas sensações dependem de mecanorreceptores distribuídos na pele e tecidos profundos.

• Corpúsculos de Pacini: altamente adaptativos, respondem a vibrações de alta frequência e mudanças rápidas de pressão.
• Corpúsculos de Meissner: sensíveis à vibração de baixa frequência e ao toque leve, importantes em regiões com alta discriminação tátil.
• Células de Merkel: adaptação lenta, detectam pressão sustentada e contribuem para a percepção de forma e textura.
• Folículos pilosos: detectam deslocamentos no pelo, comuns em espécies pilosas.
• Proprioceptores: incluem os fusos musculares, que detectam o estiramento do músculo, e os órgãos tendinosos de Golgi, que monitoram tensão muscular.

Temperatura

Os termorreceptores detectam variações térmicas por canais iônicos sensíveis ao frio ou ao calor. Esses receptores permitem ajustes comportamentais e fisiológicos de termorregulação.

Dor

A dor é detectada por nociceptores, receptores polimodais capazes de responder a estímulos mecânicos intensos, temperaturas extremas ou substâncias químicas liberadas durante lesões teciduais. Esses sinais são fundamentais para a proteção do organismo.

Vias somatossensoriais

A informação somatossensorial segue duas vias principais:

• Colunas dorsais – lemnisco medial: conduz informações de toque fino, propriocepção e vibração. As fibras ascendem ipsilateralmente e decussam no bulbo.
• Sistema anterolateral (espinotalâmico): conduz dor, temperatura, prurido e toque grosseiro. As fibras decussam na medula espinhal.

Ambas convergem no tálamo e seguem para o córtex somatossensorial, onde ocorre o processamento consciente da informação.

Visão

A visão resulta da detecção de luz pelas células fotorreceptoras da retina. A luz visível corresponde aproximadamente a comprimentos de onda entre 400 e 750 nm. A retina contém dois tipos principais de fotorreceptores:

• Bastonetes: muito sensíveis à luz, atuam na visão noturna e têm baixa acuidade espacial.
• Cones: menos sensíveis, atuam em ambientes iluminados e permitem a percepção de cores e maior acuidade visual.

A absorção de luz provoca a hiperpolarização dos fotorreceptores e reduz a liberação de glutamato, que modula a atividade das células bipolares e ganglionares. Os axônios das células ganglionares formam o nervo óptico. Parte das fibras cruza no quiasma óptico, e a informação segue principalmente para o núcleo geniculado lateral do tálamo, que projeta para o córtex visual.

Audição

A audição depende da detecção de ondas sonoras, que são variações de pressão no ar ou na água. Essas ondas fazem vibrar o tímpano e os ossículos do ouvido médio, transmitindo energia para a cóclea.

Na cóclea, o movimento da endolinfa desloca a membrana basilar, dobrando as estereocílias das células ciliadas do órgão de Corti. A deflexão das estereocílias abre ou fecha canais iônicos mecanossensíveis, gerando potenciais receptores. As células ciliadas transmitem informações ao nervo auditivo. Os sinais seguem para núcleos cocleares, colículo inferior, tálamo e córtex auditivo.

Equilíbrio

O sistema vestibular fornece informação sobre a posição e o movimento da cabeça, essencial para o equilíbrio, a estabilidade postural e o controle do movimento ocular.

Os receptores vestibulares são mecanorreceptores localizados nas máculas do utrículo e do sáculo, que detectam aceleração linear e gravidade, e nas cristas ampulares dos ductos semicirculares, que detectam aceleração angular. O movimento da endolinfa ou da massa de otólitos provoca a deflexão das estereocílias, alterando a frequência de disparo das fibras vestibulares do nervo VIII. Essas informações são integradas em núcleos vestibulares no tronco encefálico.

Olfato

O olfato é um sentido químico que detecta moléculas voláteis. Os neurônios olfatórios localizados no epitélio olfatório possuem receptores acoplados à proteína G que, ao se ligarem ao odorante, iniciam uma cascata intracelular que leva à abertura de canais iônicos e à despolarização do neurônio.

Os axônios desses neurônios atravessam a placa cribriforme e alcançam o bulbo olfatório, onde fazem sinapses em glomérulos específicos. A informação segue pelo trato olfatório para regiões corticais relacionadas à identificação de odores e aspectos emocionais e comportamentais associados.

Gustação

A gustação detecta substâncias dissolvidas e distingue cinco modalidades básicas: salgado, doce, azedo, amargo e umami. Os receptores gustativos estão organizados em botões gustativos distribuídos principalmente na língua.

Os estímulos salgado e azedo geram despolarização por mecanismos ionotrópicos, enquanto doce, amargo e umami dependem de receptores acoplados à proteína G. A informação gustativa é conduzida pelos nervos facial, glossofaríngeo e vago até o núcleo do trato solitário na medula, de onde segue para o tálamo e o córtex gustatório.

Campos receptores

O campo receptor corresponde à área do corpo cuja estimulação altera a atividade de um neurônio sensorial. Campos receptores pequenos e pouco sobrepostos permitem alta precisão na localização do estímulo, como ocorre em regiões de elevada discriminação tátil. Em neurônios de ordem superior, os campos receptores tornam-se maiores e mais complexos devido à convergência de múltiplas aferências.

O sistema visual também utiliza o conceito de campo receptor, definido como a região da retina cuja estimulação modifica a atividade de uma célula ganglionar. Esses campos podem ser organizados como centro excitador e periferia inibitória ou vice-versa, o que aumenta o contraste e melhora a capacidade de distinguir bordas e padrões.