Hipotálamo, uma Grande Sede de Controle do Sistema Límbico

Figura 59-5. Sistema límbico, mostrando a posição-chave do hipotálamo.

 

HIPOTÁLAMO, UMA GRANDE SEDE DE CONTROLE DO

SISTEMA LÍMBICO

 

O hipotálamo, apesar do seu pequeno tamanho de somente alguns

centímetros cúbicos (e peso de apenas 4 gramas), contém vias bidirecionais

de comunicação com todos os níveis do sistema límbico. Por sua vez, ele e

suas estruturas intimamente conectadas emitem sinais em três direções: (1)

para trás e para baixo, até o tronco cerebral, principalmente para as áreas

reticulares do mesencéfalo, ponte e bulbo e dessas áreas para os nervos

periféricos do sistema nervoso autônomo; (2) ascendente, em direção a

muitas áreas superiores do diencéfalo e prosencéfalo, especialmente para a

parte anterior do tálamo e porções límbicas do córtex cerebral; e (3) para o

infundíbulo hipotalâmico, a fim de controlar, total ou parcialmente, a

maioria das funções secretórias tanto da hipófise anterior quanto da‐

posterior.

Em consequência, o hipotálamo, que representa menos do que 1% da

massa encefálica, é uma das estruturas de controle mais importantes do

sistema límbico. Ele controla a maioria das funções vegetativas e

endócrinas do corpo, bem como muitos aspectos do comportamento

emocional.

 

CONTROLE DAS FUNÇÕES VEGETATIVAS E

ENDÓCRINAS PELO HIPOTÁLAMO

 

Os diferentes mecanismos hipotalâmicos para o controle das múltiplas

funções do corpo são tão importantes que são discutidos, em múltiplos

Capítulos, ao longo de todo este livro. Por exemplo, o papel do hipotálamo

na regulação da pressão arterial é discutido noCapítulo 18; na sede e na

conservação da água, no Capítulo 30; apetite e gasto de energia, no Capítulo

72; na regulação da temperatura, no Capítulo 74; no controle endócrino,

no Capítulo 76. Para ilustrar a organização do hipotálamo como unidade

funcional vamos resumir suas funções vegetativas e endócrinas mais

importantes.

As Figuras 59-6 e 59-7 mostram cortes sagital e coronal aumentados do

hipotálamo, que representa apenas a pequena área na Figura 59-4. Use

alguns minutos estudando esses diagramas especialmente para ver na

Figura 59-6 as múltiplas atividades que são excitadas ou inibidas, quando

os respectivos núcleos hipotalâmicos são estimulados. Além dos centros

mostrados na Figura 59-6, a grande área hipotalâmica lateral (mostrada na

Figura 59-7) está presente em cada lado do hipotálamo. As áreas laterais

são especialmente importantes no controle da sede, da fome e de muitos dos

impulsos emocionais.

Uma palavra de precaução deve ser dita ao estudar esses diagramas,

porque as áreas que causam as atividades específicas não são situadas tão

acuradamente, como sugerido nas Figuras. Também não é conhecido se os efeitos mostrados nas figuras resultam da estimulação de núcleo de controle

específico ou se resultam da ativação de tratos de fibras que saem dele ou

do controle de núcleos, localizados em outros locais. Com essa cautela em

mente, podemos dar a seguinte descrição geral das funções vegetativas e de

controle do hipotálamo.

 

Figura 59-6. Centros de controle do hipotálamo (corte sagital).

Figura 59-7. Corte coronal do hipotálamo, mostrando as posições mediolaterais dos respectivos núcleos hipotalâmicos.

 

Regulação Cardiovascular. A estimulação de diferentes áreas do

hipotálamo pode causar muitos efeitos neurogênicos conhecidos do sistema

cardiovascular, o que inclui alterações na pressão arterial e na frequência

cardíaca. Em geral, a estimulação das regiões posterior e lateral do

hipotálamo aumenta a pressão arterial e frequência cardíaca, enquanto a

estimulação da área pré-óptica, em geral, tem efeitos opostos, causando

diminuição tanto na frequência cardíaca como da pressão arterial. Esses

efeitos são transmitidos principalmente pelos centros específicos de

controle cardiovascular, nas regiões reticulares da ponte e do bulbo.

 

Regulação da Temperatura Corporal. A porção anterior do

hipotálamo, especialmente a área pré-óptica, está relacionada à regulação

da temperatura corporal. Aumento da temperatura do sangue, que flui por

essa área, eleva a atividade dos neurônios sensíveis à temperatura, enquanto

o decréscimo da temperatura diminui sua atividade. Por sua vez, esses

neurônios controlam os mecanismos para aumentar ou reduzir a

temperatura corporal, como discutido no Capítulo 74. Regulação da Água Corporal. O hipotálamo regula a água corporal por

duas maneiras: (1) por criar a sensação de sede, o que faz o animal ou

pessoa beber água; e (2) pelo controle da excreção de água, na urina. A

área, chamada centro da sede, está localizada na região lateral do

hipotálamo. Quando os eletrólitos do líquido, tanto nesse centro como em

áreas próximas, tornam-se muito concentrados, o animal desenvolve desejo

intenso de beber água; ele procurará a fonte mais próxima de água e beberá

o suficiente para retornar ao normal a concentração de eletrólitos no centro

da sede.

