O HIPOTÁLAMO O SISTEMA LÍMBICO E O SISTEMA OLFATIVO

CAPÍTULO13 – O hipotálamo, o sistema límbico e o sistema olfativo
O hipotálamo
Anatomia topográfica do hipotálamo
Núcleos hipotalâmicos
O sistema límbico
Amígdala
Septo
Formação hipocâmpica
Giro do cíngulo
O sistema olfativo
Para que se possa sobreviver, devem ocorrer adaptações contínuas que preservem a
homeostasia interna (meio interno) do organismo. Sinais interoceptivos dos órgãos
internos e dos líquidos corporais desencadeiam respostas homeostáticas, de modo que
o ambiente interno, tanto físico como químico, permaneça balanceado e estável. O
hipotálamo é a estrutura responsável por essa tarefa.
A informação exteroceptiva, vinda do ambiente exterior, determina as respostas
comportamentais do organismo como um todo, a fim de que possa ser conseguida a
homeostasia individual no ambiente físico e social. Nos animais inferiores, os
comportamentos podem ser relativamente simples e estereotipados, direcionados para
a satisfação de pulsões (drives) de sede, fome, sexo e defesa, por repertórios
instintivos. O sistema límbico, fortemente conectado ao hipotálamo, é essencial para
esse comportamento adaptativo, que inclui a capacidade de aprendizado de novas
respostas com base em experiências prévias (memória). O comportamento humano,
complexo e não-estereotipado, é uma tentativa de preservação da pessoa na paisagem
física, mas também em ambiente social variável (homeostasia individual). As áreas de
associação do neocórtex são capazes de analisar a informação exteroceptiva, oriunda
do ambiente e de outras pessoas, o que permite a produção de respostas adaptativas
pessoais e sociais. Essas estruturas, filogeneticamente mais recentes, são parcialmente
conectadas ao sistema límbico.
Assim, de modo hierárquico, o hipotálamo, o sistema límbico e o córtex de associação
atuam como interfaces entre a estrutura interna da pessoa e seu ambiente. Um
lembrete da ascensão evolutiva do humano é o sistema olfativo, vital para sentir o
ambiente em animais inferiores, sobrepujado pela dominância visual espacial do
humano e intimamente relacionado ao sistema límbico.
O HIPOTÁLAMO
O hipotálamo é capaz de integrar sinais interoceptivos, originados nos órgãos internos e
nas cavidades cheias de líquido, produzindo ajustes adequados do meio interno, em
função de seus sistemas aferente (entrada) e eferente (saída).
A entrada hipotalâmica tem origem circulatória e neural. Pelo sangue circulante,
chegam sinais físicos (temperatura, osmolalidade), químicos (glicose sanguínea, estado
ácido- básico) e hormonais, relacionados ao estado do organismo, a seu crescimento e
desenvolvimento, bem como de sua prontidão para a ação (sexual, de nutrição [mamar]
e defesa). Os sinais neurais vêm de duas fontes. A primeira: o núcleo solitário do bulbo
se projeta para o hipotálamo, conduzindo informação coletada pelo sistema nervoso
autonômico, relacionada à pressão no interior de órgãos com paredes de músculo liso
(barorreceptores) e com os constituintes químicos das cavidades cheias de líquido
(quimiorreceptores). A segunda:
o estado de ativação (arousal) neural é transmitido, para o hipotálamo, por duas
estruturas mesencefálicas: a formação reticular, por vias direta e indireta (por meio do
tálamo) os núcleos monoaminérgicos, por meio do feixe medial do prosencéfalo.
O hipotálamo é capaz de gerar respostas a esses estímulos pelos meios circulatório e
neural. Uma relação íntima com a glândula hipófise e acesso privilegiado à circulação
(sistema porta) conferem, ao hipotálamo, o papel de ‘orquestrador do sistema
endócrino’, por ele dirigir a síntese e a liberação de hormônios. A saída neural do
hipotálamo é dupla. Na primeira, o sistema nervoso autonômico se projeta para e
controla os órgãos internos, que estão fora do controle consciente (e, por conseguinte,
autônomos). Na segunda, o hipotálamo é capaz de desencadear repertórios de
comportamentos motores adequados, de tipo instintivo, por meio de suas conexões
com o sistema límbico e com a parte límbica do corpo estriado (o núcleo acumbens).
