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Módulo 8 Problema 1 3ª Semana – Gastrulação Ectoderma + mesoderma + endoderma Formação do processo notocordal que resulta na notocorda Notocorda Estrutura mesodérmica tubular Esqueleto axial primitivo Desenvolve: SNC coluna vertebral músculos esqueléticos Etapas do Processo Notocordal Formação da fosseta primitiva Forma funil durante a gastrulação por meio da migração de células mesenquimais Centro de sinalização por FGF (Fator de Crescimento de Fibroblastos) -> direciona migração Migração das células mesenquimais Sinalização Wnt/β-catenina -> regula expressão gênica que desenvolve a notocorda Acúmulo na Placa Pré-cordal Acumulo de células mesenquimais na placa pré-cordal Sinalização por TGF-β Diferenciação em Mesoderma Sinalização BMP (Proteína Morfogenética Óssea) Formação dos Sítios Bilaminares Organização em sítios bilaminares das células mesodérmicas (precursoras da notocorda e tubo neural) Fusão dos Sítios Bilaminares Forma notocorda e tubo neural Regulado pela Via Notch Notocorda Estrutura mesodérmica cilíndrica Centro de sinalização para diferenciação dos tecidos adjacentes Rica de Sonic Hedgehog (Shh) -> fator de sinalização para especificação dorsoventral do tubo neural; formação dos somitos Funções da Notocorda Indução neural: induz formação do tubo neural Sinalizando para o ectoderma Formação de Somitos: segmentação do mesoderma paraxial = somitos (origina músculos e vértebras) Etapas de desenvolvimento Formação da Placa Notocordal: Organização das células mesodérmicas em uma placa achatada (induzida por sinais do endoderma) Invaginação do Sulco notocordal: Invaginação da placa notocordal Reorganização celular Fusão das Bordas e Formação do tubo neural: Fusão das bordas do sulco neural -> formação do tubo notocordal Maturação e Diferenciação: Liberação de fatores de sinalização para desenvolvimento de estruturas subjacentes -> TGF-β (Fator de Crescimento Transformante Beta) Neurulação Formação do Tubo Neural (forma cérebro e medula espinhal) Formação da placa neural sinalizado pelo ácido retinóico (modulador na diferenciação das células ectodérmicas) Etapas Formação da Placa Neural Espessura do ectoderma Precursora do tubo neural Induzida por sinais da notocorda Sinalização BMP (Proteína Morfogenética Óssea) Elevação das Bordas Neurais Formação das pregas neurais Reorganização do citoesqueleto Sinalização FGF -> proliferação e migração Fusão das Pregas Neurais Se fundem na linha média e formam o tubo neural Sinalização Sonic Hedgehog (Shh) -> coordenação e diferenciação celular Fechamento do Tubo Neural Se fecha nos dois extremos Se falhar pode levar a espinha bífida ou anencefalia Sinalização Wnt Crista Neural Fonte de células multipotentes -> neurônios sensoriais, células gliais, melanócitos, células do musculo liso e cartilagem craniofacial Indução da crista neural regulada por sinalização Wnt e BMP -> ativam fatores de transcrição que medeiam identidade e destino das células da crista neural Etapas do Desenvolvimento da Crista Neural Indução Células partem do ectoderma neural Sinalização Wnt e BMP Delaminação Separação das células da crista do tubo neural Delaminação regulada pela proteína N-cadherina e integrinas Migração Para diferentes regiões do embrião Interação entre células da crista e ambiente extracelular Diferenciação Melanócitos, céls do SNC e cartilagem craniofacial Forma SNP Sistema nervoso Origem: ectoderma Origina placa neural -> tubo neural Tubo neural formado a partir de dobramento da placa neural Origina neurônios e células da glia Neuroectoderma (região da placa neural) Se diferencia e forma tubo neural Fonte 1ª das células do SNC Origina neuroblastos (precursora dos neurônios) Origina glioblastos (precursora de células gliais); Da origem: astroblastos, olidendroblastos, células ependimárias Astroblasto Precursora dos astrócitos Forma barreira hematoencefálica Oligodendroblastos Precursora dos oligodendrócitos