02 EMBRIOLOGIA, DIVISÕES E ORGANIZAÇÃO GERAL DO SISTEMA NERVOSO Capítulo 02

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EMBRIOLOGIA, DIVISÃO E ORGANIZAÇÃO GERAL DO SISTEMA NERVOSO. CÁPITULO 2.
EMBRIOLOGIA, DIVISÃO E ORGANIZAÇÃO GERAL DO SISTEMA NERVOSO. CÁPITULO 2.
EMBRIOLOGIA, DIVISÃO E ORGANIZAÇÃO GERAL DO SISTEMA NERVOSO. CÁPITULO 2.
EMBRIOLOGIA
INTRODUÇÃO
O estudo do desenvolvimento embrionário (órganogênese) do sistema nervoso é importante, uma vez que permite entender muitos aspectos de sua anatomia. Diversos termos largamente usados para denominar partes do encéfalo do adulto baseiam-se na embriologia. No estudo daqueles aspectos que interessam à compreensão da disposição anatômica do sistema nervoso do adulto e das malformações que podem ocorrer em recém-nascidos.
DESENVOLVIMENTO DO SISTEMA NERVOSO
Vimos que, durante a evolução, os primeiros neurônios surgiram na superfície externa dos organismos, fato este significativo, tendo em vista a função primordial do sistema nervoso de relacionar o animal com o ambiente. Dos três folhetos embrionários, é o ectoderma aquele que está em contato com o meio externo e é deste folheto que se origina o sistema nervoso. O primeiro indica formação do sistema nervoso consiste em um espessamento do ectoderma, situado acima da notocorda, formando a chamada placa neural por volta 20º dia de gestação (Figura 2.1). Sabe-se que, para a formação desta placa e a subsequente formação e desenvolvimento do tubo neural, tem importante papel a ação indutora da notocorda. Notocordas implantadas na parede abdominal de anfíbios induzem aí a formação de tubo neural. A notocorda se degenera quase completamente, persistindo uma pequena parte que forma o núcleo pulposo das vértebras.
	A placa neural cresce progressivamente, torna-se mais espessa a adquire um sulco longitudinal denominado sulco neural (Figura 2.1 B), que se profunda para formar a goteira neural (Figura 2.1 C). Os lábios da goteira neural se findem para formar o tubo neural, isolando-o, assim, do meio externo. No ponto em que este ectoderma encontra os lábios da goteira neural, desenvolvem-se células que tornam de cada lado uma lâmina longitudinal denominada crista neural, situada dorsolateralmente ao tubo neural (Figura 2.1). O tubo neural dá origem a elementos do sistema nervoso central, ao passo que crista dá origem a elementos do sistema nervoso periférico, além de elementos não pertencentes ao sistema nervoso. A seguir, estudaremos as modificações que estas duas formações sofrem durante o desenvolvimento.
CRISTA NEURAL
Logo após sua formação, as cristas neurais são continuadas no sentido craniocaudal (superior para inferior) (Figura 2.1C). Rapidamente, entretanto, ela se divide, dando origem a diversos fragmentos que vão formar os gânglios espinhais, situados na raiz dorsal dos nervos espinhais (Figura 2.1 D). Neles se diferenciam os neurônios sensitivos, pseudounipolares, cujos prolongamentos centrais se ligam ao tubo neural, enquanto os prolongamentos periféricos se ligam aos dermátomos dos somitos. Várias células da crista neural migram e vão dar origem a células em tecidos situados longe do sistema nervoso central. Os elementos derivados da crista neural são os seguintes: gânglios sensitivos, gânglios do sistema nervos autônomo (visceral); medula da glândula suprarrenal; melanócitos; células de Schawann; anficitos; odontoblastos. Sabe-se hoje que as meninges, dura-máter e aracnoide também são derivadas da crista neural. Gânglios sensitivos;
Gânglios do sistema nervoso autônomo;
Medula da glândula suprarrenal;
Melanócitos;
Células de Schawann;
Anficitos; odontoblastos
Elementos derivados da crista neural
Figura 2.1 Formação do tubo neural e crista neural.