Suas interconexões com a formação reticular também são capazes de influenciar o
estado de vigília e de sono.
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O hipotálamo tem a capacidade de influenciar, ou de sobrepujar, comportamentos
adaptativos mais complexos, devido a suas ligações íntimas com duas estruturas
importantes: o sistema límbico e o córtex de associação do lobo frontal (parte orbitária).
ANATOMIA TOPOGRÁFICA DO HIPOTÁLAMO
O hipotálamo é a parte mais ventral do diencéfalo, ficando situado abaixo do tálamo e
ventromedial ao subtálamo. Ele forma o assoalho e a parte inferior da parede lateral do
terceiro ventrículo, abaixo do sulco hipotalâmico (Fig. 9.2). Na base do cérebro,
componentes do hipotálamo podem ser vistos ocupando a pequena área circunscrita
pela parte anterior dos pedúnculos cerebrais (cruzes do cérebro), quiasma óptico e
tratos ópticos (Fig. 9.1). Entre os limites rostrais das duas cruzes do cérebro, de cada
lado da linha média, existem duas eminências nítidas, arredondadas, os corpos
mamilares, contendo os núcleos mamilares. Na linha média, imediatamente caudal ao
quiasma óptico, existe pequena elevação, conhecida como túber cinéreo, de cujo
ápice se estende o delgado infundíbulo (processo infundibular) ou haste hipofisária.
Durante a vida, ela fica presa à glândula hipófise (pituitária), estrutura com o tamanho
de um grão de ervilha, situada no interior da sela túrcica do osso esfenóide. A glândula
hipófise é formada por duas partes principais, citologicamente distintas: a hipófise
posterior, ou neuro-hipófise, e a hipófise anterior, ou adeno-hipófise (ver Figs. 13.2 e
13.3). A hipófise posterior é estrutura neuronal, sendo uma expansão da parte distal do
processo infundibular. A hipófise anterior não tem origem neural. Contudo, essas duas
partes são intimamente ligadas por vasos pertencentes ao sistema porta hipofisário
(pituitário) (ver Fig. 13.3), derivados da artéria hipofisária superior. Fatores de liberação,
sintetizados no hipotálamo, passam para a adeno-hipófise, por meio desses vasos,
para controlar a liberação dos hormônios da hipófise anterior.
NÚCLEOS HIPOTALÂMICOS
O hipotálamo é formado por muitos grupos nucleares, dos quais apenas alguns serão
descritos (Figs. 13.1 e 11.5). A região de situação medial e ventral ao subtálamo é
conhecida como hipotálamo lateral. E atravessado, longitudinalmente, por muitas
fibras, incluindo as do feixe medial do prosencéfalo. A área do hipotálamo lateral é
importante para o controle da ingestão de alimento e de água e, em parte, é equivalente
ao centro da fome, como definido fisiologicamente. As lesões do hipotálamo lateral
produzem afagia e adipsia.
A região medial do hipotálamo contém diversos núcleos, apenas alguns desempenham
funções bem definidas. Anteriormente, localizam-se os núcleos supra-óptico,
paraventricular e supraquiasmático. Os núcleos supra-óptico e paraventricular
produzem, ambos, hormônios ativos sistemicamente, que são liberados pela hipófise
posterior na circulação geral. O núcleo supra-óptico produz vasopressina (hormônio
antidiurético), que aumenta a reabsorção de água pelo rim. O núcleo paraventricular
sintetiza a ocitocina. No organismo feminino, a ativação do núcleo paraventricular, bem
como a liberação desse hormônio, é desencadeada pelo ato de mamar. Isso
Fig. 13.1 Corte sagital através do diencétalo.
O esquema mostra a face medial do hipotálamo e a localização aproximada de alguns
dos principais núcleos hipotalâmicos.
