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Neuroanatomia Responsável pelo Conteúdo: Prof.ª Dr.ª Aliny Antunes Revisão Textual: Prof.ª Dr.ª Luciene Oliveira da Costa Granadeiro Introdução ao Estudo da Neuroanatomia v1.1 Introdução ao Estudo da Neuroanatomia • Conhecer a origem embriológica das estruturas do sistema nervoso central e suas modificações anatômicas durante a embriogênese do sistema; • Identificar e caracterizar as divisões morfofuncionais do sistema nervoso; • Definir conceitos morfológicos e funcionais dos neurônios; • Definir morfológica e funcionalmente as células da glia e classificá-las. OBJETIVOS DE APRENDIZADO • Morfogênese do Sistema Nervoso; • Neurulação; • Divisão Morfofuncional do Sistema Nervoso; • Arcabouço Ósseo; • Neurohistologia; • Atualidades em Neurociência. UNIDADE Introdução ao Estudo da Neuroanatomia Morfogênese do Sistema Nervoso O homem deve saber que de nenhum outro lugar, mas apenas do en- céfalo, vem a alegria, o prazer, o riso e a diversão, o pesar e o luto, o desalento e a lamentacã̧o. E por meio dele, de uma maneira especial, nós adquirimos sabedoria e conhecimento, enxergamos e ouvimos, sabemos o que é justo e injusto, o que é bom e o que é ruim, o que e ́ doce e o que é insípido... E pelo mesmo órgão nos tornamos loucos e delirantes, e medos e terrores nos assombram... Todas essas coisas nós temos de suportar quando o encéfalo não está sadio... Nesse sentido, opino que é o encéfalo quem exerce o maior poder no homem. Hipoćrates, Da Doenc a̧ Sagrada. Sećulo IV a.C. Quando iniciamos o estudo de um sistema, é importante entendemos a sua origem embriológica, pois assim é possível traçarmos uma linha evolutiva entre a histologia, morfologia e fisiologia para que, então, possamos compreender as anomalias congê- nitas e patologias associadas a cada sistema. A formação embrionária é altamente regulada por fatores genéticos, moleculares e celulares. O desenvolvimento se inicia na fecundação, aproximadamente 14 dias após o início do último período menstrual normal. O processo contínuo começa quando um espermatozoide penetra um oócito (ovócito) e forma um zigoto (óvulo). Podemos divi- dir o desenvolvimento pré-natal em 2 períodos: o período embrionário, que abrange as primeiras oito semanas de desenvolvimento de um embrião, e o período fetal, que começa na nona semana. A análise do cronograma de desenvolvimento pré-natal humano mostra que a maioria dos avanços visíveis ocorre da terceira à oitava semana. Colo uterino Vagina Útero Endométrio Tuba uterina Ovário Ovulação Óvulo Fertilização Esperma Glóbulos polares Núcleo do óvulo Núcleo espermático Zigoto Estágio embrionário 2 células Estágio embrionário de 4 células Estágio embrionário de 8 células Mórula Blastocisto 58 células Blastocisto chocado Blastocisto implantado paritalmente Figura 1 – Etapas do desenvolvimento embrionário. Fases iniciais. Eventos que ocorrem da fecundação a implantação Fonte: Adaptado de Getty Images 8 9 A neuroembriologia proporciona a chave para a compreensão das malformações congênitas do sistema nervoso. A maturação do sistema nervoso progride em uma sequência previsível no tempo exato. Mesmo as lesões breves podem ter um pro- fundo impacto sobre o desenvolvimento posterior do sistema nervoso interferindo nos processos essenciais para iniciar o estágio seguinte de desenvolvimento, é um processo altamente regulado e sincronizado. O sistema nervoso está entre as primeiras estruturas embriológicas a se desenvol- ver e as últimas a se completar. Antes da formação do sistema nervoso, durante a organogênese, na terceira semana de desenvolvimento, o embrião já se diferenciou em três camadas básicas. • Ectoderma: que origina a epiderme e o sistema nervoso; • Mesoderma: que origina os músculos, os vasos e o tecido conectivo; • Endoderma: que origina o trato gastrointestinal, os pulmões e o fígado. Neurulação A formação do sistema nervoso inicia-se em fases bem precoces da embriogênese humana. Logo após a implantação do blastocisto, é possível observar um espessa- mento no ectoderma embrionário, denominado placa neural, na terceira semana embrionária aproximadamente. Essa placa neural passa a apresentar uma região central (sulco) e duas extremidades (pregas) e desenvolve-se sob a influência de sinais moleculares provenientes do mesoderma subjacente e da notocorda. Assim, a placa neural invagina-se, acentuando o sulco neural e, posteriormente, fecha-se por união das pregas, constituindo um tubo neural. Figura 2 – Neurulação Fonte: Adaptado de WASCHKE, 2018 A. e B. A placa neural se expande de ambos os lados da linha média na for- ma de pregas neurais em direção dorsal, e forma o sulco neural. C. Ao início da 3ª semana, as pregas neurais se fundem de modo similar a um “zíper” e formam o tubo neural. D. O tubo neural permanece conectado à cavidade amniótica por algum tempo através dos neuroporos anterior e posterior. 