Desenvolvimento Neural e Sistema Nervoso

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CURSO DE GRADUAÇÃO EM FISIOTERAPIA 
LABORATÓRIO MORFOFUNCIONAL 
Módulo V: Percepção, Consciência e Dor 
ROTEIRO 1 
DATA: 08/03/2024
	
	
	Professores: Profª. Sabrina Cartagenes, Prof. Juan Rivera e Prof. Pedro Castro
	
Objetivo 1 – Descrever as etapas principais do desenvolvimento neural, relacionando coma formação das regiões anatômicas do encéfalo. O desenvolvimento neural ocorre a partir do espessamento do ectoderma, o qual origina a placa neural e a mesma cresce progressivamente e adquire um sulco chamado de sulco neural, o qual se aprofunda para formar a gota neural. Os lábios da goteira neural se fundem para formar o tubo neural e em seguida o ectoderma não diferenciado se fecha sobre o tubo neural e nesse ponto é formada uma lâmina longitudinal denominada crista neural. O tubo neural origina elementos do SNC, onde em suas extremidades apresentam 3 dilatações (vesículas primordiais) chamadas de prosencéfalo, mesencéfalo e rombencéfalo e o restante torna-se medula primitiva. Do prosencéfalo forma-se o telencéfalo e o diencéfalo. Do Rombencéfalo forma-se o metencéfalo(cerebelo e ponte) e mielencéfalo (bulbo).
Enquanto a crista a elementos do SNP.
 
	PROSENCÉFALO: Porções laterais aumentam e recobrem a porção central, originando o TELENCÉFALOe o DIENCÉFALO. 
MESENCÉFALO: desenvolve-se sem subdividir-se e sua luz permanece como um canal estreitado. 
ROMBENCÉFALO: subdivide-se em METENCÉFALO e MIELENCÉFALO.
	
QUESTÃO PROBLEMA 1: Essas duas últimas subdivisões correspondem a quais regiões anatômicas? 
O metencéfalo se tornará o cerebelo e a ponte, enquanto o mielencéfalo se tornará o bulbo.
Objetivo 2 – Descrever a divisão anatômica e funcional do sistema nervoso: 
DIVISÃO ANATÔMICA
Sistema Nervoso Central (SNC): Ele é dividido em medula espinhal e encéfalo. O encéfalo por sua vez é dividido em cérebro, tálamo, hipotálamo, mesencéfalo, ponte, cerebelo e bulbo.
Sistema Nervoso Periférico (SNP): Ele é dividido em nervos, gânglios e terminações nervosas livres. Os nervos são responsáveis por ligar o SNC aos outros órgãos periféricos e são divididos em espinhais e cranianos.
DIVISÃO FUNCIONAL
Sistema Nervoso Somático: Seus componentes são aferentes e eferentes.
Sistema Nervoso Visceral: Tem componente eferente que é dividido em sistema nervoso autônomo, que subdivide-se em simpático e parassimpático.
QUESTÃO PROBLEMA 2: Um neurônio pode estar ao mesmo tempo no sistema nervoso central e periférico? Justifique 
Sim, apesar de o SNC ser considerado o sistema nervoso que está envolto por um arcabouço ósseo, como o crânio e as vértebras, e o SNP aquele que não está nessas mesmas condições, temos que os nervos e raízes nervosas - localizadas no SNP - precisam penetrar nas estruturas ósseas supracitadas para formar conexões com o SNC.
Objetivo 3- O sistema nervoso é formado por células especializadas. Descreva a morfologia e função das principais células neurais e gliais. Identificar dendritos, pericário e axônios. O que são espinhas dendríticas e sua função? Identifique o neurópilo onde encontram-se as células da glia. Quais são essas células e suas funções. 
Neurônios: São células responsáveis por transmitir impulsos nervosos ao cérebro. A morfologia dos neurônios baseia-se no seu corpo celular (pericário), que contém o seu núcleo e a maior parte das organelas celulares. 
Os dendritos têm a função de serem receptores de estímulos que basicamente são ramificações que se estendem a partir do corpo celular e recebem sinais de outros neurônios e células sensoriais. Eles têm pequenas protuberâncias chamadas de espinhas dendríticas, as quais têm a função de aumentar a superfície de contato desse receptor, além de ter um papel importante na plasticidade sináptica. 
