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Joice Stipursky joice@icb.ufrj.br Bloco F – sala 15 Embriologia do Sistema Nervoso O embrião na 2a semana do desenvolvimento é discóide e sofre Gastrulação 2a semana: Durante a gastrulação o processo notocordal se alonga abaixo do epiblasto. A origem do Sistema Nervoso 15 dias Ectoderma do embrião Linha primitiva Extremidade anterior (rostral) Extremidade posterior (caudal) Conforme o processo notocordal se alonga, ele induz o ectoderma acima a se espessar e formar a Placa neural, primórdio do sistema nervoso. Neurulação: É a formação de um tubo neural cilíndrico a partir de uma placa neural plana. Ocorre no fim da 3a semana e por toda a 4a semana. Formação da placa neural (células ectodérmicas) Modelagem da placa neural com formação do sulco neural, e assoalho da placa neural Dobramento da placa neural e formação da Crista neural Fechamento do sulco neural - formação do tubo neural * * • Falhas no fechamento do tubo neural podem gerar: anencefalia, espinha bífida e craniorraquisquise • Causas mais comuns: drogas teratogênicas, distúrbios metabólicos, deficiências nutricionais e causas genéticas associadas a desregulação de proliferação e/ou sobrevivência das células-tronco do neuroepitelio, etc. Defeitos do tubo neural Anencefalia Espinha bífida Craniorraquisquise Craniorraquisquise Espinha bífida 1) borda encefalo posterior/cervical 2) extremidade rostral do encéfalo anterior Composição celular do tubo neural O tubo neural é formado por uma unica camada de células Neuroepiteliais (células tronco neurais) que originam todos os diferentes tipos celulares do SNC. Camada Ventricular Camada do Manto Camada Marginal (glia, astrócitos e oligodendrócitos) Líquido cerebroespinhal •Proliferação Substância branca (axônios) Substância cinzenta (Corpos neuronais) Após a sua formação (final da 4a semana) o tubo neural começa a se especializar em segmentos, que formam as vesiculas cerebrais primárias, secundárias e em seguida as subregiões do sistema nervoso central (SNC) Prosencéfalo Mesencéfalo Rombencéfalo Telencéfalo Diencéfalo Mesencéfalo Metencéfalo (cerebelo e ponte) Mielencéfalo (bulbo) Medula espinhal Tubo neural Vesículas cerebrais primárias Vesículas cerebrais secundárias SNC pós-natal Diferenciação regional do Tubo Neural 4a semana 5a semana Oblonga (bulbo) oblonga 3 Vesículas Encefálicas Primárias 28 dias (fim da 4a semana) Prosencéfalo Mesencéfalo Rombencéfalo Flexura Mesencefálica Flexura Cervical 5 Vesículas Encefálicas Secundárias 35 dias (5 semanas) Telencéfalo Mesencéfalo Flexura Cervical D ie n c é fa lo Flexura Pontina Metencéfalo e Mielencéfalo Flexura Mesencefálica Formação das Flexuras Encefálicas Flexura Mesencefálica 1a Flexura Cervical 2a 3a Flexura Pontina •Dorsal •Ventral Resultam do rápido e desigual crescimento do encéfalo do embrião Vesículas Encefálicas Secundárias (10 semanas) Formação das cavidades internas Dentro de cada vesícula encefálica, a luz do tubo neural (canal neural) se expande e origina cavidades denominadas Ventrículos cerebrais. (Telencéfalo, hemisférios cerebrais) (Mesencéfalo) (diencéfalo) (cerebelo, ponte) 4o ventriculo Aqueduto cerebral Ventrículos laterais 3o ventriculo 3o ventriculo Ventriculo lateral Padronização Dorso-Ventral do Tubo Neural As diferentes funções exercidas pelo sistem nervoso central dependem da correta organização celular ao longo do eixo DORSO-VENTRAL. Padronização Dorso-Ventral do Tubo Neural Morfógenos: Wnt e Bmp: fatores dorsalizantes, derivados do ectoderma Shh e Fgf: fatores ventralizantes, derivados