9 UNIDADE Introdução ao Estudo da Neuroanatomia No momento desse fechamento, um grupo de células permanece sobre o tubo, formando a crista neural. Enquanto o tubo neural origina o sistema nervoso central, a crista neural forma os elementos do sistema nervoso periférico (gânglios e nervos), as células de Schwann e outras estruturas não neurais (células pigmentares, odonto- blastos, meninges e componentes musculares e esqueléticos da cabeça). Figura 3 Fonte: Adaptado de MARTINEZ, 2014 Vista dorsal, após remoção do âmnio (A e C), e seccional (B, D, E e F) de embrião em diferentes fases do desenvolvimento (18 dias em A e B; 22 dias em C, D, E e F). Observa-se a invaginação da placa neural, originando o sulco e, posteriormente, o tubo neural. Durante as fases iniciais, antes do fechamento dos neuroporos, como o sistema vascular ainda não está forma- do, a nutrição das células do sistema nervoso em desenvolvimento depende do fluido amniótico que circula em seu entorno. Uma circulação sanguí- nea rudimentar se estabelece no momento do fechamento dos neuroporos, tomando, então, essa função. Ao longo da quarta semana de desenvolvimento, as células na extremidade cefálica do tubo neural proliferam ativamente fazendo-a dilatar-se e formar as três vesículas primárias do encéfalo: • Vesícula do prosencéfalo (encéfalo anterior); • Vesícula do mesencéfalo (encéfalo médio); • Vesícula do rombencéfalo (encéfalo posterior). 10 11 Três vesículas primárias Parede Cavidade Telencéfalo Diencéfalo Mesencéfalo Metencéfalo Mielencéfalo Medula espinal Medula Cerebelo Ponte Mesencéfalo Tálamo Hemisférios encefálicos Ventrículos laterais Terceiro ventrículo Aqueduto do mesencéfalo Parte superior do quarto ventrículo Parte inferior do quarto ventrículo Rombencéfalo (encéfalo posterior) Mesencéfalo (encéfalo médio) Prosencéfalo (encéfalo anterior) Cinco vesículas secundárias Derivados adultos de Paredes Cavidades Figura 4 – Vesículas encefálicas primária e secundária e seus principais derivados no encéfalo adulto Fonte: Adaptado de MOORE, 2018 A extremidade caudal do tubo neural alonga-se e permanece com diâmetro menor; ela formará a medula espinal. À medida que o desenvolvimento continua, as três vesículas primárias formam as cinco vesículas secundárias do encéfalo (na quinta semana). Essas vesículas, de rostral à caudal, são as seguintes: • O prosencéfalo, que se divide em: telencéfalo e diencéfalo; • O mesencéfalo; • O rombencéfalo, que se divide em: metencéfalo e mielencéfalo. Cada vesícula secundária desenvolve-se em componentes específicos do sistema nervoso adulto. Figura 5 Fonte: Adaptado de MARTINEZ, 2014 Desenvolvimento do encéfalo desde o estágio de cinco vesículas (em torno da 5ª semana) até um nível bem avançado – porém ainda incompleto – do desenvolvimento (ao nascimento). Note como a estrutura se torna progres- sivamente maior e mais complexa com o aparecimento de sulcos e giros a partir do 6º mês de gestação. 11 UNIDADE Introdução ao Estudo da NeuroanatomiaConexão clínica: microftalmia, ciclopia e criptoftalmia A microftalmia congênita é um grupo heterogêneo de defeitos dos olhos. O olho pode ser muito pequeno e estar associado a outros defeitos oculares, como uma fenda facial e trissomia do 13, ou pode ter aparência normal. O lado da face afetado é subdesenvolvido, e a órbita pequena. A microftalmia grave resulta de uma inter- rupção do desenvolvimento do olho antes ou logo após a formação das vesículas ópticas na quarta semana. O olho é basicamente subdesenvolvido, e o cristalino não se forma. Se a interferência no desenvolvimento ocorre antes que a fissura retiniana se feche, na sexta semana, o olho é grande, mas a microftalmia estará associada a defeitos oculares grosseiros. Quando o desenvolvimento do olho é interrompido na oitava semana ou durante o período fetal inicial, ocorre microftalmia simples (olho pequeno com anomalias oculares mínimas). Alguns casos de microftalmia são herdados. O padrão hereditário pode ser autossômico dominante ou autossômico recessivo, ou ligado ao X. A maioria dos casos de microftalmia simples é causada por agentes infecciosos (p. ex., vírus da rubéola, toxoplasma gondii, vírus do herpes simples) que atravessam a membrana placentária durante os períodos embrionário tardio ou fetal inicial. A Ciclopia é um defeito raro. Os olhos encontram-se parcialmente ou completa- mente fundidos, formando um único olho mediano encerrado em uma única órbi- ta. Há, normalmente, um nariz tubular (próscide) superior ao olho. A ciclopia (olho único na linha média) e sinoftalmia (fusão dos olhos) representam um espectro de defeitos oculares. Essas anomalias oculares graves estão associadas a outros defeitos craniocerebrais incompatíveis com a vida. A ciclopia parece resultar da ausência de estruturas encefálicas da linha média (holoprosencefalia) que se desenvolve a partir da porção cranial da placa neural. A ciclopia é uma condição hereditária transmitida como um caráter recessivo. A criptoftalmia é um distúrbio raro que decorre da ausência congênita de pálpe- bras; como resultado, os olhos são recobertos por pele. O globo ocular é pequeno e defeituoso, e a córnea e a conjuntiva geralmente não se desenvolvem. Basicamente, o defeito representa a ausência de uma fissura palpebral (fenda) entre pálpebras. Há, em geral, ausência de cílios e de sobrancelhas, além de outros defeitos do olho. Criptoftalmia é uma condição autossômica recessiva, geralmente parte da síndrome da criptoftalmia, que inclui anomalias urogenitais. Fonte: MOORE, 2018 Hora de praticar – Caso clínico 1 Após exames de ressonância magnética e Ecografia transfontanelar, um re- cém-nascido de 34 semanas, peso ao nascer de 1315g, mostrou: ausência de foice cerebral, dos lobos temporais, parietais e occipitais; lobos frontais incompletos e comunicam-se na fossa anterior; ventrículo único, fusão dos tálamos na linha mé- dia, ausência de septo pelúcido; cerebelo reduzido. Conclusão: Holoprocencefalia alobar (MARGOTTO, 2020). 