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1 Quarta Prova de BBPM III Sistema Tegumentar - O sistema tegumentar é constituído pela pele e seus anexos: glândulas sudoríparas, unhas, pêlo, glândulas sebáceas e músculos eretores dos pêlos. - O epitélio é um tecido avascular composto de células que cobrem as superfícies corporais externas e revestem as cavidades fechadas internas e os tubos corporais que se comunicam com o exterior. O epitélio também forma a porção secretora (parênquima) das glândulas e seus ductos. - A superficie basal das células epiteliais está presa a uma membrana basal subjacente, uma camada acelular, rica em proteína e polissacarídeo. - Classificação do epitélio: - Simples: uma camada de célula. - Estratificado: duas ou mais camadas de células. - Pavimentosas (escamosas): a largura da célula é maior que a altura. - Cúbicas: a largura, a profundidade e a altura são quase idênticas. - Colunares: a altura da célula excede a largura. - Classificações especiais do epitélio: - Epitélio pseudo-estratificado: parece estratificado, embora algumas células não alcancem a superficie livre; todas repousam sobre a membrana basal. Desta maneira, é realmente um epitélio simples. - Epitélio de transição (urotélio): reveste o trato urinário inferior. É um epitélio estratificado com características morfológicas específicas que permitem que se distenda. - O endotélio e o mesotélio são epitélios simples pavimentosos que revestem o sistema vascular e as cavidades corporais. - O domínio lateral das células epiteliais está em íntimo contato com os domínios laterais opostos das células vizinhas. - Junções de oclusão: representa o componente mais apical no complexo juncional entre as células epiteliais; as junções desempenham um papel essencial na passagem seletiva de substâncias de um lado do epitélio para o outro. - Junções de fixação: proporcionam as adesões laterais entre as células epiteliais, usando proteínas que se ligam no citoesqueleto das células adjacentes. - Zônula de adesão: interage com a rede de filamentos de actina dentro da célula. - Desmossomos: interage com os filamentos intermediários. - Junções comunicantes: permitem a passagem direta das moléculas de sinalização de uma célula para outra. Desenvolvimento da pele e seus anexos: - A pele é formada por duas camadas originadas da superfície do ectoderma e seu mesênquima subjacente: - A epiderme é o tecido epitelial de superfície, derivado do ectoderma cutâneo. - A derme é a camada mais profunda, constituída de tecido conjuntivo denso, não modelado, derivado do mesoderma. A rede de tecido conjuntivo embrionário ou mesênquima, derivado do mesoderma, forma o tecido conjuntivo da derme. - A hipoderme ou tecido celular subcutâneo está situado abaixo e em continuidade com a derme e não faz parte da pele, apenas lhe serve de união com os órgãos subjacentes. É constituído de tecido conjuntivo frouxo com muitas células adiposas, formando o panículo adiposo. - Funções da pele: proteção do corpo contra a desidratação e atrito; recebe informações sensoriais sobre o ambiente e as envia para o SNC; colabora com a termorregulação do corpo; proteção contra os raios UV; apresenta células com funções imunitárias. - Epiderme: - É constituída por epitélio estratificado pavimentoso queratinizado. As células mais abundantes nesse epitélio são os queratinócitos. A epiderme apresenta ainda três tipos de células: os melanócitos, as células de Langerhans e as de Merkel. - A pele é classificada em espessa ou delgada, com base na espessura da epiderme. - A pele espessa recobre as palmas das mãos e as plantas dos pés; ela não possui folículos pilosos, músculos eretores dos pêlos nem glândulas sebáceas, mas apresenta glândulas sudoríparas. - A pele delgada cobre a maior parte do restante do corpo; ela possui folículos pilosos, músculos eretores dos pêlos, glândulas sebáceas e glândulas sudoríparas. - Nas regiões espessas, a pele apresenta cinco camadas, da derme para a superfície – basal, espinhosa, granulosa, lúcida e córnea. - A camada basal é constituída por células prismáticas ou cuboides, basófilas, que repousam sobre a membrana basal que separa a epiderme da derme. A camada basal, rica em células-tronco (stem cells) da epiderme, é também chamada de germinativa. Apresenta intensa atividade mitótica, sendo responsável, junto com a camada espinhosa, pela constante 2 renovação da epiderme (em média, 15 a 30 dias para renovação completa). - A camada espinhosa é formada por células cuboides ou ligeiramente achatadas, de núcleo central, citoplasma com curtas expansões que contêm feixes de filamentos de queratina (tonofilamentos). Essas expansões citoplasmáticas se aproximam e se mantém unidas com as das células adjacentes por meio de desmossomos, o que confere a cada célula um aspecto espinhoso. Na camada espinhosa também existem células-tronco dos queratinócitos, e as mitoses ocorrem na camada basal e, em menor número, na camada espinhosa. - A camada granulosa tem apenas 3 a 5 fileiras de células poligonais achatadas, núcleo central e citoplasma carregado de grânulos basófilos, chamados grânulos de querato-hialina, que não são envolvidos por membrana. As células da camada granulosa também possuem os chamados grânulos lamelares. Esses grânulos excretam material lipídico, contribuindo para a formação de uma barreira contra a penetração de substâncias e para tornar a pele impermeável à água, impedindo a desidratação do organismo. - A camada lúcida, mais evidente na pele espessa, é constituída por uma delgada camada de células achatadas, eosinofílicas e translúcidas, cujos núcleos e organelas citoplasmáticas foram digeridos por enzimas dos lisossomos e desapareceram. O citoplasma apresenta filamentos de queratina. Ainda apresenta desmossomos entre as células. - A camada córnea tem espessura muito variável e é constituída por células achatadas, mortas e sem núcleo. O citoplasma dessas células apresenta-se repleto de queratina. - Na pele fina, a epiderme é mais simples, faltando frequentemente as camadas granulosa e lúcida e apresentando uma camada córnea muito reduzida. - O primórdio da epiderme é a camada de células ectodérmicas superficiais. Estas células proliferam e formam uma camada de epitélio pavimentoso, a periderme, e uma camada basal (germinativa). As células da periderme sofrem queratinização e descamação contínuas, sendo substituídas por células originadas da camada basal. - As células peridérmicas descamadas formam parte de uma substância branca e gordurosa - vernix caseosa - que recobre a pele do feto. Posteriormente, a vernix contém sebo, a secreção das glândulas sebáceas da pele. Durante o período fetal, a vernix protege a pele em desenvolvimento da exposição constante ao líquido amniótico, que contém urina. Além disso, a vernix facilita o parto, em razão da sua constituição escorregadia. - A camada basal da epiderme origina o estrato germinativo, que produz novas células que são deslocadas para as camadas mais superficiais. Após 11 semanas, as células do estrato germinativo já formaram uma camada intermediária. - A substituição das células peridérmicas continua até aproximadamente a 21ª semana; a partir deste período, a periderme desaparece e forma-se o estrato córneo. - A proliferação das células no estrato germinativo também forma as cristas epidérmicas, que se estendem para dentro da derme em desenvolvimento. Estas cristas começama aparecer nos embriões com 10 semanas e estão completamente formadas em torno da 17ª semana. As cristas epidérmicas produzem sulcos na superfície das palmas das mãos e das plantas dos pés, inclusive dos dedos. - As anomalias nos complementos cromossômicos afetam o desenvolvimento dos padrões das cristas; por exemplo, as crianças com síndrome de Down têm nas mãos e nos pés padrões característicos que são utilizados no diagnóstico. Corte de pele espessa de planta do pé humano. 3 - Ao final do período embrionário, células da crista neural migram para o mesênquima da derme em desenvolvimento e se diferenciam em melanoblastos. Mais tarde, estas células migram para a junção dermoepidérmica e se diferenciam em melanócitos. A diferenciação dos melanoblastos em melanócitos envolve a formação de grânulos de pigmento. - Na raça branca, os corpos celulares dos melanócitos estão comumente confinados às camadas basais da epiderme, mas seus processos dendríticos se estendem entre as células epidérmicas. Os melanócitos começam a produzir melanina antes do nascimento e a distribui para as células epidérmicas. Antes do nascimento, a formação do pigmento pode ser observada nas raças de pele escura; entretanto, existem poucas evidências de tal atividade nos fetos de pele clara. Quantidades aumentadas de melanina são produzidas em resposta à luz ultravioleta. O conteúdo relativo de melanina nos melanócitos é o responsável pelas variações de cor da pele. - A melanina é sintetizada nos melanócitos com a participação da enzima tirosinase. Em razão da ação dessa enzima, o aminoácido tirosina é transformado primeiro em 3,4-di-hidroxifenilalanina (dopa). A tirosinase também age na dopa, produzindo dopa- quinona, que, após várias transformações, converte-se em melanina. A tirosinase fica armazenada dentro de vesículas chamadas de melanossomos, local onde se inicia a síntese da melanina. Inicialmente coexistem melanina e tirosinase nos melanossomos. Quando cessa a síntese de melanina, o melanossomo está repleto de melanina e perde sua atividade tirosinásica, recebendo, então, o nome de grânulo de melanina. - Depois de formados, os grânulos de melanina são injetados no citoplasma dos queratinócitos. Os grânulos de melanina se fundem com os lisossomos dos queratinócitos, e, por isso, as células mais superficiais da epiderme não têm melanina. Nas células epiteliais os grânulos de melanina localizam-se em posição supranuclear. Nessa localização, oferecem proteção máxima ao DNA contra os efeitos prejudiciais da radiação solar. - Células de Langerhans: localizam-se em toda a epiderme entre os queratinócitos, porém são mais frequentes na camada espinhosa. Elas são capazes de captar antígenos, processá-los e apresentá-los aos linfócitos T, participando da estimulação dessas células. - Células de Merkel: Essas células existem em maior quantidade na pele espessa da palma das mãos e da planta dos pés, especialmente nas pontas dos dedos. Se localizam na parte profunda da epiderme, apoiadas na membrana basal e presas aos queratinócitos por meio de desmossomos. São mecanorreceptores (sensibilidade tátil). OBS: células de Langerhans e melanócitos possuem halos claros quando visualizadas no microscópio. Os melanócitos estão situados na camada basal, enquanto que as células de Langerhans estão na camada espinhosa. - Derme: - É o tecido conjuntivo em que se apoia a epiderme e une a pele ao tecido subcutâneo ou hipoderme. A derme apresenta espessura variável, com espessura máxima na planta do pé. Sua superfície externa é irregular, observando-se saliências, as papilas dérmicas, que acompanham as reentrâncias correspondentes da epiderme. - A derme é constituída por duas camadas, de limites pouco distintos: a papilar, superficial, e a reticular, mais profunda. - A camada papilar é delgada , constituída por tecido conjuntivo frouxo que forma as papilas dérmicas. Os pequenos vasos sanguíneos observados nessa camada são responsáveis pela nutrição e oxigenação da epiderme. - A camada reticular é mais espessa, constituída por tecido conjuntivo denso. - Ambas as camadas contêm muitas fibras do sistema elástico responsáveis, em parte, pela elasticidade da pele. Além dos vasos sanguíneos e linfáticos, e dos nervos, também são encontradas na derme as seguintes estruturas, derivadas da epiderme: folículos pilosos, glândulas sebáceas e glândulas sudoríparas. - A derme desenvolve-se a partir do mesênquima, derivado do mesoderma subjacente ao ectoderma da superfície. - Com 11 semanas, as células mesenquimais já começaram a produzir fibras do tecido conjuntivo, colágenas e elástica. - Quando as cristas epidérmicas se formam, a derme projeta-se em direção à epiderme, formando as papilas dérmicas, que se interdigitam com as cristas epidérmicas. - As alças capilares (tubos endoteliais) se desenvolvem em algumas destas criptas e nutrem a epiderme. Em outras cristas, formam-se terminações nervosas sensitivas. Os vasos sanguíneos da derme começam como estruturas simples, revestidas por endotélio, que se diferenciam a partir do mesênquima. A medida que a pele cresce, novos capilares se formam a partir dos vasos primitivos (angiogênese). Estes vasos simples, semelhantes a capilares, foram observados na derme ao final da quinta semana. 4 Ao final do primeiro trimestre, está formada a principal organização vascular da derme fetal. - Hipoderme: - É formada por tecido conjuntivo frouxo, que une de maneira pouco firme a derme aos órgãos subjacentes. É a camada responsável pelo deslizamento da pele sobre as estruturas nas quais se apoia. Dependendo da região e do grau de nutrição do organismo, a hipoderme pode ter uma camada variável de tecido adiposo que, quando desenvolvida, constitui o panículo adiposo. - Glândulas da pele: dois tipos de glândulas, sebáceas e sudoríparas, derivam da epiderme e crescem para o interior da derme. - Glândulas sebáceas: A maioria das glândulas sebáceas desenvolve-se como brotos laterais das bainhas epiteliais dos folículos pilosos em desenvolvimento. Os brotos das glândulas crescem no tecido conjuntivo embrionário circundante, ramificando-se para formar os primórdios de vários alvéolos e seus duetos associados. As células centrais dos alvéolos se rompem, formando uma secreção oleosa - o sebo - que é liberada no folículo piloso e alcança a superfície da pele, onde se mistura com as células peridérmicas descamadas para formar a vernix caseosa. A glândula sebácea é do tipo acinosa. - Glândulas sudoríparas écrinas: encontradas em toda a superficie do corpo, exceto pelos lábios e por parte da genitália externa. Essas glândulas são tubulosas simples enoveladas, cujos ductos se abrem na superfície da pele. Nessas glândulas existem três tipos de células no segmento secretor, as células escuras, as células claras e as células mioepiteliais. As escuras são adjacentes ao lúmen e se caracterizam por abundância em grânulos secretores. As claras localizam-se entre as células escuras e as mioepiteliais e caracterizam-se por abundância em glicogênio. As células mioepiteliais, por sua vez, se limitam ao aspecto basal do segmento secretor. Essas glândulas se desenvolvem como invaginações epidérmicas que crescem no interior do mesênquima subjacente. A medida que o broto cresce, sua extremidade enovela-se, formando o primórdio da porção secretora da glândula. Durante seu desenvolvimento, a junção epitelial da glândula com a epiderme forma o primórdio do ducto. As células centraisdos ductos primordiais degeneram, formando uma luz. As células periféricas da porção secretora da glândula diferenciam-se em células secretoras e mioepiteliais. Acredita-se que as células mioepiteliais sejam células musculares lisas especializadas, que ajudam a expelir o suor das glândulas. As glândulas sudoríparas merócrinas começam a funcionar logo após o nascimento. - Glândulas sudoríparas apócrinas: distribuição limitada, na sua maioria, às regiões da axila, púbis períneo e aréolas dos mamilos. Há fortes indicações de que essas glândulas secretam pelo processo merócrinas, porém o nome de glândulas sudoríparas apócrinas tornou-se consagrado pelo uso. Estas glândulas formam-se de invaginações do estrato germinativo da epiderme que dão origem aos folículos pilosos. Em conseqüência disto, os ductos destas glândulas se abrem não na superfície da pele, como as glândulas sudoríparas comuns, mas na parte superior dos folículos pilosos acima das aberturas das glândulas sebáceas. Elas começam a secretar na puberdade. 5 - Desenvolvimento dos pêlos: - Os pêlos são estruturas delgadas e queratinizadas, que se desenvolvem a partir de uma invaginação de epiderme. A cor, o tamanho e a disposição deles variam de acordo com a cor da pele e a região do corpo. - Os pêlos são estruturas que crescem descontinuamente, intercalando fases de repouso com fases de crescimento: Fase de crescimento ou ANÁGENA; fase de involução ou CATÁGENA; fase de desprendimento do pêlo ou TELÓGENA. - Os pêlos começam a se desenvolver no início do período fetal (da 9 à 12ª semana), mas só são facilmente identificados em torno da 20ª semana. - Os pêlos são reconhecíveis, em primeiro lugar, nas sobrancelhas, no lábio superior e no queixo. - Um folículo piloso começa como uma proliferação do estrato germinativo da epiderme e se estende para a derme subjacente. O broto do pêlo logo toma a forma de uma clava, formando o bulbo piloso. As células epiteliais deste bulbo constituem a matriz germinativa, que mais tarde produz o pêlo. O bulbo piloso (primórdio da raiz do pêlo) é logo invaginado por uma pequena papila do pêlo mesenquimal. As células periféricas do folículo piloso em desenvolvimento formam a bainha epitelial da raiz, e as células mesenquimais circundantes diferenciam-se na bainha dérmica da raiz. À medida que as células da matriz germinativa proliferam, elas são empurradas em direção à superfície, onde se queratinizam, formando a haste do pêlo. Ao final da 12ª semana, os pêlos já atingem a superfície da epiderme das sobrancelhas e do lábio superior. - Os melanoblastos migram para os bulbos pilosos e diferenciam- se em melanócitos. Na matriz germinativa, a melanina produzida por estas células é transferida para as células formadoras do pêlo, várias semanas antes do nascimento. O conteúdo relativo da melanina é responsável pelas diferentes cores dos pêlos. - Os músculos eretores do pêlo, pequenos feixes de fibras musculares lisas, diferenciam-se do mesênquima que circunda o folículo piloso e se prendem à bainha dérmica da raiz dos folículos pilosos e à camada papilar da derme. Na axila e em certas partes da face, os músculos eretores dos pêlos são pouco desenvolvidos. Os pêlos que formam as sobrancelhas e os cílios não têm músculos eretores. 