1932: SHERRINGTON e ADRIAN

Artigo escrito por:
BAGATINI,Luciana
RUAS,Liana
VALMORBIDA,Luana
Faculdade de Medicina/UPF
FOTO: SHERRINGTON

ABSTRACT

The objective of this article is to make a soon review about the life and about the work of two important awarded cientists with the Nobel of 1932, Sir Charles sherrington and Lord Edgar Adrian.These untired neurofisiologists were pioneers on the study of the Nervous System, in such their observations and experiments served of base to the Neurocience.

RESUMO

Este artigo tem por objetivo fazer um breve relato  da vida e do trabalho de dois importantes cientistas premiados com o nobel de 1932, sir Charles Sherrington e Lord Edgar Adrian. Esses incansáveis neurofisiologistas foram pioneiros no estudo do Sistem Nervoso, sendo suas observações e experimentos base para a neurociência.

INTRODUÇÃO
 

O prêmio Nobel tem por objetivo gratificar pessoas que fizeram pesquisas importantes, inventaram técnicas pioneiras ou deram contribuições destacadas à sociedade. Sir Charles Sherrington e Lord Edgar Adrian foram então agraciados, no ano de 1932, com o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina, por “suas descobertas relativas aos neurônios”.Esses renomados cientistas foram pioneiros no estudo da neurociência, contribuindo de maneira incondicional para o desenvolvimento dessa fascinante área da medicina que permanece até hoje longe de ser totalmente esclarecida. As pesquisas de Sir Charles Sherrington proporcionaram um dos fatores mais relevantes para o funcionalismo humano. Ele descobriu a função neuronal, a partir de estudos sobre os sistemas nervoso e muscular. Para investigar propriedades gerais dos neurônios e do sistema nervoso, dedicou-se ao estudo sobre reflexo medular, determinando a reciprocidade da inervação, a qual consiste em dizer que para todo nervo ativado no músculo, existe um correspondente inibitório antagonista ao músculo e ao estímulo. Lord Adrian, por sua vez, partiu do conhecimento de que os órgãos do sentido respondem a determinadas mudanças em seu ambiente emitindo mensagens ou sinais ao sistema nervoso central. Esses sinais viajam rapidamente sobre as linhas longas do protoplasma dando forma às fibras sensoriais do nervo, e, então, sinais frescos são emitidos para fora pelas fibras do nervo motor para despertar a contração nos músculos apropriados. Mas, a indagação a respeito de que tipo de sinais são esses, e como eles são elaborados nos mesmos órgãos e pilhas do nervo, o levaram à elaboração dos mais variados estudos que  culminaram, juntamente com Sherrington, no ganho do Prêmio Nobel.