do mesoderma (notocorda e somitos) Shh Esta padronização ocorre devido a atuação de diferentes moléculas produzidas Pelos tecidos adjacentes ao tubo neural: ectoderma acima, mesoderma ao redor, endoderma abaixo. Padronização Dorso-Ventral do Tubo Neural A combinação das diferentes concentrações de morfógenos ao longo do eixo DORSO-VENTRAL define a identidade dos tipos celulares que serão gerados. Genes são expressos em cada domínio e direcionam definição da identidade celular. Morfógenos genes expressos nas células tronco do TN tipo celular diferenciado Medula espinhal Telencéfalo Citodiferenciação do Tubo Neural Camada Ventricular Camada do Manto Camada Marginal (glia, astrócitos e oligodendrócitos) Líquido cerebroespinhal •Proliferação Substância branca (axônios) Substância cinzenta (Corpos neuronais) Citodiferenciação do Tubo Neural A medida que os neurônios se formam, as regiões do tubo neural que originarão a medula espinhal, rombencéfalo e mesencéfalo, se torna estratificado sendo organizado em: camada ventricular (adjacente ao canal neural), camada do manto (contendo os corpos dos neuronios) e camada marginal (contendo fibras nervosas). Na regiao do tubo neural que formará o prosencéfalo (telencefalo e diencefalo) a camada do manto é superficial e as fibras nervosas sao internas. Diferenciação da Medula Espinhal Neurônios da Camada do Manto se organizam em 4 colunas: • 1 par de colunas dorsais ou alares; •1 par de colunas ventrais ou basais. Sensitivas Motoras Raíz dorsal Raíz ventral A separação regional alar/basal é fundamental pois se associam às funções aferente e eferente, respectivamente. Diferenciação do Encéfalo Encéfalo posterior ou Rombencéfalo Metencéfalo (cerebelo e ponte) e Mielencéfalo (bulbo) Futuro 4o Ventrículo Sensitivas Motoras Neurônios da Camada do Manto se organizam em 4 colunas: 1 par de colunas dorsais/laterais ou alares; 1 par de colunas ventrais ou basais. Ponte Sinais para integrar a medula espinhal e córtex com o cerebelo; Cerebelo Centro de controle motor. A cavidade do metencéfalo forma a parte inferior do 4o Ventriculo Bulbo Rombômeros 3 a 8; Contem centros e redes de tratos nervosos que regulam respiração, batimentos cardíacos e movimentos reflexos. Diferenciação do Encéfalo -Possui os tratos que conectam o prosencéfalo com o rombencéfalo e medula espinhal -Abriga núcleos de nervos cranianos -Colículo superior e inferior: Reflexos visuais e auditivos Aqueduto cerebral: LCR flui do prosencéfalo para o 4 ventrículo através dele. Neurônios da Camada do Manto se organizam em 4 colunas: 1 par de colunas dorsais ou alares; 1 par de colunas ventrais ou basais. Encéfalo médio ou Mesencéfalo Hidrocefalia Bloqueio do Aqueduto cerebral (mesencéfalo) obstrui o fluxo do LCR. Terceiro e quarto ventrículos ficam cheios de LCR. Diferenciação do Encéfalo Telencéfalo: Hemisférios cerebrais (córtex cerebral, dorsal) Diencéfalo: e gânglios da base (ventral); •Epitálamo: controle ritmo circadiano, emoções •Tálamo: central de reorganização de sinais; •Hipotálamo: controle endócrino Encéfalo anterior ou Prosencéfalo No córtex cerebral a organização dos corpos neuronais é superficial e das fibras nervosas mielinizadas é interna. S u b s tâ nc ia b ra n c a S u b s tâ n c ia c in z e n ta Crescimento do Encéfalo -Com o crescimento dos hemisferios cerebrais estes cobrem sucessivamente o diencéfalo, mesencéfalo e rombencéfalo. -O encéfalo atinge seu tamanho final em torno dos 7 anos de idade; A maior parte do crescimento resulta da mielinização das fibras nervosas. Anomalias do desenvolvimento do SNC