Mielinização dos axônios do SNC Astrócito Suporte estrutural Regulação do meio extracelular Oligodendrócito Bainha de mielina SNC Facilita impulso nervoso Neurônio Transmissão de informação (impulsos elétricos) Micróglia Origem: derivado do mesênquima quando os vasos sanguíneos crescem no sistema nervoso Defesa imunológica do SNC Ependimária Revestem os ventrículos e canal central da medula Movimentação do líquor SNC aparece no inicio da terceira semana como uma placa de ectoderma espessado -> placa neural; Na região dorsal medial adjacente ao nó primitivo Bordas laterais se elevam para formas as pregas neurais Pregas neurais se fusionam -> forma tubo neural Fusão da região cervical para cefálico e caudal Extremidades abertas do tubo neural formam os neuróporos cranial e caudal, se comunicando com as cavidades amnióticas sobrejacentes Fechamento do neuróporo cranial ocorre no estagio de 18 a 0 somitos no 25º dia Fechamento do neuróporo caudal se da 3 dias mais tarde Extremidade cefálico do TN tem 3 dilatações (vesículas encefálicas primárias): Prosencéfalo, mesencéfalo e rombencéfalo Forma simultaneamente duas flexuras: flexural cervical (junção entre rombencéfalo e medula espinal) e flexural cefálica (região do mesencéfalo) 3ª Semana 4ª Semana Após 5 semanas de desenvolvimento -> vesículas cerebrais primárias diferenciaram-se em cinco vesículas secundárias: Prosencéfalo -> Telencéfalo e Diencéfalo Mesencéfalo -> Mesencéfalo Rombencéfalo -> Metencéfalo e Mielencéfalo Fenda profunda (istmo rombencefálico) separa mesencéfalo do metencéfalo pela flexura pontina Telencéfalo -> hemisférios cerebrais Diencéfalo -> vesícula óptica, tálamo, hipotálamo, hipófise Mescencéfalo -> coliculos anterior (visual) e posterior (auditivo) Metencéfalo -> cerebelo e ponte Mielencéfalo -> bulbo Lúmen da medula espinal é continuo com o lúmen das vesículas encefálicas Cavidade dos hemisférios cerebrais = ventrículos laterais Cavidade do rombencéfalo = quarto ventrículo Cavidade do diencéfalo = terceiro ventrículo Lúmen do mesencéfalo conecta os terceiro e quarto ventrículos Aqueduto de Sylvius: lúmen do mesencéfalo Forames intraventriculares de Monro: conecta ventrículos laterais com o terceiro ventrículo 5ª Semana Medula Espinal Parede do tubo neural -> células neuroepiteliais Estagio de sulco neural após fechamento do tubo Rápida divisão Produz mais células neuroepiteliais Constituem camada neuroepitelial Células neuroepiteliais começam a originar células com núcleo grande e redondo, com citoplasma claro e nucléolo corado -> células nervosas primitivas (neuroblastos) Formam camada do manto -> forma substancia cinzenta da medula espinal Camada marginal (mais externa da medula espinal) contem fibras nervosas que saem dos neuroblastos na camada do manto Ocorre mielinização das fibras -> adquire aparência esbranquiçada -> substancia branca da medula espinal Tamanho ~ 45cm Limites Cranial: forame magno Caudal: L2 Intumescências -> plexos Cervical Lombar Substância branca Sulcos -> longitudinais Fissura mediana anterior Mediano posterior Lateral anterior Intermédio posterior (T) Funículos Anterior Lateral Posterior Substância cinzenta Corno anterior Corno lateral (T1 – L2) Corno posterior Meninges da Medula Dura-máter 1 folheto Prolongamentos = epineuro Fundo de saco – S2 Aracnóide Aderido à dura-máter Trabéculas -> unem à pia-máter Fundo de saco L2-S2 Pia-máter Filamento terminal -> ligamento coccígeo Ligamento denticulado -> fixação da medula Placa Basal, Alar, do Teto e do Assoalho Espessamento ventral e dorsal do tubo neural como resultado da adição de neuroblastos à camada do manto Espessamentos ventrais = placas basais -> corno motor Espessamentos dorsais = placas alares -> áreas sensoriais Sulco longitudinal (limitante) marca o limite entre os dois Placas do teto e do assoalho = porções da linha media dorsal e ventral Não contem neuroblastos São vias para as fibras nervosas que atravessam de um lado para o outro Corno