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1 LARISSA RODRIGUES SANTOS EMBRIOLOGIA DO SISTEMA NERVOSO As primeiras indicações do desenvolvimento do sistema nervoso aparecem durante a terceira semana, já que a placa neural e o sulco neural (centro) se desenvolvem no aspecto posterior do embrião trilaminar. A notocorda e o mesênquima paraxial induzem o ectoderma subjacente a se diferenciar na placa neural. O tubo neural se origina a partir do sulco neural e se diferencia no SNC, e a crista neural dá origem às células que formam a maior parte do SNP e SNA. A neurulação (formação da placa neural e do tubo neural) começa durante a quarta semana (22- 23 dias) na região do quarto ao sexto pares de somitos. Nesse estágio, os dois terços craniais da placa e do tubo neural até o quarto par de somitos representam o futuro encéfalo, e o terço caudal da placa e do tubo representa a futura medula espinhal. A fusão das pregas neurais e a formação do tubo neural começa no quinto somito e prossegue nas direções cranial e caudal até que somente pequenas áreas do tubo permaneçam abertas em ambas as extremidades. O lúmen do tubo neural se torna o canal neural, o qual se comunica livremente com a cavidade amniótica. Abertura cranial (neuroporo rostral) se fecha aproximadamente no 25° dia e o neuroporo caudal se fecha aproximadamente no 27° dia. Esses neuroporos se fecham e coincidem com o estabelecimento da circulação vascular para o tubo neural. As paredes neuroprogenitoras da parede do tubo neural se espessam para formar o encéfalo e a medula espinal. O canal neural forma o sistema ventricular do encéfalo e o canal central da medula espinal. 2 LARISSA RODRIGUES SANTOS MEDULA ESPINAL É desenvolvida da parte caudal da placa neural e da eminência caudal. O tubo neural caudal ao quarto par de somitos se desenvolve na medula espinal. As paredes laterais do tubo neural se espessam, reduzindo gradualmente o tamanho do canal neural até somente um minúsculo canal central da medula espinal existir. Inicialmente, a parede do tubo neural é composta por um neuroepitélio espesso, colunar e pseudoestratificado. Essas células neuroepiteliais constituem a zona ventricular (camada ependimária), que dá origem a todos os neurônios e células macrogliais (macróglia) da medula espinhal. As células macrogliais estão em maior número na família das células neurogliais, que incluem astrócitos e oligodendrócitos. Logo, a zona marginal composta pelas partes externas das células neuroepiteliais se torna reconhecível. Essa zona se torna gradualmente a substância branca da medula espinhal conforme os axônios se desenvolvem dos corpos das células nervosas da medula espinhal, dos gânglios espinhal e do encéfalo. 3 LARISSA RODRIGUES SANTOS Algumas células neuroepiteliais em divisão na zona ventricular se diferenciam nos neurônios primordiais (neuroblastos). Essas células embrionárias formam uma zona intermediária (camada do manto) entre as zonas ventricular e marginal. Os neuroblastos se tornam neurônios conforme desenvolvem processos citoplasmáticos. As células de suporte do SNC, chamadas glioblastos (espongioblastos), diferenciam-se das células neuroepiteliais, principalmente após cessar a formação dos neuroblastos. Os glioblastos migram da zona ventricular para as zonas intermediária e marginal. Alguns glioblastos se tornam astroblastos e posteriormente astrócitos, enquanto outros se tornam oligodendroblastos e finalmente oligodendrócitos. Quando as células neuroepiteliais cessam a produção de neuroblastos e glioblastos, diferenciam-se em células ependimárias, que formam o epêndima (epitélio ependimário) o qual recobre o canal central da medula espinhal. A sinalização SHH controla a proliferação, a sobrevivência e a padronização das células neuroepiteliais progenitoras regulando os fatores de transcrição GLI. 4 LARISSA RODRIGUES SANTOS A microglia (células microgliais), que está disseminada por toda a substância branca e cinzenta da