TUBO NEURAL
O fechamento do tubo neural é, concomitantemente, a fusão do ectoderma não diferenciado é um processo que se inicia no meio da goteira neural e é mais lento em suas extremidades. Assim, em uma determinada idade, temos tubo neural no meio do embrião e a goteira na extremidade (Figura 2.2). Mesmo em fases mais adiantadas, permanecem nas extremidades cranial e caudal do embrião dois pequenos orifícios que são denominados, respectivamente, neuróporo rostral e neuróporo caudal. Estas são as ultimas partes do sistema nervoso a se fechar.
Figura 2.2 Vista dorsal de um embrião humano de 22 mm, mostrando o fechamento do tubo neural.
Paredes do tubo neural
O crescimento das paredes do tubo neural e a diferenciação de células nesta parede não são uniformes, dando origem as seguintes formações (Figura 2.3):
Figura 2.3 Secção transversal do tubo neural
Duas lâminas alares;
Duas lâminas basais;
Duas lâminas do assoalho;
Uma lâmina do teto
Separando, de cada lado, as lâminas alares das lâminas basais, há o chamado sulco limitante. Das lâminas alares e basais derivam neurônios e grupos de neurônios (núcleos) ligados, respectivamente, à sensibilidade e à motricidade, situados na medula e no tronco encefálico. 
A lâmina do teto, em algumas áreas do sistema nervoso, permanecem muito fina e dá origem ao epêndima da tela corioide e dos plexos coroides, que serão estudados a propósito dos ventriculos encefálicos. A lâmina do assoalho, em algumas áreas, permanecem no adulto, formando um sulco mediano do assoalho do IV ventrículo (Figura 5.2).
Sulco mediano
do assoalho do IV ventrículo
Figura 5.2 Vista dorsal (posterior) do tronco encefálico. (assoalho do IV ventrículo)
Dilatação do tubo neural
Desde o início de sua formação, o calibre do tubo neural não é uniforme. A parte cranial, que dá origem ao encéfalo do adulto, torna-se dilatada e constituem o encéfalo primitivo, ou arquencéfalo; a parte caudal, que dá origem à medula do adulto, permanece com calibre uniforme e constitui a medula primitiva do embrião.
	No arquencéfalo distinguem-se inicialmente três dilatações, que são as vesículas encefálicas primitivas denominadas prosencéfalo, mesencéfalo e rombencéfalo. Como subsequente desenvolvimento do embrião, o prosencéfalo dá origem a duas vesículas, telencéfalo e diencéfalo. O mesencéfalo não se modifica, e o rombencéfalo origina o metencéfalo e o mielencéfalo. Estas modificações são mostradas nas Figuras 2.4 e 2.5 e esquematizadas na chave que segue:
Prosencéfalo
Mesencéfalo
Rombencéfalo
Telencéfalo
Diencéfalo
Encéfalo primitivo
(arquencéfalo)
Medula primitiva
Dilatações
do tubo neural
Metencéfalo
Mielencéfalo
Figura 2.4 Subdivisões do encéfalo primitivo: passagem da fase de três vesículas para as cinco vesículas.
Figura 2.5 Vista lateral do encéfalo do embrião humano de 50 mm.
O telencéfalo compreende uma parte mediana, na qual se evaginam duas porções laterais, as vesículas telencefálicas laterais (Figura 2.4). A parte mediana é fechada anteriormente por uma lâmina que constitui a porção mais cranial do sistema nervoso e se denomina lâmina terminal. As vesículas telencefálicas laterais crescem para formar os hemisférios cerebrais e se escondem quase completamente a parte mediana é o diencéfalo (Figura 2.5). O estudo dos derivados das vesículas primordiais será feiro mais adiante.
Cavidade do tubo neural
A luz do tubo neural permanece no sistema nervoso do adulto, sofrendo, em algumas partes, várias modificações (Figura 9.5). A luz da medula primitiva forma, no adulto, o canal central da medula, ou canal do epêndima, que no homem é muito estrito e parcialmente obliterado. A cavidade dilatada do rombencéfalo forma o IV ventrículo. As cavidades do diencéfalo formam o III ventrículo. A luz do mesencéfalo permanece estreita e constitui o aqueduto cerebral que une o III ventrículo ao IV ventrículo. A luz das vesículas telencefálicas laterais forma, de cada lado, os ventrículos laterais, unidos ao III ventrículo pelos dois forames interventriculares. Todas estas cavidades são revestidas por um epitélio cuboidal denominado epêndima e, com exceção do canal central da medula, contêm o denominado líquido cérebro-espinhal, ou líquor.