O axônio é um prolongamento único, geralmente mielinizado, que tem a função de transmitir os impulsos nervosos do corpo celular para outras células.
Células de Glia: 
Oligodendrócitos: Possuem múltiplos prolongamentos que envolvem os axônios e formam a bainha de mielina.
Células de Schwan: Também envolvem o axônio e produzem a bainha de mielina (do SNP).
Astrócitos: Possuem uma forma estrelada com diversos prolongamentos e tem a função de servir como suporte estrutural dos neurônios, regular o ambiente químico e participar da cicatrização de lesões no sistema nervoso.
Micróglias: São células pequenas que possuem ramificações finas e irregulares. A sua principal função é realizar a fagocitose, desempenhar um papel na resposta imune e na modulação de inflamações no SNC
O neurópio é uma região do tecido nervoso onde ocorre a interação dos neurônios e das células de glia como a comunicação sináptica, o processamento de informações e a regulação da região extracelular.
Objetivo 3.1 - Nas figuras abaixo podemos visualizar diferentes tipos de neurônios quanto a forma de seus pericários e quanto a seus prolongamentos. Identifique cada um deles com suas características, identifique as estruturas assinaladas, e cite o órgão ao qual pertence esses neurônios: 
FIGURA 1 FIGURA 2
Figura 1: É uma célula de Purkinje, geralmente localizada no cerebelo. Elas são composta pelo pericário, aproximada 180.000 espinhas dendríticas que se estendem a partir dos dendritos, terminais axonais
Figura 2: É um neurônio piramidal, que pode ser localizado principalmente no córtex cerebral. Ele é caracterizado pelo seu Pericário (C) em formato de pirâmide, o seu único axônio (D), o seu dendrito apical (B) um filamento que se ramifica diversas vezes, e suas espinhas dendríticas (A).
Objetivo 3.2. Na figura abaixo identifique quais são as células da glia, e quais são os neurônios, e identifique também o material histológico que está entre essas células. 
As formas mais volumosas e pigmentadas - corpúsculos de nissl - com núcleos pálidos e nucléolos aparentes são os pericários dos neurônios. Já as formas pequenas semelhantes a pontos são os núcleos das células da neuroglia. O restante da região sem pigmento representa os axônios dos neurônios e citoplasma das gliais.
Objetivo 4- Observar na lâmina de córtex corada pela prata, os astrócitos protoplasmáticos e osfibrosos, citando suas localizações. Quais as funções dos astrócitos?Quais as outras células gliais e quais suas funções? Temos mais neurônios ou células da glia?
Os astrócitos fibrosos - com prolongamentos em menor quantidade e mais longos - se localizam preferencialmente na substância branca e os astrócitos protoplasmáticos - com prolongamentos mais numerosos e mais curtos - na substância cinzenta. Os astrócitos envolvem as sinapses restringindo a difusão de neurotransmissores, removem ativamente os neurotransmissores da fenda sináptica por meio de proteínas especiais em sua membrana, controlam as concentrações de substâncias no meio extracelular e fazem a sustentação dos neurônios.
Objetivo 5. A figura abaixo mostra um oligodendrócito. Com base na figura descreva a função dessa célula e a forma como ela se relaciona com os axônios.
Os oligodendrócitos possuem múltiplos prolongamentos que envolvem os axônios e formam a bainha de mielina.
Objetivo 6 – Diferenciar um potencial graduado de um potencial de ação e descrever suas fases; 
O potencial graduado é um tipo de alteração no potencial de membrana que acontece em resposta a estímulos sinápticos. Já o potencial de ação é uma alteração rápida e temporária no potencial de membrana dos neurônios e células musculares excitáveis. É uma rápida de despolarização, seguida por uma repolarização e uma hiperpolarização de uma célula em repouso. Alguma alteração ou perturbação (estímulo) ocorre - canais iônicos se abrem - influxo de sódio na célula devido aos gradientes de concentração e gradiente elétrico - ao atingir o limiar de excitabilidade, ocorre a despolarização - gradiente de concentração e o gradiente elétrico se igualam - canais de potássio se abrem - célula entra no processo de repolarização - célula hiperpolariza - começa atuar a bomba de Na+/ / K+ ATPase, a célula retorna a sua eletronegatividade normal, ao seu potencialde repouso.
