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Embriologia do Sistema Nervoso Profa. Caroline Ribeiro de Souza Na aula de hoje Filogenética: é a história evolutiva de uma ou mais espécies, a qual pode ser representada por meio da árvore filogenética Ontogênese: Embriogênese do SN Embriologia do SN Filogenética Classificação e características dos Humanos QUEM SOMOS? COMO NOS DESENVOLVEMOS? O QUE NOS DIFERENCIA? Classificação e características dos humanos A ORIGEM Homo sapiens “homem inteligente” Os humanos são organismos biológicos que pertencem ao filo Cordados dentro do reino Animal, e à família Hominídeos dentro da classe dos Mamíferos e da ordem dos Primatas. Quem Somos... Cordados • Todos os cordados têm três estruturas em comum: Notocorda: cordão de tecido flexível que se estende ao longo do dorso do embrião, que persistirá no adulto como núcleo pulposo no interior do disco intervertebral Tubo neural dorsal: posicionado sobre a notocorda e forma o encéfalo e a medula espinal → Sistema nervoso central Bolsas faríngeas: se desenvolvem, mas apenas uma das bolsas persiste e se torna a cavidade da orelha média Filo Cordados • Todos os cordados têm três estruturas em comum: Notocorda: cordão de tecido flexível que se estende ao longo do dorso do embrião, que persistirá no adulto como núcleo pulposo no interior do disco intervertebral Tubo neural dorsal: posicionado sobre a notocorda e forma o encéfalo e a medula espinal → Sistema Nervoso Central Bolsas faríngeas: se desenvolvem, mas apenas uma das bolsas persiste e se torna a cavidade da orelha média Filo Cordados • Todos os cordados têm três estruturas em comum: Notocorda: cordão de tecido flexível que se estende ao longo do dorso do embrião, que persistirá no adulto como núcleo pulposo no interior do disco intervertebral Tubo neural dorsal: posicionado sobre a notocorda e forma o encéfalo e a medula espinal → Sistema nervoso central Bolsas faríngeas: se desenvolvem, mas apenas uma das bolsas persiste e se torna a cavidade da orelha média Filo Mamíferos São cordados que apresentam: ▪ Pelo ▪ Glândulas mamárias ▪ Cérebro convoluto: pregueamento complexo ▪ Três ossículos da audição ▪ Dentição heterodôntica (dentes de várias formas) ▪ Articulação da mandíbula ▪ Placenta fixada ▪ Músculos faciais bem desenvolvidos ▪ Músculo diafragma ▪ Coração com quatro câmaras com arco da aorta para esquerda Classe Primatas • Subdivisão do grupo dos mamíferos Humanos, chimpanzés, macacos e lêmures • Características: Mãos com preensão Dedos adaptados para pegar Ordem Primatas • Características: Encéfalos grandes e bem desenvolvidos Hominídeos • O Homo sapiens está incluído dentro desta família • Nós humanos somos os únicos membros vivos da família dos hominídeos. Família Humanos • Encéfalo grande e desenvolvido • Polegar opositor • Locomoção bipedal • Estruturas vocais bem desenvolvidas Fala articulada devido a estrutura anatômica dos nossos órgãos vocais (laringe, língua e lábios) e do nosso encéfalo bem desenvolvido. Levantam-se e caminham em dois membros Característica compartilhada com todos primatas. O dedo polegar humano é estruturalmente adaptado para agarrar objetos com versatilidade. A articulação selar da base do dedo polegar permite grande amplitude de movimento. Grande em proporção ao peso do corpo com estruturas extremamente especializadas responsáveis pelas emoções, pesamentos, racíocinio, memória e coordenação dos movimentos. Embriologia do SN O que mais distingue o cérebro humano não é apenas a existência da nossa camada neocortical, mas principalmente a sua dimensão e organização. No decorrer de milhões de anos, o SNC se desenvolveu até atingir a complexidade do SNC humano. Embriologia História • Aristóteles (384-322 a.C.): Pai da Embriologia → observava os