DIFERENCIAÇÃO E ORGANIZAÇÃO NEURAL
No embrião de quatro meses, as principais estruturas anatômicasjá estão formadas. Entretanto. O córtex cerebral e cerebelar é liso. Os giros e sulcos são formados em razão da alta taxa de expansão da superfície cortical. O córtex cerebral humano mede cerca de 1.100 Cm e deve dobrar-se para caber na cavidade craniana.2
Após o conhecimento das principais transformações morfológicas do Sistema Nervoso Central (SNC) durante o desenvolvimento, vamos estudar as etapas dos processos de diferenciação e organização do tecido. São elas:
Proliferação neural;
Migração neural;
Diferenciação neural;
Sinaptogênese e formação de circuitos;
Mielinização;
Eliminação programada de neurônios e sinapses;
Proliferação e emigração neural
A proliferação neural se intensifica após a formação do tubo neural e ocorre paralelamente às transformações anatômicas. A partir de certos momentos, as células precursoras do neurônio passam a se dividir de forma assimétrica. Formando outra célula precursora e um neurônio jovem que inicia, então, o processo de migração da região proliferada periventricular para a região mais externa, para formar o córtex cerebral e suas camadas (Figura 2.6).
	A migração é um processo complexo. Precocemente, na superfície ventricular da parede do tubo neural existe uma fileira de células justapostas da glia, cujos prolongamentos estendem-se da superfície ventricular até a superfície externa. Estas células são chamadas de glia radial, precursoras dos astrócitos. Os neurônios migram aderidos a prolongamentos da glia radia, como se estes fossem trilhos ao longo dos quais deslizam os neurônios já migrados denominados o momento da parada.
DIFERENCIAÇÃO NEURAL 
Após a migração, os neurônios jovens irão adquirir as características morfológicas e bioquímicas próprias da função que irão exercer. Começam a emitir seu axônio que tem que alcançar seu alvo às vezes em locais distantes e aí estabelecer sinapse. A diferenciação em um ou outro tipo de neurônio dependente da secreção de fatores por determinados grupos de neurônios que irão influenciar outros grupos a expressar determinados genes e desligar outros. Fatores indutores, ativando genes diferentes em diversos níveis, aos poucos vão tornando diferentes as células que inicialmente eram iguais.
	Os axônios têm que encontrar o seu alvo correto para poder exercer sua função. Por exemplo: os neurônios motores situados na área motora do córtex cerebral à flexão do hálux têm que descrever por toda a medula e fazer sinapse com o motoneurônio específico, que inerva o músculo responsável por estas funções. E assim ocorre com todas as funções cerebrais e os trilhões de contatos sinápticos existentes que têm que encontra o alvo correto. A extremidade do axônio, chamada de cone de crescimento, é especializada em “tatear o ambiente” e conduzir o axônio até o alvo correto, por meio de reconhecimento de pistas químicas presentes no microambiente neural e que irão atraí-lo ou repeli-lo. Ao chegar próximo á região alvo, a extremidade do axônio ramifica-se e começa a sinaptogênese. Assim, axônios de bilhões de neurônios devem encontrar seu alvo correto, o que resultará nos trilhões de contatos sinápticos envolvidos nas mais diversas funções cerebrais.
Sinaptogênese é o processo de formação de sinapses entre os neurônios dos sistema nervoso central. Embora ele ocorra durante o decorrer da vida de um ser humano saudável, há esmagadora maioria do processo de sinaptogênese ocorre no início do desenvolvimento do sistema nervoso, ainda intra-útero, e também no início da vida, quando a criança está aprendendo a se relacionar com o mundo exterior.
MORTE ENEURAL PROGRAMADA E ELIMINAÇÃO DE SINAPSE.