intermediário Acumulo deneurônios entre as duas áreas dos cornos motor e sensorial Contem neurônios da porção simpática do SNA nos níveis T1-T12 e L2/L3 Desenvolvimento da medula espinhal Estágios sucessivos A. Axônios motores crescem dos neurônios na placa basal, enquanto os neurônios nos gânglios da raiz dorsal, posicionados fora da medula espinal, estendem os processos para o corno dorsal da medula espinal e para a superfície. B. Fibras nervosas das raízes motora ventral e sensorial dorsal se juntam para formar um nervo espinal Terceiro mês do desenvolvimento Medula espinal se estende por todo o comprimento do embrião Nervos espinais atravessam o forame intervertebral em seu nível original Aumento da idade Coluna vertebral e a dura-máter se alongam mais rapidamente que o tubo neural Porção terminal da medula espinal se desloca gradualmente para um nível mais alto. -> termina no nível da terceira vértebra lombar Crescimento desproporcional -> raízes dorsal e ventral dos nervos espinais cursam obliquamente a partir de seu segmento original na medula espinal para o nível correspondente da coluna vertebral Raízes apropriadas se unem para formar os nervos espinais Dura-máter permanece ligada à coluna vertebral no nível coccígeo. No adulto Medula espinal termina de L2 a L3 Saco dural e espaço subaracnoide se estendem até S2 Na extremidade da medula -> extensão filiforme da pia-máter atravessa dura-máter e se estende até a primeira vértebra coccígea Extensão filiforme = filamenteo terminal Cauda equina = raízes ventral e dorsal dos nervos espinais abaixo da extremidade da medula espinal em L2/L3 Punção lombar para retirar liquido cerebroespinal -> agulha inserida no nível lombar inferior L4-L5 para evitar extremidade inferior da medula espinal Regulação molecular da diferenciação nervosa na medula espinal Região dorsal e ventral da medula espinal Dependentes de gradientes de concentração entre os membros da família dos fatores transformador do crescimento β (TGF-β) e sonic hedgehog (SHH) secretados pela notocorda e pela placa do assoalho Proteínas morfogenéticas ósseas 4 e 7 (BMP) são secretadas pelo ectoderma sobrejacente ao tubo neural Presença dessas proteínas estabelece um segundo centro de sinalização na placa do teto. BMP4 na placa do assoalho induz uma cascata de proteínas TGF-β, incluindo BMP5, BMP7, activina e dorsalina na placa do teto e na área circunjacente. Células próximas à placa do teto são expostas a concentrações maiores, e as células posicionadas ventralmente recebem cada vez menos esses fatores. Na região ventral do tubo neural = molécula sinalizadora é SHH. Expresso primeiro na notocorda -> estabelece-se um segundo centro de sinalização na placa do assoalho Há concentração decrescente de SHH da região ventral para a dorsal do tubo neural. Gradientes ativam, então, fatores de transcrição que regulam a diferenciação dos neurônios sensoriais e motores. Altas concentrações dos fatores TGF-β e concentrações muito baixas de SHH no tubo neural dorsal, -> ativam PAX3 e 7, que controlam a diferenciação neuronal sensorial Região ventral -> Altas concentrações de SHH e concentrações muito baixas de moléculas de TGF-β na região mais ventral resultam em ativação de NKX2.2 e NKX6.1, bem como em formação neuronal ventral. Na dorsal -> concentrações mais baixas de SHH e concentrações maiores de moléculas de TGF-β, as expressões de NKX6.1 e PAX6 são iniciadas -> fatores de transcrição induzem a diferenciação das células do corno motor ventral. Inicialmente, as proteínas morfogenéticas ósseas (BMP4 e 7) secretadas no ectoderma sobrejacente ao tubo neural estabelecem um centro de sinalização na placa do teto. Em seguida, BMP4 na placa do teto ativa nessa região a cascata de proteínas TGF-β, que inclui BMP5 e 7, activina e dorsalina. De maneira semelhante, sonic hedgehog (SHH) secretado pela notocorda determina uma sinalização adicional na placa do assoalho. Desse modo, é estabelecido no tubo neural um