12 13 Figura 6 Fonte: Adaptado de MARGOTTO, 2020 Faça uma discussão sobre os eventos da morfogênese do sistema nervoso que levam a este quadro clínico. • Rubrica: A holoprocencefalia (ocorre em 1/11000 a 1/20.000 nascidos vivos) se deve a uma falha parcial ou completa do procencéfalo primitivo em formar o telencéfalo (hemisférios cerebrais, ventrículos, putamen e núcleo caudado) e o diencéfalo (tálamo, hipotálamo, 3º ventrículo e globus pallidus) entre a 4ª e a 8ª semanas de gestação. Nos casos mais extremos, podemos ter deformidades como ciclopia e, nos casos mais brandos, hipotelorismo (a face fetal se desenvol- ve no mesmo período do cérebro). Muitas destas crianças também apresentam anomalias na linha média (fenda palatina, narina única). A principal causa da holoprocencefalia é o distúrbio cromossômico, ocorrendo entre 40 a 50% dos casos. A trissomia do 13 isoladamente ocorre em 75% dos cariótipos anormais. Vários casos familiares sugerem uma etiologia mendeliana com transmissão autossômica dominante (risco de recorrência de 6%). A holoprosencefalia se subdivide basicamente nas formas alobar, semilobar e lobar: » na forma alobar (64%), a mais severa, há um único ventrículo, os tálamos são fundidos na linha média e há uma ausência do 3º ventrículo. Na ultrasso- nografia na forma alobar, não se visualiza a foice do cérebro e há um único ventrículo central e volumoso. Os tálamos são fundidos; » na variedade semilobar (24%), os dois hemisférios são parcialmente separados posteriormente, mas há ainda uma simples cavidade ventricular; » na holoprocenfalia lobar (12%), a desorganização do cérebro é mais sutil. O cérebro é dividido em dois distintos hemisférios, com a única exceção que é a ocorrência de variável grau de fusão em nível do girus cingulado e dos cornos frontais dos ventrículos laterais. O septo pelúcido é sempre ausente. Na ultrassonografia e tomografia, o diagnóstico diferencial da holoprosencefalia lobar com hidrocefalia associada com lesão secundária do septo pelúcido. Na holoprosencefalia lobar, podemos observar o fórnice na linha média, visualizado dentro do 3º ventrículo. 13 UNIDADE Introdução ao Estudo da Neuroanatomia Tanto a forma alobar como a semilobar apresentam prognóstico ruim, sendo oferecida à gestante a opção da interrupção da gestação antes do limite de viabilidade. Para as gestações que continuam, recomenda-se o tratamento es- tritamente conservador. Quanto ao prognóstico da holoprosencefalia lobar, é incerto; os indivíduos afetados podem ter vida normal, mas o retardo mental e as sequelas neurológicas ocorrem com frequência. A displasia do aqueduto de Sylvius presumivelmente está presente em muitos casos, levando à hidrocefalia. O manto cortical frequentemente apresenta heterotopias e outros sinais de dis- túrbios na migração neuronal. O corpo caloso é geralmente ausente. O cariótipo deve ser sempre realizado nesses casos (associação comum com a trissomia do 13 e trissomia do 18), sendo importante na formulação do risco de recorrência em futuras gestações. Na forma semilobar, o ventrículo único costuma ser um pouco menor em relação à forma alobar (o 3º ventrículo é praticamente incorporado ao ventrículo único). Na forma lobar, observa-se um desenvolvimento variável dos lobos cerebrais e os cornos frontais exibem con- formação com base achatada. O septo pelúcido está ausente. Divisão Morfofuncional do Sistema Nervoso O sistema nervoso humano desempenha uma série de funções e, por isso, apre- senta subdivisões especializadas e fortemente conectadas. Desse modo, é essencial entender toda a anatomia do sistema nervoso para se chegar à compreensão de sua função e das patologias a ele relacionadas. O sistema nervoso pode ser dividido sob os critérios anatômico, embriológico ou funcional, ou usar como base a segmentação do sistema. Se comparado aos demais sistemas orgânicos, parece ser composto de vários dentro de um só, devido à sua complexidade. O critério anatômico baseia-se na disposição das estruturas macroscópicas do sistema nervoso e sua relação com o esqueleto. Assim, com finalidade didática, a Anatomia divide o sistema nervoso em sistema nervoso central (SNC) e sistema ner- voso periférico (SNP). É considerada SNC a parte do sistema nervoso localizada no interior do esqueleto axial, dessa maneira, o encéfalo e a medula espinal localizados, respectivamente, centro da caixa craniana e do canal vertebral, compõem o siste- ma nervoso central. O SNP, a parte fora desse esqueleto, é constituído de nervos e de gânglios nervosos distribuídos pelo corpo humano. Apesar de partes de nervos cranianos e raízes nervosas espinais estarem no interior do esqueleto axial, nervos, gânglios e terminações nervosas formam o SNP, pois a grande maioria deles real- mente fica fora desse esqueleto, distribuída por todo o corpo. Ao analisarmos tanto a divisão embriológica quanto a morfológica (anatômica), analogicamente o telencéfalo e o diencéfalocorrespondem, anatomicamente, ao cérebro; o metencéfalo corresponde à região de origem da ponte e do cerebelo; e o mielencéfalo corresponde ao bulbo. 