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estimula a produção de leite pela glândula mamária, causando contração do músculo
uterino.
Os axônios das células dos núcleos supra-óptico e paraventricular cursam para a
neuro-hipófise, passando pelo trato hipotálamo-hipofisário (Fig. 13.2). Os produtos
neuroendócrinos são transportados, nesse trato, para a neuro-hipófise, onde são
liberados no leito capilar, atingindo, em seguida, a circulação geral.
O núcleo supra-óptico contém neurônios osmossensfveis, cuja atividade é influenciada
pela osmolalidade do
sangue circulante. O aumento dessa osmolalidade ativa esses neurônios, provocando a
liberação de vasopressina.Esta atua sobre os túbulos renais, aumentando a reabsorção
de água, e mantendo, dessa forma, a homeostasia da água.
O hipotálamo também sintetiza fatores de liberação e de inibição da liberação,
controladores da liberação de hormônios pela adeno-hipófise. A adeno-hipófise produz:
hormônio adrenocorticotrópico (ACTH), hormônio luteinizante (LH), hormônio folículoestimulante (FSH), hormônio estimulador da tiróide (TSH), hormônio do crescimento e
prolactina — que são liberados na circulação geral. Os fatores que os controlam são
liberados pelos terminais de neurônios hipotalâmicos no leito capilar do sistema porta
hipofisário (Fig. 13.3). Esses vasos, intrínsecos à haste hipofisária, levam os agentes
liberados para a adeno-hipófise, onde atuam sobre as células secretoras de hormônios.
A síntese dos fatores de liberação hipotalâmica está sob controle por feedback pelos
hormônios secretados pelos órgãos-alvo.
O nucleo supraquiasmático está relacionado com o controle do ritmo diurno e do ciclo
sono/vigflia. Recebe algumas fibras diretamente da retina.
Mais caudalmente, existem diversos núcleos, de posição dorsomedial e ventromedial,
na parede lateral do terceiro ventrículo. O núcleo ventromedial, como o hipotálamo
lateral, está relacionado à regulação da ingestão de alimento e de água. O núcleo
ventromedial corresponde ao centro da saciedade, como definido fisiologicamente, e
lesões dessa região produzem ingestão alimentar enormemente aumentada. Na parte
mais caudal do hipotálamo, ficam o núcleo posterior e o núcleo mamilar medial, este
último localizado no corpo mamilar. O corpo mamilar é parte do sistema límbico; recebe
aferentes do hipocampo e se projeta para o núcleo anterior do tálamo e para o tronco
encefálico.
Fig. 13.2 Os núcleos supra-óptico e paraventricular projetando-se para a hipófise
posterior, por meio do trato hipotálamo-hipofisário.
Fig. 13.3 O sistema porta hipofisário, que liga as partes anterior e posterior da glândula
hipófise.
Tumores do hipotálamo e da glândula hipófise
Tumores e outras doenças do hipotálamo e da glândula hipófise associada levam à
redução ou ao excesso de secreção dos hormônios circulantes. Esses, por sua vez,
produzem distúrbios do crescimento (nanismo, gigantismo e acromegalia), da função
sexual (puberdade precoce, hipogonadismo), do controle da água corporal (diabete
insípido e ingestão patológica de água), de alimentação (obesidade e bulimia) e do
controle do córtex supra-renal (doença de Cushing e insuficiência supra-renal).
Como a hipófise fica muito próxima ao quiasma óptico, os tumores dessa glân dula
(adenomas hipofisários) podem causar falhas bitemporais dos campos visuais.
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O hipotálamo é o centro encefálico para a regulação do sistema nervoso autonômico.
Em geral, a ativação do hipotálamo posterior está associada às respostas simpáticas,
enquanto a ativação do hipotálamo anterior está associada às respostas
parassimpáticas.
O hipotálamo
• O hipotálamo é parte do diencéfalo.
• O hipotálamo tem funções autonômicas, neuro-endócrinas e límbicas, participando da
coordenação dos mecanismos homeostáticos.
• Por meio do processo infundibular, o hipotálamo é conectado à glândula hipófise.