Objetivo 6.1 - Caracterizar os canais iônicos 
neuronais; 
Os canais iônicos são estruturas proteicas presentes na membrana celular que facilitam o transporte seletivo de íons específicos através da membrana. Estes canais possuem a capacidade de se abrir e fechar, atuando como "portões", em resposta a alterações no ambiente celular. Existem vários tipos de canais iônicos, cada um com mecanismos de regulação distintos. 
Entre eles, estão os canais iônicos dependentes de voltagem, que respondem a mudanças no potencial elétrico através da membrana celular; os canais ativados por ligantes, que são sensíveis à ligação de moléculas específicas, como neurotransmissores ou hormônios; os canais dependentes de ação mecânica, que abrem em resposta a forças físicas, como pressão ou estiramento da membrana; e os canais de repouso, que estão abertos em condições basais e fecham em resposta a estímulos específicos.
Essa variedade de canais iônicos permite que as células respondam a uma ampla gama de sinais ambientais e intracelulares, regulando assim o fluxo de íons e desempenhando um papel fundamental em processos fisiológicos como a transmissão de sinais nervosos, contração muscular, regulação do batimento cardíaco e muitos outros.
Objetivo 6.2 - Explicar como é mantido o 
potencial de membrana em repouso; 
A membrana do neurônio mantém uma carga elétrica constante conhecida como potencial de repouso. Como ocorre em todas as células, o interior do neurônio é negativamente carregado em relação ao exterior, criando uma diferença de potencial que é mantida constante devido ao fluxo contínuo de íons através da membrana. O sinal elétrico utilizado pelo neurônio como unidade de informação é chamado de impulso nervoso ou potencial de ação. O potencial de repouso é mantido pelo grande fluxo de íons de potássio (K+) para fora do neurônio, enquanto o fluxo de íons de sódio (Na+) e cloreto (Cl-) para dentro é pequeno, e os ânions orgânicos permanecem relativamente estacionários.
Objetivo 6.3 - Descrever o funcionamento da 
condução contínua e saltatória do impulso 
nervoso; 
A diferença entre esses dois tipos de propagação está principalmente relacionada à forma como o impulso é transmitido ao longo dos axônios, que são as estruturas responsáveis pela condução dos sinais elétricos no sistema nervoso.
1. Condução Contínua:
Na condução contínua, o impulso nervoso se propaga ao longo de todo o comprimento do axônio, de forma contínua e gradual. Nesse processo, os canais de íons presentes na membrana do axônio abrem e fecham sequencialmente, permitindo que os íons (principalmente sódio e potássio) fluam e causem uma despolarização e repolarização sucessivas ao longo do axônio. Essa propagação contínua ocorre em axônios não mielinizados, que são envolvidos apenas pelas células de Schwann. A condução contínua é mais lenta em relação à condução saltatória.
2. Condução Saltatória:
Na condução saltatória, o impulso nervoso salta de um nódulo de Ranvier para outro ao longo do axônio mielinizado. A mielina é uma substância isolante produzida pelas células de Schwann ou pelos oligodendrócitos, que envolve o axônio em segmentos intercalados chamados de nódulos de Ranvier. Essa estruturação intercalada permite que o impulso salte de um nódulo para outro, pulando a parte mielinizada do axônio. Essa forma de propagação é mais rápida e eficiente do que a condução contínua, pois a mielina atua como um isolante elétrico, impedindo a dissipação do sinal elétrico e permitindo que o impulso seja transmitido mais rapidamente. A condução saltatória é comum em axônios mielinizados, encontrados em fibras nervosas de maior diâmetro.
Objetivo 6.4 - Reconhecer os fatores que 
afetam a velocidade de propagação do impulso 
nervoso.
1. Diâmetro do axônio: A velocidade de propagação do impulso nervoso é diretamente proporcional ao diâmetro do axônio. Axônios de maior diâmetro proporcionam uma condução mais rápida, pois têm uma menor resistência ao fluxo de corrente elétrica. Isso ocorre porque um maior diâmetro oferece menos resistência ao fluxo iônico e permite uma maior eficiência na propagação do sinal elétrico.
2. Mielinização: A presença de mielina, uma substância isolante que envolve os axônios em segmentos intercalados chamados de nódulos de Ranvier, acelera a velocidade de propagação do impulso nervoso. A mielina atua como um isolante elétrico, permitindo que o impulso salte de um nódulo de Ranvier para outro, em um processo conhecido como condução saltatória. Esse tipo de propagação é mais rápido e eficiente em comparação com a condução contínua em axônios não mielinizados.