14 15 Usando um critério funcional, o sistema nervoso é dividido em 2 partes: sistema nervoso somático (SNS) e sistema nervoso visceral (SNV). O SNS é constituído por todas as estruturas nervosas relacionadas com a porção consciente do sistema nervoso, aonde chegam estímulos, por vias aferentes, que po- dem desencadear respostas voluntárias por vias eferentes, integrando o organismo com meio externo. O SNV é constituído pelas partes do sistema nervoso relaciona- das com a porção inconsciente, recebendo também estímulos por vias aferentes, po- rém, com informações inconscientes que desencadeiam respostas involuntárias por vias eferentes. Sendo assim, essa parte do sistema nervoso é denominada sistema nervoso da vida vegetativa, pois mantém o organismo vivo. Importante! A região eferente do SNV corresponde ao sistema nervoso autônomo, que controla o funcionamento das vísceras do organismo por meio de sistemas antagonistas chamados sistema simpático e sistema parassimpático. Esse assunto é discutido em disciplinas que abordam a função do sistema nervoso (neurofisiologia). Sistema Nervoso Central O sistema nervoso central é contido dentro de um arcabouço ósseo e é revestido por membranas de tecido conjuntivo denominadas de meninges. Estruturalmente, é dividido em medula espinal, no canal vertebral, e encéfalo, situado na caixa craniana. O encéfalo é ainda subdividido em tronco encefálico, que compreende o bulbo, a pon- te e o mesencéfalo; cerebelo e cérebro, que compreende o diencéfalo e o telencéfalo. Figura 7 – Organização anatômica do sistema nervoso central Fonte: Adaptado de COSENZA, 2012 15 UNIDADE Introdução ao Estudo da Neuroanatomia A medula espinal é a região mais simples do SNC. Tem forma cilíndrica e ocupa o canal vertebral com, aproximadamente, 45 centímetros de comprimento. O limite entre a medula espinal e o bulbo do tronco encefálico ocorre no nível do forame magno, forame magn, enquanto seu limite inferior situa-se no nível da segunda vér- tebra lombar (L2). Na medula espinal, penetram axônios que carreiam informações da periferia e do meio interno (vísceras) e dela partem axônios que se dirigem aos músculos e glândulas. Desse modo, eles são um ponto de junção entre o SNC e o SNP. Importante! O estudo da anatomia descritiva segue planos de delimitação e secção. Em neuroana- tomia, os planos clássicos de secção são: coronal (divide anterior e posterior); horizontal (divide superior de inferior); sagital (divide lateral esquerdo e lateral direito). Figura 8 – Planos de secção no estudo da neuroanatomia Fonte: KREBS et al., 2015 Sistema Nervoso Periférico O sistema nervoso periférico (SNP) é a parte do sistema nervoso que, em uma classificação que observe um critério anatômico, situa-se além das meninges, sen- do constituído por nervos, gânglios e terminações nervosas. Por definição, nervo é formado pela união de vários axônios; enquanto o gânglio é um aglomerado de corpos de neurônios fora do sistema nervoso central; e terminações nervosas são estruturas especializadas na captação de estímulos. Assim, o sistema nervoso peri- férico está presente em todos os tecidos corporais e, usualmente, conecta-se ao sis- tema nervoso central por meio dos nervos cranianos e espinais. Os nervos espinais são organizados em 31 pares (oito cervicais, doze torácicos, cinco lombares, cinco 16 17 sacrais, um coccígeo), contendo uma mistura de fibras sensitivas (aferentes) e moto- ras (eferentes). Eles se originam ao longo da medula espinal como séries contínuas de raízes nervosas, posteriores e anteriores, que se unem formando os nervos espinais. Figura 9 Fonte: Adaptado de MARTINEZ, 2014 Os componentes do sistema nervoso central são o encéfalo e a medula espinal, encontrados dentro de caixas ósseas (crânio e coluna vertebral, res- pectivamente). Enquanto isso, o sistema nervoso periférico é composto por nervos cranianos (distribuídos pela região da cabeça e do pescoço) e espi- nais (distribuídos ao longo do corpo) e por gânglios cranianos e espinais. Arcabouço Ósseo Como citado anteriormente, o sistema nervoso central está contido dentro de um arcabouço ósseo formado pelos ossos do crânio e da coluna vertebral. O crânio, com exceção dos três ossículos da audição e da mandíbula, consiste em 22 ossos individuais conectados uns aos outros por meio de suturas. A mandíbula articula-se com o restante do crânio por meio do par de articulações temporomandi- bulares, e pode assim se movimentar em relação à parte superior do crânio. 