• O hipotálamo produz hormônios que são liberados pela hipófise posterior, e, também,
fatores de liberação que controlam a liberação dos hormônios da hipófise anterior.
• O núcleo supra-óptico do hipotálamo produz vasopressina.
• O núcleo paraventricu lar produz ocitocina.
• A vasopressina e a ocitocina são transportadas para a hipófise posterior pelo trato
hipotálamo-hipofisário.
• A hipófise anterior produz: hormônio adrenocorticotrópico, hormônio luteinizante,
hormônio folículo-estimulante, hormônio estimulante da tiróide, hormônio do
crescimento e prolactina. Fatores que controlam suas secreções são liberados no
sistema porta hipofisário, da haste hipofisária, por onde são levados até a hipófise
anterior.
• O hipotálamo lateral e o núcleo ventromedial regulam a ingestão de alimento e de
água.
O SISTEMA LÍMBICO
O sistema límbico recebeu essa designação em função de sua situação na margem
medial do encéfalo (o grand lobe limbique). Ele é formado por diversas estruturas com
conexões complexas e, muitas vezes, formando alças, que, por fim, projetam-se para o
hipotálamo (Fig. 13.4). A forte aferência, para o límbico, das áreas de associação
neocorticais, liga o comportamento complexo, do tipo ‘direcionado a um objetivo’ (goaldirected) a comportamentos mais primitivos, de tipo instintivo, e à homeostasia interna,
por meio de cascata de conexões neurais (Figs. 13.5 e 13.6). Visão bem simplificada
seria a de informação sobre o mundo exterior coletada em sistemas modalidadeespecíficos (por exemplo, visão, audição e tato) e refinados nas áreas de associação
panetoccipitais (função perceptoespacial). Essa informação é, então, levada para as
áreas de associação frontais participantes no comportamento planejado (regulação) e,
também, para as áreas de associação temporais inferiores, onde a informação pode
atingir o estado supramodal e o significado (processamento semântico). A chegada da
informação ao sistema límbico pode ser direta, por meio da amígdala, ou indireta, pela
formação hipocâmpica, por meio da área entorninal. A amígdala parece atribuir uma
conotação afetiva à experiência e, de modo especial, para aquelas relevantes para os
estímulos sociais. Talvez o afeto seja um desenvolvimento evolutivo a partir de
“sentimentos” (feelings) mais primitivos, derivados das aferências sensoriais
autonômicas, originadas nos órgãos corporais, para o hipotálamo. O fluxo
informacional, para a formação hipocâmpica, permite sua ligação com as experiências
anteriores, visto que a formação hipocâmpica é essencial para a memória e para o
aprendizado.
O sistema límbico é capaz de influenciar as respostas motoras, adequadas para sua
análise da informação, por meio de projeções para o núcleo acumbens, que faz parte
dos gânglios da base.
AMÍGDALA
A amígdala fica situada próxima ao pólo temporal, entre a ponta inferior do ventrículo
lateral e o núcleo lentiforme (Fig. 10.8). Recebe aferentes do córtex de associação
temporal inferior, do septo e do trato olfativo. Além dessas, recebe projeções contendo
catecolamina e 5-HT, originadas no tronco encefálico e conduzidas pelo feixe medial do
prosencéfalo. A principal eferência da amígdala é a estria terminal, que cursa pela
parede do ventrículo lateral, acompanhando a curvatura do núcleo caudado, para
terminar, por fim, no hipotálamo. A via amigdalofuga ventral também se projeta para o
hipotálamo.
SEPTO
O septo, ou região septal, fica debaixo da parte rostral do corpo caloso. Ele se
interconecta com a amígdala e se projeta para
Fig 13.4 Os principais componentes do sistema límbico e suas relações com o
hipotálamo.
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Fig. 13.5 A ligação entre as áreas de associação do neocórtex, o sistema límbico e o
hipotálamo.
Fig. 13.6 As interconexões entre as regiões de associação neocorticais e as estruturas
componentes do sistema límbico.