6 - Desenvolvimento das Unhas: - As unhas são placas de células queratinizadas localizadas na superfície dorsal das falanges terminais dos dedos. - As unhas dos pés e das mãos começam a se desenvolver nas pontas dos dedos em torno de 10 semanas. O desenvolvimento das unhas dos dedos das mãos precede o das unhas dos pés em cerca de 4 semanas. - Os primórdios das unhas aparecem como áreas espessadas, ou campos de epiderme, na ponta de cada dedo. Mais tarde, estes campos das unhas migram para a superfície dorsal, levando sua inervação a partir da superfície ventral. Os campos das unhas são cercados lateral e proximalmente por pregas da epiderme, as pregas ungueais. Células da prega ungueal proximal crescem sobre o campo da unha e se tornam queratinizadas, formando a placa ungueal. Inicialmente, a unha em desenvolvimento é recoberta por camadas superficiais de epiderme, o eponíquio (cutícula). Este degenera mais tarde, deixando a unha exposta, com exceção da sua base, onde persiste como a cutícula. A pele abaixo da margem livre da unha é o hiponíquio. As unhas dos dedos das mãos atingem as pontas dos dedos em torno de 32 semanas; as dos dedos dos pés atingem as pontas dos dedos em torno de 36 semanas. As unhas que não atingiram as pontas dos dedos até o nascimento indicam prematuridade. - Receptores sensoriais da pele: - Uma das funções mais importantes da pele, graças à sua grande extensão e à sua abundante inervação sensorial, é receber estímulos do meio ambiente. - Além das numerosas terminações nervosas livres localizadas na epiderme, folículos pilosos e glândulas, existem receptores encapsulados e não encapsulados na derme e na hipoderme, sendo mais frequentes nas papilas dérmicas. - As terminações nervosas livres são sensíveis ao toque e à pressão (receptores táteis), bem como a variações de temperatura, dor, coceira e outras sensações. - Os receptores encapsulados são os corpúsculos de Ruffini, Vater-Pacini, Meissner e Krause. Anatomia do Telencéfalo - O telencéfalo compreende os dois hemisférios cerebrais, direito e esquerdo, e as estruturas inter-hemisféricas como o corpo caloso, o fórnix, o septo pelúcido, a comissura anterior e a lâmina terminal. - Os dois hemisférios cerebrais são incompletamente separados pela fissura longitudinal do cérebro, cujo assoalho é formado por uma larga faixa de fibras comissurais, o corpo caloso. - Os hemisférios cerebrais possuem cavidades, os ventrículos laterais direito e esquerdo, que comunicam com o III ventrículo pelos forames interventriculares. - Cada hemisfério possui três pólos: frontal, occipital e temporal; e três faces: face súperolateral, convexa; face medial, plana, e face inferior, ou base do cérebro, muito irregular. - Sulcos e giros: - A superfície do cérebro do homem e de vários animais apresenta depressões denominadas sulcos, que delimitam os giros ou circunvoluções cerebrais. - Em cada hemisfério cerebral, os dois sulcos mais importantes são o sulco lateral (de Sylvius) e o sulco central (de Rolando). - Sulco lateral: Inicia- se na base do cérebro lateralmente à substância perfurada anterior, como uma fenda profunda que, separando o lobo frontal do lobo temporal, dirige-se para a face súpero-lateral do cérebro, onde termina dividindo-se em três ramos: ascendente, anterior e posterior. - Sulco central: É um sulco profundo e geralmente contínuo, que percorre obliquamente a face súperolateral do hemisfério, 7 separando os lobos frontal e parietal. É ladeado por dois giros paralelos, um anterior, giro pré-central, e outro posterior, giro pós-central. - De modo geral, as áreas situadas adiante do sulco central relacionam-se com a motricidade, enquanto as situadas atrás deste sulco relacionam-se com a sensibilidade. - Os lobos cerebrais recebem sua denominação de acordo com os ossos do crânio, com os quais se relacionam. Assim, temos os lobos frontal, temporal, parietal e occipital. Além destes, existe um quinto lobo, a insula, situado profundamente no sulco lateral e que não tem relação imediata com os ossos do crânio. - A divisão dos lobos não corresponde a uma divisão funcional, exceto pelo lobooccipital, que parece estar inteiramente relacionado à visão. Face súpero-lateral: - Lobo frontal: - Em sua superfície, possui três sulcos principais: - sulco pré-central: mais ou menos paralelo ao sulco central. - sulco frontal superior: inicia-se geralmente na porção superior do sulco pré-central e tem direção aproximadamente perpendicular a ele; - sulco frontal inferior: partindo da porção inferior do sulco pré- central, dirige-se para frente e para baixo. - Acima do sulco frontal superior localiza-se o giro frontal superior. Entre os sulcos frontal superior e frontal inferior está o giro frontal médio, e abaixo do sulco frontal inferior, o giro frontal inferior. - O giro frontal inferior é subdividido pelos ramos anterior e ascendente do sulco lateral em três partes: orbital, triangular e opercular. A primeira situa-se abaixo do ramo anterior, a segunda entre este ramo e o ramo ascendente, e a última entre o ramo ascendente e o sulco pré-central. O giro frontal inferior do hemisfério cerebral esquerdo é denominado giro de Broca, e aí se localiza, na maioria dos indivíduos, o centro cortical da palavra falada. - Lobo temporal: - Na face súpero-lateral do cérebro apresenta dois sulcos principais: - Sulco temporal superior: inicia-se próximo ao pólo temporal e dirige-se para trás, paralelamente ao ramo posterior do sulco lateral, terminando no lobo parietal; - Sulco temporal inferior: paralelo ao sulco temporal superior, é geralmente formado por duas ou mais partes descontínuas. - Entre os sulcos lateral e temporal superior está o giro temporal superior, entre os sulcos temporal superior e o temporal inferior situa-se o giro temporal médio; abaixo do sulco temporal inferior localiza-se o giro temporal inferior, que se limita com o sulco occipitotemporal, geralmente situado na face inferior do hemisfério cerebral. - Afastando-se os lábios do sulco lateral, aparece seu assoalho, que é parte do giro temporal superior. A porção posterior deste assoalho é atravessada por pequenos giros transversais, os giros temporais transversos, dos quais o mais evidente, o giro temporal transverso anterior, é importante, pois nele se localiza o centro cortical da audição. 8 - Lobo parietal: - Apresenta dois sulcos principais: - Sulco pós-central: quase paralelo ao sulco central, é frequentemente dividido em dois segmentos, que podem estar mais ou menos distantes um do outro. - Sulco intraparietal: muito variável e geralmente perpendicular ao pós-central, com o qual pode estar unido, estende-se para trás para terminar no lobo occipital. - Entre os sulcos central e pós-central fica o giro pós-central, onde se localiza uma das mais importantes áreas sensitivas do córtex, a área somestésica. O sulco intraparietal separa o lóbulo parietal superior do lóbulo parietal inferior. Neste último descrevem-se dois giros: o giro supramarginal, curvado em torno da extremidade do ramo posterior do sulco lateral, e o giro angular, curvado em torno da porção terminal e ascendente do sulco temporal superior. - Lobo occipital: centro cortical da visão. - É delimitado por uma linha imaginária que vai da incisura pré- occipital até o sulco parieto-occipital. - Lobo da ínsula: - Afastando-se os lábios do sulco lateral, evidencia-se ampla fossa no fundo da qual está situada a insula, lobo cerebral que durante o desenvolvimento cresce menos que os demais, razão pela qual é pouco a pouco recoberto pelos lobos vizinhos, frontal, temporal e parietal. - Possui dois sulcos principais: - Sulco central da ínsula - Sulco circular da ínsula - O sulco central divide a ínsula em giros curtos e giros longos. Face medial: - Corpo caloso, fórnix e septo pelúcido: - O corpo caloso, a maior das comissuras interemisféricas, é formado por um grande número de fibras mielínicas que cruzam o plano sagital mediano e penetram de cada lado no centro branco medular do cérebro, unindo áreas simétricas do córtex cerebral de cada hemisfério. - Em corte sagital do cérebro aparece como uma lâmina branca arqueada dorsalmente o tronco do corpo caloso, que se dilata posteriormente no esplênio do corpo caloso e se flete anteriormente em direção à base do cérebro para consumir o joelho do corpo caloso. Este afila-se para formar o rostro do corpo caloso, que continua em até a comissura anterior, uma das comissuras inter-hemisféricas. - Emergindo abaixo do esplênio do corpo caloso e arqueando-se em direção à comissura anterior, está o fórnix, feixe complexo de fibras que, entretanto, não pode ser visto em toda a sua extensão em um corte sagital de cérebro. - É constituído por duas metades laterais e simétricas afastadas nas extremidades e unidas entre si no trajeto abaixo do corpo caloso. A porção intermédia em que as duas metades se unem constitui o corpo do fórnix; as extremidades que se afastam são, respectivamente, as colunas do fórnix, anteriores, e as pernas do fórnix, posteriores. As colunas do fórnix terminam no corpo mamilar correspondente, cruzando a parede lateral do III ventrículo. As pernas do fórnix divergem e penetram de cada lado no corno inferior do ventrículo lateral, onde se ligam ao hipocampo. No ponto em que as pernas do fórnix se separam, algumas fibras passam de um lado para o outro, formando a comissura do fórnix. 9 - Entre o corpo caloso e o fórnix estende-se o septo pelúcido, constituído por duas delgadas lâminas de tecido nervoso que delimitam uma cavidade muito estreita, a cavidade do septo pelúcido. O septo pelúcido separa os dois ventrículos laterais. - Lobo occipital: - Apresenta dois sulcos importantes na face medial do cérebro: - sulco calcarino — inicia-se abaixo do esplênio do corpo caloso e tem um trajeto arqueado em direção ao pólo occipital. Nos lábios do sulco calcarino localiza-se o centro cortical da visão; - sulco parieto-occipital — muito profundo, separa o lobo occipital do parietal e encontra em ângulo agudo o sulco calcarino. - Entre o sulco parieto-occipital e o sulco calcarino, situa-se o cúneus, giro complexo, de forma triangular. Adiante do cúneus, por conseguinte já no lobo parietal, temos o pré-cúneus. Abaixo do sulco calcarino, situa-se o giro occipitotemporal medial, que continua anteriormente com o giro para-hipocampal, já no lobo temporal. - Lobo frontal e parietal: - Na face medial no cérebro existem dois sulcos que passam do lobo frontal para o parietal: - sulco do corpo caloso — começa abaixo do rostro do corpo caloso, contorna o tronco e o esplênio do corpo caloso, onde continua, já no lobo temporal, com o sulco do hipocampo. - sulco do cíngulo — tem curso paralelo ao sulco do corpo caloso, do qual é separado pelo giro do cíngulo. Termina posteriormente dando origem ao ramo marginal, que se curva em direção à margem superior do hemisfério. - Destacando-se do sulco do cíngulo em direção à margem superior do hemisfério, existe quase sempre o sulco paracentral, que delimita com o sulco do cíngulo e seu ramo marginal, o lóbulo paracentral. Nas partes anterior e posterior do lóbulo paracentral localizam-se, respectivamente, as áreas motora e sensitiva relacionadas com a perna e o pé. - Acima do corpo caloso temos o giro do cíngulo; mais acima temos, de trás para diante, o pré-cúneus, o lóbulo paracentral e a face medial do giro frontal superior. A região situada abaixo do rostro do corpo caloso e adiante da comissura anterior à lâmina terminal é a chamada área septal, um dos centrosdo prazer do cérebro. 10 Face inferior: - Pode ser dividida em duas partes: uma pertence ao lobo frontal e repousa sobre a fossa anterior do crânio; a outra, muito maior, pertence quase toda ao lobo temporal e repousa sobre a fossa média do crânio e a tenda do cerebelo. - Lobo temporal: - A face inferior do lobo temporal apresenta três sulcos principais de direção longitudinal e que são da borda lateral para a borda medial: - sulco occipitotemporal - sulco colateral - sulco do hipocampo - O sulco occipitotemporal limita com o sulco temporal inferior o giro temporal inferior, que quase sempre forma borda lateral do hemisfério; medialmente, este sulco limita com o sulco colateral o giro occipitotemporal lateral. - O sulco colateral inicia-se próximo ao pólo occipital e se dirige para frente, delimitando com o sulco calcarino e o sulco do hipocampo, respectivamente, o giro occipitotemporal medial e o giro para-hipocampal, cuja porção anterior se curva em torno do sulco do hipocampo para formar o úncus. O sulco colateral pode ser contínuo com o sulco rinal, que separa a parte mais anterior do giro para-hipocampal do resto do lobo temporal. O sulco do hipocampo origina-se na região do esplênio do corpo caloso, onde continua com o sulco do corpo caloso e se dirige para o pólo temporal, onde termina separando o giro para hipocampal do úncus. - O giro para-hipocampal se liga posteriormente ao giro do cíngulo através de um giro estreito, o istmo do giro do cíngulo. Assim, úncus, giro para-hipocampal, istmo do giro do cíngulo e giro do cíngulo constituem uma formação contínua que circunda as estruturas inter-hemisféricas e que muitos consideram como um lobo independente, o lobo límbico, parte importante do sistema límbico, relacionado com o comportamento emocional e o controle do sistema nervoso autônomo. - Lobo frontal: - A face inferior do lobo frontal apresenta um único sulco importante, o sulco olfatório, profundo e de direção ântero- posterior. Medialmente ao sulco olfatório, continuando dorsalmente como giro frontal superior, situa-se o giro reto. O resto da face inferior do lobo frontal é ocupada por sulcos e giros muito irregulares, os sulcos e giros orbitários. - O bulbo olfatório é uma dilatação ovóide e achatada de substância cinzenta que continua posteriormente com o tracto olfatório, ambos alojados no sulco olfatório. O bulbo olfatório recebe os filamentos que constituem o nervo olfatório, I par craniano. Estes atravessam os pequenos orifícios que existem na lâmina crivosa do osso etmóide. Posteriormente, o tracto olfatório se bifurca formando as estrias olfatórias lateral e medial, que delimitam uma área triangular, o trígono olfatório. Atrás do trígono olfatório e adiante do tracto óptico localiza-se unia área contendo uma série de pequenos orifícios para a passagem de vasos, a substância perfurada anterior. 11 Ventrículos laterais: - Os hemisférios cerebrais possuem cavidades revestidas de epêndima e contendo líquido cérebro-espinhal, os ventrículos laterais esquerdo e direito, que se comunicam com o III ventrículo pelo respectivo forame interventricular. - Apresenta três cornos que correspondem aos três pólos do hemisfério. As partes que se projetam nos lobos frontal, occipital e temporal são, respectivamente, os cornos anterior, posterior e inferior. Com exceção do corno inferior, todas as partes do ventrículo lateral têm o teto formado pelo corpo caloso, cuja remoção expõe amplamente a cavidade ventricular. Organização interna dos hemisférios cerebrais: - Cada hemisfério possui uma camada superficial de substância cinzenta, o córtex cerebral, que reveste um centro de substância branca, o centro branco medular do cérebro, no interior do qual existem massas de substância cinzenta, os núcleos da base do cérebro. - Núcleos da base: - Núcleo caudado: É uma massa alongada e bastante volumosa de substância cinzenta, relacionada em toda a sua extensão com os ventrículos laterais. Em razão de sua forma fortemente arqueada, o núcleo caudado aparece seccionado duas vezes em determinados cortes horizontais ou frontais do cérebro. A cabeça do núcleo caudado funde-se com a parte anterior do núcleo lentiforme. - Núcleo lentiforme: Tem a forma e o tamanho aproximado de uma castanha-do-pará. Medialmente relaciona-se com a cápsula interna que o separa do núcleo caudado e do tálamo; lateralmente relaciona-se com o córtex da insula, do qual é separado por substância branca e pelo claustrum. O núcleo lentiforme é dividido em putâmen e globo pálido por uma fina lâmina de substância branca, a lâmina medular lateral. O putâmen situa-se lateralmente e é maior que o globo pálido, que se dispõe medialmente. Nas secções não coradas de cérebro, o globo pálido tem uma coloração mais clara que o putâmen (donde o nome) em virtude da presença de fibras mielínicas que o atravessam. O globo pálido é subdividido por outra lâmina de substância branca, a lâmina medular medial, em partes externa e interna. - Claustrum: E uma delgada calota de substância cinzenta situada entre o córtex da insula e o núcleo lentiforme. Separa-se daquele por uma fina lâmina branca, a cápsula extrema. Entre o claustrum e o núcleo lentiforme existe uma outra lâmina branca, a cápsula externa. - Corpo amigdaloide: E uma massa esferóide de substância cinzenta situada no pólo temporal do hemisfério cerebral, em relação com a cauda do núcleo caudado. O corpo amigdaloide faz parte do sistema límbico e é um importante centro regulador do comportamento sexual e da agressividade. - Núcleo accubens: Massa de substância cinzenta situada na zona de união entre o putâmen e a cabeça do núcleo caudado. - Núcleo basal de Meynert: Macroscopicamente é de visualização difícil. Situa-se na base do cérebro, entre a substância perfurada anterior e o globo pálido. Contém neurônios grandes, ricos em acetilcolina. Córtex cerebral: - É a fina camada de substância cinzenta que reveste o centro branco medular do cérebro. - No córtex cerebral chegam impulsos provenientes de todas as vias da sensibilidade que aí se tornam conscientes e são interpretadas. Do córtex saem os impulsos nervosos que iniciam e comandam os movimentos voluntários e com ele estão relacionados os fenômenos psíquicos. - Citoarquitetura do córtex: - Existem neurônios, células neurogliais e fibras. 12 - Quanto à sua estrutura, distinguem-se dois tipos de córtex: isocórtex e alocórtex. No isocórtex, que corresponde à grande maioria das áreas corticais, existem seis camadas, o que não ocorre no alocórtex. - As fibras que saem ou entram no córtex passam necessariamente pelo centro branco medular. Elas podem ser de associação ou de projeção. - As fibras de associação ligam áreas diferentes do córtex cerebral, no mesmo hemisfério (intra-hemisféricas) ou no hemisfério situado do lado oposto (inter-hemisféricas). As fibras de projeção ligam o córtex a centros subcorticais, podendo ser aferentes ou eferentes. - Classificação estrutural do córtex: - A divisão mais aceita é a de Brodmann, que identificou 52 áreas designadas por números. Brodmann dividiu as áreas de acordo com os aspectos de sua estrutura, tais como a composição e característica das diversas camadas, espessura total e espessura das camadas, disposição e espessura das raias e estrias etc. - Classificação funcional do córtex: - Do ponto de vista funcional, as áreas corticais não são homogêneas. - As várias áreas funcionais do córtex foraminicialmente classificadas em dois grandes grupos: áreas de projeção e áreas de associação. As áreas de projeção são as que recebem ou dão origem a fibras relacionadas diretamente com a sensibilidade e com a motricidade. As demais áreas são consideradas de associação e, de modo geral, estão relacionadas a funções psíquicas complexas. Assim, lesões nas áreas de projeção podem causar paralisias ou alterações na sensibilidade, o que não acontece nas áreas de associação. Lesões dessas áreas, entretanto, podem causar alterações psíquicas. - As áreas de projeção podem ser divididas em dois grandes grupos, de função e estrutura diferentes: áreas sensitivas e áreas motoras. - As áreas ligadas diretamente à sensibilidade e à motricidade, ou seja, as áreas de projeção, são consideradas áreas primárias. As áreas de associação podem ser divididas em secundárias e terciárias. As primeiras são também chamadas de áreas unimodais, pois estão ainda relacionadas, embora indiretamente, com uma determinada modalidade sensorial ou com a motricidade. As conexões de uma determinada área de associação unimodal se fazem predominantemente com a área primária da mesma função. Assim, por exemplo, a área de associação unimodal visual recebe fibras predominantemente da área visual primária ou área de projeção visual. - Já as áreas terciárias são supramodais, ou seja, não se ocupam mais do processamento motor ou sensitivo, mas estão envolvidas com atividades psíquicas superiores como, por exemplo, a memória os processos simbólicos e o pensamento abstrato. Mantêm conexões com várias áreas unimodais ou com outras áreas supramodais, e sua lesão causa alterações psíquicas sem qualquer conotação motora ou sensitiva. - Áreas de projeção (áreas primárias): - Relacionam-se diretamente com a sensibilidade ou com a motricidade. - Existe uma só área primária motora, situada no lobo frontal, e várias áreas primárias sensitivas nos demais lobos. - Áreas sensitivas primárias: - Área somestésica: localizada no giro pós-central, recebe impulsos nervosos relacionados à temperatura, dor, pressão, tato e propriocepção consciente da metade oposta do corpo. - Área visual: Localizada nos lábios do sulco calcarino. Aí chegam as fibras originadas no corpo geniculado lateral. - Área auditiva: está situada no giro temporal transverso anterior. Nela chegam as fibras originadas do corpo geniculado medial. - Área vestibular: localiza-se no lobo parietal, em uma pequena região próxima ao território da área somestésica correspondente à face. Foi sugerido que a área vestibular do córtex seria importante para apreciação consciente da orientação no espaço. - Área olfatória: localizada na área situada na parte anterior do úncus e do giro para-hipocampal. - Área gustativa: se localiza na porção inferior do giro pós- central, próxima à insula, cm uma região adjacente á parte da área somestésica correspondente á língua. - Área motora primária: - Ocupa a parte posterior do giro pré-central. - Do ponto de vista citoarquitetural, é um caracterizado pela presença das células piramidais gigantes. Grande extensão da área correspondente â mão quando comparada com as áreas do tronco e membro inferior. As principais conexões aferentes da área motora são com o tálamo — através do qual recebe informações do cerebelo —, com a área somestésica e com as áreas pré-motora c motora suplementar. - Áreas de associação do córtex: são aquelas que não se relacionam diretamente com a motricidade ou com a sensibilidade. - Áreas de associação secundárias: são áreas são unimodais, ou seja, relacionam-se, ainda que indiretamente, com alguma modalidade de sensação ou com a motricidade, estando geralmente justapostas às áreas primárias correspondentes. Podem ser sensitivas ou motoras. - Áreas de associação secundárias sensitivas: - Área somestésica secundária: lóbulo parietal superior, logo atrás da área somestésica primária. 