17 UNIDADE Introdução ao Estudo da Neuroanatomia Sob os pontos de vista embriológico e funcional, o crânio é dividido em duas partes: • Neurocrânio: osso temporal, par; martelo, bi- gorna e estribo = ossículos da audição; osso parietal, par; partes do osso frontal, ímpar; osso esfenoide, ímpar; osso etmoide, ímpar; osso occipital, ímpar; • Viscerocrânio ou esplancnocrânio: partes orbitais do osso frontal, ímpar; osso zigomá- tico, par; osso maxila, par; osso lacrimal, par; osso nasal, par; osso palatino, par; osso vô- mer, ímpar; concha nasal inferior, par; mandí- bula, ímpar. O crânio atua na absorção de impactos e na proteção do encéfalo, contendo também partes da orelha externa, a orelha média e a orelha interna . O viscerocrânio forma a base estrutural da face relacionando-se com os órgãos do sentido (visão, olfato e paladar). Figura 11 – Ossos do crânio Fonte: Adaptado de WASCHKE, 2018 Visão anterior. A parte anterior dos ossos frontal, nasal, zigomático, maxila e mandíbula corresponde aos principais componentes para a formação do relevo facial. A maxila, o frontal, o zigomático, o esfenoide, o lacrimal e uma Figura 10 – Arcabouço ósseo do sistema nervoso central Fonte: Getty Images 18 19 pequena parte do palatino formam a órbita. O forame supraorbital (frontal), o forame infraorbital (maxila) e o forame mentual (mandíbula) representam os locais de passagem para as partes sensitivas do nervo trigêmeo [V] e são utilizadas no exame físico de um paciente como pontos de pressão do tri- gêmeo. A margem inferior da maxila é formada pelo processo alveolar, no qual estão posicionados os dentes maxilares. A mandíbula é constituída por um corpo e por dois ramos, que se continuam nos ângulos da mandíbula. Além disso, a mandíbula tem uma parte alveolar, na qual os dentes estão ancorados. Abaixo dessa parte se situa a base da mandíbula que se projeta, na linha média, para formar a protuberância mentual. Figura 12 – Ossos do crânio – Vista lateral esquerda Fonte: Adaptado de WASCHKE, 2018 A parte principal do relevo lateral do crânio é formada pelos dois ossos parietais e os dois ossos temporais (principalmente a parte escamosa), pertencentes ao neurocrânio. O osso zigomático se limita com o arco zigomático do osso temporal e é responsável pelo contorno da bochecha. No limite anterior, em direção ao processo mastoide, está o poro acústico externo, que faz parte da orelha externa. No interior da articulação tempo- romandibular, a cabeça da mandíbula se articula com a fossa mandibular do osso temporal. 19 UNIDADE Introdução ao Estudo da Neuroanatomia Figura 13 – Ossos do crânio. Lado direito – Vista medial Fonte: Adaptado de WASCHKE, 2018 Neste corte sagital mediano do crânio, são observadas as partes ósseas do esqueleto nasal (lâmina perpendicular do osso etmoide, vômer e osso nasal) e partes do palato duro (maxila e lâmina horizontal do osso palatino). Além disso, nesta secção, podem ser observadas as partes pneumatizadas do osso frontal (seio frontal) e do osso esfenoide (seio esfenoidal). As impres- sões dos vasos meníngeos (sulcos arteriais), que seguem entre a dura-máter e a calvária, são proeminentes. Importante! Fontículos (Fontanelas) Ao nascimento e por algum tempo depois, os ossos do neurocrânio são mantidos unidospor meio de tecido conectivo mesenquimal, na região das suturas – tal mesênquima se torna ossi- ficado ao longo da vida. Podem ser distinguidos dois fontículos principais ímpares e dois pares de fontículos menores, que permitem leve deformabilidade do crânio durante o parto. Tabela 1 Fontículo Fechamento Posição Fontículo anterior 24ª-36ª meses Entre os dois ossos frontais e os dois ossos parie- tais, na interface entre as suturas coronal e sagital Fontículo posterior 2ª-3ª meses Entre os dois ossos parietais e o osso occipital, na interface entre as suturas sagital e lambdoidea Fontículo anterolateral 5ª-7ª meses Lateralmente, entre os ossos frontal e parietal, e a asa maior do esfenoide Fontículo posterior 17ª-20ª meses Lateralmente, entre os ossos parietal, temporal occipital e o processo mastoide 20 21 Figura 14 – Crânio de um recém-nascido com fontículos (fontanelas) Fonte: Adaptado de WASCHKE, 2018 O viscerocrânio ainda é significativamente menor do que o neurocrânio; durante o desenvolvimento para o crânio adulto, essas proporções irão ser equalizadas ou revertidas devido ao rápido crescimento do esqueleto da face. a Vista anterior. b Vista lateral. Na parte posterior do tronco e, portanto, excentricamente, localiza-se a coluna vertebral, que sustenta o peso da cabeça, dos membros superiores, do tronco e das vísceras torácicas e abdominais, transferindo-o para o cíngulo dos membros inferio- res. No canal vertebral, encontra-se a medula espinal; através dos forames interver- tebrais, passam os ramos dos nervos espinais. Nesses locais também se encontram os gânglios sensitivos dos nervos espinais (ou gânglios da raiz posterior). A coluna vertebral possui curvaturas fisiológicas, o que lhe confere um formato em duplo S. As regiões cervical e lombar da coluna vertebral possuem uma curva- tura convexa de concavidade posterior, chamada lordose (lordose cervical e lordose lombar), enquanto a região torácica e o sacro/cóccix possuem curvaturas côncavas anteriormente posicionadas, constituindo a cifose (cifose torácica e cifose sacral). As curvaturas da coluna vertebral dos adultos não são exatamente correspondentes aos diferentes segmentos da coluna vertebral. Desse modo, a lordose cervical refere-se 21 UNIDADE Introdução ao Estudo da Neuroanatomia às vértebras cervicais I-VI, a cifose torácica é caracterizada da vértebra