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Fig. 13.7 Cortes transversos através do hipocampo e da ponta inferior do ventrículo
lateral.
Fig. 13.8 As interconexões das estruturas límbicas que compõem o circuito de Papez.
Hg. 13.9 O sistema hipocampo-fímbria-fórnix.
O cérebro é visto de cima, O córtex cerebral e a substância branca, inclusive o corpo
caloso, foram removidos para revelar o ventrículo lateral e seu conteúdo.
(A) O plexo coróide do ventrículo lateral está intacto; (B) o plexo coróide foi removido.
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o hipotálamo, por meio do feixe medial do prosencéfalo. O septo também se conecta
com os núcleos monaminérgicos do tronco encefálico. Essas conexões se estabelecem
por meio de fibras que se projetam para os núcleos habenulares do diencéfalo,
formando a estria medular talâmica. Por sua vez, os núcleos habenulares se projetam,
por meio do fascículo retroflexo, para os núcleos interpedunculares, que se projetam
para o tronco encefálico e para o hipotálamo. Assim, duas vias importantes interligam o
septo, o hipotálamo e os núcleos monaninérgicos do tronco encefálico.
FORMAÇÃO HIPOCÂMPICA
A formação hipocâmpica é constituída pelo próprio hipocampo, pelo giro denteado e por
partes do giro para-hipocâmpico. O hipocampo é formado por uma dobra, para dentro,
da parte ínfero-medial do lobo temporal, para o ventrículo lateral, ao longo da linha da
fissura coróidea (Figs. 13.7 e 10.8 a 10.12). O giro denteado fica entre o giro parahipocâmpico e o hipocampo.
A formação hipocâmpica recebe aferentes, em sua maior parte, do córtex temporal
inferior, por meio da área entorrinal do lobo temporal. Também recebe fibras da área
entorrinal e do hipocampo contralaterais, por meio do sistema do fórnix e da comissura
hipocâmpica. A principal via eferente do hipocampo é o fórnix (Figs. 9.2, 10.2 e 10.7 a
10.12). O fómix é um fascículo proeminente de fibras, em forma de C, que liga o
hipocampo ao corpo mamilar do hipotálamo (Fig. 13.8). Fibras eferentes convergem
para a superfície ventral do hipocampo, pela fímbria. Ela passa, posterior e
superiormente, para se tomar contínua com a cruz do fórnix, que, em seguida, se curva
para a frente, por baixo do esplênio do corpo caloso. As duas cruzes se juntam na linha
média, por baixo do corpo caloso, para formar o corpo do fórnix, com algumas fibras
cruzando para o lado oposto, por meio da pequena comissura hipocâmpica. A medida
que passa para diante, por baixo do corpo caloso, o corpo do fómix se divide em duas
colunas, que, em seguida, se curvam para baixo, formando a borda anterior do forâmen
interventricular, chegando ao hipotálamo, onde termina, no corpo mamilar, a grande
maioria de suas fibras. Por sua vez, o corpo mamilar se projeta para o grupo nuclear
anterior do tálamo, por meio do trato mamilotalâmico, e para o tronco encefálico, pelo
trato mamilo-tegmentar. Os núcleos anteriores do tálamo mantêm importantes
conexões com o giro do cíngulo.
Fig. 13.10 Face medial do hemisfério cerebral, mostrando as relações entre o giro
do cíngulo e o giro para-hipocâmpico.
GIRO DO CÍNGULO
O giro do cíngulo e o giro para-hipocâmpico são contínuos um ao outro, em tomo do
esplênio do corpo caloso (Fig. 13.10). O giro do cíngulo, ou giro cingulado, projeta-se
para o giro para-hipocâmpico por meio das fibras do cíngulo (ver Cap. 10). As principais
estruturas do sistema límbico são, assim, ligadas por uma série de conexões, formando
o circuito de Papez (Fig. 13.8).
O sistema límbico
• A amígdala fica situada perto do pólo temporal. Ela recebe projeções do sistema
olfativo e do córtex temporal, mantendo relações recíprocas com o septo.