13 - Área visual secundária: lobo occipital e estende-se para o lobo temporal. - Área auditiva secundária: lobo temporal, circundando a área auditiva primária. - As áreas secundárias recebem aferências principalmente das áreas primárias correspondentes e repassam as informações recebidas às outras áreas do córtex, em especial às áreas supramodais. - As áreas secundárias sensitivas, portanto, estão relacionadas com a interpretação das sensações recebidas, ou gnosia. Lesões nessas áreas causam as agnosias, nos quais há perda da capacidade de reconhecer objetos, apesar de as vias sensitivas e das áreas de projeção cortical estarem perfeitamente normais. Distinguem-se agnosias visuais, auditivas e somestésicas, estas últimas geralmente táteis. - Áreas de associação secundárias motoras: - Adjacentes à área motora primária, existem áreas motoras secundárias com as quais ela se relaciona. Lesões dessas áreas ou de suas frequentemente causam apraxias, que são quadros clínicos correspondentes às agnosias a propósito das áreas sensitivas secundárias. Nas apraxias há incapacidade de executar determinados atos voluntários, sem que exista qualquer déficit motor. Nesse caso, a lesão está nas áreas corticais de associação relacionadas com o 'planejamento' dos atos voluntários e não na execução desses atos. São consideradas áreas motoras secundárias ou áreas de associação motoras a área motora suplementar, a área pré-motora e a área de Broca. - Áreas de associação terciárias: - As áreas terciárias ocupam o topo da hierarquia funcional no córtex cerebral. Elas são supramodais, ou seja, não se relacionam isoladamente com nenhuma modalidade sensorial. Recebem e integram as informações sensoriais já elaboradas por todas as áreas secundárias e são responsáveis também pela elaboração das diversas estratégias comportamentais. - É composta por três áreas: - Área pré-frontal: parte anterior não-motora do lobo frontal. Está envolvida com a escolha das opções e estratégias comportamentais mais adequadas à situação física e social do indivíduo, assim como a capacidade de alterá-las quando tais situações se modificam; manutenção da atenção; controle do comportamento emocional, função exercida juntamente com o hipotálamo e o sistema límbico. OBS: Esta região é a região extirpada nas lobotomias pré-frontais em pacientes depressivos. Também foi a região lesionada por Phineas Gage, que teve a sua personalidade modificada. - Área têmporoparietal: todo o lóbulo parietal inferior, ou seja, os giros supramarginal e angular. Situa-se pois entre as áreas secundárias auditiva, visual e somestésica. funcionando como centro que integra informações recebidas dessas três áreas. A área têmporoparietal é importante para percepção espacial, permitindo ao indivíduo determinar as relações entre os objetos no espaço extrapessoal. - OBS: Lesões nessa área vão gerar a síndrome da negligência. - Áreas límbicas: compreendem o giro do cíngulo, o giro para-hipocampal e o hipocampo. Essas áreas, relacionadas principalmente com a memória e o comportamento emocional, integram o sistema límbico. - Áreas relacionadas com a linguagem: - Admite-se a existência de apenas duas áreas corticais para a linguagem: uma anterior e outra posterior, ambas de associação. A área anterior da linguagem corresponde à área de Broca, está relacionada com a expressão da linguagem. A área posterior da linguagem situa-se na junção entre os lóbulos temporal e parietal e é denominada área de Wernicke, estando ela relacionada basicamente com a percepçãoda linguagem. - Lesões nessas áreas levam às afasias. - Assimetria das funções corticais: - Do ponto de vista funcional, os hemisférios não são simétricos. - A assimetria funcional dos hemisférios se manifesta apenas nas áreas de associação, uma vez que o funcionamento das áreas de projeção, tanto motoras quanto sensitivas é igual nos dois lados. Cerebelo - Localização: situado dorsalmente ao bulbo e à ponte, contribuindo para a formação do tecto do quarto ventrículo. Repousa sobre a fossa cerebelar do osso occipital e está separado do lobo occipital do cérebro por uma prega da dura- máter denominada tenda do cerebelo. - Liga-se à medula e ao bulbo pelo pedúnculo cerebelar inferior, à ponte e ao mesencéfalo pelos pedúnculos cerebelares médio e superior, respectivamente. - Aspectos anatômicos: distingue-se no cerebelo uma porção ímpar e mediana, o vérmis, ligado a duas grandes massas laterais, os hemisférios cerebelares. A superfície do cerebelo apresenta sulcos de direção predominantemente transversal, que delimitam lâminas finas denominadas folhas do cerebelo. Os sulcos mais pronunciados são chamados de fissuras do cerebelo, que irão delimitar os lóbulos. - Lóbulos e fissuras: a divisão em lóbulos não tem nenhum significado funcional e sua importância é apenas topográfica. Os lóbulos recebem denominações diferentes no vérmis e nos hemisférios. 14 - Lobo Superior (anterior): Lóbulo Quadrangular (superior) - Lobo Inferior (posterior): - Lóbulo Simples (Quadrangular inferior) - Lóbulo Semilunar Superior - Lóbulo Semilunar Inferior - Lóbulo Biventre - Tonsilas - Lobo Flóculo-Nodular - Divisão ontogenética: a divisão puramente anatômica em vérmis e hemisférios é inadequada do ponto de vista funcional e clínico. Com isso, surgiram tentativas de se agrupar os lóbulos cerebelares em áreas maiores, os lobos, que tivessem significação funcional mais evidente. A primeira divisão proposta baseia-se principalmente na ontogênese do cerebelo e leva em conta o fato de que a primeira fissura que aparece durante o desenvolvimento do órgão é a póstero-lateral, que divide o lobo flóculo-nodular, formado do flóculo e do nódulo, do corpo do cerebelo, que é formado pelo resto do órgão. A seguir, aparece a fissura prima, que divide o corpo do cerebelo em lobo anterior e posterior. - Divisão filogenética: a existência de três fases na filogênese do cerebelo permite que este seja dividido em três partes. - Arquicerebelo: corresponde ao lobo flóculo-nodular e tem conexões vestibulares, sendo chamado também de cerebelo vestibular. Por isso, tem função na manutenção do equilíbrio. - Paleocerebelo: corresponde ao lobo anterior mais a pirâmide e a úvula. Ele surge, evolutivamente, após o arquicerebelo e está relacionado à propriocepção de músculos. Por isso, é importante para a regulação do tônus muscular e da postura. - Neocerebelo: corresponde ao resto do lobo posterior do cerebelo e é a parte que surge por último na evolução, se relacionando à função de movimentação mais delicada, que requer uma coordenação nervosa muito elaborada. - Citoarquitetura do córtex cerebelar: é basicamente a mesma em todas as folhas e lóbulos. Da superfície para o interior do órgão, distinguem-se as seguintes camadas: - Camada molecular: formada principalmente por fibras de direção paralela e contém dois tipos de neurônios, as células estreladas e as células em cesto. - Camada de células de Purkinje: as células de Purkinje são dotadas de dendritos que se ramificam na camada molecular e um axônio que sai em direção oposta, terminando nos núcleos centrais do cerebelo, onde exercem ação inibitória. Esses axônios constituem as únicas fibras eferentes do córtex do cerebelo. - Camada granular: é constituída principalmente pelas células granulares, células muito pequenas, cujo citoplasma é muito reduzido. Tais células, extremamente numerosas, têm vários dendritos e um axônio que atravessa a camada célula de Purkinje e, ao atingir a camada molecular, bifurca-se em T. Essas fibras estabelecem sinapses com os dendritos das células de Purkinje. - Conexões intrínsecas do cerebelo: as fibras que penetram no cerebelo se dirigem ao córtex e são de dois tipos: - Fibras musgosas: originam-se de três regiões principais: os núcleos vestibulares, a medula espinhal e os núcleos 15 pontinhos. Ao penetrar no cerebelo, são distribuídos em áreas específicas e emitem ramos colaterais que fazem sinapses excitatórias com os neurônios dos núcleos centrais. Em seguida, atingem a camada granular, onde se ramificam, terminando em sinapses excitatórias com um grande número de células granulares. - Fibras trepadeiras: originam-se no complexo olivar inferior e distribuem-se por todo o cerebelo. Tem essa denominação porque terminam enrolando-se em torno dos dendritos das células de Purkinje, sobre as quais exercem uma potente ação excitatória. - Núcleos centrais do cerebelo: - Núcleo denteado - Núcleo emboliforme + Núcleos globosos - Núcleo fastigial - Organização longitudinal do cerebelo: uma nova organização do cerebelo foi proposta com base no estudo das conexões do córtex cerebelar com os núcleos centrais, sendo que as partes irão se orientar longitudinalmente e se dispõem no sentido médio-lateral. - Distinguem-se uma parte medial, ímpar, correspondendo ao vérmis e, de cada lado, uma zona intermédia para vermiana e uma zona lateral, correspondendo à maior parte dos hemisférios. - Não existe separação visível da zona intermédia com a zona lateral. - Os axônios das células de Purkinje da zona medial projetam- se para o núcleo fastigial, os da zona intermédia para o núcleo interpósito e os da zona lateral para o núcleo denteado. - Conexões extrínsecas: Chegam ao cerebelo do homem milhões de fibras nervosas trazendo informações dos mais diversos setores do sistema nervoso, as quais são processadas pelo órgão, cuja resposta veiculada através de um complexo sistema de vias eferentes, vai influenciar os neurônios motores. Um princípio geral é que ao contrario do cérebro, o cerebelo influencia os neurônios motores de seu próprio lado. Para isso, tanto suas vias aferentes como eferentes, sofrem um duplo cruzamento. Esse fato tem importância clínica, pois a lesão de um hemisfério cerebelar oferece sintomatologia do mesmo lado. - Conexões aferentes de origem vestibular: essas fibras chegam ao cerebelo pelo fascículo vestíbulo-cerebelar, cujas fibras têm origem nos núcleos vestibulares e se distribuem principalmente para o arquicerebelo e em parte também à zona medial (vérmis). Trazem informações sobre a posição da cabeça para manutenção do equilíbrio corporal. - Conexões aferentes de origem medular: representadas principalmente pelos tractos espino-cerebelar anterior e espino- cerebelar posterior, que penetram no cerebelo respectivamente pelos pedúnculos cerebelares superior e inferior e terminam no córtex do paleocerebelo. São responsáveis por trazer as informações proprioceptivas. Também influenciam os neurônios motores do grupo lateral, ou seja, a musculatura distal. - Conexões aferentes de origem pontina: as fibras pontinas, também chamadas de ponto-cerebelares, têm origem nos núcleos pontinhos, penetram no cerebelo pelo pedúnculo cerebelar médio, distribuindo-se principalmente ao córtex do neocerebelo. Fazem parte da via córtico-ponto-cerebelar através da qual chegam ao cerebelo informações oriundas do córtex de todos os loboscerebrais. Tem como funções o controle do tônus muscular, programação do movimento voluntário, correção do movimento em execução e aprendizagem motora. - Conexões eferentes: através dessas conexões, o cerebelo exerce influência sobre os neurônios motores da medula. Entretanto, ele não age diretamente sobre esses neurônios, mas sempre através de relés intermediários, situados em áreas do tronco encefálico, do tálamo ou das próprias áreas motoras do córtex cerebral. - Conexões eferentes da Zona Medial (vérmis): os axônios das células de Purkinje da zona medial fazem sinapse nos núcleos fastigiais, de onde sai o tracto fastigiobulbar com dois tipos de fibras: fastígio-vestibulares, que fazem sinapse com os núcleos vestibulares, e fastígio-reticulares, que terminam na formação reticular. Em ambos os casos, a influência do cerebelo se Núcleo interpósito 16 exerce sobre os neurônios motores do grupo medial da coluna anterior, os quais controlam a musculatura axial e proximal dos membros, no sentido de manter o equilíbrio e a postura. - Conexões eferentes da Zona intermédia: os axônios das células de Purkinje da zona intermédia fazem sinapse no núcleo interpósito, de onde saem fibras para o núcleo rubro e para o tálamo do lado oposto. A ação do núcleo interpósito se faz sobre os neurônios motores do grupo lateral da coluna anterior, que controlam os músculos distais dos membros responsáveis por movimentos delicados. - Conexões eferentes da Zona lateral: os axônios das células de Purkinje da zona lateral do cerebelo fazem sinapse no núcleo denteado, de onde os impulsos seguem para o tálamo do lado oposto e daí para as áreas motoras do córtex cerebral, (através da via dento-tálamo-cortical), onde se origina o tracto córtico-espinhal. Através desse trato, o núcleo denteado participa da atividade motora, agindo sobre a musculatura distal, responsável por movimentos delicados. Entretanto, o papel do núcleo denteado é diferente do exercido pelo núcleo interpósito. - Aspectos funcionais: as principais funções do cerebelo são: manutenção do equilíbrio e da postura, controle do tônus muscular, controle dos movimentos voluntários e aprendizagem motora. - Manutenção do equilíbrio e da postura: é feita basicamente pelo arquicerebelo e pela zona medial (vérmis), que promovem a contração adequada dos músculos axiais e proximais dos membros, de modo a manter o equilíbrio e a postura normal. A influência do cerebelo é transmitida aos neurônios motores pelos tractos vestíbulo-espinhal e retículo-espinhal. - Controle do tônus muscular: os núcleos denteado e interpósito, especialmente, mantêm, mesmo na ausência de movimento, um certo nível de atividade espontânea. Essa atividade, agindo sobre os neurônios motores via tractos córtico-espinhal e rubro-espinhal, é importante para a manutenção do tônus. - Controle dos movimentos voluntários: o mecanismo através do qual o cerebelo controla o movimento envolve duas etapas: uma de planejamento do movimento, que está relacionado ao núcleo denteado, e outra de correção do movimento, que está relacionado ao núcleo interpósito. - Aprendizagem motora: quando executamos uma atividade motora várias vezes, ela passa a ser feita de maneira mais rápida e com menos erros. Admite-se que o cerebelo participa desse processo através das fibras olivo-cerebelares, que chegam ao córtex cerebelar como fibras trepadeiras e fazem sinapses diretamente com as células de Purkinje. - Lesões no cerebelo podem gerar os seguintes sintomas: - Incoordenação dos movimentos, também chamada de ataxia marcha atáxica. - Perda de equilíbrio: diante da dificuldade para se manter na posição ereta, o doente tende abrir as pernas para ampliar sua base de sustentação. - Diminuição do tônus da musculatura esquelética (hipotonia). - Síndromes cerebelares: - Síndrome do Arquicerebelo: ocorre com frequência em crianças menores de 10 anos e, em geral, é devida a tumores do teto do IV ventrículo, que comprimem o nódulo e o pedúnculo do flóculo. Nesse caso, há perda do equilíbrio, e as crianças não conseguem se manter de pé. Não há alteração no tônus da musculatura e, por isso, quando elas se mantêm deitadas, a coordenação dos movimentos é praticamente normal. - Síndrome do Paleocerebelo: é consequência da degeneração do córtex do lobo anterior no alcoolismo crônico. Manifesta-se por perda do equilíbrio, o que leva o paciente a andar com a base alargada, e ataxia dos membros inferiores. - Síndrome do Neocerebelo: tem como sintoma fundamental uma incoordenação motora (ataxia), que pode ser testada por vários sinais, entre eles: - dismetria: execução defeituosa de movimentos que visam atingir um alvo, pois o indivíduo não consegue dosar exatamente a “quantidade” de movimento necessário para isso. O teste é feito pedindo ao paciente para colocar o dedo na ponta do nariz. - disdiadococinesia: dificuldade de fazer movimentos rápidos e alternados, como por exemplo, tocar rapidamente a ponta do polegar com os dedos indicador e médio, alternadamente. - nistagmo: movimentos oscilatórios rítmicos do bulbo ocular. - Irrigação do cerebelo: - As artérias vertebrais, ramos das subclávias, se unem para formar a artéria basilar. Esta artéria, primeiramente, origina a artéria cerebelar inferior anterior, que irriga a parte anterior da face inferior do cerebelo. Depois ela dará origem à artéria cerebelar superior, que irriga a parte superior do cerebelo. - As artérias vertebrais, antes de se unirem, originam as artérias cerebelares inferiores posteriores, que irrigam a porção inferior e posterior do cerebelo, bem como a área lateral ao bulbo. Sistema locomotor: vias de controle - Movimentos e a organização básica do sistema motor: - Movimentos voluntários, involuntários e“automáticos”: alternância entre voluntariedade e involuntariedade. - Atos reflexos: movimentos involuntários e estereotipados em resposta a um estímulo sensorial. - Reações reflexas: reflexos mais complexos, que demandam a participação de muitos músculos. 17 - Movimentos posturais: mistura de movimentos voluntários e involuntários para controle da postura. Os músculos sob comando neural: - Os músculos funcionam estritamente sob comando neural: motoneurônios são os ordenadores diretamente ligados aos músculos. - Localizados na medula espinhal, mais especificamente no corno ventral, e alguns no tronco encefálico, nos nucleos motores dos nervos cranianos. - Cada fibra muscular é inervada por apenas um motoneurônio, um motoneurônio pode inervar várias fibras musculares e vários motoneurônios inervam um músculo. Esses motoneurônios responsáveis por inervar um mesmo musculo se localizam em posições adjacentes da medula espinhal, longitudinalmente mapa topográfico longitudinal de representação miotópica. Os neurônios motores inferiores no corno ventral da medula espinhal estão organizados de modo somatotópico: a porção mais medial do corno ventral contém conjunto de neurÕnios motores inferiores que inervam musculos axiais ou músculos proximais dos membros, enquanto as porções mais laterais contém neurônios motores inferiores que inervam musculos distais dos membros. - A unidade de comando: - Unidade motora: conjunto de um motoneurônio com todas as fibras musculares por ele inervada, podendo ser definida também como o menor elemento de um músculo sob controle neural. - Razão de inervação da unidade motora: Inverso do número de fibras musculares da unidade motora: • A razão ébaixa quando uma unidade motora possui uma grande quantidade de fibras musculares por ela inervada. Esse tipo de unidade motora corresponde a unidades motoras grandes, pois inervam muitas fibras musculares. (OBS: o inverso de um número muito grande tem como resultado um número muito pequeno). • A razão é alta quando uma unidade motora inerva poucas fibras musculares. Esse tipo de unidade motora corresponde a unidades motoras pequenas, pois inervam poucas fibras musculares (máximo: razão de 1:1). - Razão de inervação do músculo: número de motoneurônios sobre fibras musculares de um músculo. • A razão é alta quando muitos motoneurônios inervam poucas fibras musculares. Quanto maior a quantidade de motoneurônios para inervar poucas fibras, maior é a fineza do movimento gerado pelo músculo. • A razão é baixa quando poucos motoneurônios inervam muitas fibras musculares. Quanto menor a quantidade de motoneurônios para inervar muitas fibras musculares, menor é a fineza do movimento, gerando movimentos grosseiros. - Unidades motoras: são classificadas quanto a velocidade de contração e resistência à fadiga. 