cervical VI até a vértebra torácica IX, e a lordose lombar corresponde da vértebra torácica IX até a vértebra lombar V. Figura 15 – Coluna vertebral. a. Vista anterior. b. Vista posterior. c. Vista lateral esquerda Fonte: Adaptado de WASCHKE, 2018 Hora de praticar Atividade 1 Preencha a chave abaixo de acordo com a divisão do sistema nervoso: Sistema nervoso Sistema nervoso periférico Medula espinal Diencéfalo Cerebelo Ponte Figura 16 22 23 Atividade 2 É hora de colorir: Faça esquema de cores e destaque os lobos: frontal, parietal, occiptal, temporal e insular. Figura 17 Fonte: Adaptado de WASCHKE, 2018 Neurohistologia O tecido nervoso é distribuído pelo organismo, interligando-se e formando uma rede de comunicações, que constitui o sistema nervoso. O tecido nervoso apresenta dois componentes principais: os neurônios, que são células com prolongamentos, e vários tipos de células da glia ou da neuróglia, que sustentam os neurônios e partici- pam de funções importantes para a sua atividade. 23 UNIDADE Introdução ao Estudo da Neuroanatomia Figura 18 – Estrutura geral do tecido nervoso Fonte: Adaptado de Krebs et al., 2015 No SNC, os corpos celulares dos neurônios e os seus prolongamentos concen- tram-se em locais diferentes. Isso faz com que sejam reconhecidas no encéfalo e na medula espinal duas porções distintas, denominadas, respectivamente, substância cinzenta e substância branca. No SNP, os nervos são constituídos basicamente por prolongamentos dos neurônios, cujos corpos celulares se situam no SNC ou nos gânglios nervosos. O neurônio tem em comum com outras células eucarióticas os seus principais cons- tituintes: o núcleo, onde a maior parte do DNA celular está armazenada; o citoplas- ma, com as organelas habituais, tais como mitocôndrios, ribossomas, retículo endo- plasmático rugoso, complexo de Golgi e retículo endoplasmático liso, e uma malha complexa de proteínas do citoesqueleto; e a membrana plasmática. Adicionalmente, o neurônio apresenta determinadas especializações que lhe são peculiares, específicas para as funções que exerce. Assim, ao mesmo tempo em que o corpo celular – a re- gião perinuclear – se assemelha ao de muitas outras células, por outro lado dele, irra- diam prolongamentos muitas vezes extensos e complexos, os dendritos e o axônio, os quais são locais de contatos sinápticos entre os neurônios e fazem parte dos circuitos neurais por onde trafega o impulso nervoso. Os neurônios são responsáveis pela recepção e pelo processamento de informa- ções, atividades que terminam com a transmissão de sinalização por meio da liberação de neurotransmissores e de outras moléculas informacionais. Esta célula apresenta morfologia complexa, mas quase todos os neurônios apresentam três componentes: 24 25 • Corpo celular ou pericário: onde se concentram organelas, e que também é capaz de receber estímulos; • Dendritos: prolongamentos mais curtos e de quantidade variável, utilizados na comunicação entre neurônios; • Axônio: prolongamento único e alongado, que pode ser mielínico (quando re- vestido por uma bainha lipídica de mielina, a qual aumenta a velocidade de transmissão do impulso) ou amielínico (sem revestimento nenhum). Sob a designação de neuróglia ou glia, incluem-se vários tipos celulares encon- trados no SNC ao lado dos neurônios. As várias células da glia são formadas por um corpo celular e por seus prolongamentos. Os seguintes tipos celulares formam o conjunto das células da glia: oligodendrócitos, astrócitos, células ependimárias e células da micróglia. No SNP, quem exerce funções similares às da neuróglia são as células de Schwann e as células satélites de neurônios ganglionares. Resumidamente, o funcionamento do sistema nervoso consiste em vias sensitivas (que recebem e transmitem os estímulos para o sistema nervoso central), centros associativos (que retransmitem os estímulos a várias áreas do SNC) e vias motoras (que levam estímulos para os órgãos efetuadores). Você Sabia? A retina é uma das regiões do sistema nervoso central onde forma e função ocorrem estreitamente associadas. O sistema óptico ocular forma a imagem dos objetos dis- tribuídos no campo visual sobre a superfície da retina, mais precisamente no plano do segmento externo dos cones e bastonetes. Os cones e bastonetes codificam e retransmitem a informação presente na imagem retiniana para células bipolares e estas para células ganglionares situadas nas camadas mais internas da retina, guardando a relação espacial com a imagem retiniana. Assim, quanto maiores os campos dendríticos das células ganglionares, maiores as regiões do campo visual analisadas por essas células, função funcionalmente importante para recolher e somar o estímulo luminoso provindo de várias partes contíguas quando o nível de luz é baixo, por exemplo; por outro lado, quanto menores os campos dendríticos das células ganglionares mais precisa é a informação sobre os detalhes espaciais do campo visual que elas transmitem, uma função importante para tarefas que exigem alta resolução espacial, como a identificação de animais a grandes dis- tâncias ou a leitura, por exemplo. Assim, como esperado, as células ganglionares retinianas compreendem várias classes neuronais com diferentes morfologias e ta- manhos de campos dendríticos, correspondendo, por sua vez, a diferentes formas de análise das cenas presentes no campo visual circundante. 