DESENVOLVIMENTO

Sir.Charles Scott Sherrington
       
Charles Scott Sherrington nasceu em Islington, Londres, no dia 27 de novembro de 1857.Seu pai faleceu quando ainda era pequeno e sua mãe, então, casou-se com um notável arqueologista que, sem dúvida, o influenciou bastante. Em 1876 iniciou seus estudos no Royal College of Surgeons e, em 1879, tornou-se “fellowship” dessa instituição. Também nesse ano, estudou fisiologia em Cambridge com Michael Foster e entrou no Gonville and Caius College .Em 1881, após freqüentar um congresso em Londres, no qual discutia-se o funcionamento dos nervos, Sherrington iniciou seus estudos na neurociência. Acompanhando renomados pesquisadores da época, estudou o efeito de incisões de partes do córtex cerebral de macacos e cachorros. Em 1884, obteve seu M.R.C.S. e, em 1885, um primeiro lugar em Ciências Naturais com distinção em Cambridge. Nesse ano, como um membro do comitê da Associação para Pesquisa em Medicina, foi para a Espanha estudar uma eclosão de cólera e, em 1886, passou um ano com Robert Kock fazendo pesquisas em bacteriologia. Seu aspecto físico, de um homem saudável, não muito alto e com uma constituição física forte, o ajudou a seguir com extensas pesquisas.
Em 1887, foi eleito “fellow” do Gonville and Caius College em Cambridge e, em 1891, influenciado por neurologistas espanhóis, começou a estudar a medula espinhal, o suplemento nervoso dos músculos e os problemas envolvendo os reflexos espinhais, publicando muitos trabalhos sobre esses assuntos. Casou-se, em 1892, com Ethel Mary. No período de 1893 a 1897, estudou a distribuição dos dermátonos e fez a importante descoberta de que aproximadamente um terço do suplemento das fibras nervosas de um músculo são aferentes (sensitivas), sendo o restante delas motoras (eferentes).A partir de 1895, Sir. Sherrington dedicou-se mais ao estudo da inervação de músculos antagonistas e mostrou que a inibição do reflexo de um sobre o outro é uma importante parte da ação conjunta desses músculos. Também, paralelamente a isso, estudou a conexão entre o cérebro e a medula espinhal, através do trato piramidal.
Ao pesquisar propriedades gerais dos neurônios e do sistema nervoso, Sherrington norteou seus estudos acerca de reflexos provenientes da substância cinzenta da extremidade espinal. A partir de então, determinou a “reciprocidade da inervação”. Nisso consiste a tese de que para todo estímulo muscular nervoso excitatório, há um estímulo muscular inibitório correspondente. Demonstra-se que a atuação de tal efeito inibitório assume uma postura coordenativa no que tange o reflexo espinhal. Ao agir proporcionalmente ao efeito excitatório, acaba por exercer uma função moderadora sobre esse. Essa reciprocidade da inervação também se relaciona à intensidade do estímulo. Dessa forma, um estímulo fraco provoca um relaxamento inibitório fraco, junto a uma contração excitatória fraca no músculo antagonista. Já um estímulo forte provoca um relaxamento maior e mais rápido, acompanhado de uma contração maior e mais acelerada no antagonista.
Quando ocorre um reflexo de contração, a excitação exibe uma tensão proporcional ao número de unidades motoras – nervos e fibras musculares referentes – acopladas. A contração máxima para o reflexo muscular contrátil somente será alcançada quando todas as unidades motoras que compõe o músculo são ativadas. Porém, a estimulação de cada unidade motora segue o princípio do “tudo ou nada”, o qual determina um limiar de excitabilidade para que o estímulo seja efetivado. Por isso, tanto uma sinapse de excitação, quanto uma de inibição só ratificar-se-ão se atingirem esse limiar de excitabilidade. Conquanto, torna-se válido observar que os estímulos individuais sublimiares podem vir a se manifestar, pois eles podem agir adicionalmente, sob soma algébrica, tornando-se, assim, supralimiares.  Para analisar estímulos inibitórios, parte-se dos estímulos excitatórios concomitantes, servindo, assim, como um teste quantitativo para os reflexos inibitórios. Sua taxa de intensidade depende da intensidade de contração exercida, podendo, então, retardar ou suprimir o reflexo de contração e, conseqüentemente, de tensão do músculo. O reflexo inibitório ocorre a partir da interação de interneurônios com motoneurônios.