O controle da excreção renal de água é realizado principalmente no núcleo

supraóptico. Quando os líquidos corporais ficam muito concentrados, os

neurônios dessas áreas são estimulados. Fibras nervosas desses neurônios se

projetam para baixo, pelo infundíbulo do hipotálamo para a hipófise

posterior, onde as terminações nervosas secretam o hormônio antidiurético

(também chamado vasopressina). Esse hormônio é então lançado na

circulação e transportado para os rins, onde age nos ductos coletores dos

rins para aumentar a reabsorção de água. Isto diminui a perda de água na

urina, mas permite a excreção contínua de eletrólitos, consequentemente

diminuindo a concentração dos líquidos corporais de volta ao normal. Essas

funções foram apresentadas no Capítulo 29.

 

Regulação da Contratilidade Uterina e da Ejeção do Leite pelas

Mamas. A estimulação dos núcleos paraventriculares causa aumento da

secreção do hormônio ocitocina por suas células neuronais. Por sua vez, a

secreção desse hormônio causa aumento da contratilidade do útero, bem

como a contração das células mioepiteliais circunjacentes aos alvéolos das

mamas, o que, então, leva os alvéo los a esvaziar seu leite pelos mamilos.

Ao final da gravidez, quantidades especialmente grandes de ocitocina são

secretadas, e essa secreção ajuda a promover as contrações do parto que

expelem o bebê. Além disso, toda vez que o bebê sugar a mama da mãe, sinal reflexo do mamilo para o hipotálamo anterior, também causará a

liberação de ocitocina, e ela agora realiza a função necessária de contrair os

dúctulos da mama, expelindo o leite pelos mamilos de tal forma que o bebê

possa se alimentar. Essas funções estão descritas no Capítulo 83.

 

Regulação Gastrointestinal e da Alimentação. A estimulação de

diversas áreas do hipotálamo leva o animal a experimentar fome extrema,

apetite voraz e um intenso desejo por alimento. A área associada à fome é a

área hipotalâmica lateral. Dessa forma, qualquer dano a essa área em

ambos os lados no hipotálamo leva o animal a perder o desejo pelo

alimento, podendo causar sua morte por inanição, como discutido

no Capítulo 72.

O centro que se opõe ao desejo por comida, chamado centro da saciedade,

está localizado no núcleo ventro medial. Quando esse centro é estimulado

eletricamente, o animal que está comendo para abruptamente de comer e

mostra completa indiferença pela comida. Entretanto, se essa área for

destruída bilateralmente, o animal não poderá ser saciado; ao contrário, seu

centro de fome hipotalâmico ficará hiperativo, com apetite voraz, o que

resultará em grande obesidade. O núcleo arqueado do hipotálamo contém

pelo menos dois tipos diferentes de neurônios que, quando estimulados,

conduzem a um aumento ou a uma diminuição do apetite. Outra área do

hipotálamo que entra no controle geral da atividade gastrointestinal são os

corpos mamilares, que controlam, pelo menos parcialmente, os padrões de

muitos reflexos da alimentação, como o ato de lamber os lábios e a‐

deglutição.

 

Controle Hipotalâmico da Secreção de Hormônios Endócrinos

pela Hipófise Anterior. A estimulação de certas áreas do hipotálamo

também faz com que a hipófise anterior secrete seus hormônios. Esse

assunto é discutido em detalhes no Capítulo 75 em relação ao controle neural das glândulas endócrinas. Resumidamente, os mecanismos básicos

são os seguintes. A hipófise anterior recebe seu suprimento sanguíneo, em

sua maior parte, pelo sangue que flui primeiro através da parte inferior do

hipotálamo e, então, por meio dos sinusoides da hipófise anterior. À medida

que o sangue passa pelo hipotálamo, antes de alcançar a hipófise anterior,

hormônios específicos de liberação e inibitórios são secretados no sangue

por diversos núcleos hipotalâmicos. Esses hormônios são, então,

transportados pelo sangue, para a hipófise anterior, onde agem nas células

glandulares para controlar a liberação dos hormônios específicos da

hipófise anterior.

 

Resumo. Várias áreas do hipotálamo controlam funções vegetativas

específicas e endócrinas. As funções dessas áreas ainda não são

completamente compreendidas, de tal modo que as especificações dadas

antes sobre as diferentes áreas para as diferentes funções hipotalâmicas são,

ainda em parte, tentativas.