medula espinhal, são pequenas células derivadas das células mesenquimais. A microglia invade o SNC mais tarde no período fetal após os vasos sanguíneos entratem no SNC. A microglia se origina na medula óssea e faz parte da população de células fagocíticas mononucleares. ÚNICA CÉLULA DE ORIGEM MESODÉRMICA 5 LARISSA RODRIGUES SANTOS Com o espessamento das paredes laterais da medula surgem às placas alares e placas basais, dorsais e ventrais, respectivamente. Essas placas são separadas pelo sulco limitante. As lâminas alares são unidas por uma delgada placa do teto, dorsalmente, e as lâminas basais, por uma delgada placa do soalho, ventralmente. As placas alares formam os cornos dorsais cinzentos (funções aferentes) e as placas basais, os cornos cinzentos ventrais e laterais (funções eferentes). O sulco limitante se estende por toda a medula espinhal e até o encéfalo médio, cranialmente. Além do corno dorsal e do corno ventral, existe o corno intermediário, nas porções torácica e lombar superior da medula espinhal, contendo neurônios da parte simpática do sistema nervoso autônomo. Externamente, a medula espinhal embrionária encontra-se delimitada por uma camada fibrosa de prolongamentos de células gliais, a membrana limitante externa, formada inicialmente pelos prolongamentos das células ependimárias, os quais posteriormente se retraem. GÂNGLIOS ESPINAIS Os neurônios unipolares nos gânglios espinhais derivam de células da crista neural. O prolongamento periférico das células do gânglio espinhal vão através dos nervos espinhais para terminações nervosas sensoriais em estruturas somáticas ou viscerais. Os prolongamentos centrais penetram a medula espinhal e constituem as raízes dorsais dos nervos espinhais. 6 LARISSA RODRIGUES SANTOS MENINGES ESPINHAIS As meninges são formadas pela dura-máter, pia-máter e aracnóide. A dura-máter é proveniente do mesênquima que circunda o tubo neural. E a Pia-máter e a aracnóide são derivadas das células da crista neural. O líquido cerebroespinhal (LCE) embrionário começa a se formar durante a 5ª semana, produzido pela tela corióide dos ventrículos laterais, 4º ventrículo e 3º ventrículo. Através das aberturas mediana e lateral, o LCE passa para o espaço subaracnóide. É absorvido pelas vilosidades aracnóideas, que são protusões da aracnóide nos seios venosos da dura-máter. Mudança de Posição da Medula Espinal: No embrião, a medula espinhal estende-se por todo o comprimento do canal vertebral, mas a coluna vertebral e a dura-máter crescem mais rapidamente, e a extremidade caudal da medula espinhal coloca-se gradualmente em níveis relativamente mais altos. No recém-nascido, a medula termina na vértebra L3; e no adulto, na 7 LARISSA RODRIGUES SANTOS borda inferior da primeira vértebra lombar. Abaixo de L2, uma extensão filiforme da pia-máter dá origem ao filamento terminal, que se fixa ao periósteo da primeira vértebra coccígea. As raízes nervosas inferiores à extremidade terminal da medula espinhal, o cone medular, formam um feixe de raízes nervosas, a cauda equina. A dura-máter continua fixada à coluna vertebral até o cóccix. MIELINIZAÇÃO DAS FIBRAS NERVOSAS Na medula espinhal, as bainhas de mielina começam a se formar durante o período fetal tardio e continuam a fazê-lo durante o primeiro ano pós-natal, pelos olidendrócitos (no SNC) e células de Schwann (no SNP). ENCÉFALO A junção do encéfalo posterior com o encéfalo médio é conhecida como istmo rombencefálico. Flexuras Encefálicas Surgem entre a quarta e oitava semanas. São elas: 8 LARISSA RODRIGUES SANTOS 1) Flexura mesencefálica (figura 5): na região do mesencéfalo; direcionada ventralmente. 2) Flexura cervical (figura 5): na junção do rombencéfalocom a medula espinhal; direcionada ventralmente. 