A fim de abolir ou retardar a ação do reflexo inibitório, mostra-se à ocorrência de reflexos de contração sucessivos, estímulos excitatórios intercalados que se sobrepõe pra neutralizar o estímulo antagônico. A recíproca também é verdadeira. Dessa forma, a inativação mútua é quantitativa, ocorrendo no neurônio individual uma soma algébrica dos valores das duas influências opostas. Vale observar que cada unidade motora recebe efeitos, excitatórios e inibitórios, individualmente, por isso, um efeito pode sobrepor-se ao outro.  Essencialmente, referindo-se a excitação nervosa, consiste na despolarização local da membrana da célula na superfície do neurônio, ocorrendo um potencial graduado e, posteriormente, se atingir o limiar de excitabilidade, um potencial de ação.
Assim, em casos de doenças ou traumas, onde ocorre lesão de algum neurônio de projeção, o qual provocaria excitação do músculo, a ação inibitória mostra-se duplicada, podendo causar plegia ou parestesia no membro lesado. Dessa forma, já não mais se considera o reflexo inibitório meramente um fator de antagonismo à ação muscular, mas sim, assumindo um papel de coordenação do reflexo excitatório, ajustando a intensidade de contração, demonstrando, assim, mais uma das compensações notáveis do corpo humano.
Para relatar os resultados de seus estudos, publicou, em 1906, seu mais conhecido livro “Ação integrada do Sistema Nervoso” e, em 1913, tornou-se professor de Fisiologia de Oxford, um cargo que há anos almejava e que manteve até sua aposentadoria em 1936. Já durante a 1° Guerra Mundial, foi presidente de uma indústria de bombas em Birmingham, num turno diário de 13 horas durante a semana e 9 horas aos domingos, o que, na idade de 57 anos, não o cansou. Em 1919, publicou “Fisiologia dos mamíferos: um curso de exercícios práticos”. 
Homem da ciência, mas também sensível à arte e à poesia, em 1925 publicou um livro de versos, mostrando ao público seu lado mais sensitivo às artes. Em 1940, publicou seu maior livro, ”Homem na sua Natureza”, que, utilizando-se de um ponto de vista filosófico, trata sobre os ideais e a vida do médico francês do séc. XVI, Jean Fernel, associado aos seus próprios pontos de vista. Em 1946, publica outro livro sobre esse médico, intitulado “O empenho de Jean Fernel”.Seu trabalho foi reconhecido ao longo de sua vida, sendo homenageado por várias importantes universidades da Europa e da América do Norte. Foi eleito “fellow” da Sociedade Real de Londres em 1893, premiado com a medalha real em 1905 e com a medalha “Copley” em 1927. Em 1922, foi condecorado como Cavalheiro do Império Britânico e, em 1924, com uma Ordem de Mérito. Depois de alguns anos de saúde frágil, Sir. Sherrington veio a falecer de problemas cardíacos em 4 de março de 1952, em Eastbourne. Por todos os seus estudos que desenvolveram um modelo para a estrutura e função do sistema nervoso baseado somente em observações comportamentais e deduções, foi indicado, juntamente com Edgar Adrian, para ser ganhador do Prêmio Nobel de 1932. Setenta anos de pesquisas neurobiológicas subseqüentes corroboraram completamente as inferências de Sherrington a partir das observações comportamentais de suas pesquisas.