3. Temperatura: A velocidade de condução do impulso nervoso é afetada pela temperatura. Aumentos na temperatura corporal tendem a aumentar a velocidade de propagação, enquanto reduções na temperatura podem diminuí-la. Isso ocorre porque as reações químicas e os processos elétricos envolvidos na condução do impulso nervoso são influenciados pela temperatura.
4. Estado de saúde: Certas condições de saúde, como doenças que afetam o sistema nervoso, podem prejudicar a velocidade de propagação do impulso nervoso. Por exemplo, doenças desmielinizantes, como a esclerose múltipla, interferem na função da mielina, resultando em uma condução mais lenta dos impulsos nervosos.
5. Distância percorrida: A velocidade de condução do impulso nervoso pode diminuir à medida que o impulso percorre distâncias maiores ao longo do axônio. Isso ocorre devido à dissipação da corrente elétrica e à resistência ao longo do caminho percorrido pelo impulso.
Objetivo 7 - Identificar nas figuras abaixo os componentes de uma sinapse e descrever como ela funciona. Quando um impulso nervoso atinge o final do axônio do neurônio pré-sináptico, chamado de botão sináptico, ocorre a liberação de neurotransmissores na fenda sináptica. Esses neurotransmissores difundem-se até a membrana do neurônio pós-sináptico, onde se ligam a receptores específicos. Esse evento desencadeia uma mudança na permeabilidade da membrana pós-sináptica, gerando um potencial de ação se o limiar de excitação for atingido. O potencial de ação pode então se propagar ao longo do axônio do neurônio pós-sináptico, continuando a transmissão do sinal. Após a transmissão, os neurotransmissores são removidos da fenda sináptica, preparando a sinapse para um novo ciclo de transmissão.
Objetivo 7.1. Diferenciar estrutural e funcionalmente uma sinapse elétrica de uma sinapse química; 
Os neurônios se comunicam uns com os outros em pontos de contato chamados sinapses. Em uma sinapse, um neurônio envia uma mensagem para um neurônio alvo - uma outra célula. A maioria delas são químicas. Na sinapse, o disparo de um potencial de ação em um neurônio—o pré-sináptico—gera a transmissão de um sinal para outro neurônio—o pós-sináptico, —tornando mais ou menos provável que o neurônio pós-sináptico dispare seu próprio potencial de ação.
Na sinapse química, a comunicação é feita por mensageiros químicos- liberação de neurotransmissores. Estas moléculas ligam-se aos receptores na célula pós-sináptica e a tornam mais ou menos propensa a desencadear um potencial de ação.
Na sinapse elétrica, a comunicação ocorre por um fluxo direto de íons entre as células. Em todas as sinapses elétricas, diferentemente das sinapses químicas, na uma conexão física direta entre os neurônios pré e pós-sinápticos.
Essa conexão assume a forma de um canal chamado de junção, que permite que uma corrente — íons — passe diretamente de uma célula para a outra.
A diferença estrutural é que na sinapse química, é necessário a fenda sináptica para transmitir os neurotransmissores que desencadeiam o potencial de ação- abri dou ou fechando os canais iônicos. Já na sinapse física, há a junção que permite que os íons passem diretamente. Por isso, ela é mais rápida que a química. Em muitos casos, elas podem carregar correntes em ambas as direções, diferentemente da química.
Objetivo 7.2. Reconhecer as diferenças entre os receptores de neurotransmissores (ionotrópicose metabotrópicos); 
Os receptores de neurotransmissores de primeira classe são canais iônicos ativados por ligantes, também conhecidos por receptores ionotrópicos. Eles passam por uma mudança na forma quando o neurotransmissor se liga, causando a abertura do canal. Isso pode ser um efeito excitatório ou inibitório, dependendo dos íons que possam passar pelos canais e suas concentrações dentro e fora da célula. Canais iônicos ativados por ligantes são grandes complexos de proteínas. Eles possuem certas regiões que são sítios de ligação para os neurotransmissores, assim como segmentos na membrana para compor o canal.
A ativação de receptores de neurotransmissores de segunda classe só afeta a abertura e fechamento do canal iônico indiretamente. Nesse caso, a proteína que se liga ao neurotransmissor - o receptor de neurotransmissor - não é um canal iônico. Sinalização por meio desses receptores metabotrópicos depende da ativação de diversas moléculas dentro da célula e frequentemente envolve uma via de segundos mensageiros. Por envolver mais passos, a sinalização por receptores metabotrópicos é muito mais lenta que aquela feita por canais iônicos ativados por ligantes.