• A formação hipocãmpica é constituída pelo hipocampo, giro denteado e giro parahipocampico do lobo temporal. Recebe f ibras do córtex entorrinal e se projeta, via
fórnix, para o corpo mamilar do hipotélamo.
• Os componentes principais do sistema límbico são interconectados pelo circuito de
Papez.
Distúrbios do sistema límbico
O abuso do álcool, em condições de deficiência dietética de tiamina, leva a hemorragias
capilares na parte superior do tronco encefálico e nas estruturas límbicas. O paciente
apresenta confusão e entra em coma (encefalopatia de Wernicke). Pode ocorrer
recuperação parcial, com incapacidade de lembrar as experiências passadas (amnésia
retrógrada) e de aprender fatos novos (amnésia anterógrada). Esse quadro é conhecido
como psicose de Korsakoff. Ocorre síndrome amnésica semelhante quando uma
lobectomia temporal bilateral cirúrgica inclui a formação hipocâmpica.
As crises temporais ou crises parciais complexas com origem próxima da amígdala
e do hipocampo podem levar a experiências complexas envolvendo o olfato, o humor e
a memória. Os estados de pensamento desorganizado, alucinações e comportamento
estranho ou violento podem imitar a esquizofrenia. A ressecção cirúrgica da amígdala
tem eliminado reações descontroladas de raiva em alguns pacientes psicóticos.
SISTEMA OLFATIVO
Os receptores olfativos são células nervosas ciliadas, especializadas, situadas no
epitélio olfativo da cavidade nasal. Seus axônios se juntam, formando diversos
fascículos pequenos (os verdadeiros nervos olfativos) que entram na cavidade craniana
pelos foramens da lâmina cribriforme do osso etmóide (Fig. 4.1) e, após isso, se fixam
ao bulbo olfativo, na superfície inferior do lobo frontal (Figs. 13.11 e 7.1).
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Fig. 13.11 Superfície ventral do cérebro.
Essa figura mostra o bulbo olfativo e o trato olfativo, a estria olfativa lateral e a área
olfativa primária do córtex cerebral (uncus).
O processamento preliminar da informação olfativa ocorre no bulbo olfativo, que
contém interneurônios e as grandes células mitrais, cujos axônios emergem do bulbo
pelo trato olfativo.
O trato olfativo cursa para trás, pela superfície basal do lobo frontal, e, pouco antes de
atingir o nível do quiasma óptico, a maioria das fibras do trato olfativo é deslocada
lateralmente, formando a estria olfativa lateral (Fig. 13.11). Essas fibras passam para a
profundidade da fissura laterál, que cruzam, para atingir o lobo temporal. Em sua maior
parte, terminam no córtex olfativo primário do uncus (Figs. 13.11 e 10.2), na face ínferomedial do lobo temporal e na amígdala subjacente. Adjacente ao uncus, a parte anterior
do giro parahipocâmpico, ou área entorrinal, constitui o córtex de associação olfativo.
Os córtices primário e de associação também são, em conjunto, referidos como córtex
piriforme e são os responsáveis pela apreciação dos estímulos olfativos. A projeção
olfativa é única, entre os sistemas sensoriais, por ser formada por seqüência de apenas
dois neurônios, entre os receptores sensoriais e o córtex cerebral, não se projetando
por meio do tálamo.
Anosmia
A anosmia ocorre após lesão dos nervos olfativos. Ocorre perda, não apenas do
sentido do olfato, mas também do sabor dos alimentos. Contudo os aspectos
elementares do paladar, doce, salgado, amargo e ácido, por exemplo, são preservados.
A anosmia, com freqüência, segue trauma cefálico, podendo ocorrer quando tumores
das meninges (meningiomas) invadem os nervos olfativos.
O sistema olfativo
• As fibras do nervo olfativo terminam no bulbo olfativo.
• As fibras de segunda ordem cursam pelo trato olfativo, terminando no cõrtex olfativo
primário do uncus, no lobo temporal.
• Adjacente ao uncus, a parte anterior do giro para-hipocâmpico, ou córtex entorrinal,
constitui o córtex de associação olfativo.
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