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Material de revisão – NEURÔNIOS. Monitor: Elias Germano de Oliveria Júnior. • Células do Sistema Nervoso (SN). Constitui-se pelos neurônios (que são as unidades sinalizadoras básicas do SN) e células da glia (que são as células de suporte). 01. Neurônios. São a unidade funcional do SN e são responsáveis pela condução dos sinais elétricos, constituídos por corpo celular, dendritos e axônios. Podendo ser classificados quanto à sua estrutura e função. Classificação estrutural: Dá-se pelo número de processos originados do corpo celular. I. Multipolares. Possuem mais de 2 prolongamentos. São eferentes/motores – - Eferentes somáticos (impulsos voluntários – esquelético). - Eferentes Viscerais (impulsos involuntários – músculo liso, fibras de purkinge (neurônios piramidais) e glândulas). II. Pseudopolares. Possuem um único processo, que é o axônio (pois, o dendrito se fundiu a ele no desenvolvimento). “Vias de sensibilidades gerais”. São sensoriais/aferentes, possuindo um ramo periférico e outro central, que vai para a medula espinal. - Aferentes somáticos (dor, temperatura, tato e pressão). - Aferentes viscerais (dor e outras sensações que partem dos órgãos internos). Obs. O corpo está próximo ao SNC. III. Bipolares. Possuem duas fibras relativamente iguais que se estendem do corpo celular (sendo um axônio e um dendrito). São os sensoriais/aferentes da olfação ou da visão (retina e epitélio olfatório). “Vias de sensibilidades especiais”. IV. Anaxônicos. Não possuem axônio aparente. São os interneurônios. Obs. Os neurônios sensoriais conduzem informação sobre temperatura, pressão, luz e outros estímulos dos receptores sensoriais do SNC. Classificação funcional: Podem ser sensoriais, interneurônios (encontram- se apenas dentro do SNC, com funções autonômicas e emocionais) e eferentes. Partes de um neurônio: Sinal de entrada → Integração → Sinal de saída. I. Corpo celular/Soma. É o centro de controle, mas geralmente é pequeno. Muito importante por conter o DNA molde para a síntese proteica. Possuem um núcleo e as organelas necessárias para direcionar a atividade celular. Além disso, possui um citoesqueleto extenso que se estende para o interior do axônio e dos dendritos. II. Dendritos. São processos finos e ramificados que recebem os sinais de entrada. Além de aumentar a área de contato para que o neurônio se comunique com os outros. Além disso, ainda possuem os espinhos dendríticos (o que aumenta ainda mais a superfície). Obs. A função primária dos dendritos no SNP é receber informações. No entanto, no SNC, os espinhos dendríticos podem funcionar como compartimentos independentes, enviando sinais de ida e volta para outros neurônios do encéfalo (inclusive, muitos deles tem polirribossomos, podendo produzir sua própria proteína). Obs. As alterações morfológicas dos espinhos dendríticos são associadas tanto a processos de aprendizagem e memória, quanto a várias patológicas, incluindo alterações genéticas que ocasionam deficiência intelectual e doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer. III. Axônios. Origina-se do cone axonal e conduz os sinais de saída (seja ele químico ou elétrico). Possuem em seu citoplasma fibras e filamentos, mas não possuem ribossomos nem retículo sarcoplasmático (por isso, as proteínas que carregam através do transporte axonal são do corpo celular). - Transporte axonal: Pode ser lento ou rápido. A. Lento – Transporta materiais do corpo para o axônio que não são consumidos rapidamente, como enzimas e proteínas do citoesqueleto. B. Rápido – Esse ainda se subdivide em anterógrado (para frente – transporta vesículas e mitocôndrias do corpo celular para o terminal axonal) e retrógrado (para trás – transporta componentes celulares velhos para reciclagem do terminal axonal para o corpo celular). Obs. Há algumas evidências de que fatores de crescimento neuronal e alguns vírus também chegam ao corpo celular pelo transporte retrogrado. Obs. OS neurônios que secretam neuro-hormônios terminam perto dos vasos sanguíneos, para que os neuro-hormônios possam entrar na circulação. Os axônios dos neurônios podem se dividir em ramos denominados de colaterais. Neurônios eferentes possuem terminações espeças, denominadas de terminal axonal. Enquanto os neurônios autonômicos possuem regiões espessas durante o axônio, denominada de varicosidades. Inclusive, tanto o terminal axonal quanto as varicosidades possuem neurotransmissores. Obs. Os axônios longos dos neurônios sensitivos e motores são agrupados a tecido conectivo, formando nervos, os quais podem ser eferentes, aferentes ou mistos. Sinapse. Região onde um terminal axonal se comunica com a célula-alvo pós-sináptica (pode ser um neurônio ou células efetoras, como muscular e glandular). (Célula pré-sináptica – fenda sináptica – célula pós- sináptica). I. Sinapse química. São unidirecionais. A grande maioria das sinapses é desse tipo. Há a liberação de sinais químicos, que se difundem na fenda sináptica e se ligam a um receptor pós- sináptico. II. Sinapse elétrica. São bidirecionais e mais rápidas que as químicas. Dão-se por meio de junções comunicantes. 