 

FUNÇÕES COMPORTAMENTAIS DO HIPOTÁLAMO E

ESTRUTURAS LÍMBICAS ASSOCIADAS

 

Efeitos Causados por Estimulação do Hipotálamo. A estimulação

ou lesões do hipotálamo, além de demonstrar o papel do hipotálamo na

regulação das funções vegetativas e endócrinas, pode ter, com frequência,

profundos efeitos no comportamento emocional de animais e dos seres

humanos.

 

Alguns dos efeitos comportamentais da estimulação são os

seguintes:

1. A estimulação da região lateral do hipotálamo, não apenas causa sede e

fome como já discutido, mas também aumenta o nível geral de atividade

do animal, algumas vezes levando à raiva e à luta, como será discutido

adiante.

2. A estimulação do núcleo ventromedial e áreas adjacentes causa

principalmente os efeitos opostos aos ocasionados pela estimulação

lateral hipotalâmica — isto é, sensação de saciedade, diminuição da

alimentação e tranquilidade.

3. A estimulação de zona estreita dos núcleos periventriculares

localizados imediatamente adjacentes ao terceiro ventrículo (ou,

também, pela estimulação da área cinzenta central do mesencéfalo, que é

contínua com essa porção do hipotálamo) usualmente leva a reações de

medo e punição.

4. O desejo sexual pode ser estimulado em diversas áreas do hipotálamo,

especialmente nas porções mais anterior e mais posterior do hipotálamo.

 

Efeitos Causados por Lesões Hipotalâmicas. As lesões no

hipotálamo em geral causam os efeitos opostos aos causados pela

estimulação. Por exemplo:

1. Lesões bilaterais na região lateral do hipotálamo vão diminuir a sede e

fome até quase a zero, em geral, levando à inanição letal. Essas lesões

causam também extrema passividade do animal com perda da maioria

dos seus impulsos motivacionais.

2. Lesões bilaterais das áreas ventromediais do hipotálamo produzem

efeitos que são, em sua maioria, opostos aos causados pelas lesões na

região lateral do hipotálamo: beber e comer excessivamente, bem como

hiperatividade e muitas vezes surtos frequentes de raiva extrema a menor

provocação.

A estimulação ou lesões em outras áreas do sistema límbico,

especialmente na amígdala, na área septal e nas áreas do mesencéfalo, em

geral, produz efeitos semelhantes aos produzidos pelo hipotálamo. Vamos

discutir alguns deles com mais detalhes adiante.

FUNÇÕES DE “RECOMPENSA” E “PUNIÇÃO” DO

SISTEMA LÍMBICO

 

Da discussão até o momento já ficou claro que diversas estruturas límbicas

estão, de modo particular, envolvidas com a natureza afetiva das sensações

sensoriais — isto é, se as sensações são agradáveis ou desagradáveis. Essas

qualidades afetivas são também chamadas recompensa ou punição, ou

satisfação ou aversão. A estimulação elétrica de certas áreas límbicas

agrada ou satisfaz o animal, enquanto a estimulação elétrica de outras

regiões causa terror, dor, medo, defesa, reações de escape e todos os outros

elementos da punição. Os graus de estimulação desses dois sistemas

opostos de resposta influenciam muito o com portamento do animal.

 

Centros de Recompensa

Estudos experimentais em macacos usaram estimuladores elétricos para

mapear os centros de recompensa e punição do cérebro. A técnica usada é a

de implantar eletródios em diferentes áreas do cérebro, de modo que o

animal possa estimular essa área pressionando a alavanca que faz contato

elétrico com o estimulador. Se o estímulo dessa área particular dá ao animal

sentimento de recompensa, então ele vai pressionar a alavanca de novo e de

novo, com frequência de centenas ou até mesmo milhares de vezes por

hora. Além disso, quando oferecida a chance de comer alguma iguaria, em

oposição à oportunidade de estimular o centro de recompensa, o animal em

geral escolhe a estimulação elétrica.

Pelo uso desse procedimento, os principais centros de recompensa foram

localizados ao longo do curso do fascículo prosencefálico medial,

especialmente nos núcleos lateral e ventromedial do hipotálamo. É estranho

que o núcleo lateral deva ser incluído nas áreas de recompensa —

realmente, é um dos mais potentes — porque mesmo estímulos fortes nessa

área podem causar raiva. Entretanto, esse fenômeno tem lugar em muitas áreas, cujos estímulos fracos dão a sensação de recompensa, e estímulos

fortes, a sensação de punição. Centros de recompensa, menos potentes, que

são provavelmente secundários aos principais do hipotálamo, são

encontrados na área septal, na amígdala, em certas áreas do tálamo e nos

gânglios da base, e estendem-se para baixo pelo tegmento basal do

mesencéfalo.