25 UNIDADE Introdução ao Estudo da Neuroanatomia Figura 19 Fonte: Adaptado de MARTINEZ, 2014 A. Esquema de um neurônio ilustrando o corpo celular e seus prolonga- mentos. B. Micrografiade corte semifino. C. Eletromicrografia de neurônio evidenciando núcleo, nucléolo, substância de Nissl e outras organelas do pericário neuronal. Observe, em C, o núcleo neuronal eletronlúcido. Importante! A comunicação entre os neurônios são chamadas de sinapses, as mais comuns no organismo são as chamadas sinapses químicas dependentes de neurotransmissores (o outro tipo de sinapse é a elétrica, utilizada para sincronizar grupos de neurônios), que são substâncias liberadas pelo neurônio para dar continuidade ao impulso ou produzir uma resposta por um órgão efetuador (podem, inclusive, ser excitatórios ou inibitórios). Os mais conhecidos são: epinefrina (ou adrenalina), norepinefrina (ou noradrenalina), acetilcolina, histamina, serotonina, dopamina e GABA (ácido gama-aminobutírico). O excesso ou a falta de um determinado neurotransmissor pode ter relação com várias doenças físicas e psíquicas do sistema nervoso. 26 27 Você Sabia? Conexão clínica: Esclerose Múltipla A esclerose múltipla é doença crônica inflamatória do sistema nervoso central (SNC) de natureza autoimune, que apresenta intenso infiltrado perivenular de células mononu- cleares, perda de oligodendrócitos e lesão axonal. Estudos epidemiológicos mostram distribuição heterogênea da doença pelo mundo e incidência em 0,1% da população nos países de clima temperado. Nos países de clima tropical como o Brasil, a doença era considerada rara, porém, dados recentes relatam incidência elevada da EM em indiví- duos brancos e também nos de etnia negra (afrobrasileiros). (Texto retirado e adaptado de Carvalho et al. Determinação de autoanticorpos para antígenos da mielina no soro de pacientes com esclerose múltipla. Arquivo de Neuropsiquiatria, volume 61, 2003) Hora de praticar – Caso clínico 2 Paciente, 54 anos, sexo feminino apresentando formigamento no membro superior esquerdo e relatando incontinência urinária, surtos de desorientação e alteração do equilíbrio da coordenação motora. Há alguns meses, percebeu perda parcial da visão e da capacidade de distinguir cores e dor ocular, que piora quando movimenta os olhos. Quando procurou atendimento especializado, nesses últimos sintomas, foi diagnosti- cada com neurite ocular. Conclusão: paciente diagnosticada com esclerose múltipla. Explique como a esclerose múltipla afeta o tecido neuronal, sobretudo a morfologia dos neurônios. • Rubrica: esclerose múltipla é uma doença que afeta o sistema nervoso, leva ain- da à perda de oligodendrócitos e lesão axonal, causando destruição da mielina (desmielinização), proteína fundamental na transmissão do impulso nervoso. Atualidades em Neurociência A palavra “neurociência” e ́jovem. A Society for Neuroscience, uma associação que congrega neurocientistas profissionais, foi fundada ha ́pouco tempo, em 1970. O estudo do encef́alo, entretanto, e ́tão antigo quanto a proṕria ciência. A ideia de que nascemos com uma quantidade fixa de neurônios no cérebro e que esse número só diminui com o passar do tempo imperou por muito tempo. O estudo da morfologia, da neurorege- neração e neuroplasticidade do tecido nervoso é antigo, um dos grandes pesquisadores na área foi o médico espanhol ganhador do prêmio Nobel, Santiago Ramón y Cajal. Pai da neurociência moderna, Cajal elaborou o conceito da doutrina neuronal em 1894. Conforme seus estudos, Cajal também defendia a ideia de que o sistema nervoso era uma estrutura fixa e imutável, sendo, portanto, impossível a formação de novos neurô- nios e/ou a regeneração após a sua maturação completa. Para a comunidade científica, a neurogênese era um processo que apenas ocorria no período fetal e pouco depois do período pós-natal. Alguns estudos começaram a questionar esse paradigma a partir da 27 UNIDADE Introdução ao Estudo da Neuroanatomia década de 1960. Existem áreas de localização das células progenitoras capazes de gerar novos neurônios durante a fase adulta. Até que, em 1990, uma psicóloga e neurocien- tista norte-americana Elizabeth Gould, apresentou novos estudos, onde ela conseguiu provar a neurogênese no giro dentado (uma das regiões do hipocampo). A partir desse trabalho e com o desenvolvimento de técnicas mais avançadas de detecção de prolife- ração celular, surgiu a hipótese de que a neurogênese – a formação de novos neurônios – continua no cérebro após o nascimento passou a ser aceita. Logo, a noção de que neurônios eram criados no hipocampo, uma região do cérebro envolvida na formação de memórias, tornou-se a dominante na comunidade científica. Em março de 2018, um artigo publicado na revista nature, o grupo de Arturo Alvarez-Buylla, concluiu a criação de neurônios no hipocampo de humanos diminui no decorrer da infância até parar após os 7 anos de idade. Nesse mesmo ano, outro estudo publicado na revista Cell-stem cell, do grupo da pesquisadora Maura Boldrini, concluiu que a criação de neurônios se man- tém estável por