02. Células da Glia. São células que dão suporte físico e bioquímico aos neurônios, além de os ultrapassarem em quantidade e serem substituíveis. Possuem tipos específicos para o SNC e para o SNP, que são: I. SNC – oligodendrócitos, micróglia, astrócitos e células ependimárias. II. SNP – células de Schwann e células satélites. 1. Células de Schwann. Rica em lipídeos (colesterol e esfingolipídios). Mantêm e isolam os axônios dos SNP por meio da formação de bainha de mielina (além de acelerar a transmissão de sinais. Obs. Neuregulina regula o espessamento da mielina. Cada célula de Schwann produz bainha de mielina de apenas um axônio. Os nódulos de Ranvier são os espaços entre as bainhas de mielina, importantes na transmissão de sinais elétricos ao longo do axônio. 2. Células Satélites. Formam capsulas de suporte ao redor dos corpos dos neurônios localizados nos gânglios, circundando-os. Presente no SNP. Obs. Acredita-se que podem auxiliar no funcionamento dos neurônios e podem agir como uma barreira protetora. 3. Oligodendrócitos. Cada oligodendrócito “interage” com vários neurônios. Pois, cada um ramifica-se e forma mielina ao redor de uma porção contendo vários axônios. Mantêm e isolam os axônios do SNC por meio da formação da bainha de mielina (além de acelerar a transmissão de sinais), responsável pelo isolamento elétrico. 4. Astrócitos. São maiores e recobrem os nódulos de ranvier. São células altamente ramificadas e em maior quantidade no encéfalo. Estão associadas às sinapses (onde capturam e liberam substâncias químicas), abastecem os neurônios com substratos para a produção de ATP e ajudam a manter a homeostasia do líquido extracelular do SNC, captando K+ e água. Ademais, algumas extremidades dos astrócitos cercam vasos sanguíneos e fazem parte da barreira hematoencefálica, que regula o transporte de materiais entre o sangue e o líquido extracelular. 5. Micróglia. Na verdade, não são tecidos neurais, mas sim células especializadas do sistema imune que residem permanentemente no SNC que, quando ativadas, removem células danificadas e invasoras. Obs. Acredita-se que, às vezes, quando ativadas, as micróglias liberam espécies reativas de oxigênio (ERO’s), as quais são danosas, pois formam radicais livres. Acredita-se, ainda, que o estresse oxidativo causado pelas ERO’s contribui para o desenvolvimento de doenças neurodegenerativas, como a esclerose lateral amiotrófica (ELA, também conhecida como “Doença de Lou Gehrig”). 6. Células Ependimárias. É um tipo de célula especializada (cuboides e colunares)que cria uma camada epitelial com permeabilidade seletiva, o epêndima (que é uma fonte de células-tronco), o qual separa os compartimentos líquidos do SNC, como os ventrículos. São células colunares especializadas que produzem o LCR e permite seu movimento graças a presença dos cílios. Obs. Os fatores de crescimento e tróficos/nutritivos, derivados de células da glia, auxiliam na manutenção dos neurônios e os guiam durante o seu reparo e desenvolvimento. Obs. Plexo coroide é formado pelas células ependimárias modificadas + capilares. As células-tronco podem reparar neurônios danificados? Se o corpo celular for rompido, o neurônio morre. Entretanto, se houve uma lesão apenas no axônio, a parte lesada se degenera (micróglia) e o corpo celular, assim como o axônio ligado a ele, sobrevivem. Assim, quando ocorrer a lesão, as células de Schwann mandam sinais químicos para o corpo celular, avisando que ocorreu a lesão. O axônio conectado ao corpo celular irá fechar sua membrana, ficando inchado (conforme organelas e filamentos transportados via transporte axonal se acumulam). Obs. Se o neurônio lesado por motor, haverá paralisia permanente dos Mm. esqueléticos inervados por esse neurônio. No entanto, se o neurônio lesado por sensitivo, o sujeito perde a sensibilidade (insensibilidade ou formigamento) na região inervada pelo neurônio. Obs. As células da glia do SNC tendem a selar e a cicatrizar a região danificada, e as células danificadas do SNC secretam fatores que inibem o