Todas as etapas da embriogênese descritas até o momento acabam resultando em um número maior de neurônios e sinapses do que caracteriza o ser humano após o nascimento. Ocorre, então, uma morte neural programada, que é regulada pela quantidade de tecido-alvo presente. O tecido-alvo e também os aferentes produzem uma série de fatores neurotróficos que são captados pelos neurônios. Atuando sobre o DNA neural, os fatores neurotrópicos bloqueiam um processo ativo de morte celular por apoptose (o próprio neurônio secreta substâncias cuja função é matar a si próprio). Diversos neurônios podem se projetar para o mesmo tecido-alvo. Ocorre uma competição entre eles e aqueles que conseguem estabilizar suas sinapse e assegurar quantidade suficiente de fatores tróficos sobrevivem, enquanto os demais entram em apoptose e morrem. Ocorre também a eliminação de sinapses não utilizadas ou produzidas em excesso. Em caso de lesões, neurônios que normalmente morreriam podem ser utilizados para recuperá-las. Portanto, esta reserva neuronal e de sinapse determina o que é conhecido como plasticidade neural, existente em crianças, e que vai diminuindo com a idade, tendo em vista que cada função cerebral possui o seu período crítico. É em razão da plasticidade em termo de recuperação de lesões. É também por isso que as crianças têm maior facilidade de aprendizado.
	O cérebro está em constante transformação. Novas sinapses estão continuamente sendo formadas. Estudos recentes demonstraram que o cérebro continua crescendo até o início da puberdade. Este crescimento não se deve ao aumento do número de neurônios e sim do número de sinapse. A partir daí começa um processo de eliminação de sinapses desnecessárias e não utilizadas. É um processo de refinamento funcional, tendo em vista que cada região tem um período de máximo crescimento e posterior eliminação de sinapses responsáveis pelas funções psíquicas superiores. 
Fator Neurotrófico Derivado do Cérebro é uma proteína secretada que, em humanos, é codificada pelo gen. BDNF. Estesfatores são encontrados no cérebro e na periferia; eles ajudam na sobrevivência neuronal e na neurogênese.
MIELINIZAÇÃO 
O processo de mielinização é considerado o final da maturação ontogenética do sistema nervoso e será descrito no próximo capítulo. Eles se completa em épocas diferentes e em áreas diferentes do sistema nervoso central. A última região a concluir este processo é o córtex da região anterior do lobo frontal de cérebro (área pré-frontal), responsável pelas funções psíquicas superiores. Ela cresce até os 16, 17 anos, quando inicia o processo de eliminação de sinapse. O processo de mielinização no lobo frontal só está concluído próximo aos 30 anos, ou seja, a maioria do cérebro ocorre bem mais tarde que a maioria legal! 
CORRELAÇÃO ANATOMOCLÍNICAS
O período fetal é importante para a formação e desenvolvimento do sistema nervoso centra. Fatores externos como substâncias teratogênicas, irradiação, alguns medicamentos, álcool, drogas e infecções congênitas podem afetar diretamente as diversas etapas deste desenvolvimento. Quando ocorrem no primeiro trimestre de gestação podem afetar a proliferação neural, resultando na redução do número de neurônios e microcefalia. No segundo ou terceiro trimestre podem interferir na fase de organização neural, redução do número de sinapse e ocasionar quadros de atraso de desenvolvimento neuropsicomotor e retardo mental.
A desnutrição materna ou nos primeiros anos de vida da criança, agravada pela falta de estímulos do ambiente, pode interferir de maneira direta no processo de mielinização. Esta etapa está diretamente relacionada à aquisição de habilidades e ao desenvolvimento neuropsicomotor normal da criança, a qual poderá sofrer muitas vezes irreversível.
DEITOS DE FECHAMENTOS
O fechamento da goteira neural para formar o tubo neural é uma etapa importante para o desenvolvimento do sistema nervoso, e ocorre muito precocemente na gestação (22 dias). Os efeitos do fechamento do tubo neural são relativamente comuns, um em 500 nascimentos, ocasionando grave comprometimento funcional. Falhas no fechamento da porção posterior ocasionam malformação,