18 O sistema muscular esquelético estriado é composto por fibras vermelhas e fibras brancas. As fibras vermelhas possuem mioglobina porque estão em um ambiente altamente vascularizado. Com isso, o acesso ao oxigênio é relativamente fácil e, em consequência disto, a disponibilidade de ATP também é. Essas fibras, então, conseguem manter a contração muscular por muito tempo, não entrando em fadiga. Para facilitar a troca de oxigênio com o sangue, as fibras possuem menor calibre e, por causa disso, a quantidade de áreas de interação da actina e miosina é menor, impossibilitando a existência de contrações musculares muito fortes. Já as fibras musculares brancas não possuem mioglobina. Elas possuem uma reserva de energia e, quando essa reserva se esgota, elas entram em fadiga muscular. Por outro lado, essas fibras são rápidas e mais largas e, por isso, podem exercer uma força maior de contração. – (L): Unidades lentas: compostas por fibras vermelhas. – (RF): unidades rápidas fatigáveis: compostas por fibras brancas. – (RRF): unidades rápidas resistentes à fadiga: compostas por fibras dos dois tipos. - Mecanorreceptores especializados na propriocepção: Enquanto que mecanorreceptores cutâneos fornecem informação derivada de estímulos externos, outra importante classe de receptores fornece informação acerca de forças mecânicas que são originárias do próprio corpo, em especial do sistema músculo- esquelético. Esse são denominados proprioceptores. O propósito desses receptores é o fornecimento de informação detalhada e contínua acerca da posição dos membros e de outras partes do corpo no espaço. Tipos de proprioceptores: fusos musculares e órgãos tendinosos de golgi. - Fusos musculares: consistem em 4 a 8 fibras musculares intrafusais, cercadas por uma cápsula de tecido conjuntivo. As fibras intrafusais estão distribuidas entre as fibras comuns do músculo esquelético, em um arranjo paralelo. Os aferentes sensoriais (não contráteis) estão enrolados em torno da parte central do fuso, e, quando o músculo é distendido, a tensão aplicada às fibras intrafusais ativa de forma mecânica canais iônicos com portão nos terminais nervosos, disparando potenciais de ação. Obs: Quando o SNC envia sinais para a contração ou relaxamento de um músculo, concomitantemente o fuso também recebe essa informação. Nessa situação, o fuso não é ativado. O fuso só envia sinais para o SNC quando uma ação ocorre sem que o próprio SNC tenha comandado essa ação. Por exemplo, ao segurar um xícara vazia com o cotovelo em flexão, o músculo bíceps está sendo contraído com uma determinada força. Quando, nesta xícara, é colocado café de forma gradual, a força que o músculo bíceps precisa fazer para suportar esse novo peso é também um pouco maior. Antes disso ocorrer, acontece uma pequena distensão do músculo para baixo, já que a força por ele feita não é mais capaz de segurar a xícara na mesma posição. Essa distensão do músculo é detectada pelas fibras do fuso, que também são distendidas sem o comando do SNC, e isso imediatamente sinaliza para o SNC que a força necessária para manter o braço na mesma posição agora é maior. O SNC, então, gera mais potenciais de ação para ativar outras fibras musculares e suportar este maior peso. Existem dois tipos de fibras que inervam o fuso: as aferentes do tipo I, que possuem resposta de adaptação rápida a mudanças no comprimento muscular e as aferentes do grupo II, que produzem respostas contínuas a comprimentos musculares constantes. Acredita-se que as fibras I transmitam informação acerca da dinâmica dos membros – velocidade e direção dos movimentos – enquanto as II fornecem informação acerca da posição estática dos membros. - Órgãos tendinosos de Golgi: infomam ao sistema nervoso acerca de mudanças na tensão muscular. Essas estruturas encapsuladas são formadas por ramificações de aferentes do grupo Ib e estão distribuídos entre as fibras de colágeno que formam os tendões. Elas não possuem um nível basal de disparo e somente são ativadas quando a tensão sobre elas é aumentada. Isso ocorre em uma contração, por exemplo. Quanto maior a tensão, maior é a frequência de disparos de potenciais de ação. Outra característica do órgão tendinoso de golgi é que ele possui um alto limiar de ativação, ou seja, somente grandes tensões irão provocar disparos de potenciais de ação por essas estruturas. Elas, então, tem função protetora, sendo que irão avisar o SNC que a tensão é tão alta que pode provocar uma lesão. Quando disparados, a mensagem enviada do SNC para os músculos é a de relaxamento, para reduzir a tensão sobre o mesmo. 19 - Movimentos reflexos: Importante saber Qual a parte sensorial do reflexo; Se a via do reflexo fica unilateral ou bilateral; quem são os músculos envolvidos; qual o movimento gerado. - Reflexo miotático: seu próprio nome já o define: vem de alguma coisa que está sendo percebida de forma tátil no músculo, ou seja, vem da percepção do fuso muscular. A maioria dos reflexos miotáticos são extensores para a manutenção da postura antigravitacional. Ocorre uma contração muscular contra um estiramento causado anteriormente. - Exemplo - Reflexo patelar: um martelo de reflexo estira de forma bastante rápida o tendão do músculo quadríceps. Essa ação leva ao aumento do número de disparos pelo fuso muscular, porque ele é estirado sem o comando do SNC e o SNC entende isso como uma perda postural. A informação chega à medula espinhal e se ramifica: uma parte vai até o cerebelo, que é responsável por controlar o equilibrio e outra parte vai para um motoneurônio que inerva o próprio músculo, levando a contração do músculo em questão. Há também a ativação de interneurônios inibitórios que irão inibir os neurônios antagonistas à ação, ou seja, os neurônios que fazem flexão do quadríceps Princípio da inervação recíproca. - Reflexo miotático inverso: quando muita força é inserida contra a contração muscular, o órgão tendinoso de golgi é acionado afim de evitar lesões. A informação entra na medula espinhal e ativa interneurônios inibitórios que irão inibir a contração do próprio musculo de onde veio a contração. Há também a ativação de um interneurônio excitatório que irá ativar o músculo extensor. Com isso, além do relaxamento do músculo flexor, há também a contração do músculo extensor.- Reflexo flexor de retirada: é provocado pelo estímulo sensorial nociceptivo que atinge a extremidade do organismo. Por exemplo, ao encostarmos o dedo em uma superficie muito quente, o 20 primeiro reflexo que temos é o de retirada, e o membro é afastado da fonte de estímulo. O nociceptor envia axônios para a medula e de lá partem motoneurônios que irão comandar a flexão dos músculos da região atingida. Há também a inibição dos músculos extensores. Os três reflexos falados anteriormente ativam respostas do mesmo lado do corpo (ipsilaterais). Reflexo extensor cruzado: da mesma forma que ocorre a flexão do membro ipsilateral ao estímulo nociceptivo no reflexo flexor de retirada, ocorre também a extensão do membro contralateral. No membro contralateral, os músculos extensores são excitados e os músculos flexores são inibidos. Esse reflexo é importante para aumentar o suporte postural durante o afastamento do membro afetado do estímulo doloroso. - A mesma circuitaria dos reflexos é utilizada para movimentos voluntários, sem a necessidade de estimulação sensorial para ocorrerem. Por exemplo, para se locomover, exatamente a mesma via do reflexo extensor cruzado é utilizada. - Além dos circuitos reflexos, existem também na medula espinhal, os circuitos geradores centrais de padrão, que são capazes de controlar completamente a sincronização temporal e a coordenação desses padrões complexos de movimento e ajustá- los a circunstâncias variadas. Um exemplo disso é a locomoção: o movimento de um único membro durante a locomoção pode ser concebido como um ciclo que tem duas fases: uma fase postural, durante a qual o membro é estendido e colocado em contato com o chão para impelir os humanos ou outro bípedes para frente e uma fase de balanço, durante a qual o membro é flexionado para se afastar do solo e, então, levado à frente para iniciar a próxima fase de postura. Uma vez iniciado o movimento, ele é esteriotipado e repetitivo. No homem, esses centros geradores dependem do córtex, ou seja, apesar de termos uma via de controle motor que está situada inteiramente na medula, se houver lesão da parte que leva a informação ao córtex, essa via não consegue ser ativada. Sistema locomotor: Hierarquia de comando - Centros motores organizam-se em cadeias hierárquicas, uns controlando os outros. - Experimentos de secção em animais: em alguns animais houve a separação da medula espinhal do tronco encefálico (animais medulares) e em outros houve a separação do tronco encefálico do prosencéfalo, entre o mesencéfalo e o tálamo (animais descerebrados). Os animais medulares ainda tinham os reflexos mas não conseguiam realizar movimentos voluntários. Os animais descerebrados tinham o efeito de rigidez de descerebração, na qual os músculos extensores ficavam rígidos. Quando as raizes dorsais que levavam a informação tátil para manutenção postural eram seccionadas, havia redução da rigidez. Esses resultados levaram à conclusão de que o tronco encefálico é uma estrutura que mantém a postura. A função do córtex é a de regulação do tronco, para que a postura seja mantida na medida certa. - Centros ordenadores e vias descendentes: vias de controle motor - Vias que partem dos núcleos vestibulares: feixes vestíbulo- espinhais: estão localizados no bulbo e fazem a manutenção da postura e do equilíbrio. - Vias que partem da formação reticular: feixes reticuloespinhais: ocupa todo o tronco encefálico e também são responsáveis por mecanismos posturais. - Vias que partem do núcleo rubro: feixe rubro-espinhal: localizados no interior do mesencéfalo e são reposáveis, junto com o córtex, de fazer o comando motor dos membros. - Vias que partem do colículo superior: feixe tecto-espinhal: localizados no tectum do mesencéfalo e fazem as reações de orientação sensório-motora da cabeça e dos olhos. - Vias que partem do córtex motor primário (M1) e outras áreas adjacentes e relacionadas: feixes córtico-espinhais: geram os movimentos voluntários. - Vias descendentes: sistemas lateral e medial de comando motor: - O sistema lateral de comando motor veicula comandos motores para a musculatura dos membros, produzindo geralmente movimentos voluntários finos. 21 - O sistema medial de comando motor veicula comandos motores para a musculatura axial, geralmente associada a movimentos posturais. - Regulação dos movimentos voluntários pelo córtex: - Áreas importantes que fazem a regulação: - Área motora primária (M1): situada no giro pré-central e faz o comando de movimentos voluntários. - Área motora suplementar (MS) e Área pré-motora (PM): situada rostralmente e dorsolateral a M1. É responsável por fazer o planejamento de movimentos voluntários. - Área motora cingulada (MC): está localizada na face medial do telencéfalo e faz movimentos de conotação emocional. Ex: o sorriso voluntário vem do córtex motor primário e o sorriso espontâneo vem da área motora cingulada. Isso quer dizer que há inervação da mesma musculatura por vias de controle diferentes. - Da mesma forma que as áreas que possuem mais receptores táteis tem maior representação cortical, as áreas que apresentam controle motor mais fino também possuem. - Um neurônio motor cortical pode inervar vários motoneurônios medulares: divergência. - Vários neurônios motores corticais podem inervar o mesmo motoneurônio medular: convergência. - Planejamento motor: - A área motora primária comanda movimentos mais simples, como fechar as mãos. - Movimentos complexos que envolvem sequência ordenada necessitam da ativação de outros córtices motores: A área motora suplementar e a área pré-motora fazem o plano de ação para ser executado pela área motora primária. - Exemplo do movimento dos dedos: tocar sequencialmente os dedos no polegar. - Apraxias: distúrbios motores que impedem a realização de movimentos sequenciais. - Diferentes aspectos do movimento estariam representados em MS e PM (trajetória, velocidade, localização, distância, etc). - A área motora cingulada planejaria movimentos com carga emocional; pouco desvendada. - Sinais que podem ser usados para avaliar a integridade das vias de comando: - Sinal de Babinski: em um adulto normal, quando há estimulação da região lateral da planta do pé, há também um reflexo de flexão dos dedos. Quando as vias não estão íntegras, o que ocorre é a extensão dos dedos do pé. 22 - Quando ocorre uma lesão nas regiões do córtex responsáveis pelas vias de controle motor, há uma rigidez dos membros inferiores acompanhada da flexão dos braços (decorticação). - Quando a lesão é mais profunda, atingindo também a parte talâmica e o diencéfalo como um todo, há uma rigidez dos membros inferiores acompanhada de extensão dos braços (decerebração). - Em resumo: Modulação do movimento pelo cerebelo - O cerebelo, assim como os núcleos da base, influencia os movimentos principalmente pela modificação dos padrões de atividade dos neurônios motores superiores. - Sua função básica é detectar a diferença ou erro entre um movimento intencional e o movimento real e, por meio de sua influência sobre os neurônios motores superiores, reduzir esse erro. Essas correções podem ser realizadas durante o movimento em curso ou também como forma de aprendizado motor quando a correção é armazenada. - Organização do cerebelo: - Os hemisférios cerebelares são subdivididos com base nas diferentes fontes de aferências. A maior subdivisão é o cerebrocerebelo (ou cerebelo cortical).Ele ocupa a maior parte do hemisfério cerebelar lateral e recebe aferências de forma indireta de muitas áreas do córtex cerebral. O cerebelo cortical está envolvido com a regulação dos movimentos que exigem grande habilidade no planejamento e na execução de complexas sequências de movimentos temporais e espaciais (incluindo a fala). - Em posição medial está o espinocerebelo (ou cerebelo espinhal). É a única parte que recebe aferências diretamente da medula espinhal. A parte lateral do espinocerebelo está relacionada com o controle dos movimentos dos músculos distais. A parte central, denominada verme, está relacionada principalmente com os movimentos dos músculos proximais e também regula certos movimentos oculares. - A última subdivisão é o vestibulocerebelo (ou cerebelo vestibular). Esta região compreende os lobos caudal-inferiores do cerebelo e inclui o flóculo e o nódulo. Ela recebe aferências dos núcleos vestibulares do tronco encefálico e está principalmente relacionado com a regulação dos movimentos envolvidos com a manutenção da postura e do equilíbrio. - As conexões entre o cerebelo e outras partes do sistema nervoso ocorrem através dos pedúnculos cerebelares. - O pedúnculo cerebelar superior é quase inteiramente uma via eferente. Os neurônios que originam essa via estão nos núcleos cerebelares profundos, e seus axônios projetam-se aos neurônios motores superiores nas camadas profundas do colículo superior e, após uma retransmissão para o tálamo dorsal, às áreas motora primária e pré-motora do córtex. - O pedúnculo cerebelar médio é uma via aferente do cerebelo. A maioria dos corpos celulares que originam essa via está na base da ponte contralateral, constituindo os núcleos pontinos. Os núcleos pontinos recebem aferências de uma ampla variedade de fontes, incluindo quase todas as áreas do córtex cerebral e do colículo superior. - O pedúnculo cerebelar inferior contém fibras tanto eferentes quanto aferentes. As vias aferentes incluem axônios dos núcleos vestibulares, da medula espinhal e de várias regiões do tegumento do tronco encefálico, enquanto as vias eferentes projetam-se aos núcleos vestibulares e à formação reticular. - Projeções ao cerebelo: - O córtex cerebral é a principal fonte de aferências ao cerebelo, e o principal destino dessas aferências é o cerebrocerebelo. Essas vias aferentes surgem, na maioria das vezes, dos córtices motor primário e pré-motor do lobo frontal, nos córtices somatossensoriais primário e secundario do lobo parietal anterior e de regiões visuais de ordem superior do lobo parietal posterior. - Os neurônios corticais fazem sinapse com os núcleos pontinos, que estão localizados do mesmo lado do tronco encefálico que os hemisférios cerebrais de origem. Os núcleos pontinos, por sua vez, originam projeções que cruzam a linha média e formam o 23 pedunculo cerebelar médio, retransmitindo os sinais corticais ao hemisfério cerebelar contralateral. - As aferencias vestibular e espinhal permanecem em posição ipsilateral ao seu ponto de entrada no tronco encefálico, seguindo o pedúnculo cerebelar inferior. Esse arranjo determina que o cerebelo direito esteja relacionado com a metade direita do corpo, e o cerebelo esquerdo, com a metade esquerda. - Todas as regiões do cerebelo recebem aferências modulatórias da oliva inferior e do locus ceruleus do tronco encefálico. Esses núcleos participam do aprendizado e de memória realizadas pela circuitaria cerebelar. - Projeções do cerebelo: - Os neurônios eferentes do córtex cerebelar projetam-se para os núcleos profundos e para o complexo nuclear vestibular. Essas estruturas projetam-se, por sua vez, aos neurônios motores superiores do tronco encefálico e aos núcleos talâmicos que retransmitem aos neurônios motores superiores do córtex motor. - O cerebrocerebelo envia aferências para o núcleo denteado; o espinocerebelo, para os núcleos interpósitos e do fastígio, e o vestibulocerebelo, ao complexo de núcleos vestibulares. - As vias do cerebrocerebelo que deixam o núcleo denteado são destinadas, principalmente, aos córtices pré-motor e associativo do lobo frontal, os quais atuam no planejamento dos movimentos voluntários. Essas vias alcançam as áreas corticais por meio de uma retransmissão sináptica no complexo nuclear ventral do tálamo. Como cada hemisfério cerebelar está relacionado de modo ipsilateral ao corpo, essa via deve cruzar a linha media para que o córtex motor de cada hemisfério receba informação do hemisfério cerebelar apropriado. Ao longo do percurso em direção ao tálamo, a via emite colaterais à divisão parvocelular do núcleo rubro no mesencéfalo. Essa divisão projeta-se à oliva inferior, provendo uma maneira de a eferência cerebelar realimentar uma das principais fontes de aferência cerebelar. - As vias espinocerebelares projetam-se aos circuitos de neurônios motores superiores que controlam a execução dos movimentos. - O núcleo do fastígio projeta-se à formação reticular e ao complexo dos núcleos vestibulares, que dão origem aos tractos mediais que controlam a musculatura axial e proximal dos membros. - Os núcleos interpósitos em posição mais lateral projetam-se para os circuitos talâmicos que interagem com as regiões motoras do lobo frontal relacionadas com os movimentos voluntários dos membros. - Circuitos internos do cerebelo: - O destino final das vias aferentes ao córtex cerebelar é um tipo celular chamado de célula de Purkinje. - Os neurônios dos núcleos pontinos recebem uma projeção maciça do córtex cerebral e retransmitem para o cerebelo através das fibras musgosas. Essas fibras fazem sinapses com os neurônios dos núcleos cerebelares profundos e com as células granulares na camada granular do córtex cerebelar. As células granulares originam axônios denominados de fibras paralelas que ascendem à camada molecular do córtex cerebelar. As fibras paralelas se bifurcam na camada molecular para formar ramos em T que conduzem a informação até as sinapses excitatórias sobre os espinhos dendríticos das células de Purkinje. - A célula de Purkinje está posicionada para receber aferências modulatórias de um grande número de fibras paralelas, e cada fibra paralela pode fazer contato com um grande número de células de Purkinje. - As células de Purkinje também recebem uma aferência modulatória direta sobre os ramos dendríticos das fibras trepadeiras, oriundas da oliva inferior. Na maioria dos modelos propostos para a função do cerebelo, as fibras trepadeiras fornecem um sinal de treinamento (aprendizado motor) que modula a eficiência da conexão fibra musgosa-paralela com as células de Purkinje. - As células de Purkinje projetam-se para os núcleos cerebelares profundos. Elas são as únicas células eferentes do córtex cerebelar. Como as células de Purkinje são GABAérgicas, a eferência do córtex cerebelar é inteiramente inibitória. Entretanto, os neurônios dos núcleos cerebelares profundos recebem aferências excitatórias de colaterais das fibras musgosas e das trepadeiras. As projeções inibitórias das células de Purkinje servem para modular os padrões de descarga que os neurônios 24 dos núcleos profundos geram em resposta a essa aferência excitatória direta das fibras musgosas e trepadeiras. As fibras musgosas e as trepadeiras enviam colaterais que determinam a ativação dos neurônios dos núcleos cerebelares profundos. Esta via constitui uma alça excitatória pela qual os sinais aferentes convergem para o estágio de saída (eferência dos núcleosprofundos) do processamento cerebelar. Entretanto, os padrões espaço-temporais da atividade eferente não são apenas réplicas fiéis dos padrões de aferências. Os padrões de atividade dos núcleos cerebelares profundos são formados pelos sinais inibitórios descendentes das células de Purkinje, que são impelidos pelas mesmas duas vias (ou seja, projeções de fibras musgosas e trepadeiras ao córtex cerebelar). As células de Purkinje, por sua vez, integram essas principais aferências e invertem seu sinal, respondendo a esse impulso excitatório com uma eferência inibitória. Dessa forma, as células de Purkinje transmitem o resultado do processamento realizado pela alça inibitória que engloba a circuitaria do córtex cerebelar, inclusive os interneurônios das camadas granular e molecular, além das próprias células de Purkinje. - A modulação da eferência cerebelar pelo córtex cerebelar pode ser responsável pelo aprendizado motor, uma característica de sua função. De acordo com o modelo proposto por Masao Ito, as fibras trepadeiras fazem a retransmissão da mensagem sobre um erro motor às células de Purkinje. Essa mensagem é derivada das aferências que a oliva inferior recebe das várias estruturas (incluindo córtex cerebral e medula espinhal). - As milhares de sinapses que uma única fibra trepadeira faz com os dendritos proximais de uma única célula de Purkinje constituem uma das mais poderosas conexões