3) Flexura pontina (figura 5): entre o metencéfalo e o mielencéfalo; direção oposta das duas anteriores. Telencéfalo Logo após o aparecimento das vesículas ópticas (diencéfalo), um segundo par de divertículos aparece, mais dorsal e rostralmente, as vesículas telencefálicas (Figura 6), primórdios dos hemisférios cerebrais, cujas cavidades formam os ventrículos laterais. Gradualmente, vão se formando o pólo frontal e o pólo temporal, e posteriormente o pólo occipital começa a ser visto (Figuras 7 e 8). A expansão dos hemisférios não é uniforme, e a região entre os pólos frontal e temporal fica deprimida, constituindo a ínsula. No período fetal ocorrem várias mudanças, as mais perceptíveis são: 1) União dos hemisférios cerebelares, com a visualização do verme na parte mediana; 2) Os hemisférios continuam seu crescimento, cobrindo, gradualmente, o diencéfalo e o mesencéfalo, e posteriormente uma parte do cerebelo (Figuras 7 e 8); 3) Os pólos frontal e temporal vão se unindo, cobrindo a ínsula, assim no nascimento, só uma fossa lateral indica sua presença; 4) Sulcos aparecem na superfície dos hemisférios (Figuras 7 e 8); 5) As flexuras cervical, pontina e mesencefálica tornam-se menos evidentes; 6) Os hemisférios acabam se encontrando na linha média, achatando suas superfícies mediais. Portanto, no feto, ocorre a diferenciação das principais partes do encéfalo e um grande crescimento deste (aumento de várias centenas de vezes em volume). Depois do nascimento, o peso dobra durantes os primeiros nove meses de vida, e em torno dos seis anos atinge 90% do peso do adulto. Isso ocorre pela produção de células da glia, formação de dentritos e mielinização dos axônios. As comissuras conectam áreas correspondentes dos hemisférios cerebrais. São elas: lâmina terminal, comissura anterior (une os lobos temporais direito e esquerdo) (Figura 8), comissura do hipocampo (une os pilares direito e esquerdo do fórnice), corpo caloso (une os hemisférios cerebrais direito e esquerdo) (Figura 8). A partir da oitava semana, as vias aferentes e eferentes desenvolvem-se sobre a área insular, formando sinapses com o diencéfalo (Figura 7), por meio dos núcleos da base, dando origem a uma espessa camada fibrosa, a cápsula interna, que separa o núcleo caudado (telencéfalo), medial, do tálamo (diencéfalo), lateral; e, o putame (telencéfalo) do pálido (diencéfalo). 9 LARISSA RODRIGUES SANTOS A parede dos hemisférios cerebrais é composta de quatro camadas: ventricular, subventricular, intermediária e marginal (fibras aferentes e neurônios dispersos). As células da camada ventricular migram pela superfície formando a camada intermediária. Células da zona intermediária migram para a zona marginal e dão origem às camadas corticais, essa migração é conduzida principalmente pelas células da glia radial, que através de um prolongamento pioneiro (eixo condutor), as células vão subindo gradativamente e estendendo um prolongamento como uma cauda; por isso a substância cinzenta se localiza na periferia, e os axônios caminham centralmente para formar o grande volume de substância branca, o centro medular. No início do desenvolvimento do telencéfalo, a superfície dos hemisférios cerebrais é lisa; contudo, com o crescimento, há o surgimento de sulcos e giros, que promove aumento da superfície do córtex sem necessitar de grande aumento do tamanho do crânio (Figuras 9 e 10). Os primeiros sulcos surgem nas áreas filogeneticamente mais antigas, como o sulco do cíngulo e o sulco do hipocampo do córtex límbico, o sulco calcarino do córtex visual e o sulco central das áreas motoras e sensoriais. Após o nascimento, dificilmente surgem novas células neurais, mas as células já existentes desenvolvem mais prolongamentos, estabelecendo sinapses com outras células, o que é responsável pela grande capacidade de aprendizagem do cérebro. Durante o primeiro ano de vida, um neurônio cortical estabelece cerca de 100.000 sinapses com outros neurônios. Nesse contexto, a formação da bainha de mielina das fibras nervosas é muito importante, já que facilita a condução do impulso nervoso. O processo de mielinização não está totalmente completado até os 20 anos. Atividade funcional do