seres vivos no seu meio. Observou as mudanças que ocorrem diariamente nos ovos embrionados de galinha. • Hieróglifos de Kom Ombo descreviam os estágios da vida intrauterina como os antigos os imaginavam • Idade Média: Pouco avanço História • Século XVII: Teoria da Semente Dupla → acreditava-se na existência de uma semente-fêmea que misturada ao esperma no útero materno originaria o feto • Segunda metade do século XVII surge a Teoria do Ovismo ou Sistema de Ovos: ovo era o elemento reprodutor e o macho participava através da emissão de um vapor do esperma. História • Harvey (1961): estudou a formação inicial do feto, chegando à conclusão de que todos os animais iniciam seu desenvolvimento a partir de uma estrutura primeira que denominou "ovo“. . Sacrificava fêmeas após o acasalamento e dissecava o aparelho reprodutor para a observação do feto. • Sténon (1638 – 1686): demonstrou que ovos dos mamíferos provinham do ovário, chamado testículo-fêmea e se desenvolvia no útero. História • De Graaf (1641 – 1673): descreveu folículos ovarianos. Estabeleceu relação ovário- útero. • Teoria da Pré-formação: miniatura de embrião no gameta masculino, que aumentava após a penetração do espermatozoide no gameta feminino. • Spallanzzni (1729 – 1799): investigou processo de fecundação em rãs: semente- macho durante o acasalamento e depositava em ovos virgens → estudos primordiais de inseminação. História • A partir do século XVIII → estudos científicos sobre o desenvolvimento anormal dos embriões. • Wolf (1733 – 1794): desenvolvimento da galinha ao microscópio. Neste século nasce a ideia da transformação lenta e gradual no desenvolvimento. • Século XIX: Teoria da Evolução, Teoria Celular e Leis de Mendel História • Von Baer (1792- 1876): identificou folículos ovarianos • Pander (1817) estudou os folículos germinais que Remak (1845) denominou de folhetos embrionários • Hertwig (1875) descreveu as fases do processo de fecundação • Século XX: Técnicas de Embriologia Experimental Vogt (1929); Roux (1850-1924); Driesch (1876 – 1941); Morgan (1866- 1945) História • Leonardo da Vinci foi o primeiro a fazer uma representação gráfica do feto humano (1452-1519) História • Wilhelm His (1831-1904): primeiro cientista que estudou o embrião humano de modo sistemático. • Herting e Rock (década de 1940) estudaram e obtiveram imagens de embriões humanos em fases inicias do desenvolvimento História • L. Street (1942-1948) lançou as bases do sistema de estagiamento de embriões humanos usado atualmente e que foi revisado em 1973 e 1987 por O’Rahilly. • Com advento da fertilização in vitro (anos 1970) os estágios iniciais do desenvolvimento humano foram analisados. Embriologia O ciclo de vida humano Embriologia do SN Ontogênese Embriologia Tuba uterina Um dia após a fecundação: divisões mitóticas do zigoto até se formar uma pequena esfera sólida = mórula Ao atingir o útero a mórula continua se dividindo, formando uma cavidade chamada blastocele Nesta fase a mórula passa a ser chamada de blástula No final da 1º semana a blástula está firmemente inserida na parede do útero: blastócito Forma-se uma nova cavidade, cavidade amniótica Embriologia Tuba uterina Um dia após a fecundação: divisões mitóticas do zigoto até se formar uma pequena esfera sólida = mórula Ao atingir o útero a mórula continua se dividindo, formando uma cavidade chamada blastocele Nesta fase a mórula passa a ser chamada de blástula No final da 1º semana a blástula está firmemente inserida na parede do útero: blastócito Forma-se uma nova cavidade, cavidade amniótica Embriogênese Gastrulação Uma estrutura plana em forma de fita, constituída por dois folhetos de células, separa agora a cavidade amniótica da blastocele Folheto mais interno é o endoderma e externo é o ectoderma que dará origem ao sistema nervoso. O conjunto dos dois folhetos é a forma mais precoce do embrião. 