Objetivo 7.3 – Diferenciar potencial pós-sináptico excitatório de potencial pós-sináptico inibitório; 
Potencial Pós-Sináptico Excitatório (PPSE): Ocorre quando a neurotransmissão resulta em uma despolarização da membrana pós-sináptica, aproximando o potencial de membrana do limiar de disparo. Geralmente, os PPSEs são causados pela abertura de canais iônicos que permitem a entrada de íons positivos (como Na+), aumentando a probabilidade de geração de um potencial de ação.
Potencial Pós-Sináptico Inibitório (PPSI): Ocorre quando a neurotransmissão resulta em uma hiperpolarização da membrana pós-sináptica, afastando o potencial de membrana do limiar de disparo. Geralmente, os PPSIs são causados pela abertura de canais iônicos que permitem a entrada de íons negativos (como Cl-) ou a saída de íons positivos (como K+), reduzindo a probabilidade de geração de um potencial de ação.
Objetivo 7.4 – Explicar os tipos de somação dos potenciais pós-sinápticos (espacial e temporal); 
Somatória Espacial: Ocorre quando os potenciais pós-sinápticos originam-se de diferentes locais ao longo da membrana pós-sináptica e são somados no corpo celular do neurônio pós-sináptico. Isso pode resultar em um potencial de membrana que ultrapassa o limiar de disparo, desencadeando um potencial de ação.
Somatória Temporal: Ocorre quando os potenciais pós-sinápticos são gerados em rápida sucessão no mesmo local da membrana pós-sináptica. Se a frequência desses potenciais for alta o suficiente, eles podem se sobrepor e somar-se para atingir o limiar de disparo, desencadeando um potencial de ação.
Objetivo 7.5 – Distinguir as classes principais de neurotransmissores com base no tamanho (neutrotransmissores de moléculas pequenas e neuropeptídeos). 
Neurotransmissores de Moléculas Pequenas: São neurotransmissores compostos por moléculas pequenas, como acetilcolina, glutamato, GABA, dopamina, serotonina e noradrenalina. Eles são sintetizados nas terminações axônicas dos neurônios e liberados na fenda sináptica em resposta à despolarização da membrana pré-sináptica. São rapidamente degradados por enzimas específicas após a sua liberação.
Neuropeptídeos: São neurotransmissores compostos por cadeias de aminoácidos maiores, conhecidos como peptídeos. Exemplos incluem a substância P, a encefalina e a endorfina. Eles são sintetizados no corpo celular do neurônio e transportados ao longo do axônio até as terminações nervosas, onde são liberados em resposta à despolarização. Os neuropeptídeos tendem a ter efeitos mais duradouros do que os neurotransmissores de moléculas pequenas.
Ver os vídeos: 
https://www.youtube.com/watch?v=L41TYxYUqqs 
https://www.youtube.com/results?search_query=synapse+structure 
https://www.youtube.com/watch?v=OvVl8rOEnc
	Bibliografia Recomendada
	Machado, A. Neuroanatomia funcional. 
Bear, M. Cem bilhões de neurônios. 
Tortora, G. J.; D errickson, B. Princípios de Anatomia e Fisiologia. 
SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. Porto Alegre: ArtMed, c2016, 930 p. ISBN: 9788582714034. 
PAWLINA, Wojciech; ROSS, Michael H. Ross histologia texto e atlas. 8 Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2021
	Formativa extra classe
	Fazer um esquema demonstrando quatro neurônios “conversando”, um neurôniorecebendo informação de dois diferentes neurônios. Um trazendo informação excitatória glutamatérgica, e outro trazendo informação inibitória gabaérgica, os dois fazendo sinapsecom um terceiro neurônio disparando um potencial de ação, que irá estimular por sua vezuma fibra muscular estriada esquelética. No esquema deve ficar claro o papel dos PIPS,ePEPS, das sinapses, com toda a sua estrutura, dos receptores e canais iônicos e dos potenciais elétricos, assim como a forma como os neurotransmissores são eliminados; 
	Data de entrega: 15 de março de 2024. 
Formas de desenvolvimento: desenho em papel
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