Edgar Adrian
Edgar Douglas Adrian nasceu em 30 de novembro de 1889, em Londres. Em 1908, entrou no Trinity College em Cambridge, onde recebeu uma bolsa de estudos em Ciências. Na Universidade de Cambridge estudou Fisiologia e outras matérias de Ciências Naturais. Na época de sua formação, Cambridge contava com distintos pesquisadores em seu Departamento de Fisiologia, entre eles, Keith Lucas.
 O primeiro trabalho de pesquisa de Adrian foi feito com Keith Lucas, que estava trabalhando com impulsos transmitidos por nervos motores. Os experimentos de Keith Lucas em 1909 haviam demonstrado que, ao variar a intensidade do estímulo excitatório aplicado ao nervo ciático, se obtinham diferentes graus de contração no músculo e que estes não eram tão numerosos como os graus de intensidade do estímulo. Além disso, as contrações ocorriam em escalas menos numerosas que o número de fibras motoras. Estes resultados foram considerados como uma indicação de que os diferentes graus de contração eram devidos somente ao número de fibras musculares contraindo-se; em outras palavras, cada fibra nervosa ou muscular podia ser excitada a sua máxima capacidade ou não. Esse fato já havia sido observado em 1871 por H.P. Bowditch (1840-1911) estimulando diretamente o coração e a possibilidade de que o fenômeno também pôde ser aplicado ao nervo havia sido discutida em 1902 por Francis Gotch (1853-1913). Entretanto, a demonstração do caráter tudo – ou - nada da excitação propagada foi obtida por Adrian (1913), quem pôde demonstrar que depois de passar uma região anestesiada do nervo ciático, o potencial de ação recuperava sua máxima amplitude quando entrava em uma área normal. Em vista de sua investigação sobre esse princípio, em 1913, Adrian  foi eleito “fellowship” do Trinity College. Após isso, começou a estudar medicina, trabalhando no hospital de San Bartholomew, em Londres, formando-se em 1915.
Durante a 1° Guerra Mundial, Edgar Adrian ocupou-se de tratar militares com ferimentos nervosos ou doenças mentais. Com o fim da guerra, voltou a Cambridge para trabalhar no laboratório de Keith Lucas. Continuando seus estudos, utilizou um tubo de raio capilar de eletrômetro e de cátodo para amplificar os sinais produzidos pelo SN. Assim pôde gravar a descarga elétrica de uma única fibra nervosa sob o estímulo físico. Em 1923, casou-se com Hester Agnes Pinsent, com a qual teve três filhos, um menino e duas meninas. Nesse mesmo ano foi eleito “fellow” da Sociedade Real e, em 1925, começou a investigar métodos elétricos para sensibilizar órgãos. Em 1927, publicou o livro “A Base da Sensação” com os resultados de seus estudos. Em 1928 descobriu a eletricidade no nervo acidentalmente, em experiências realizadas através do nervo ótico de um sapo. Nesse mesmo ano, um resultado chave indicou que a excitação na pele sob o estímulo constante é inicialmente forte, mas diminui gradualmente com o tempo, visto que os impulsos sensoriais que passam ao longo dos nervos a partir do ponto de contato são constantes na força, mas reduzidas na freqüência com o tempo e a sensação no cérebro diminui em conseqüência. Isto é, os neurônios respondem aos estímulos em uma seqüência de recarregamentos e descarregamentos. Quanto mais intenso o estímulo, mais vezes o neurônio se descarrega; mas a cada vez, o descarregamento é sempre igual. Isso quer dizer que os neurônios indicam a presença e intensidade do estímulo se descarregando mais ou menos vezes, e não simplesmente um pouco mais ou um pouco menos.
Essa descoberta lhe rendeu, juntamente com Sherrington, o Prêmio Nobel de Medicina de 1932. Estendendo esses resultados para o estudo das causas da dor pelo estímulo do SN, descobriu a recepção de tais sinais no cérebro e na distribuição espacial das áreas sensoriais no córtex de animais diferentes. Estas conclusões conduziram a um mapa sensorial chamado homúnculo, no sistema somatosensorial. Seu trabalho serviu para a investigação da olfação, de lesões cerebrais, como a epilepsia, e para a utilização do eletro encefalograma para estudar a atividade elétrica no cérebro. Em 1932, também, publicou “O mecanismo da Ação Nervosa” e, mais tarde, em 1947, publicou seu outro livro, “A Base Física da Percepção”.Em 1937, juntamente com outros pesquisadores escreveu “Fatores que Determinam o Comportamento Humano” e tornou-se professor de Fisiologia da Universidade de Cambridge, posto que manteve até 1951. Foi presidente, de 1950 a 1955, da Sociedade Real e, de 1960 a 1962, da Sociedade Real de Medicina e também foi “Master” do Trinity College de 1951 a 1965. Em 1955, foi condecorado Barão do condado de Cambridge pela Coroa Britânica. 
Seu trabalho teve o reconhecimento de numerosas universidades e instituições de ensino, sendo homenageado por elas. Como um pesquisador incansável, Adrian foi, ao longo de sua ocupada vida como membro do Conselho para Pesquisa Médica e detentor de outros importantes cargos, um homem de grande influência não apenas para com seus pupilos ou colaboradores, mas para com todo o desenvolvimento da pesquisa e das ciências em geral. Lord Adrian morreu em 8 de agosto de 1977.

CONCLUSÃO:

Esses dois notáveis cientistas contribuíram enormemente com o desenvolvimento da fisiologia e da medicina, além de outras ciências naturais. A partir dos estudos de Sir Charles Sherrington, por exemplo, pode-se ampliar a função exercida pelo reflexo inibitório. Comprovou-se que esse reflexo não assume meramente um papel antagonista na contração muscular, mas sim, um papel coordenativo do reflexo excitatório, o qual regula a intensidade contrátil e revela mais uma das notáveis ações compensatórias do organismo humano. Já os experimentos conduzidos pelo eletrofisiologista Edgar Douglas Adrian proporcionaram-lhe, além de muitas honrarias em todo o mundo, o desenvolvimento dos conhecimentos bases da neurofisiologia, os quais são até hoje aceitos. Por meio dessas descobertas, muitos outros mecanismos puderam ser desvendados, como por exemplo, o funcionamento dos órgãos dos sentidos. Dessa forma, então, esses dois laureados instituíram mais um significativo ponto na história da medicina e da fisiologia.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1932/sherrington-bio.html
http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1932/adrian-bio.html
http://wikipedia.org
http://www.nobelpreis.org
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-294X1999000200011
Orientadores:
Evania Araújo
Jorge Salton