excitatórias de todo o sistema nervoso central. A intensidade dessa aferência é incrementada por junções comunicantes que unem de forma eletrônica a atividade dos neurônios da oliva inferior, sincronizando-os. Assim, um conjunto de neurônios olivares pode determinar, ao mesmo tempo, a atividade de circuitos cerebelares e promover plasticidade adaptativa na eferência inibitória do córtex cerebelar. Esta plasticidade resulta de depressões de longa duração nas resposta das células de Purkinje às aferências das fibras paralelas, por meio de uma cadeia de eventos complexos que levam à endocitose dos receptores AMPA nas sinapses das fibras paralelas com as células de Purkinje. - A redução na eficiência das aferências das fibras paralelas às células de Purkinje tem como efeito o aumento da resposta dos neurônios dos núcleos cerebelares profundos à atividade aferente (enfraquecendo a influencia da alça inibitória). Assim, os sinais que retornaram do cerebelo para os circuitos dos neurônios motores superiores do córtex motor e no tronco encefálico estão modificados em consequência da ativação das fibras trepadeiras. Ainda não se conhece como essa modificação intervém na correção do erro do movimento. - Circuitaria cerebelar e a coordenação do movimento em curso: - Como o cerebelo monitora e ajusta o comportamento motor, a atividade neuronal do cerebelo muda de modo continuado durante o curso de um movimento. - Tanto as células de Purkinje quanto as células dos núcleos profundos do cerebelo estão tonicamente ativos no repouso e modificam sua frequência de disparos à medida que ocorre o movimento. Os neurônios respondem de maneira seletiva às varias características do movimento, incluindo o relaxamento ou a contração de músculos específicos, a posição das articulações e a direção do movimento seguinte. Toda essa informação está codificada, portanto, nas mudanças da frequência de disparos das células de Purkinje que, por sua vez, modulam a atividade das células dos núcleos cerebelares profundos. - As lesões cerebelares tendem a perturbar a modulação e a coordenação dos movimentos em curso. A característica marcante dos pacientes com lesão cerebelar é a dificuldade em produzir movimentos suaves e bem-coordenados Em vez disso, os movimentos tendem a ser espasmódicos e imprecisos, condição denominada ataxia cerebelar. Muitas dessas dificuldades podem ser interpretadas como uma interrupção do papel cerebelar na correção dos erros do movimento em curso, pois o mecanismo cerebelar para correção de erros assegura que os movimentos sejam modificados para enfrentar as mudanças nas circunstancias. - Experimento dos movimentos sacádicos (movimentos oculares rápidos, com trajetória balística, que mudam de forma abrupta o ponto de fixação para alinhar a fóvea com determinadas partes da imagem): A secção de parte do tendão do músculo reto lateral em um olho de um macaco enfraquece os movimentos horizontais desse olho. Quando uma venda é colocada sobre o olho normal para forçar o animal a utilizar o seu olho fraco, os movimentos sacádicos realizados pelo olho fraco ficam, no início, aquém dos alvos visuais. Então, o longo dos poucos dias seguintes, a amplitude dos movimentos sacádicos aumenta de forma gradual até que eles se tornem precisos outra vez. Assim, se a venda por deslocada para cobrir o olho enfraquecido, os movimentos sacádicos do olho 25 normal serão, agora, hipermétricos (incidem além do alvo). Em outras palavras, durante uns poucos dias o sistema nervoso corrige os erros dos movimentos sacádicos realizados pelo olho fraco, aumentando o ganho no sistema motor sacádico. Lesões no verme do espinocerebelo eliminam essa capacidade de reduzir o erro motor. - Estudos do reflexo vestíbulo-ocular: - Este reflexo atua para manter os olhos treinados em um alvo visual durante os movimentos da cabeça. - Quando uma imagem visual sobre a retina desvia sua posição em função do movimento da cabeça, os olhos devem se mover com a mesma velocidade na direção oposta para manter a percepção estável. Nesses estudos, a adaptabilidade do reflexo vestíbulo-ocular às mudanças na natureza da informação sensorial que chega é posta à prova em indivíduos experimentais com óculos de aumento ou redução de imagens. Em virtude do fato de os óculos alterarem o tamanho da imagem visual na retina, os movimentos compensatórios dos olhos, que, em geral, manteriam estável a imagem de um objeto na retina, são muito amplos ou muito pequenos. - Ao longo do tempo, esses indivíduos aprendem a ajustar a distancia que os olhos devem percorrer em resposta aos movimentos da cabeça, de acordo com o tamanho artificialmente alterado do campo visual. Além disso, essa mudança é mantida por períodos significativos após a remoção do óculos e pode ser detectada de forma eletrofisiológico em registros das células de Purkinje e dos neurônios dos núcleos cerebelares profundos. - Lesões cerebelares: - O erro do movimento ocorre sempre do lado ipsilateral à lesão. - Ataxia (ex. marcha com passada ampla e arrastada). - Disdiadococinesia (dificuldade em realizar movimentos alternados rápidos). - Dismetria (erro de estimativas de alcance da mão). - Tremor intencional (correção voluntária dos movimentos errados). Integração: hipotálamo, sistema mesolímbico, comportamentos motivados, sistemas aminérgicos modulatórios do tronco encefálico - Muitos dos nossos comportamentos não tem conteúdo cognitivo ou emocional explicito, nem são tão simples e automáticos como um reflexo. - Comer e beber por exemplo, são atos que realizamos por um impulso interior surgido seja das necessidades corporais (sede, fome), seja de forças instintivas mal conhecidas. Esse “impulso interior” chama-se motivação ou estado motivacional, e os atos que ele provoca chamam-se comportamentos motivados. - A fome um dos estados motivacionais, enquanto o ato de comer é um dos comportamentos motivados provocados por ela. - Os estados motivacionais criam uma espécie de tensão (às vezes até um desconforto) que eleva o nível de alerta do indivíduo e dispara a execuçãode uma sequência ordenada de comportamentos dirigidos ao objetivo de gerar prazer ou dissipar a tensão e o desconforto iniciais. - A motivação é uma vantagem adaptativa que garante a sobrevivência do indivíduo e sobrevivência da espécie. Além disso, a motivação pode ser muito mais complexa, já que muitos 26 comportamentos não tem qualquer determinação biológica identificável, como exemplo estudar, trabalhar, etc. - Os comportamentos motivados envolvem dois tipos de ações: - Comportamentos apetitivos: atos preparatórios para a satisfação da necessidade motivante. Ex: procurar um alimento na geladeira, procurar um agasalho. - Comportamentos consumatórios: realizam efetivamente a satisfação final. Ex: comer e vestir o casaco. - Duas forças fundamentais atuam em todos os comportamentos motivados: - Homeostasia: manutenção da constância do meio interno. - Prazer: satisfação, bem estar. Pode levar à dependência física ou psicológica. - Hipotálamo no comando da homeostasia: - É o centro integrador fundamental: comunica-se extensamente com grande número de regiões do SNC; comunica-se com diversos órgãos periféricos através do sistema nervoso autônomo e do sistema endócrino e recebe informações de todos os órgãos que controla. - Evidência da participação do hipotálamo na motivação: - Lesões na região, em animais experimentais, provocavam extrema desmotivação, causando, por exemplo, a interrupção da ingestão de água e alimentos. - Estimulação elétrica ou infusão de neurotransmissores no hipotálamo de animais despertos levava à ocorrência ou interrupção de comportamentos motivados. - Durante estados motivacionais específicos, alguns neurônios hipotalâmicos são ativados. - Informações que chegam ao hipotálamo: - O feixe prosencefálico medial e o fascículo longitudinal são as vias mais importantes de chegada de informação ao hipotálamo para a orientação dos comportamentos motivados. - Conexões olfatórias: orientam o comportamento alimentar e o sexual/reprodutor. - Informações viscerais: são importantes para todos os comportamentos motivados. - Informações visuais da retina: são essenciais para a regulação dos ritmos circadiano e ciclo sono-vigília. - Informações do sistema límbico: necessárias para realizar os ajustes fisiológicos que são necessários nas situações que geram em nós as experiências subjetivas que chamamos emoções. - Neurotransmissores: - Para serem classificados como neurotransmissores o mensageiro químico deve ser sintetizado no neurônio, armazenado no terminal sináptico, liberado em quantidade suficiente para exercer ação na célula pós-sináptica e deve haver um mecanismo específico para a remoção da molécula do seu local de ação. - Cada neurônio libera a mesma combinação de mensageiros químicos em todas as suas sinapses. - Os neurotransmissores são as moléculas que inibem ou ativam o neurônio pós-sináptico. Os neuromoduladores, por sua vez, são moléculas que modificam a resposta dos neurônios pós-sinápticos aos neurotransmissores. Modulação do movimento pelos núcleos da base - Núcleos da base: - Caudado - Putâmen - Globo pálido externo participa da via indireta - Globo pálido interno - Substância negra reticulada - Substância negra compacta - Núcleo subtalâmico participa da via indireta - Área tegumentar ventral - Núcleo acumbente (estriado ventral) - Os núcleos da base funcionam como um filtro de informação vinda do córtex. Eles fazem isso através da grande convergência de informação, sendo que a informação que é transmitida é aquela que se sobrepõe perante as outras. - Os neurônios eferentes do globo pálido e da substância negra reticular, dão origem, de forma conjunta, às principais vias que permitem que os núcleos da base influenciem a atividade dos neurônios motores superiores localizados no córtex motor e no tronco encefálico. O caminho para o córtex motor surge no globo pálido interno, com estações nos núcleos ventral lateral e ventral anterior do tálamo dorsal. Esses núcleos talâmicos projetam-se Corpo estriado: são os locais de entrada da informação aos núcleos da base. Principais fontes de saída da informação Córtex Processamento Tálamo Estriado Globo pálido interno e substância negra reticulada Córtex Estriado Globo pálido ou substância negra reticuada 27 diretamente para as áreas motoras do córtex cerebral, completando, assim, um grande circuito que se origina em múltiplas áreas corticais e termina nas áreas motoras do lobo frontal, após a retransmissão pelos núcleos da base e pelo tálamo. - Em virtude das células eferentes tanto do globo pálido interno como da substância negra reticular serem GABAérgicas, a principal eferência dos núcleos da base é INIBITÓRIA. Os neurônios dessas duas áreas de saída possuem altos níveis de atividade espontânea que tendem a prevenir movimentos indesejáveis mediante a inibição, de forma tônica, de neurônios do tálamo e do colículo superior. Considerando que os neurônios que saem do estriado também são GABAérgicos e inibitórios, o efeito resultante das aferências excitatórias que chegam ao estriado a partir do córtex é a inibição das células do globo pálido e da substância negra reticular, que são inibitórias de forma tônica. Assim, na ausência de movimentos corporais voluntários, os neurônios do globo pálido, por exemplo, fornecem inibição tônica às células de retransmissão dos núcleos ventral lateral e ventral anterior do tálamo. Quando as células do globo pálido são inibidas pela atividade dos neurônios que saem do estriado, os neurônios talâmicos ficam desinibidos e podem intermediar sinais de outras fontes aos neurônios motores superiores do córtex. Essa desinibição é o que normalmente permite aos neurônios motores superiores o envio de comandos aos circuitos locais e aos neurônios motores inferiores que enviam os movimentos. - Então, na ausência de movimentos corporais voluntários: - Na presença de movimentos corporais voluntários: OBS: as bolinhas de – ou + se referem ao estado de inibição e excitação que o componente após a seta se encontra. - As projeções dos neurônios do caudado e do putâmen ao segmento interno do globo pálido constituem a chamada “via direta” através dos núcleos da base e servem para liberar da inibição tônica os neurônios talâmicos que estimulam os neurônios motores superiores. Assim, a via direta proporciona uma maneira de os núcleos da base facilitarem a iniciação dos movimentos voluntários. Os neurônios eferentes do corpo estriado projetam-se de forma direta à parte compacta da substância negra, que, por sua vez, envia amplas projeções dopaminérgicas de volta aos neurônios do corpo estriado. Os neurônios da via direta do corpo estriado possuem receptores D1 para a dopamina. Nesses neurônios, a dopamina agirá de forma a excitar os neurônios que se projetam ao globo pálido interno. Estando esses neurônios mais excitados, a inibição que eles promoverão ao globo pálido será maior, que por sua vez não inibirá o tálamo, liberando a execução dos movimentos apropriados. Córtex cerebral Caudado e Putâmen Parte reticular da substância negra Globo pálido interno Colículo superior Núcleos ventrallateral e ventral anterior do tálamo Córtex frontal Não manda sinais para: Que faz com que eles não inibam os: Já que não estão inibidos, eles mandam sinais inibitórios de forma tônica para os: Que não excitam o córtex frontal para produzir movimentos Córtex cerebral Caudado e Putâmen Parte reticular da substância negra Globo pálido interno Colículo superior Núcleos ventral lateral e ventral anterior do tálamo Córtex frontal Manda sinais para: Que faz com que eles inibam os: Já que estão inibidos, eles não mandam sinais inibitórios para os: Que excitam o córtex frontal para produzir movimentos 28 - Para reforçar a supressão dos movimentos inapropriados, existem circuitos adicionais dos núcleos da base que constituem a chamada “via indireta”, entre o corpo estriado e o segmento interno do globo pálido. Essa segunda via serve para aumentar o nível de inibição tônica dos neurônios que saem do globo pálido interno (ou da substância negra reticular) e vão para o tálamo. Na via indireta, outra população de neurônios que sai do estriado projeta-se ao globo pálido externo. O globo pálido externo envia tanto projeções para o globo pálido interno como para o núcleo subtalâmico do tálamo ventral. O núcleo subtalâmico também recebe projeções excitatórias dos neurônios do córtex cerebral que atuam de forma sinérgica às projeções do globo pálido externo. O núcleo subtalâmico, por sua vez, projeta-se de volta, de forma difusa, ao segmento interno do globo pálido e à substância negra reticular. - A via indireta dos núcleos da base modula as ações desinibitórias da via direta. Os neurônios do núcleo subtalâmico que se projetam ao globo pálido interno e à substância negra reticular utilizam glutamato como neurotransmissor e são excitatórios. Em geral, quando a via indireta está ativada por sinais do córtex, os neurônios eferentes do estriado disparam e inibem os neurônios GABAérgicos do globo pálido externo, que possuem atividade tônica de inibição. Como resultado da remoção dessa inibição tônica e da chegada simultânea das aferências excitatórias do córtex cerebral, as células subtalâmicas ficam mais ativas e, em virtude de suas sinapses excitatórias com as células do globo pálido interno e da substância negra reticular, essas duas regiões ficam mais ativadas e inibem o tálamo, suprimindo os movimentos indesejados. Nessa via também há eferências da substância negra compacta para o estriado, cujos neurônios também liberam dopamina no caudado e putâmen. A diferença entre a via indireta e a direta é que os neurônios da via indireta no núcleo estriado possuem receptores D2, que levam a uma ação inibitória sobre os neurônios que se projetam ao globo pálido externo. Inibindo esses neurônios, o globo pálido externo é ativado e, como tem ação tônica de inibição sobre o globo pálido interno e sobre o subtálamo, essas regiões ficam inativadas, o que resulta em uma ativação do tálamo, levando à execução do movimento. Então, a dopamina é sempre uma facilitadora dos movimentos, visto que ela facilita a via direta, que tem como base a liberação da inibição sobre o tálamo, liberando os movimentos, e dificulta a via indireta, que tem como base a inibição do tálamo e não realização dos movimentos. - Ao contrário da via direta, que, quando ativada, libera os circuitos talamocorticais e coliculares da inibição tônica, o efeito resultante da atividade da via indireta é aumentar a influencia inibitória dos núcleos da base. - A doença de Parkinson é causada pela perda de neurônios dopaminérgicos nigroestriatais. Os efeitos desses neurônios nas vias direta e indireta servem, em geral, para diminuir o efluxo inibitório dos núcleos da base e aumentar, assim, a excitabilidade dos neurônios motores superiores. Quando ocorre a destruição das células dopaminérgicas da parte compacta, como ocorre na doença de Parkinson, o efluxo inibitório dos núcleos da base se eleva de forma anormal, e a ativação talâmica adequada dos neurônios motores superiores no córtex motor é mais difícil de ser obtida. - Na doença de Huntington, por sua vez, ocorre degeneração dos neurônios que saem do estriado e vão para o globo pálido externo. Com isso, as células do globo pálido externo tornam-se anormalmente ativas. Essa atividade, por sua vez, reduz a eferência excitatória do núcleo subtalâmico ao segmento interno do globo pálido. Por consequência, o efluxo inibitório dos núcleos da base fica diminuído. Sem a influência restritiva dos núcleos da base, os neurônios motores superiores podem ser ativados pela sinalização inapropriada, resultando em movimentos balísticos e coreiformes (como uma dança) que caracterizam a doença de Huntington. Síndromes genéticas resultantes de anomalias cromossômicas - As anomalias cromossômicas são responsáveis por uma série de condições clínicas denominadas de distúrbios cromossômicos. Eles podem ser devidos às alterações microscopicamente visíveis no número ou na estrutura dos cromossomos. Alterações numéricas X Alterações estruturais Número de cromossomos alterados: - Poliploidia: possuem conjuntos inteiros de cromossomos duplicados (3n, 4n, 5n). - Aneuploidia: possui número anormal de cromossomos devido a um cromossomo extra (2n+1) ou à falta de um deles (2n-1), que está sempre associada a uma malformação física, mental ou ambas. Estrutura dos cromossomos alterada 29 - Algumas anomalias cromossômicas podem ser identificadas logo ao nascimento. Outras podem não ser evidentes até a vida adulta. - O diagnóstico para as diferentes síndromes cromossômicas é feito através do cariótipo. - Os cromossomos são diferenciados de acordo com a posição do seu centrômero: - Metacêntrico: centrômero no meio do cromossomo. - Submetacêntrico: o centrômero não está no meio e, portanto, o cromossomo é dividido em um braço longo e um braço curto. - Acrocêntrico: o centrômero fica localizado na ponta do cromossomo. O braço curto desse tipo de cromossomo não possui informação genética. - Anomalias do número de cromossomos: - Triploidia e tetraploidia: - Já foram observados em material de abordo. Apesar dos lactentes triploides poderem, ocasionalmente, nascer com vida, não sobrevivem por muito tempo. - A triploidia é observada em 1% a 3% das concepções identificadas, e, dentre aquelas que sobrevivem ao fim do primeiro trimestre, a maioria resulta da fertilização por dois espermatozóides (dispermia). O insucesso em uma das divisões meióticas, resultando em um ovócito ou espermatozóide diploide, também pode ser responsável por uma proporção de casos. - Aneuploidia: - É o tipo mais comum e clinicamente significante de distúrbio cromossômico humano, ocorrendo em, pelo menos, 5% de todas as gestações conhecidas. - A maioria dos pacientes aneuplóides tanto apresenta trissomia (três, em lugar do par normal de um cromossomo em particular) quanto, menos frequentemente, monossomia (somente um representante de um cromossomo em particular). - A trissomia pode existir em qualquer parte do genoma, mas a trissomia de um cromossomo inteiro raramente é compatível com a vida. A trissomia mais comum é a trissomia do 21 (cariótipo 47,XX ou XY, +21). Outras trissomia observadas em nascidos vivos incluem a trissomia do 18 e a trissomia do 13. Esses três autossomos são os cromossomos que possuem menor número de genes neles localizados; presumivelmente, a trissomia de autossomos com ummaior número de genes é letal na maioria dos casos. As três características comuns às três patologias são retardo mental, retardo no desenvolvimento e anomalias múltiplas. - A monossomia de um cromossomo inteiro quase sempre é letal; uma exceção é a monossomia do cromossomo X, observada na síndrome de Turner. - O mecanismo cromossômico mais comum que leva à monossomia é a não-disjunção meiótica. Isso se refere à separação inadequada de um par de cromossomos durante uma das duas divisões, geralmente durante a meiose I. As consequências da não disjunção durante a meiose I e a meiose II são diferentes. Se o erro ocorre durante a meiose I, o gameta com 24 cromossomos conterá ambos os membros, paterno e materno, do par. Se ele ocorrer durante a meiose II, o gameta com o cromossomo extra conterá ambas as copias tanto do cromossomo paterno quanto materno. - Além da não-disjunção clássica, um outro mecanismo subjacente à aneuploidia envolve a separação prematura das cromátides irmãs na meiose I, e não na meiose II. Se isso ocorrer, as cromátides separadas podem se segregar ao acaso para o ovócito ou para o glóbulo polar, levando um gameta desequilibrado. - A não-disjunção também pode ocorrer em uma divisão mitótica após a formação do zigoto. Se isso ocorrer em uma divisão de clivagem inicial, pode resultar em um mosaicismo clinicamente significativo. - Síndrome de Down – Trissomia do 21: - É a causa genética mais comum de retardo mental moderado. - A cada 800 nascimentos vivos, 1 nasce com Síndrome de Down. A incidência em mulheres acima de 35 anos é maior. 