gradiente sobreposto que envolve fatores dorsais e ventrais. O gradiente estabelecido por proteínas TGF-β e SHH ativa fatores de transcrição que regulam a diferenciação neuronal. Altas concentrações de TGF-β no tubo neural dorsal, por exemplo, ativam PAX3 e 7, que controlam a diferenciação neuronal sensorial. Altas concentrações de SHH e concentrações muito baixas de TGF-β perto da placa ativam NKX2.2 e NKX6.1, além de formar neurônios dorsais. Concentrações um pouco mais altas de TGF-β e um pouco menores de SHH ativam NKX6.1 e PAX6, assim como a diferenciação de neurônios motores ventrais, e daí por diante. S, somito; N, notocorda; F, placa do assoalho. Defeitos do tubo neural ( DTNs) Maioria dos defeitos na medula espinal resulta do fechamento anormal das pregas neurais nas terceira e quarta semanas do desenvolvimento. Podem envolver as meninges, as vértebras, os músculos e a pele. Espinha bífida Termo genérico para os DTNs que afetam a coluna vertebral. É a divisão dos arcos vertebrais e pode envolver ou não o tecido neural subjacente. Meningocele e Mielomeningocele Tecido neural e/ou meninges se projetam através de um defeito nos arcos vertebrais e na pele -> forma cisto saculiforme Maioria na região lombosacral Resulta em déficits neurológicos Meningocele -> apenas as meninges preenchidas por liquido se projetam através do defeito Mielomeningocele -> tecido neural se encontra no saco Malformação de Arnold-Chiari Herniação de parte do cerebelo através do forame magno, Obstrui o fluxo de líquido cerebrospinal e causa hidrocefalia. Ocorre porque a medula espinal fica ligada à coluna vertebral em decorrência de seu desenvolvimento anormal. Coluna vertebral se alonga -> ligação com a medula espinal puxa o cerebelo para o forame magno, interrompendo o fluxo de líquido cerebrospinal. A espinha bífida pode ser diagnosticada no pré-natal por meio de ultrassonografia e pela determinação de a-fetoproteína no soro materno e no líquido amniótico. Hipertermia, ácido valproico e hipervitaminose A produzem DTNs A prevenção de muitos DTNs é possível se as mulheres tomarem o ácido fólico (400 μg/dia), começando, pelo menos, no primeiro mês antes da concepção e ao longo da gestação. Reduz em 50 a 70% a ocorrência de DTNs Diagnóstico Mielomeningocele Pode ser feito ainda durante a gestação, através da combinação de exames laboratoriais e da realização do exame de ultrassom, entre as 18.ª e 22.ª semana Ecografia morfológica ajuda a identificar os sinais sugestivos da malformação, que podem causar a dilatação dos ventrículos cerebrais (hidrocefalia) e alterações na cabeça do feto perceptíveis no exame de imagem. O diagnóstico precoce é fundamental, pois permite a realização da cirurgia fetal intrauterina – que deve ser realizada antes da 27.ª semana de gestação. Cirurgia A cavidade abdominal da gestante é aberta e o útero é exposto. Este, por sua vez, também é aberto e a Cirurgia Fetal de Mielomeningocele é realizada. Objetivo de criar vias alternativas para a circulação do líquor e assim diminuir a pressão dentro do crânio. Reconstrução dos planos, a liberação do tecido neural, a prevenção de infecção do Sistema Nervoso Central e manutenção da função neurológica. Intervenção: terceiro-ventriculostomia Tipo de neurocirurgia minimamente invasiva realizada por meio de um endoscópio Ajuda a estabelecer uma via alternativa para a circulação do líquor dentro do cérebro Intervenção: instalação de válvula para derivação ventrículo-peritoneal Colocação de um dispositivo para a drenagem do liquor, do cérebro para a cavidade abdominal. Causas Mielomeningocele Fatores de risco não-genéticos incluem: deficiência de ácido fólico, uso de anticonvulsivantes, diabetes mellitus e obesidade materna. Tanto a deficiência de ácido fólico no organismo como o uso de medicações que interferem no metabolismo deste nutriente (aminopterina, carbamazepina, metotrexate, fenobarbital, fenitoína, primidona, trimetoprin, ácido valpróico, dentre