cérebro: Os primeiros indícios de atividade cerebral são percebidos com cinco ou seis semanas e consistem em movimentos de extensão ou flexão do colo e da região torácica. Eles vão progredindo gradualmente, sendo que todos os padrões motores parecem estar presentes no início do segundo trimestre. Diencéfalo Com o fechamento do neuroporo rostral, aparecem duas evaginações laterais, de cada lado do encéfalo anterior, as vesículas ópticas, primórdios das retinas e dos nervos ópticos. Elas identificam o diencéfalo. As evaginações medianas que deixam o encéfalo anterior são a glândula pineal (Figuras 8 e 11) e a neuro-hipófise. Uma característica marcante do diencéfalo é o tálamo dorsal, uma intumescência bilateral que aparece com aproximadamente cinco semanas. Composto pelo epitálamo, tálamo e hipotálamo (Figura 11). O tálamo é separado do epitálamo pelo sulco epitalâmico, e do hipotálamo pelo sulco hipotalâmico. 10 LARISSA RODRIGUES SANTOS Os tálamos se encontram e se fundem na linha mediana que cruza o terceiro ventrículo – a adesão intertalâmica. O hipotálamo contém os corpos mamilares. O epitálamo é formado pela glândula pineal. A cavidade do diencéfalo é o 3º ventrículo (Figura 11). Obs: No prosencéfalo não há subdivisão em lâminas alares e basais, porque o sulco limitante se estende cefalicamente somente até o encéfalo médio. A hipófise origina-se de duas fontes: 1) Divertículo hipofisário (bolsa de Rathke) (Figura 12): evaginação do teto ectodérmico do estomodeu; originará a adenoipófise ou lobo anterior (parte glandular). 2) Divertículo neuroipofisário (Figura 12): invaginação do neuroectoderma do diencéfalo; originará a neuroipófise ou lobo posterior (parte nervosa). Mesencéfalo É a parte do encéfalo que sofre as menores modificações durante o desenvolvimento. Na parte ventral (tegmento) (Figura 13), com um desenvolvimento intenso da formação reticular, observa- se uma continuação da estrutura rombencefálica, enquanto a parte dorsal, constituída pelos colículos superiores e inferiores (Figura 13), pode ser considerada uma continuação das regiões prosencefálicas. Os colículos se originam das lâminas alares e o tegmento se origina das lâminas basais. Os colículos superiores estão relacionados com os reflexos visuais, e os inferiores, com os reflexos auditivos. O tegmento contém os núcleos do terceiro nervo craniano. O núcleo do quarto nervo craniano aparece no istmo rombencefálico. No período fetal, forma-se uma grande massa de fibras descendentes na região ventral, constituindo o pedúnculo da base. Essas fibras são corticoespinhais (piramidais) e corticonucleares. Os pedúnculos da base juntamente com a substância negra e o tegmento, formam os pedúnculos cerebrais direito e esquerdo (Figura 13). Cavidade: aqueduto cerebral (Figura 13) (liga o 3º ventrículo ao 4º ventrículo). Metencéfalo As paredes do metencéfalo formam o cerebelo e a ponte, enquanto que sua cavidade forma a parte superior do 4º ventrículo. Cerebelo 11 LARISSA RODRIGUES SANTOS Origina-se de espessamentos dorsais das placas alares do metencéfalo. No início do período fetal, os dois hemisférios cerebelares se unem dorsalmente, formando uma porção mediana, o verme. As partes laterais se expandem e começam a adquirir fissuras antes da metade da vida pré-natal. Comparativamente ao córtex cerebral, o córtex cerebelar se forma pela migração de células da zona matricial, formando as camadas sobrepostas (Figura 14). As células emigradas dispõem-se inicialmente em uma compacta camada cortical (camada granulosa externa), que de modo contrárioao córtex cerebral, ainda se prolifera na vida pós-natal. Essa intensa proliferação da camada granulosa externa é responsável pelo aumento da superfície do cerebelo. No sexto mês de vida intra-uterina. O cerebelo se liga ao mesencéfalo, à ponte e ao bulbo, pelos pedúnculos cerebelares superior, médio e inferior, respectivamente, que são constituídos por feixes de fibras. A mielinização dos pedúnculos