50% de aborto (incompatível com a vida) e 50% de trissomia 50% de gametas normais, 25% de aborto e 25% de trissomia 30 - 95% dos casos resulta de não-disjunção meiótica do par de cromossomos 21. O erro meiótico responsável pela trissomia geralmente ocorre durante a meiose materna (cerca de 90% dos casos), predominantemente na primeira divisão meiótica, porém aproximadamente 10% dos casos na meiose paterna, na segunda divisão meiótica. - Cerca de 4% dos pacientes com síndrome de Down têm 46 cromossomos, com uma translocação robertsoniana envolvendo o cromossomo 21q e o braço longo de um outro cromossomo acrocêntrico (geralmente o 14 ou 22). O cromossomo translocado substitui um dos cromossomos acrocêntricos normais. A trissomia do 21 causada por esse tipo de translocação não evidencia relação com a idade materna, mas há uma recorrência relativamente alta em famílias nas quais um dos pais, especialmente a mãe, é um portador de uma translocação. - Um portador de translocação robertsoniana envolvendo os cromossomos 14 e 21 tem apenas 45 cromossomos; um cromossomo 14 e um cromossomo 21 são perdidos e substituídos pelo cromossomo translocado. Os gametas que podem ser formados por tal portador podem ser de seis tipos: três são incapazes de levar a uma prole viável. Dos outros três, um é normal, um é balanceado e um é não-balanceado, tendo tanto o cromossomo translocado como o cromossomo 21 normais. Em combinação com o gameta normal, isto geraria uma criança com síndrome de Down por translocação. O risco de ter uma criança com SD, então, seria de 1/3. OBS: O individuo que possui o cromossomo balanceado é um individuo fenotipicamente normal se a quebra não ocorrer no meio de um gene. Isso ocorre porque mesmo que o fragmento dos braços curtos sejam perdidos, ele não possui nenhuma informação genética. Então, o indivíduo tem a mesma quantidade de genes de um indivíduo sem a translocação. - Cerca de 2% dos pacientes com síndrome de Down são mosaicos, geralmente com um cariótipo formado por uma população de células normais ou com trissomia 21. O fenótipo pode ser mais brando, porém a uma ampla variedade de fenótipos entre pacientes mosaicos, possivelmente refletindo a proporção variável de células com trissomia do 21 no embrião durante o início do desenvolvimento. - Fenótipo: - Hipotonia - Estatura reduzida - Braquicefalia (largura e comprimento do crânio são semelhantes) com a região occipital achatada - Pescoço curto, com frouxidão da pele na nuca - Orelhas de baixa implantação - A boca é aberta, frequentemente mostrando a língua - Possui a prega simiesca na mão - Retardo mental - Cardiopatia congênita (1/3 dos lactentes com síndrome de Down). - Trissomia do 18 – Síndrome de Edwards: - Tem incidência de 1 em 7500 nascimentos. - Cerca de 95% dos conceptos com trissomia do 18 são abortados espontaneamente. - A sobrevida no período pós-natal é baixa, e a sobrevida por mais de uns poucos meses é rara. - A idade materna elevada é um fator de risco. - Fenótipo: - Retardo mental - Retardo no desenvolvimento - Malformação cardíaca - Hipertonia - Tem o occipital proeminente e retração da mandíbula. - Orelhas mal formadas e de baixa implantação. 31 - Mãos ficam fechadas em um modo característico, com sobreposição do segundo e quinto dedos sobre o terceiro e quarto dedos. - Os pés tem aparência de “pé em cadeira de balanço”, como calcâneo proeminente. - Trissomia do 13 – Síndrome de Patau: - Fenótipo: - Retardo no crescimento - Retardo mental grave - Malformações no sistema nervoso central (microcefalia e holoprosencefalia) - Inclinação da fronte - microftalmia (olhos pequenos) ou ausência de olhos - lábio leporino e fenda palatina - mãos fechadas como na trissomia do 18 e pés em cadeira de balanço. - polidactilia - malformações cardíacas - criptorquidismo em meninos (ausência de testículo na bolsa escrotal) e útero bicórneo e ovários hipoplásicos em meninas. Aneuploidias dos cromossomos sexuais: - Aneuploidia dos cromossomos X e Y é relativamente comum, e anormalidades dos cromossomos sexuais estão entre os mais comuns de todos os distúrbios genéticos humanos, com uma incidência global de cera de um em 400 a 500 nascimentos. - Os fenótipos associados a estes defeitos cromossômicos são, em geral, menos severos que aqueles associados a distúrbios autossômicos comparáveis, devido à inativação do cromossomo X, como também ao baixo conteúdo de genes de Y, minimizando as consequências clínicas do desequilíbrio do cromossomo sexual. - Síndrome de Klinefelter (47, XXY): - Pacientes são altos e magros e têm pernas relativamente longas. - Esses pacientes parecem normais até a puberdade, quando os sinais de hipogonadismo se tornam óbvios: os testículos permanecem pequenos e as características sexuais secundárias não se desenvolvem. Ginecomastia é uma característica de alguns pacientes. - Quase sempre são inférteis devido à falhas no desenvolvimento das células germinativas. - 15% dos pacientes tem cariótipo em mosaico. Esses pacientes possuem, então, fenótipos diferentes; alguns podem ter desenvolvimento testicular normal. - Existem outras variantes da síndrome de Klinefelter (48, XXYY, 48, XXXY e 49, XXXXY). Como regra, os cromossomos X adicionais, mesmo inativados, causam um fenótipo correspondente mais grave, com uma maior grau de dismorfismo, maior comprometimento do desenvolvimento sexual e déficit mental de maior gravidade. Isso porque existem regiões que fazem pareamento com o cromossomo Y que não são inativadas e, portanto, são expressos em dose aumentada. - Síndrome do duplo Y (47, XYY): - A origem do erro que leva ao cariótipo da doença deve ser a não- disjunção paterna durante a meiose II, produzindo espermatozóides YY. - Não está associadoa um fenótipo evidentemente anormal. Contudo, pode haver atrasos de linguagem e dificuldades de leitura e escrita. - Síndrome do triplo X (47,XXX): - Mulheres com trissomia do X, embora um pouco acima da média em estatura, não são fenotipicamente anormais. - Algumas mulheres são inicialmente identificadas em clínicas de infertilidade. - Há um déficit significativo no desempenho em testes de QI, e cerca de 70% das pacientes têm alguma dificuldade de aprendizagem. - Nas células 47, XXX, dois cromossomos X são inativados. - A síndrome da tetrassomia do X (48, XXXX) está associada a retardo do desenvolvimento mais grave tanto físico quanto mental. A síndrome da pentassomia do X (49, XXXXX), apesar da presença de quatro cromossomos X inativos, geralmente inclui retardo mental grave e múltiplos defeitos físicos. - Síndrome de Turner (45,X e variantes): - Mulheres com síndrome de Turner podem ser identificadas ao nascimento por suas características fenotípicas distintas. - É muito menos comum do que as outras aneuploidias sexuais. - Fenótipo: 32 - Baixa estatura - Disgenesia gonadal - Pescoço alado - Baixa implantação posterior dos cabelos - Anomalias renais e cardiovasculares - Linfedema de pés e mãos no pré-natal (sinal diagnóstico útil) - Na maioria dos casos, não possuem retardo mental - Genitália infantil e não desenvolvimento das mamas - Quanto mais cedo o diagnóstico, melhor para o paciente, devido à possibilidade de reposição hormonal. Medula espinhal e plexos nervosos - A medula espinhal é uma massa cilindroide de tecido nervoso situada dentro do canal vertebral sem, entretanto, ocupá-lo completamente. - Limites: - Cranial: bulbo, aproximadamente ao nível do forame magno do osso occipital. - Caudal: geralmente na 2ª vertebra lombar (L2). - A medula termina afilando- se para formar o cone medular, que continua com um delgado filamento meníngeo, o filamento terminal. O cone medular, o filamento terminal e as raízes nervosas dos últimos nervos espinhais formam, em conjunto, a cauda equina. - Apresenta forma aproximadamente cilíndrica, sendo ligeiramente achatada no sentido ântero-posterior. - Possui duas dilatações denominadas intumescência cervical e intumescência lombar, áreas onde fazem conexão as raízes nervosas que formam o plexo braquial e lombossacral respectivamente. - Possui os seguintes sulcos longitudinais: - sulco mediano posterior - fissura mediana anterior - sulco lateral anterior: conectam as raízes ventrais dos nervos espinhais. - sulco lateral posterior: conectam as raízes dorsais dos nervos espinhais. - Na medula cervical existe ainda o sulco intermédio posterior, situado entre o mediano posterior e o lateral posterior. - Na medula, a substância cinzenta localiza-se por dentro da branca e tem forma de borboleta, ou de H. Ela possui três colunas, que aparecem nos cortes como cornos, que são as colunas anterior, posterior e lateral. A coluna lateral só aparece na medula torácica e parte da medula lombar. No centro da substância cinzenta localiza-se o canal central da medula, resquício da luz do tubo neural do embrião. - A substância branca possui três funículos, o funículo anterior, situado entre a fissura mediana anterior e o sulco lateral anterior; o funículo lateral, situado entre os sulcos lateral anterior e lateral posterior; e o funículo posterior, entre o sulco lateral posterior e o sulco mediano posterior. Na parte cervical, o funículo posterior é dividido pelo sulco intermédio posterior em fascículo grácil e fascículo cuneiforme. - Nos sulcos lateral anterior e posterior, fazem conexões os filamentos radiculares, que se unem para formar as raízes ventral e dorsal dos nervos espinhais. As duas raízes, por sua vez, se unem para formar os nervos espinhais. - Considera-se segmento medular de um determinado nervo a parte da medula onde fazem conexão os filamentos radiculares que entram na composição deste nervo. - Existem 31 pares de nervos espinhais, que correspondem a 31 segmentos medulares: - 8 cervicais - 12 torácicos - 5 lombares 33 - 5 sacrais - 1 coccígeo - Até o quarto mês de vida intra-uterina a medula e coluna crescem no mesmo ritmo. Por isso, a medula ocupa todo o comprimento do canal vertebral, e os nervos, passando pelos respectivos forames intervertebrais, dispõem-se horizontalmente formando com a medula um ângulo aproximadamente reto. A partir do quarto mês, a coluna começa a crescer mais do que a medula, especialmente em sua porção caudal. Por isso, há o alongamento das raízes e diminuição do ângulo que elas fazem com a medula. Estes fenômenos são mais pronunciados na parte caudal da medula, levando à formação da cauda equina. - Regra prática para conhecer a vértebra e o segmento medular correspondente: - Entre os níveis das vértebras C2 e T10, adiciona-se 2 ao número do processo espinhoso da vértebra e tem-se o número do segmento medular subjacente. - Aos processos espinhosos das vértebras T11 e T12 correspondem os cinco segmentos lombares. - Ao processo espinhoso de L1 correspondem os cinco segmentos sacrais. - Da união da raiz dorsal do nervo espinhal, sensitiva, com a raiz ventral do nervo espinhal, motora, forma-se o tronco do nervo espinhal, que funcionalmente é misto e sai do canal vertebral pelo forame intervertebral. Logo na saída, o tronco se divide em um ramo dorsal e um ramo ventral, ambos mistos. O ramo dorsal se distribui aos músculos da pele e região dorsal do tronco, da nuca e da região occipital. Os ramos ventrais se distribuem pela musculatura, pele, ossos e vasos dos membros, bem como pela região ântero-lateral do pescoço e do tronco. - Os nervos originados dos plexos são plurissegmentares, ou seja, contêm fibras originadas em mais de um segmento medular. Já os nervos intercostais são unissegmentares, isto é, suas fibras se originam de um só segmento medular. - Os plexos são formações anatômicas onde as fibras dos ramos ventrais se entrelaçam sem perder a funcionalidade individual das suas fibras. - Plexo cervical: C1 a C4 - Formado pelos ramos ventrais dos quatro nervos cervicais superiores, inerva alguns músculos do pescoço, o diafragma e áreas da pele na cabeça, pescoço e tórax. - Cada ramo ventral anastomosa-se com o subsequente formando três alças (C1 com C2, C2 com C3 e C3 com C4). Dessas três alças derivam ramos que constituem as duas partes do plexo cervical (superficial e profunda). - Ramos profundos: Essencialmente motores. Os ramos musculares inervam os músculos reto lateral da cabeça (C1), reto anterior da cabeça (C1 e C2), longo da cabeça (C1, C2 e C3), longo do pescoço (C2-C4), músculos infra-hióideos (C2-C3) (com exceção do tíreohióideo), nervo frênico (C3-C5), músculo esternocleidomastóideo (C2,C3,C4), músculos trapézio (C2,C3), levantador da escápula (C3,C4) e escaleno médio (C3,C4). - Plexo braquial: C5 a T1 - A maior parte dos nervos do membro superior origina-se no plexo braquial. - Passa entre os músculos escalenos médio e anterior e estende- se até a axila. - A junção das raízes ventrais de C5 e C6 forma o tronco superior, a raiz ventral de C7 forma o tronco médio e a junção de C8 e T1 forma o tronco inferior. Os troncos se subdividem em divisão anterior e posterior. As divisões anteriores dos troncos superior e médio formam o fascículo lateral. A divisão anterior do tronco inferior forma o fascículo medial e asdivisões posteriores dos três troncos formam o fascículo posterior. As divisões anteriores suprem o compartimento anterior do braço e antebraço (flexores) e as divisões posteriores suprem os músculos do compartimento posterior do braço e antebraço (extensores). Esses fascículos são nomeados de acordo com sua relação com a artéria axilar. - Os nervos terminais do plexo braquial são o nervo musculocutâneo (C5, 6, 7), nervo axilar (C5, 6), nervo radial (C5, 6,7,8,T1), nervo mediano (C5, 6,7,8,T1) e nervo ulnar (C7,8, T1). Todos os outros nervos do plexo são nervos laterais. 34 - Nervo Dorsal da Escápula - C5, inerva o levantador da escápula e o músculo rombóide. - Nervo Torácico Longo - C5, C6 e C7, inerva o músculo serrátil anterior. - Nervo do Músculo Subclávio - C5 e C6 inerva o músculo subclávio. - Nervo Supra-escapular - C5 e C6, inerva os músculos supra- espinhoso e infra-espinhoso e articulação do ombro. - Fascículo lateral: - Da origem a um ramo lateral: nervo peitoral lateral, que inerva o músculo peitoral maior. - Da origem a dois ramos terminais: o nervo musculocutâneo e a raiz lateral do nervo mediano. O nervo musculocutâneo (C5, 6 e 7) perfura o m. coracobraquial e segue distalmente entre o m. bíceps braquial e braquial. Emerge lateral ao tendão do bíceps como n. cutâneo lateral do antebraço. Inerva os Mm. coracobraquial, bíceps braquial e braquial. É responsável pela sensibilidade da região anterolateral do antebraço. - Fascículo medial: - Da origem a três ramos laterais: nervo peitoral medial (C8 e T1), que inerva os músculos peitorais maior e menor; nervo cutâneo medial do braço (C8 e T1), que inerva a parte medial do braço; e nervo cutâneo medial do antebraço (C8 e T1), que inerva a pele sobre o bíceps até perto do cotovelo e dirige-se em direção ao lado ulnar do antebraço até o pulso. - Da origem a dois ramos terminais: nervo ulnar (C8 e T1), que percorre a face medial do braço e passa posteriormente ao epicôndilo medial para penetrar no antebraço. Tem função motora de inervar quase todos os Mm. intrínsecos da mão (exceto 3 tenares e lumbricais laterais), flexor ulnar do carpo e flexor profundo dos dedos e função sensitiva de inervar a borda medial da mão (linha que divide 4° dedo ao meio); e raiz medial do nervo mediano (C5, 6, 7, 8 e T1). Esse nervo tem trajeto no braço lateral à artéria braquial, no antebraço passa pela posição mediana e na mão passa posterior ao retináculo dos flexores. Sua função motora é inervar os músculos do compartimento anterior do antebraço (exceto o flexor ulnar do carpo e profundo dos dedos) e 5 mm. da mão. Sua função sensitiva é inervar a face palmar dos 3 dedos laterais e metade do IV, e na face dorsal a extremidade dos dedos laterais e metade do IV. - Fascículo posterior: - Da origem a três ramos laterais: nervo subescapular superior (C5 e C6), que inerva o músculo subescapular; toracodorsal (C6, C7 e C8), que inerva o músculo grande dorsal; e subescapular inferior (C5 e C6), que inerva os músculos subescapular e redondo maior. - Da origem a dois ramos terminais: nervo axilar (C5 e C6), que tem trajeto na face posterior, encurvando-se pelo colo cirúrgico do úmero. Sua função motora é inervar os músculos deltóide e 35 redondo menor. Já sua função sensitiva é inervar a parte inferior do m. deltóide; e radial (C5 a T1), cujo trajeto desce posterior à artéria axilar e passa entre as cabeças longa e lateral do tríceps, caminha sob o músculo braquioradial e atinge o dorso da mão. Inerva os músculos extensores e supinadores do membro superior. É responsável pela sensibilidade da área cutânea posterior do membro superior. - Plexo lombar: L1 a L4 - Está situado na parte posterior do músculo psoas maior, anteriormente aos processos transversos das vértebras lombares. - Ilio-hipogástrico: sensibilidade da parte inferior do abdome e motricidade dos músculos da parede abdominal. Origem: T12 e L1. - Ilioinguinal: sensibilidade parte superior da coxa, genitais externos e motricidade dos músculos da parede abdominal. Origem: L1. - Genitofemoral: Sensibilidade de parte da região anterior da coxa e dos genitais externos, motricidade do músculo cremaster. Origem L1 e L2. - Cutâneo femoral lateral (Cutâneo Lateral da Coxa): sensibilidade da parte lateral da coxa. Origem L2 e L3 - Obturatório: sensibilidade da parte medial da coxa e motricidade dos músculos mediais da coxa. Origem: ramos posteriores de L2, L3 e L4. - Femoral: sensibilidade das partes anterior da coxa e medial da perna e do pé e motricidade dos músculos da região anterior da coxa. Origem: ramos anteriores de L2, L3 e L4. - Plexo sacral: L4-L5 e S1 a S4 - Suas raízes passam dentro do forame isquiático maior. - Glúteo superior: motricidade de músculos da região glútea, abdutores da coxa. - Glúteo inferior: motricidade do músculo glúteo máximo, extensor da coxa. 36 - Cutâneo femoral posterior: Sensibilidade da região posterior da coxa e inferior da região glútea, parte dos genitais externos e região anal. - Isquiático: motricidade dos músculos da região posterior da coxa. - Tibial: sensibilidade das regiões posterior da perna e plantar e motricidade dos músculos das regiões posterior da perna e plantar. - Fibular comum: - Fibular profundo: motricidade dos músculos das regiões anterior da perna e dorsal do pé. - Fibular superficial: sensibilidade região ântero-lateral da perna e dorsal do pé e motricidade dos músculos da região lateral da perna. - Pudendo: sensibilidade do períneo e parte dos genitais externos e motricidade dos músculos do períneo. Engenharia genética e Diagnóstico molecular - A genética molecular e a tecnologia do DNA recombinante são usadas para localizar, analisar, estudar e recombinar as sequencias de DNA. Essas técnicas são empregadas para explorar a estrutura e a função dos genes, abordar questões em muitas áreas da biologia, criar produtos comerciais e diagnosticar e tratar doenças. - Um primeiro passo da análise molecular de um segmento de DNA ou gene é isolá-lo do restante do DNA. Em 1960, foram descobertas as enzimas de restrição (ou endonucleases de restrição) que reconhecem e fazem cortes bifilamentares no DNA em sequência nucleotídicas específicas. Essas enzimas são produzidas naturalmente pelas bactérias como forma de defesa contra vírus. A maioria das sequências de reconhecimento possui de 4 à 6 pb e é formada por sequências palindrômicas