 

Centros de Punição

O aparelho estimulador, discutido anteriormente, também pode ser

conectado de tal forma que o estímulo para o cérebro sempre continue,

exceto quando a alavanca é pressionada. Nesse caso, o animal não vai

pressionar a alavanca para desligar o estímulo se o eletródio estiver em uma

das áreas de recompensa; mas, quando está em certas áreas, o animal

aprende rapidamente a desligá-lo. A estimulação nessas áreas faz com que o

animal mostre todos os sinais de desprazer, medo, terror, dor, punição e até

mesmo doença.

Por meio dessa técnica, as áreas mais potentes para as tendências de

punição e fuga foram encontradas na substância cinzenta circundando o

aqueduto de Sylvius, no mesencéfalo, e se estendendo para cima, para as

zonas periventriculares do hipotálamo e tálamo. Áreas de punição menos

potentes foram encontradas em algumas localizações da amígdala e do

hipocampo. É particularmente interessante que a estimulação dos centros de

punição pode, muitas vezes, inibir por completo os centros de recompensa e

prazer, mostrando que punição e medo podem prevalecer sobre prazer e

recompensa.

 

Associação da Fúria com Centros de Punição O padrão emocional que envolve os centros de punição do hipotálamo e de

outras estruturas límbicas, e que também foi bem caracterizado, é o padrão

de fúria, descrito a seguir.

A estimulação forte dos centros de punição do cérebro, especialmente na

zona periventricular e na região lateral do hipotálamo, faz o animal (1)

desenvolver postura defensiva; (2) estender as garras; (3) levantar sua

cauda; (4) sibilar; (5) cuspir; (6) rosnar; e (7) desenvolver piloereção, olhos

arregalados e pupilas dilatadas. Além disso, até a menor provocação causa

ataque selvagem imediato. Esse é aproximadamente o comportamento que

se esperaria do animal que está sendo gravemente punido, sendo o padrão

de comportamento chamado fúria ou ira.

Felizmente, no animal normal, o fenômeno de raiva é freado

principalmente por sinais inibitórios dos núcleos ventromediais do

hipotálamo. Além disso, porções dos hipocampos e do córtex límbico

anterior, especialmente nos giros cingulados anteriores e giros subcalosos,

ajudam a suprimir o fenômeno de raiva.

 

Placidez e Docilidade. Exatamente o contrário desses padrões

emocionais de comportamento ocorre quando os centros de recompensa são

estimulados: placidez e docilidade.

 

A IMPORTÂNCIA DA RECOMPENSA E DA PUNIÇÃO NO

COMPORTAMENTO

 

Quase tudo que fazemos é relacionado, de alguma forma, à recompensa ou

à punição. Se estivermos fazendo algo que é recompensador, continuamos a

fazê-lo; se formos punidos, paramos de fazê-lo. Portanto, os centros de

recompensa e de punição, sem dúvida, se constituem em um dos

controladores mais importantes das nossas atividades físicas, nossos

desejos, nossas aversões e nossas motivações.

Efeito dos Fármacos Tranquilizantes nos Centros de

Recompensa ou Punição. A administração de tranquilizante, tal como

clorpromazina, em geral inibe tanto os centros de recompensa quanto os de

punição; dessa forma, diminuem a reatividade afetiva do animal. Portanto,

presume-se que os tranquilizantes funcionem nos estados psicóticos pela

supressão de muitas das áreas comportamentais importantes do hipotálamo

e de suas regiões associadas ao cérebro límbico.

 

A Importância da Recompensa ou Punição no

Aprendizado e na Memória — Habituação versus

Reforço

 

Experimentos em animais mostraram que a experiência sensorial que não

cause recompensa ou punição é pouco lembrada. Registros elétricos do

cérebro mostram que o estímulo sensorial, sentido pela primeira vez, quase

sempre excita áreas múltiplas no córtex cerebral. Entretanto, se a

experiência sensorial não provocar sensação de recompensa ou de punição,

a repetição do estímulo mais e mais vezes leva à extinção quase completa

da resposta do córtex cerebral, isto é, o animal se habitua a esse estímulo

sensorial específico e posteriormente o ignora.

Se o estímulo de fato causar recompensa ou punição, em vez de

indiferença, a resposta do córtex cerebral ficará cada vez mais intensa

durante estimulação repetida em vez de desaparecer, e diz-se que a resposta

é reforçada. O animal acumula fortes traços de memória para sensações que

são recompensadoras ou punitivas, mas por outro lado desenvolve

habituação completa a estímulos sensoriais indiferentes.

É evidente que os centros de recompensa e punição do sistema límbico

têm muito a ver com a seleção da informação que aprendemos, em geral,

descartando mais que 99% e selecionando menos que 1% para retenção. FUNÇÕES ESPECÍFICAS DE OUTRAS PARTES DO