2º para 3º semana de gestação: células do ectoderma proliferam intensamente e migram para dentro de um orifício, esta invaginação do ectoderma forma o terceiro folheto embrionário: mesoderma Embriogênese Uma região do ectoderma:Neuroectoderma → Adquiriu identidade neural → NEURULAÇÃO Interação do mesoderma com neuroectoderma: proliferação e alongamento das células tornando-as cilíndricas → região mais espessa = Placa Neural Dobramento da placa neural em torno do sulco neural O dobramento da placa acentua-se e ela se fecha formando o tubo neural, algumas células formam duas lâminas longitudinais : cristas neurais Placa neural, tubo neural e cristas: estruturas precursoras do SN Folhetos Embrionários Tubo neural: SNC Cristas: SNP 1º mês de gestação: Quando o tubo neural completa seu fechamento, a extremidade craniana vai se dilatando formando as vesículas encefálicas primitivas: a mais anterior= prosencéfalo, a do meio = mesencéfalo e a posterior rombencéfalo. O espaço entre as vesículas é ocupado por um fluido orgânico e dará origem aos ventrículos cerebrais. 2ª mês de gestação: o tubo encurva-se e as vesículas subdividem-se passando a ser 5 Tubo neural: SNC Cristas: SNP Embriogênese Posterior ao mielencéfalo o tubo neural transforma-se gradativamente na medula espinal primitiva Sistema Nervoso Central Essas Essas transformações morfogenéticas do SNC ocorrem nos primeiros 4 meses de gestação. Vesículas primitivas e principais estruturas anatômicas SNC: Encéfalo e Medula Espinal Encéfalo: Cérebro (telencéfalo e diencéfalo), cerebelo e tronco encefálico (mesencéfalo, ponte, bulbo) SNC : encéfalo e medula espinal Encéfalo: cérebro (telencéfalo e diencéfalo), tronco encefálico (mesencéfalo, ponte e bulbo) e cerebelo Essas Essas Essas Essas 4º-5º mês de gestação as principais estruturas anatômicas já estão constituídas. Córtex cerebral e córtex cerebelar são lisos e seus crescimentos ocorrem de forma mais rápida do que da caixa craniana → formação das dobraduras: giros e folhas e os sulcos e fissuras. SNC Com a medula ocorre o inverso: A coluna vertebral e o canal ósseo que a envolvem se alongam mais que a medula, com isso a extremidade inferior localiza-se na altura das primeiras vértebras lombares. Medula Espinal O SNP tem sua origem a partir das cristas neurais que se formam ao longo do tubo neural quando ele se fecha. As cristas também possuem células-tronco, participando da formação de outros tecidos. Ao se proliferarem as células das cristas migram para longe do tubo neural. Durante o trajeto algumas se agrupam, fixam e formam os gânglios espinais e autonômicos que emitem axônios compactados em fascículos, constituindo os nervos. Também são originadas a partir da crista neural as células da glia responsáveis pela formação da bainha de mielina A porção medular da glândula suprarrenal também tem essa origem embrionária. Sistema Nervoso Periférico Quando inicia a atividade do SN Linha do tempo o 6ª semana: atividade bioelétrica produzida pelos neurônios jovens ( impulsos de células isoladas, sinapses surgem mais tarde) o 8ª e 9ª semanas: intensa proliferação e migração das células. Córtex cerebral ainda liso sem circunvoluções e dois hemisférios permanecem separados. o 10ª semana: formação comissura anterior o 12ª semana: formação do corpo caloso o 13ª semana: primeiros movimentos do feto podem ser sentidos pela mãe sugerindo a entrada e funcionamento dos músculos Linha do tempo o 16ª semana: surgem primeiros sulcos corticais e após começam a se formar as primeiras sinapses = formação dos circuitos neurais o 23ª semana: o feto prematuro já pode sobreviver fora do útero desde que assistido em unidades hospitalares. Inicio das respostas