lidas igualmente da esquerda para a direita e vice-versa. - Algumas enzimas fazem cortes desencontrados no DNA: 5’ – AAGCTT – 3’ 3’ – TTCGAA – 5’ Gerando fragmentos com extremidades unifilamentares curtas: 5’ – A AGCTT – 3’ 3’ – TTCGA A – 5 Essas extremidades são chamadas de coesivas, porque são complementares e podem emparelhar-se espontaneamente para unir os fragmentos, sendo que esses fragmentos podem se tornar permanentemente unidos pela DNA ligase. - Outras enzimas de restrição produzem fragmentos com pontas cegas: 5’ – CAGCTG – 3’ 3’ – GTCGAC – 5’ 5’ – CAG CTG – 3’ 3’ – GTC GAC – 5’ Os fragmentos com pontas cegas devem ser unidos de outras formas. - As enzimas de restrição que reconhecem sequências mais longas irão cortar um determinado pedaço de DNA em um menor número de fragmentos do que enzimas de restrição que reconhecem sequências mais curtas, visto que a probabilidade de existência de sequênciasidênticas mais curtas é maior do que de sequências mais longas. - Ao fim da reação de restrição, é utilizada a técnica de eletroforese, que consiste na separação das moléculas de acordo com seu tamanho e carga elétrica. Na separação de DNA, emprega-se a eletroforese em gel. Um gel poroso, quase sempre agarose, é dissolvido em solução tampão e vertido em forma de plástico. Ao esfriar, a agarose solidifica e produz um gel semelhante a gelatina dura. Em uma extremidade do gel, fazem- se pequenas cavidades para conter a solução de fragmentos de DNA; em seguida, aplica-se uma corrente elétrica através do gel. Como o DNA tem carga negativa, os fragmentos migram para a extremidade positiva do gel. Nessa migração, o gel poroso atua como uma peneira, separando os fragmentos de DNA pelo tamanho. Os pequenos fragmentos migram mais rapidamente e, com o passar do tempo, os fragmentos separam-se de acordo com seu tamanho. - Depois de separar os fragmentos de DNA, para localizar o gene de interesse, é utilizada uma técnica que consiste em usar uma sonda, que é uma molécula de DNA ou RNA com sequência de bases complementar a uma sequência do gene de interesse. As bases da sonda só fazem par com as bases de uma sequência complementar e, se for marcada adequadamente, a soda pode ser usada para localizar um gene específico ou outra sequência de DNA. 37 - Clonagem genômica: - A maioria dos métodos de DNA recombinante exigem numerosas cópias de um fragmento de DNA específico. - Uma técnica para amplificar um trecho específico de DNA é inserir o fragmento em uma célula bacteriana e deixar que o DNA seja replicado pela célula. - Vetor de clonagem: molécula estável de replicação de DNA à qual pode ser fixado um fragmento de DNA exógeno para introdução em uma célula. Possui três características: - Uma origem de replicação, que garante a replicação do vetor na célula. - Marcadores selecionáveis, que permitem a seleção ou identificação de quaisquer células que contenham o vetor (gene de antibiótico). - Um ou mais locais de restrição únicos nos quais pode ser inserido um fragmento de DNA. Os locais de restrição usados para a clonagem devem ser exclusivos; se um vetor for cortado em vários locais de reconhecimento, com a geração de vários trechos de DNA, não é possível reunir os trechos na ordem correta. - Os plasmídeos são vetores muito usados para a clonagem de fragmentos de DNA em bactérias. - O método mais fácil de inserir um gene em um vetor plasmídeo é cortar o DNA exógeno (que contém o gene) e o plasmídeo com a mesma enzima de restrição. Se a enzima de restrição produzir pontas coesivas, os dois fragmentos irão parear e a DNA ligase poderá ser usada para fechar os cortes, criando um plasmídeo recombinante que contém o fragmento de DNA exógeno. - Transformação: o plasmídeo recombinante agora precisa ser inserido em células bacterianas. Geralmente, essa etapa é feita por transformação, que é a capacidade da bactéria captar o DNA do ambiente externo. - Uso de marcadores selecionáveis: como não são todas as bactérias que conseguem realizar a transformação, o uso desses marcadores serve para identificar quais bactérias adquiriram o DNA recombinante. O uso de um gene de resistência a ampicilina, por exemplo, permite identificar as bactérias que não morreram na presença desse antibiótico, ou seja, elas fizeram a transformação e adquiriram o DNA recombinante com o gene de resistência. - Às vezes, o objetivo da clonagem gênica não é apenas replicar o gene, mas também produzir a proteína codificada por ele. Para garantir a transcrição e a tradução, geralmente é inserido um gene exógeno em um vetor de expressão, que, além da origem de replicação, dos locais de restrição e de marcadores selecionáveis usuais, contém sequências necessárias para a transcrição e tradução em células bacterianas. - Amplificação de fragmentos de DNA por reação em cadeia da polimerase – Clonagem in vitro: - Foi desenvolvida em 1983 e permite, em poucas horas, amplificar um bilhão de vezes fragmentos de DNA. - A base da PCR é a replicação catalisada por uma DNA polimerase. Nesse caso, a replicação tem dois requisitos essenciais: - Um modelo de DNA unifilamentar a partir do qual pode ser copiado um novo filamento de DNA. - Um primer com um grupo 3’ – OH ao qual podem ser acrescentados novos nucleotídeos. - Como uma molécula de DNA possui dois filamentos, cada um deles pode servir como molde para produzir uma nova molécula de DNA. Portanto, a quantidade de DNA é duplicada em cada evento de replicação. - Para realizar a PCR é necessário uma solução que contenha o DNA-alvo, a DNA polimerase, todos os quatro trifosfatos de desoxirribonucleosídio (dNTP), os primers, íons magnésio e outros sais necessários à reação. - A PCR típica é realizada em três etapas: 1. O DNA é aquecido a alta temperatura (90° a 100°C), que rompe as pontes de hidrogênio entre os filamentos e produz os moldes unifilamentares. 2. A solução de DNA é resfriada até 30° a 65°C, o que permite a fixação dos primers aos filamentos moldes. 3. A solução é aquecida entre 60° e 70°C, a temperatura em que a DNA polimerase pode sintetizar novos filamentos de DNA. - A DNA polimerase utilizada foi isolada da bactéria Thermus aquaticus. Essa enzima é bastante estável em altas temperaturas e não é desnaturada na etapa de separação de filamentos de PCR; - Aplicações da PCR: - Expressão de genes em sistemas recombinantes - Estudo da genética molecular - Determinação rápida da paternidade - Diagnóstico rápido de doenças infecciosas ou genéticas. - PCR em tempo real – RT- PCR: - Realiza a quantificação do DNA de maneira precisa e com maior reprodutibilidade, porque determina valores durante a fase exponencial da reação. - Na RT-PCR é colocado um corante fluorescente durante a reação. - A emissão dos compostos fluorescentes gera um sinal que aumenta na proporção direta da quantidade de produto da PCR. 38 Sendo assim, os valores da fluorescência são gravados durante cada ciclo e representam a quantidade de produto amplificado. - Sequenciamento de DNA: - Permite ler as informações genéticas do DNA, o que garante enorme quantidade de informações sobre a estrutura e a função do gene. - O método baseia-se no uso de um substrato especial para a síntese de DNA. Normalmente, o DNA é sintetizado a partir de trifosfatos de desoxirribonucleosídeos (dNTPs), que têm um grupo do OH no átomo de carbono 3’. No método para sequenciamento, um nucleotídeo especial, chamado trifosfato de didexoxirribonucleosídeo (ddNTP) é usado como um dos substratos. Os ddNTPs são idênticos aos dNTPs, exceto pela ausência de um grupo 3’ – OH. No curso da síntese de DNA, os ddNTPs são incorporados a um filamento de DNA em formação. Entretanto, depois da incorporação de um ddNTP ao filamento de DNA, não é possível acrescentar mais nucleotídeos, porque não há um grupo 3’-OH para formar uma ligação fosfodiéster com um nucleotídeo que chega. Desse modo, os ddNTPs interrompem a síntese de DNA. - Antes do fragmento de DNA ser sequenciado, ele deve ser amplificado por PCR ou clonagem nas bactérias. - As cópias de DNA alvo são isoladas e colocadas em um tubo de ensaio, ao qual são acrescentados: 1. muitas cópias de um primer complementar a uma extremidade do filamento de DNA-alvo. 2. todos os quatro tipos de dNTPs. 3. uma pequena quantidade dos quatro tipos de ddNTPs. 4. DNA polimerase - A incorporação de ddNTP ao novofilamento ocorre aleatoriamente em posições diferentes em copias diferentes, produzindo um conjunto de cadeias de DNA de comprimentos diversos. - Os ddNTPs usados na reação são marcados com corante fluorescente, e são utilizados cores diferentes para cada tipo de didesoxinucleotídeo. - Os aparelhos de sequenciamento fazem eletroforese em tubos capilares com gel. Os fragmentos de diferentes tamanhos produzidos pela reação de sequenciamento separam-se dentro do tubo, migram e passam por um feixe de laser e um detector. Quando os fragmentos passam pelo laser, seus corantes fluorescentes são ativados e a fluorescência gerada é detectada por um sistema óptico de leitura. Cada corante emite uma fluorescência de um comprimento de onda característico, que é lida pelo sistema óptico. As informações alimentam um computador, que as interpreta, e os resultados são impressos como um gráfico de picos. Fisiologia do Estresse - O estresse pode ser definido como um estado antecipado ou real de ameaça ao equilíbrio do organismo e a reação do mesmo, que visa restabelecer o equilíbrio através de um complexo conjunto de respostas fisiológicas e comportamentais. A manutenção deste estado de equilíbrio, homeostase, é essencial para a vida e é constantemente desafiado por forças internas ou externas. Esses desafios ativam os sistemas sensoriais, através de estímulos interoceptivos, como os produzidos, por exemplo, por mudanças no volume ou osmolaridade do sangue, ou por estímulos exteroceptivos, tais como o cheiro de um predador, desencadeando uma cadeia de respostas que objetivam minimizar os danos para o organismo. - Agudamente a resposta ao estresse é adaptativa e prepara o organismo para enfrentar o desafio. O objetivo da resposta aguda ao estresse é essencialmente o de induzir uma rápida mobilização de energia nos locais apropriados. Nesse sentido, o aumento da frequência cardíaca, da pressão arterial, da frequência respiratória e a mobilização de glicose dos depósitos, contribuem para a disponibilização de energia. Por outro lado, a inibição da digestão, do crescimento e da reprodução, leva a uma economia de energia. Outras respostas, como analgesia e melhora na memória e percepções, facilitam as respostas de luta e fuga. - Fisiologia do estresse: - As respostas ao estresse são mediadas pelo sistema nervoso autônomo (SNA) e pelo eixo hipotálamo-hipófise-adrenal (HHA), com ações complementares através de todo o organismo. - O SNA é o responsável pela resposta mais imediata à exposição ao estressor. Suas duas partes, simpático e parassimpático, provocam alterações rápidas nos estados fisiológicos através da inervação dos órgãos alvos. Por exemplo, a inervação simpática pode rapidamente (em segundos) aumentar a frequência cardíaca e a pressão arterial através da liberação de noradrenalina, primariamente nas terminações dos nervos simpáticos e adrenalina pela estimulação simpática das células da medula da glândula adrenal. Essa excitação do SNA diminui rapidamente em razão do reflexo parassimpático, resultando em respostas de curta duração. - Por outro lado, o estresse ativa, também, o eixo HHA, que resulta na elevação dos níveis de glicocorticóides circulantes. A exposição ao estressor ativa os neurônios do núcleo paraventricular do hipotálamo que secretam hormônios liberadores, como o hormônio liberador de corticotrofina (CRH), secretado nos terminais de neurônios hipotalâmicos próximos da circulação porta da eminência média da hipófise, mas podendo, também, exercer seus efeitos em várias áreas cerebrais, como amígdala, hipocampo e locus ceruleous. Esse hormônio vai agir na hipófise anterior promovendo a liberação do hormônio adrenocorticotrófico (ACTH), que por sua vez vai atuar no córtex da glândula adrenal iniciando a síntese e liberação de glicocorticóides, como, por exemplo, do cortisol em humanos. O pico dos níveis plasmáticos de glicocorticóides ocorre dezenas de minutos após o início do stress. 39 O mecanismo, com vários níveis de secreção hormonal do eixo HHA, é lento em relação à latência dos mecanismos de transmissão sináptica que ocorrem no SNA. Os glicocorticóides são secretados de uma forma pulsátil, seguindo um ritmo circadiano, sobre o qual se sobrepõe uma explosão secretória por ocasião do estresse. Esses hormônios atuam primariamente em dois tipos de receptores: mineralocorticóides (ReMC) e glicocorticóides (ReGC). Os primeiros têm grande afinidade pelos corticosteróides, sendo ocupados mesmo quando os níveis são baixos e os segundos, com uma afinidade dez vezes menor, que são ocupados em situações de grande aumento, por exemplo, durante o estresse. A ligação dos corticosteróides com seu receptor promove seu transporte para o núcleo das células, onde atuam na transcrição gênica. Assim, influenciam a taxa de secreção de proteínas específicas, que diferem dependendo do tipo de célula. Os glicocorticóides circulantes promovem a mobilização da energia armazenada e potencializam numerosos efeitos mediados pelo simpático. Desempenham, também, um papel chave no controle da atividade do eixo HHA e na finalização da resposta ao estresse, através de uma realimentação inibitória em áreas cerebrais extrahipotalâmicas, hipotálamo e hipófise. - Efeitos do estresse em sistemas específicos: - Sistema cardiovascular: Uma das respostas mais rápidas do estresse é a do SNA, que pela inervação simpática vai liberar noradrenalina em seus terminais e ativar a medula da glândula supra-renal, liberando adrenalina na circulação. Essas ações sobre o coração vão produzir um aumento na frequência, contratilidade e velocidade de condução. Sobre os vasos, essas ações vão produzir uma redistribuição no fluxo sanguíneo. A estimulação α adrenérgica pelas fibras simpáticas, predominante no sistema digestivo e pele, vai produzir uma vasoconstricção nesse território. Por outro lado, a estimulação β adrenérgica, predominante nos músculos, vai produzir uma vasodilatação. Dessa forma o fluxo vai ser direcionado para os músculos. Essas respostas são adaptativas numa situação de estresse agudo, uma vez que aumenta a disponibilidade de energia nos territórios necessários para a luta ou fuga. A persistência do estresse, no entanto, propicia alterações no funcionamento do sistema cardiovascular, gerando doenças. - Metabolismo: A liberação de glicocorticóides, pelo estresse, tem ações bem conhecidas sobre o metabolismo de carboidratos. Os efeitos dos glicocorticóides são opostos aos da insulina, produzindo o que é conhecido como resistência à insulina, através de dois mecanismos: a) diminuindo a supressão que a insulina provoca na produção hepática de glicose (favorecendo a gliconeogênese); b) prejudicando a entrada de glicose para o interior das células, que é mediada pela insulina. Além disso, os glicocorticóides atuam diretamente nas células β do pâncreas inibindo a secreção de insulina. A ativação do SNA atua no mesmo sentido através da inibição parassimpática, que resulta numa diminuição de secreção de insulina pelas células β do pâncreas. Agudamente essas respostas ao estresse têm um sentido adaptativo no sentido de aumentar a disponibilidade de glicose circulante. A persistência, por longo prazo, de níveis elevados de estresse pode contribuir para desencadear a diabetes. - Sistema imunológico: A imunossupressão associada ao estresse tem sido atribuída ao aumento na secreção de cortisol, resultante da ativação do eixo HHA. O cortisol diminui a proliferação de linfócitos, interfere na comunicação entre eles, inibea migração de granulócitos, inibe a produção de anticorpos, entre outros efeitos. Essa resposta pode parecer incompatível com as necessidades do organismo num momento de luta ou fuga. Porém, deve-se ressaltar que o aumento na secreção de cortisol, em resposta ao estresse, tem uma latência de dezenas de minutos e que a resposta imediata ao estresse á dada pela ativação do SNA simpático. - Síndrome da Adaptação Geral (SAG): constitui um conjunto de reações não específicas desencadeadas quando o organismo é exposto a um estímulo estressor. Segundo Selye (1959), essa manifestação constituiu-se de três fases: 1 - Fase de Alarme: durante esta fase, que corresponde ao estresse agudo, a medula da supra renal secreta catecolaminas na corrente sanguínea, Adrenalina e Noradrenalina, em consequência da ativação do eixo hipotálamo-hipófise-supra renal, liberando ACTH , que se for muito intensa estimula a secreção de glicocorticóides pelo córtex da supra renal. Entretanto, antes que isto ocorra pode haver tendências ao equilíbrio pela ação de "feed- back" negativo do ACTH no hipotálamo. Há também estimulação do sistema autônomo simpático, podendo exaurir as catecolaminas e levar à fadiga em caso crônico. 2 - Fase de Resistência: essa fase corresponde ao estresse crônico e o principal gerador de respostas é a glândula adrenal, que secreta permanentemente os glicocorticóides. Há aumento da atividade do córtex da supra renal, com tendências de atrofia do baço, de estruturas linfáticas, leucocitose, diminuição de eosinófilos e ulcerações. Nessa fase a produção de respostas é mais localizada, ocorrendo reações às agressões, como perda de encapsulamento e inflamações. Caso o agente estressor permaneça, a fase também permanece, embora modificada, e o mecanismo de defesa pode falhar levando o indivíduo a entrar numa terceira fase. 3 - Fase de Exaustão: praticamente há um retorno à fase de alarme e as reações disseminam-se novamente, sendo que seu caráter inicial protetor pode ir além das necessidades causando efeitos indesejáveis, como doenças e até a morte. A reação psicossomática ao estresse pode ser considerada uma falha na defesa e o alerta é traduzido em sistemas somáticos provocando alterações nos tecidos do corpo - Efeitos do estresse agudo: - Exemplo: Produzir ajustes homeostáticos integrados durante a realização do exercício: • sudorese • da frequência cardíaca • da ventilação pulmonar 40 • da secreção de catecolamina • Aumento do metabolismo oxidativo e da produção de radicais livres • Aumento da pressão arterial • Depressão do sistema imunológico - Efeitos do estresse crônico: - Também durante um exercício: adaptações morfofuncionais, que aumentam a capacidade do organismo a responder aos estímulos agudos. do consumo máximo de oxigênio, da densidade capilar do músculo esquelético treinado, da frequência cardíaca de repouso. Aumento dos sistemas de reparo e antioxidantes Adaptação do sistema imunológico Linfadenomegalia - Um linfonodo, em sua forma normal, é invisível e impalpável. - Quando há um aumento no tamanho do linfonodo, de forma que ele se torne minimamente palpável, pode-se dizer que há uma linfadenite. - Para as linfadenites, podem ser atribuídas duas causas: - Reação à presença de antígenos - Câncer - Existem outras causas, mas elas são menos frequentes. - O profissional deve ser capaz de distinguir uma linfadenite normal, que ocasiona o aumento e a regressão do linfonodo de forma autônoma, e as linfadenites provenientes de estágios de câncer. Essas serão linfadenites mais graves, que terão como principais características: - Coalescência dos linfonodos (um linfonodo se grudando ao outro) - Ausência de dor e dos demais sinais inflamatórios (calor, rubor, edema). - Aderência aos planos profundos Histologia: - É um órgão linfoide circundado por uma cápsula de tecido conjuntivo, responsável pela manutenção da sua forma reniforme. - O linfonodo é dividido em três áreas: - Córtex: possui os folículos linfoides (linfócitos B) - Paracórtex: linfócitos T OBS: Uma forma mais fácil de se identificar o paracórtex é visualizando as vênulas que existem ali. Se forem do tipo “vênulas de endotélio alto”, composta de células endoteliais mais “gordinhas”, certamente é a zona paracortical. Essas células endoteliais são assim pois sofrem constantemente diapedese, exigindo esse formato intumescido. - Medula: constituída pelos cordões medulares, formados principalmente por linfócitos B. OBS: não é possível distinguir um linfócito B de um linfócito T apenas pela microscopia de luz. É necessário fazer a técnica da imunohistoquímica que, através de um anticorpo específico, pesquisará proteínas específicas na membrana de cada linfócito. No caso do linfócito B são as proteínas CD20. Para o linfócito T, as proteínas CD3. Quando os anticorpos encontram essas proteínas, os linfócitos são marcados na cor dourada. - Os folículos linfoides primários distribuem-se pelos órgãos linfoides periféricos. São constituídos por células B “em repouso” e células B recirculantes e de memória. É representado predominantemente por um tecido escuro, que recebe o nome de zona do manto. - Por estimulação antigênica, surgem os folículos secundários, deslocando as células da zona do manto para a sua periferia. Sua porção central constitui o centro germinativo (CG). As células TCD4+ localizam-se dentro do centro germinativo e elas são responsáveis por comandar a diferenciação dos outros linfócitos dentro do folículo. Além das CD4+, encontram-se numerosos macrófagos de corpos tingíveis, que contém corpos apoptóticos de linfócitos autorreativos ou com baixa especificidade para o antígeno, no citoplasma. - No baço e linfonodos mesentéricos evidencia-se uma outra região dentro dos folículos secundários, a zona marginal. Essa zona é composta por linfócitos B de memória. Linfadenopatias reacionais: - Os linfonodos respondem de várias maneiras às infecções ou estados de estimulação imunitária, representando tais respostas as linfadenopatias reacionais. - Há dois tipos de respostas principais: (a) presença de um agente infeccioso no linfonodo, a resposta deste constitui uma linfadenite. (b) quando o linfonodo reage apenas à estimulação antigênica, têm-se as hiperplasias linfoides. 