novo crescimento axonal. Receptor sensorial → Sinal de entrada → Centro integrador → Sinal de saída → Efetor → Resposta. Obs. Sob algumas condições, os axônios no SNP podem se regenerar e reestabelecer suas conexões sinápticas. As células de Schwann secretam fatores neurotróficos que mantêm o corpo celular vivo e que estimulam o crescimento do axônio. A porção em crescimento do neurônio se comporta de maneira muito similar com o cone de crescimento de um axônio em desenvolvimento, seguindo sinais químicos na matriz extracelular ao longo do seu caminho anterior até o axônio formar uma nova sinapse com sua célula-alvo. Obs. Existe uma camada de células indiferenciadas, denominada de neuroepitélio, que revestem o lúmen do tubo neural (estrutura que, posteriormente, formará o encéfalo e a medula espinal). Algumas dessas células migram para fora do neuroepitélio e se diferenciam em neurônios e outras permanecem não especializadas. Mapa mental do Sistema Nervoso (I). Mapa mental do Sistema Nervoso (II): Doença de Alzheimer (DA). O 1º paciente foi em 1906 que, após sua morte, o psiquiatra e neuropatologista, Alois Alzheimer, identificou alterações típicas da doença, como Placas Senis (contendo agregados β-amiloides) e Emaranhados Neurofibrilares (contendo a proteína TAU). Sabe-se que a DA é a causa mais frequente de demência (60-70%) e vem aumentando nos últimos anos, relacionando-se ao envelhecimento global (apesar dos EUA, Inglaterra e França terem uma discreta diminuição). É uma doença neurodegenerativa progressiva. • Fisiopatologia: A proteína percursora amiloide é uma proteína presente em cérebros saudáveis, abundante nas sinapses e codificada por um gene que se encontra no cromossomo 21. Tendo como funções a regulação da formação de sinapses, a plasticidade neural, a atividade antimicrobiana e o transporte de ferro. A proteína é clivada por enzimas pertencentes aos grupos ϒ e β secretases, gerando peptídeos β- amiloides (processo denominado de via- amiloidogênica. Após formados, esses peptídeos são liberados no espaço extracelular e são altamente propensos a agregação (principalmente quando estamos acordados, sendo sua eliminação predominantemente quando estamos dormindo, justamente por isso que a privação de sono aumenta a chance de desenvolver Alzheimer). Obs. Os peptídeos β-amiloides possuem função biológica, como o funcionamento das sinapses. Seus agregados é que geram a forma patológica associada à DA, pois são neurotóxicos. Dessa forma, peptídeos β-amiloides não são tóxicos, mas sim seus agregados (pela maior facilidade de se dispersar pelo cérebro), inclusive, os oligômeros são mais tóxicos ainda. Obs. O processo de clivagem da proteína amiloide ocorre, principalmente, nos endossomos do interior do neurônio. Tanto que, são os endossomos as primeiras organelas a apresentarem sinais de neuropatologia na DA. Anotações Extras: Mutações no gene da presenilina 1 e 2 aumentam as chances de aparecer aglomerados β-amiloides, pois elas atuam ativando as ϒ e β secretases. Outra forma de gerar acúmulo é pelo fato da presenilina acidificar o lisossomo (logo, se está mutada, não haverá essa acidificação, impedindo que o lisossomo não consiga processar os peptídeos). A proteína TAU é fundamental na estabilidade dos microtúbulos nos axônios. A fosforilação excessiva dessa proteína pode acabar formando os emaranhados neurofibrilares, os quais se dissociam dos microtúbulos e formam agregados insolúveis. Esses microtúbulos sem a proteína TAU se tornam instáveis, favorecendo a desestabilização celular (além disso, eles também participam do transporte intracelular – Taupatia). As formas oligoméricas solúveis parecem ser mais tóxicas para os neurônios, pois podem ser transmitidas por sinapses, dispersando a doença. Além de alterar a atividade oxidativa mitocondrial, favorecendo o desbalanço energético e formação de radicais livres. Tanto a taupatia, quanto a agregação dos peptídeos β-amiloides geram morte neuronal, perda de sinapses, danos mitocondriais e estresse celular. A Apolipoproteína E é produzida nos astrócitos e transporta colesterol para os neurônios (importante para a membrana celular). Ela, nos neurônios, favorece o agrupamento das proteínas precursoras amiloides e favorece a formação dos peptídeos β- amiloides. Já no espaço extracelular, interage com os peptídeos β-amiloides e favorece a agregação (além de ativar o sistema imune). Mutações nessa proteína podem ser benéficas (pois ↓ o risco da doença e favorece o envelhecimento cognitivo saudável) ou podem ser prejudiciais (pois ↑ o risco de surgimento tardio da doença).