outras) aumentam o risco de mielomeningocele. EpidemiologiaMielomeningocele prevalência de mielomeningocele varia de 0.17 a 6.39% por 1000 nascidos vivos, sendo a maior prevalência na China. Brasil: prevalência é estimada entre 1,4 em cada 10000 nascimentos. Meninges Dura-máter -> externa Aracnoide -> intermédia Pia-máter -> interna Dura-máter Espessa Resistente 2 folhetos: Externo = periósteo Interno = Pregas Grande inervação -> dores de cabeça Grande vascularização -> artérias meníngeas Pregas da Dura-máter Foice do cérebro Divide os hemisférios Aracnóide Transparente Espaco subaracnóide Entre aracnoide e pia-máter Sistema liquórico Granulação aracnoideas Liquor volta para o sangue Seio sagital superior Pia-máter Intimamente aderida ao cérebro Acompanha os vasos que entram no tecido nervoso Córtex cerebral Fina camada de substância cinzenta que reveste o centro branco medular de todo encéfalo. Chegam impulsos provenientes de todas as vias da sensibilidade que aí se tornam conscientes e são interpretadas. Saem os impulsos nervosos que iniciam e comandam os movimentos voluntários e com ele estão relacionados os fenômenos psíquicos As superfícies corticais não são uniformes, possuem saliências ( giros ) e depressões ( sulcos ). Encéfalo Compreende: Telencéfalo: Constituído pelos 02 hemisférios cerebrais Diencéfalo: Situa-se na linha mediana, entre os dois hemisférios, se divide em: Epitálamo, tálamo e hipotálamo. Epitálamo - Forma a glândula pineal e a habênula; Tálamo - É a estação retransmissora de informações no cérebro, com exceção das informações olfatórias; Hipotálamo - Controla o sistema endócrino e interfere nas funções viscerais Cerebelo: Localiza-se por trás do tronco cerebral. É responsável pelo equilíbrio e a coordenação motora. Tronco cerebral: É a substância nervosa que vai do cérebro à medula. No centro há uma formação reticular no controle da consciência, sono e vigília. É dividido em três partes Mesencéfalo - Porção superior do tronco cerebral, de onde se originam os pares de nervos cranianos III e IV Ponte - Porção média do tronco cerebral, de onde se originam os pares de nervos cranianos V, VI, VII e VIII Bulbo - Porção inferior do tronco cerebral, de onde se originam os pares de nervos cranianos IX, X, XI XII. (Martin 1998); Divisão das áres do córtex Korbinian Brodman Identificou quase 50 áreas designadas por números denominadas áreas de Brodman Todo o córtex cerebral é organizado em áreas funcionais que assumem tarefas receptivas, integrativas ou motoras no comportamento. Áreas são responsáveis por todos os nossos atos conscientes, nossos pensamentos e pela capacidade de respondermos a qualquer estímulo ambiental de forma voluntária Áreas subcorticais As estruturas subcorticais são um grupo de diversas formações neurais que se encontram no interior do cérebro, e incluem o diencéfalo, a glândula hipófise, as estruturas límbicas e os núcleos da base. Envolvidas na memória, a emoção, o prazer e a produção hormonal. Atuam como centros de informação do sistema nervoso, pois transmitem e modulam informações que passam para as diferentes áreas do cérebro. Diencéfalo Parte posterior do prosencéfalo Consiste em: tálamo, epitálamo, subtálamo e hipotálamo Tálamo Maior estrutura subcortical Centro de transmissão entre o tronco cerebral e o cérebro 12 núcleos classificados em transmissão, intralaminares e reticular Núcleos talâmicos responsáveis por transmissão de sinais sensitivos e motores, regulação da consciência, do sono e estado de alerta Epitálamo Parte posterior do diencéfalo Localizado póstero-inferiormente ao tálamo Consiste na glândula pineal, estria medular e trígono da habênula Glândula pineal Controla ciclo de sono-vigília (ciclo circadiano) secretando melatonina Estria medular Feixe de substancia branca que liga o hipotálamo e o trígono de habênula Trígono de habênula Area triangular anteriormente ao coliculos superior Fornece fibras ao feixe que conecta os núcleos da base e a porção