41 - De acordo com o compartimento histofisiológico envolvido na resposta imunitária, os padrões de resposta são diferentes. - Quando o estímulo é preferencialmente da zona B do linfonodo, tem-se o padrão folicular; se do compartimento de células T, surge o padrão paracortical; quando a reação é preferencialmente histiocítica, fala-se cm padrão sinusal. Muitas vezes, esses padrões se combinam, levando a respostas mistas. - Linfadenopatias reacionais de padrão folicular (hiperplasia folicular): - O achado característico é a presença de centros germinativos reacionais, com manutenção da zona do manto polarizada. - Linfadenopatias reacionais de padrão interfolicular (hiperplasia paracortical): - A região paracortical representa a zona T do linfonodo; tem composição celular polimórfica com numerosas células T, em sua maioria linfócitos auxiliares (CD4+), mais numerosos que os linfócitos T citotóxicos (CD8+); há ainda poucos linfócitos B, plasmócitos, histiócitos, células apresentadoras de antígenos e células reticulares. - O componente vascular é bastante característico, sendo representado pelas veias de endotélio alto. - Sob estímulo, a zona paracortical se expande e surgem célulaslinfóides ativadas, aumentando o número de células B, plasmócitos e imunoblastos. - Reação paracortical acompanha quase invariavelmente a hiperplasia folicular e é a principal maneira de os linfonodos reagirem a infecções virais. As principais linfadenites virais são a mononucleose infecciosa e as infecções pelo citomegalovírus e pelo herpes simplex (com x mesmo). - Linfadenopatias reacionais de padrão sinusal (hiperplasia sinusal): - Linfadenopatias de padrão sinusal são talvez a apresentação morfológica mais frequente na prática diária. Quase sempre inespecíficas, são encontradas em linfonodos de áreas de drenagem, como mesentéricos, inguinais, axilares e epitrocleares. - Os seios linfáticos encontram-se dilatados por histiócitos de núcleos homogéneos e citoplasma abundante, podendo conter algum tipo de material citoplasmático ou hemácias quando na proximidade de tumores. A distensão dos seios nodais por essas células é a marca registrada desse padrão de linfadenopatia. - Quando o linfonodo age de forma inespecífica frente a um agente infeccioso, seguindo pelo menos um dos três padrões de resposta mencionados acima, diz-se que houve uma linfadenite reacional inespecífica. - Existe a possibilidade de haver, além de um dos padrões mencionados, uma outra modificação morfológica ou um outro comportamento que acabe ajudando no diagnóstico e assim tornando a resposta um pouco mais específica. - Linfadenopatias granulomatosas: - Entre as doenças granulomatosas que mais acometem os linfonodos, pode-se citar as de origem fúngica (paracoccidioidomicose), bacteriana (tuberculose, hanseníase, micobacteriose atípica e doença da arranhadura do gato) e de etiologia desconhecida (sarcoidose). Análise de linfonodos: - O médico resolve extrair um linfonodo e mandar para a avaliação anatomopatológica. Será considerada a possibilidade de ser uma linfadenite ou de o linfonodo estar com células cancerosas, que são as duas causas possíveis e mais comuns para o aumento de um linfonodo. 42 - Coleta de material: existem 3 opções para a coleta de material a se analisado: - PAAF: Punção aspirativa com agulha fina - Nesse caso, a análise fica por conta do setor de citologia do laboratório. Com a escolha desse método, a arquitetura do órgão fica negligenciada no momento da análise, e o que se analisa são um conjunto de células jogadas na lâmina. O ponto positivo é que esse é o método mais rápido, já que só exige a utilização de um corante específico. - Biópsia Excisional - Nesse caso, a opção é retirar um linfonodo inteiro, que representa a melhor opção para o patologista responsável pela análise. Isso porque o órgão está disponível com toda a sua estrutura. - É o método de escolha para se obter amostra para o diagnóstico anatomopatológico. - Biópsia incisional - Nesse caso, pega-se uma parte do linfonodo para ser analisado. É recomendado em casos de linfadenopatias de compartimentos fechados, como mediastino, cavidade abdominal, entre outros. - A quantidade do tecido é diminuta e não se tem a oportunidade de observar a estrutura global do linfonodo. Dessa forma, esse tipo de biópsia deve ser reservado para situações especiais, como o estadiamento, avaliação de doença residual ou resistente ao tratamento e casos sem condições de abordagem clínica. - Um aspecto importante é que tecido linfoide é altamente suscetível a artefatos. Dessa forma, deve ser transportado com um fixador, o fomol 10%. Inflamação Crônica - A inflamação crônica é a inflamação de duração prolongada (semanas a meses ou anos) na qual inflamação ativa, destruição tecidual e reparação por fibrose ocorrem simultaneamente. - Ao contrário da inflamação aguda, que é caracterizada pelas alterações vasculares, edema e infiltrado predominantemente neutrofílico, a inflamação crônica caracteriza-se por um conjunto de alterações: - Infiltração de células mononucleares, incluindo macrófagos, linfócitos e plasmócitos. - Destruição tecidual, francamente induzida pelos produtos das células inflamatórias. - Reparo, envolvendo proliferação de novos vasos (angiogênese) e fibrose. - A inflamação aguda pode progredir para inflamação crônica. Essa transição ocorre quando a resposta aguda não pode ser resolvida ou devido à persistência do agente lesivo ou por causa da interferência com o processo normal de cura. - Alternativamente, algumas formas de lesão (p. ex., reações imunológicas, algumas infecções virais) engendram uma resposta que envolve inflamação crônica desde o início. - A inflamação crônica origina-se nos seguintes contextos: - Infecções persistentes por microrganismos difíceis de erradicar: Estes incluem micobactérias, Treponema pallidum (microrganismo causal da sífilis), certos vírus e fungos, todos tendendo ao estabelecimento de infecções persistentes e a suscitar resposta imune mediada por linfócito T, denominada hipersensibilidade tardia. - Doenças inflamatórias imunomediadas (distúrbios de hipersensibilidade): As doenças que são causadas por ativação excessiva e inapropriada do sistema imune são reconhecidas como importantes problemas de saúde. Nas doenças autoimunes, os autoantígenos suscitam uma reação imune autoperpetuadora que resulta em lesão e inflamação tecidual crônica. As respostas imunes contra as substâncias ambientais são a causa das doenças alérgicas, como a asma brônquica. Como os antígenos desencadeadores não podem ser eliminados, essas doenças tendem a ser crônicas e intratáveis. - Exposição prolongada a agentes potencialmente tóxicos: Os exemplos incluem materiais exógenos não degradáveis, como a sílica particulada que, quando inalada, pode induzir uma resposta inflamatória crônica nos pulmões (silicose) e agentes endógenos, como os cristais de colesterol, que podem contribuir para a aterosclerose. - Células e mediadores da inflamação crônica: - Macrófagos: derivados dos monócitos do sangue circulante, são as células dominantes da inflamação crônica. Eles estão difusamente dispersos em muitos tecidos conjuntivos e são encontrados também em órgãos como o fígado (células de Kupffer), baço e linfonodos (histiócitos sinusais), sistema nervoso central (células microgliais) e pulmões (macrófagos alveolares). Em conjunto, essas células constituem o sistema de fagócitos mononucleares. Os monócitos circulam no sangue por cerca de um dia. Sob a influência das moléculas de adesão e das quimiocinas, eles começam a migrar para o local da lesão dentro de 24-48 horas após o início da inflamação aguda. Quando os monócitos alcançam o tecido extravascular, sofrem transformação em macrófagos maiores, de meia-vida mais longa e capacidade maior para fagocitose do que os monócitos sanguíneos. Funções: ingerem e eliminam micróbios e tecidos mortos; iniciam o processo de reparo tecidual e estão envolvidos na formação de cicatriz e na fibrose; secretam mediadores da inflamação; expõem antígenos aos linfócitos T e respondem aos sinais das 43 células T, estabelecendo uma alça de feedback essencial para a defesa contra micróbios através de respostas imunes mediadas por célula. - Linfócitos: são mobilizados sob a manifestação de qualquer estímulo imune específico (p. ex., infecções), bem como na inflamação não mediada imunologicamente (p. ex., devido a necrose isquêmica ou trauma) e são os principais orientadores da inflamação em muitas doenças autoimunes e inflamatórias crônicas. Os linfócitos T e B migram para os locais inflamatórios usando alguns dos mesmos pares de moléculasde adesão e quimiocinas que recrutam outros leucócitos. Linfócitos e macrófagos interagem de modo bidirecional, e essas interações têm um papel importante na inflamação crônica. Os macrófagos apresentam os antígenos às células T, expressam moléculas de membrana (chamadas coestimuladoras) e produzem citocinas (IL-12 e outras) que estimulam as respostas da célula T. Os linfócitos T ativados, por sua vez, produzem citocinas que recrutam e ativam macrófagos e depois promovem mais apresentação do antígeno e mais secreção de citocinas. O resultado é um ciclo de reações celulares que abastece e mantém a inflamação crônica. - Outras células: Os eosinófilos são encontrados caracteristicamente nos locais inflamatórios em torno de infecções parasitárias ou como parte de reações imunes mediadas por IgE, tipicamente associadas com as alergias. Os grânulos de eosinófilos contêm a proteína básica principal, uma proteína catiônica altamente carregada que é tóxica para parasitas, mas também causa necrose epitelial. - A inflamação crônica pode ser do tipo inespecífica/difusa, quando as células estão dispersas ou granulomatosa, quando as células estão aglomeradas em torno do agente causador da inflamação. - Inflamação granulomatosa: - É um padrão distintivo de inflamação crônica, caracterizada por agregados de macrófagos ativados com linfócitos esparsos. Os granulomas são encontrados em certos estados patológicos específicos; consequentemente, o reconhecimento do padrão granulomatoso é importante devido ao número limitado de condições que o causam. - Os granulomas podem se formar de três modos: - Nas respostas persistentes de células T a certos microrganismos (como Mycobacterium tuberculosis, T. pallidum ou fungos), nos quais as citocinas derivadas de célula T são responsáveis pela ativação crônica do macrófago. - Os granulomas podem também se desenvolver em algumas doenças inflamatórias imunomediadas, principalmente na doença de Crohn, que é um tipo de doença inflamatória intestinal. - Os granulomas também são vistos em uma doença de etiologia desconhecida chamada sarcoidose, e podem se desenvolver em resposta a corpos estranhos relativamente inertes (p. ex., sutura ou farpa), formando os conhecidos granulomas de corpos estranhos. - Efetivamente, a formação de um granuloma “encerra” o agente ofensor e, portanto, é um mecanismo útil de defesa. Entretanto, a formação do granuloma nem sempre leva à eliminação do agente causal, o qual frequentemente é resistente a destruição ou degradação e, em algumas doenças, como a tuberculose, a inflamação granulomatosa, com fibrose subsequente, pode ser a principal causa da disfunção do órgão. - Morfologia: - Alguns dos macrófagos ativados nos granulomas exibem citoplasma granular róseo com limites celulares indistintos; esses macrófagos são chamados de células epitelióides por sua semelhança com o epitélio. Tipicamente, os agregados de macrófagos epitelióides são circundados por um colar de linfócitos. - Frequentemente, mas não invariavelmente, células gigantes multinucleadas são encontradas nos granulomas. Elas consistem em uma grande massa de citoplasma e muitos núcleos, e derivam da fusão de múltiplos macrófagos ativados. As células gigantes multinucleadas podem ser do tipo Langhans, quando possuem os núcleos dispostos perifericamente, em forma de ferradura ou do tipo corpo estranho, com os núcleos dispostos aleatoriamente. - Nos granulomas associados com certos microrganismos infecciosos (mais classicamente o bacilo da tuberculose), a combinação de hipóxia e lesão por radical livre leva a uma zona central de necrose. Macroscopicamente, essa zona possui aparência granular caseosa e é por isso chamada de necrose caseosa. - Tipos de granulomas: - Corpo estranho ou não-imunogênico: é causado por agentes particulares inertes (fio de sutura, partículas de talco, prótese de silicone, ferpas). O granuloma é formado devido ao tamanho do material impossibilitar a fagocitose por um único macrófago. Esses tipos de granuloma não suscitam resposta imune. Se existirem células gigantes multinucleadas (gigantócitos), esses serão do tipo corpo estranho. 44 - Imunogênico: é causado por agentes particulados ou insolúveis capazes de induzir reposta imune (micobactérias, ovos do Schistosoma mansoni, paracoccidioidomicose – aparência de Mickey). Os gigantócitos desse tipo de granuloma são os do tipo Langhans. Mecanismo de evasão dos microrganismos - Evasão da resposta imunológica pelas bactérias extracelulares: - A virulência de bactérias extracelulares esta associada ao número de mecanismos que resistem à imunidade inata, inclusive mecanismos antifagocíticos e a inibição do complemento ou inativação dos produtos do complemento. - As bactérias com cápsulas ricas em polissacarídeos resistem à fagocitose e, portanto, são muito mais virulentas do que as cepas homólogas que perdem a cápsula. Além disso, as cápsulas de muitas bactérias contém resíduos de ácido siálico que inibem a ativação do complemento pela via alternativa. - As bactérias extracelulares, para escapar da imunidade humoral, têm mecanismos de variação genética de antígenos de superfície. Essa variação ajuda a bactéria a escapar dos ataques de anticorpos específicos. - Evasão da resposta imunológica pelas bactérias intracelulares: - Inibição da fusão do fagolissomo ou escape para o citosol, assim se escondendo dos mecanismos microbicidas dos lisossomos. - Remoção ou inativação de algumas substâncias microbicidas, tais como as espécies reativas de oxigênio. - Evasão da resposta imunológica pelos vírus: - Alteração dos antígenos de superfície através de mutações para não serem mais os alvos das respostas imunes. Os principais mecanismos de variação antigênica são as mutações pontuais e os rearranjos dos genomas de RNA. Esses processos tem grande importância na disseminação dos vírus influenza. Os dois principais antígenos do vírus são a hemaglutinina viral trimérica (a proteína viral da espicula) e a neuraminidase. Os genomas virais sofrem mutações nos genes que codificam essas proteínas de superficie, e a variação decorrente resulta em deriva gênica (alterações de epítopos virais). Por outro lado, os vírus influenza que normalmente habitam diferentes espécies de hospedeiro podem recombinar-se nas células do hospedeiro e esses vírus rearranjados podem diferir drasticamente das cepas prevalentes. Os processos de rearranjo resulta em mudanças maiores na estrutura antigênica, chamado de desvio antigênico, que criam vírus distintos, tais como o vírus da gripe aviária ou o vírus da gripe suína. - Inibição da apresentação de antígenos proteicos citosólicos associados ao MHC I. Como consequência, as células infectadas por esses vírus não podem ser reconhecidas nem destruídas por linfócitos T citotóxicos. As células NK podem ter evoluído como uma forma de adaptação a essa estratégia de evasão viral, pois são ativadas pelas células infectadas, particularmente na ausência de moléculas MHC I. - Produção de moléculas que inibem a resposta imunológica: alguns vírus codificam moléculas que são secretadas pelas células infectadas e se ligam a várias citocinas, incluindo IFN gama, TNF, IL-1, IL-18 e quimiocinas. Essas proteínas atuam como antagonistas competitivos das citocinas. Além disso, o vírus Epstein-Barr produz uma proteína que é homologa à citocina IL- 45 10, que inibe a ativação de macrófagos e células dendríticas, podendo dessa forma suprimir a imunidademediada por células. - Algumas infecções virais crônicas estão associadas à falhas das respostas dos linfócitos T citotóxicos (CTL), que permite a resistência viral. - Inativação e destruição das células imunocompetentes HIV. - Inativação e estado de latência em locais imunoprivilegiados (gânglio trigêmeo – herpes simples; gânglios da coluna dorsal – herpes zoster). - Evasão das respostas imunológicas pelos parasitas: - Mudança dos antígenos de superfície durante o ciclo de vida nos hospedeiros vertebrados: Duas formas de variação antigênica são bem definidas. A primeira é uma alteração especifica de determinado estágio de expressão antigênica, de tal forma que os estágios teciduais maduros dos parasitas produzem antígenos diferentes daqueles dos estágios infectantes. A segunda forma é a variação antigênica dos principais antígenos de superfície, que se deve à variação programada na expressão dos genes codificadores desses antígenos. - Os parasitas tornam-se resistentes aos mecanismos imunológicos efetores durante a sua permanência em hospedeiros vertebrados: larvas de esquistossomos que migram para os pulmões e durante essa etapa desenvolvem um tegumento resistente a dano pelo complemento e pelos CTL. - Os protozoários parasitos podem se esconder do sistema imunológico vivendo dentro das células do hospedeiro ou desenvolvendo cistos que são resistentes aos efetores imunológicos. - Alguns parasitas helmínticos vivem no lúmen intestinal e são protegidos dos mecanismos imunológicos efetores mediados por células. Os parasitas podem também expelir coberturas antigênicas, de modo espontâneo ou após a ligação com anticorpos específicos. A expulsão dos antígenos torna os parasitas resistentes ao ataque subsequente mediado por anticorpos. - Alguns microrganismos tem a capacidade de desviar a resposta mais eficiente para combater sua infecção para o tipo de resposta que é menos eficiente. Por exemplo, na lepra tuberculóide, o padrão de resposta é do tipo Th1, com formação de granuloma, que é a forma mais eficiente para combater a infecção. A lepra Lepromatosa, por sua vez, desvia o padrão de resposta para Th2, não formando granuloma, o que não elimina a bactéria. - Outros microrganismos podem produzir os chamados superantígenos, que são proteínas que exercem efeito muito potente sobre o sistema imunológico. Eles se ligam tanto ao MHC quanto ao receptor da APC, então mesmo na ausência de apresentação de antígeno por parte da APC, os linfócitos T são estimulados. O problema é que muitos linfócitos são estimulados juntos, não gerando nenhuma especificidade para a resposta imune. Por consequência disso, a resposta imunológica é deficiente. Além disso, os superantígenos induzem a produção de grande quantidade de citocinas que podem também causar uma síndrome inflamatória sistêmica (semelhante ao choque séptico). - Moléculas imuno-subversivas: - O vírus da raiva induz a expressão de Fas-L nos LTCD8 e nas células NK do SNC. O Fas-L é um ligante de apoptose, ou seja, quando está expresso, induz a célula à morte. - Citomegalovírus, HIV, herpes vírus e o vírus da raiva induzem a expressão do gene HLA-G de forma inadequada nas células de defesa, o que leva à expressão de MHC também de forma inadequada. Com isso, outras células de defesa induzem a apoptose nessa células cuja expressão do MHC está alterada.