toda a vida. Esses dois trabalhos reacenderam a chama da discussão da existência da neurogênese. Obviamente, resultados científicos dependem dos métodos empregados para possíveis comparações. Estudos em roedores tem demonstrado que tanto estresses físicos (imobilização, nado forçado ou choques elétricos) quanto psicológicos (exposição a um preda- dor natural, agressão ou medo) resultam em significativa redução na neurogênese. Os processos inflamatórios também são fatores importantes na redução da neurogê- nese. Algumas interleucinas, proteínas produzidas por células do sistema de defesa do organismo no processo inflamatório, podem afetar a neurogênese diretamente (inibindo a divisão das células progenitoras hipocampais) ou indiretamente (estimu- lando a secreção de corticosteroides pelas glândulas suprarrenais). Atualmente, sabe-se que a neurogênese em adultos pode ser estimulada por fato- res ambientais, fisiológicos e comportamentais. Estudos indicam que o aumento da neurogênese pode estar relacionado ao processo de aprendizado, memória e prática de atividades físicas, pois esses contribuem para liberação substâncias que estimulam a fase de proliferação e diferenciação neuronal, tais como o neurotransmissor sero- tonina, a proteína neurotrofina, fatores neurotróficos derivados do cérebro (BDNF), fator de crescimento de fibroblastos (FGF) e o fator de crescimento epidérmico (EGF). Conhecer pessoas novas, ler livros, fazer atividade física, expor-se em lugares dife- rentes contribuem para o processo de formação de novos neurônios. Com as descobertas e os estudos na área de neurogênese e com os avanços da biologia molecular, talvez em um futuro não distante seja possível mapear e controlar toda a cascata de eventos responsável pela neurogênese, o que abre perspectivas para estratégias terapêuticas para patologias que acometem o SN, tais como dis- túrbios psiquiátricos e doenças agudas e crônicas do sistema nervoso central, como acidente vascular encefálico, doenças Parkinson, Huntington, Alzheimer e outras. São evidentes os avanços na pesquisa sobre a neurogênese em adultos e a forma como o nosso cérebro continua o seu processo de desenvolvimento. Para tanto, é aconselhada a prática de atividades saudáveis, bem como aumentar, ao longo da rotina, estímulos sensoriais, visuais, auditivos que possam contribuir para o processo de memória e aprendizado, favorecendo cada vez mais o processo de formação de novas células até a terceira idade. 28 29 Material Complementar Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade: Vídeos Embryo Development – Up To Blastocyst Semana 1: clivagem e formação do blastocisto. https://youtu.be/xrhpzVJwVes?si General Embryology – Detailed Animation On Second Week Of Development Semana 2: implantação do blastocisto, formação da placenta e do disco embrionário bilaminar (epiblasto e hipoblasto). https://youtu.be/bIdJOiXpp9g General Embryology – Detailed Animation On Gastrulation Semana 3: gastrulação, resultando na formação dos três folhetos embrionários (ectdoderma,mesodemra e endoderma) https://youtu.be/3AOoikTEfeo Cientista e oftalmo revelam relação chocante entre olho e cérebro https://youtu.be/ZY1hScc0RfA Leitura Neurocientista de Stanford está desenvolvendo um olho robótico wireless para cegos Alexandra Ossola. 15 set. 2017. Neoscope. https://bit.ly/3fUHfd8 29 UNIDADE Introdução ao Estudo da Neuroanatomia Referências BEAR, F. M.; CONNORS, B. W.; PARADISO, M. A. Neurociências. Desvendando o Sistema Nervoso. Grupo A. 4. ed. São Paulo: Artmed, 2017. COSENZA, M. R. Fundamentos de Neuroanatomia. 4. ed. Rio de Janeiro: Grupo GEN, 2012. FILHO, L. R. T.; FAUCZ, F. R. Células-tronco e Neurogênese. Revista Estudos de Biologia, v. 26, n.56, p. 13-20, jul./set. 2004. KREBS, C.; WEINBERG, J.; AKESSON, E. Neurociências. Ilustrada. Rio de Janeiro : Grupo A, 2015. KUMAR, A.; PAREEK, V.; FAIQ, M. A.; GHOSH, S. K.; KUMARI, C. Adult Neurogenesis in Humans: A Review of Basic Concepts, History, Current Research, and Clinical Implications. Innovations in Clinical Neuroscience. May-June 2019, Volume 16, Number 5,6. LENT, R. Cem Bilhões de Neurônios? Conceitos Fundamentais de Neurociências. 2. ed. Rio de janeiro: Atheneu/Biblioteca Biomédica/ FAPERJ, 2010. MARGOTTO, P. R. Principais Malformações cerebrais Neurossonografia Neo- natal. 2. ed. no prelo, 2020. MARTIN, H. J. Neuroanatomia. Grupo A, 4. ed. 2013. MARTINEZ, A. M; ALLODI, S.; UZIEL, D. Neuroanatomia Essencial. Guanabara Saúde Didático. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2014. MORENO-JIMÉNEZ, E. P.; FLOR-GARCÍA, M.; TERREROS-RONCAL, J.; RÁBANO, A.; CAFINI, F.; PALLAS-BAZARRA, N.; ÁVILA, J.; LLORENS- -MARTÍN, M. Adult hippocampal neurogenesis is abundant in neurologically healthy subjects and drops sharply in patients with Alzheimer’s disease. Nature Medicine, 2019. SCHMIDT, A. G.; PROSDÓCIMI, F. Manual de Neuroanatomia Humana – Guia Prático. Rio de Janeiro: Grupo GEN, Roca, 2014. SUZUKI, D. E.; Pereira, M. C. L.; JANJOPPI, L.; OKAMOTO, O. K. Células- -tronco e progenitoras no sistema nervoso central: aspectos básicos e relevância clínica. Einstein. 2008; 6(1):93-6. Sites Visitados Novos neurônios são gerados no cérebro adulto? . Acesso em: 2020 30