ventral do tronco cerebelar -> iniciação e controle de movimentos Substálamo Ventralmente ao tálamo Núcleo subtalâmico + zona incerta (de Forel) + núcleo peripenducular Núcleo subtalâmico Parte funcional dos núcleos da base Controle da atividade motora Zona incerta Transmite fibras entre regiões do SNC Integração motora e precisão dos movimentos Núcleo perpendicular Conexões com sistema límbico Controle do comportamento sexual Hipotálamo Ínfero-anteriormente ao tálamo Mantém funções endócrinas e autonômicas Sobrevivência -> ingestão de alimentos e líquidos Metabolismo Temperatura corporal Homeostase corporal Composto por 13 núcleos 3 grupos de núcleos: anterior (pré-óptico e supra-óptico), médio (tuberal) e posterior (mamilar) Podem ser divididos em médio-lateralmente de acordo com sua proximidade com o terceiro ventrículo: Periventricular - controla a libertação de hormonas do lobo anterior da hipófise Intermediária (Medial) - regula o sistema nervoso autônomo, a libertação de hormonas do lobo posterior da hipófise e o ritmo circadiano Lateral - controla as emoções devido às suas conexões com o sistema límbico e regula a alimentação e o ciclo sono-vigília O hipotálamo controla os mecanismos de sobrevivência através de vias especiais chamadas de eixos hipotalâmicos. Os eixos se projetam do hipotálamo para a glândula hipófise e da glândula hipófise para os órgãos-alvo. Três eixos principais: O eixo hipotalâmico-hipofisário-suprarrenal medeia a resposta ao estresse O eixo hipotalâmico-hipofisário-tireóideo regula a intensidade do metabolismo O eixo hipotalâmico-hipofisário-gonadal regula a reprodução Hipófise ou Glândula pituitária Conectada à porção do encéfalo denominada hipotálamo Controle endócrino e neuroendócrino de outras glândulas endócrinas Tamanho de uma ervilha Massa: 0,5g em homens e 1,5g em mulheres multíparas (2 ou + partos) Localização: base do encéfalo; na sela turca do osso esfenóide Lobo anterior (adeno-hipófise) Tecido epitelial glandular Origem embrionária: evaginação do ectoderma da orofaringe em direção ao encéfalo (bolsa de Rathke) Partes: Distal (pars distalis) Tuberal (pars tuberalis) Intermédia (pars intermedia) Lobo posterior (neuro-hipófise) Tecido secretor neural Origem embrionária: invaginação do neuroectoderma do assoalho do terceiro ventrículo (diencéfalo) Partes: Infundíbulo Parte nervosa Parte distal Hormônios da adeno-hipófise são proteínas ou glicoproteínas de pequeno peso molecular São 5 tipos de células: Somatotropos (GH) Lactotropos (PRL – prolactina) Corticotropos (ACTH – adrenocorticotrófico) Gonadotropos (FSH e LH) Tireotropos (TSH – tireoestimulantes) Gonadotropos Produzem hormônio luteinizante LH e hormônio foliculoestimulante FSH Liberação de FSH e LH é regulado pelo hormônio de liberação das gonadotropinas GnRH produzido no hipotálamo Adeno-hipófise Parte intermédia Função das células pouco esclarecidas Circunda série de pequenas cavidades císticas que representam o lúmen residual da bolsa de Rethke Parte tuberal Extensão da adeno-hipófise ao longo do infundíbulo semelhante a um pedículo. Altamente vascularizada que contém veias do sistema hipotálamo-hipofisário. image2.png image3.png image4.png image5.png image6.png image7.png image8.png image9.png image10.png image11.png image12.png image13.png image14.png image15.png image16.png image17.png image18.png image19.png image20.png image21.png image22.png image23.png image24.png image25.png image26.png image27.png image28.png image29.png image30.png image31.png image32.png image33.png image34.png image35.png image36.png image37.png image38.png image39.png image40.png image41.png image42.png image43.png image44.png image45.png image46.png image47.png image48.png image49.png image50.png image51.png image52.png image53.png image54.png image55.png image56.png image57.png image58.png image59.png image90.png image100.png image110.png image60.png image61.png image600.png image70.png image80.pngimage62.png image63.png