a estímulos mecânicos: amadurecimento funcional das vias sensitivas o 28ª semana: registros de respostas cerebrais a sons externos já são possíveis: entrada e funcionamento do sistema auditivo o 32ª semana: começa a controlar de forma autônoma sua respiração e temperatura corporal. Bebês prematuros grande probabilidade de sobrevivência Linha do tempo Linha do tempo Quando acaba o desenvolvimento? O cérebro envelhece? o Não conseguimos determinar um momento preciso que o SN se torna adulto o Continua a transforma-se durante toda a vida adulta o Considera-se o processo de mielinização como estágio final da maturação o O SN é atingido pelo envelhecimento: gradativa degeneração até colapso funcional e morte o Tamanho menor, resultando em menor peso o Alguns giros são mais finos e separados por sulcos mais abertos e profundos o Os ventrículos e demais cavidades cerebrais são mais largos, o que resulta em menor espessura das regiões corticais. Esses sinais macroscópicos de atrofia podem ser identificados nos indivíduos vivos utilizando técnicas de imagem como a tomografia computadorizada': e a ressonância magnética': e, após a morte, pela inspeção direta do cérebro. o As alterações não ocorrem igualmente em todo o cérebro: geralmente são maiores nas regiões frontais e temporais, justamente as que estão envolvidas com as funções cognitivas mais sofisticadas, que necessitam da memória para sua operação normal. o Presença, no espaço extracelular, de pequenos depósitos de material denso e fragmentos de neurônios formando as chamadas placas senis o Neurônios com novelos de neurofibrilas no citoplasma: desorganização do citoesqueleto neuronal. o Queda no número de neurônios em diferentes regiões: calcula-se que, aos 90 anos, cerca de 10% dos neurônios do córtex cerebral foram perdidos o Densidade sináptica menor (i.e., o número de sinapses por unidade de volume cerebral). o Nas diversas regiões da substância branca, o número de fibras mielínicas declina acentuadamente, podendo atingir 40% de perda aos 90 anos. o Diminuição do metabolismo de oxigênio no cérebro, causado por uma redução do fluxo sanguíneo, especialmente na substância cinzenta Implicações clínicas do envelhecimento o pequenos lapsos de memória, o menor velocidade de raciocínio e episódios passageiros de confusão o dificuldades de locomoção, o falta de equilíbrio, o mãos trêmulas, o insônia noturna com sonolência diurna e o outras manifestações consideradas naturais da velhice Dúvidas? Slide 1: Embriologia do Sistema Nervoso Profa. Caroline Ribeiro de Souza Slide 2: Na aula de hoje Filogenética: é a história evolutiva de uma ou mais espécies, a qual pode ser representada por meio da árvore filogenética Ontogênese: Embriogênese do SN Slide 3: Embriologia do SN Filogenética Slide 4 Slide 5: Homo sapiens “homem inteligente” Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14: Embriologia do SN Slide 15: Embriologia Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19 Slide 20 Slide 21 Slide 22 Slide 23 Slide 24 Slide 25 Slide 26: Embriologia do SN Ontogênese Slide 27: Embriologia Slide 28: Embriologia Slide 29: Embriogênese Slide 30: Embriogênese Slide 31: Folhetos Embrionários Slide 32: Embriogênese Slide 33: Sistema Nervoso Central Slide 34: Vesículas primitivas e principais estruturas anatômicas Slide 35 Slide 36 Slide 37 Slide 38 Slide 39: SNC Slide 40: Medula Espinal Slide 41: Sistema Nervoso Periférico Slide 42: Quando inicia a atividade do SN Slide 43: Linha do tempo Slide 44: Linha do tempo Slide 45: Linha do tempo Slide 46: Linha do tempo Slide 47: Quando acaba o desenvolvimento? O cérebro envelhece? Slide 48 Slide 49 Slide 50 Slide 51: Implicações clínicas do envelhecimento Slide 52: Dúvidas?
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