segue a ordem de formação, começando pelo inferior durante o segundo trimestre, depois pelo superior e, termina, com o médio, pouco antes do nascimento. É formado pelo vestibulocerebelo (arquicerebelo), constituído pelo lobo floconodular; pelo espinocerebelo (paleocerebelo), constituído pela parte cranial do corpo; e, pelo pontocerebelo (neocerebelo), constituído pela parte caudal do corpo (Figuras 14 e 15). O cerebelo possui dois tipos de substância cinzenta: os núcleos (denteado, globoso, emboliforme e fastigial) e o córtex cerebelar. É o centro para controle do equilíbrio e da postura. Cavidade: 4º ventrículo (Figura 15). Ponte Reenvia sinais que ligam a medula espinhal e o córtex cerebral com o cerebelo. Contém os núcleos pontinos (Figura 15), cocleares e vestibulares, os núcleos sensitivos do nervo trigêmio e núcleo do nervo facial. Cavidade: 4º ventrículo (Figura 15). Mielencéfalo As paredes do mielencéfalo formam o bulbo, enquanto que sua cavidade forma a parte inferior do 4º ventrículo (Figura 16). O teto do encéfalo posterior se torna romboidal, devido à separação das lâminas alares, coberto dorsalmente por uma fina lamela, o véu medular, para a qual os vasos sanguíneos se invaginam, formando os plexos coróides (Figura 16). Assim as lâminas alares e basais ficam dispostas no assoalho do encéfalo posterior (Figura 16). Consequentemente, as áreas motoras (lâminas basais) são mediais às sensitivas (lâminas alares). 12 LARISSA RODRIGUES SANTOS Bulbo Porção do encéfalo de maior semelhança com a medula espinhal. Cavidade: porção inferior do 4º ventrículo, possuindo a forma rombóide. Placa do teto (parede dorsal) distendida e muito adelgaçada, devido à flexura pontina (Figura 16). Contém os núcleos gráceis, medialmente, e os núcleos cuneiformes, lateralmente (Figura 16) – áreas isoladas de substância cinzenta, formadas devido à migração dos neuroblastos das placas alares para a zona marginal. O bulbo contém os núcleos dos nervos cranianos glossofaríngeo, vago, acessório e hipoglosso, derivados de células da lâmina basal. Pirâmide (Figura 16): área ventral; contém as fibras do trato corticoespinhal. Contêm centros e redes de nervos que regulam a respiração, batimentos cardíacos, movimentos reflexos e outras funções. FORMAÇÃO DO SISTEMA NERVOSO PERIFÉRICO Derivado de células da crista neural. As fibras motoras que saem da medula começam a aparecer por volta da 4ª semana, formando a raiz nervosa ventral. A raiz nervosa dorsal é formada pelos prolongamentos centrais dos neurônios do gânglio espinhal. A raiz nervosa ventral mais os prolongamentos periféricos das células do gânglio espinhal formam o nervo espinhal (misto). O nervo espinhal divide-se em: 1) Ramo primário ventral: inervação dos membros e da parte ventrolateral da parede do corpo; formam os plexos nervosos principais (braquial e lombossacro). 2) Ramo primário dorsal: divisão menor; inerva a musculatura axial dorsal, as vértebras, as articulações intervertebrais posteriores e a parte da pele das costas. Os nervos cranianos (Figuras 1 e 2; Quadro 1) se formam durante a 5ª e 6ª semana de desenvolvimento, com exceção do nervo olfatório e do nervo óptico, todos os outros nervos cranianos se originam do tronco encefálico. O corpo celular dos neurônios motores estão localizados nos núcleos cranianos no tronco encefálico, enquanto o corpo celular dos neurônios sensoriais estão localizados em gânglios sensoriais fora do encéfalo. Nervos cranianos somáticos eferentes: Seus axônios estão distribuídos para os músculos derivados dos miótomos da cabeça: 1) Nervo hipoglosso (NC XII): inerva os músculos da língua. 13 LARISSA RODRIGUES SANTOS 2) Nervo abducente (NC VI): inerva o músculo reto lateral do olho. 3) Nervo troclear (NC IV): inerva o músculo oblíquo superior do olho. 4) Nervo oculomotor (NC III): inerva os músculos superior, inferior, retos mediais, oblíquo inferior e levantador da pálpebra do olho. Nervos dos arcos faríngeos: 1) Nervo trigêmeo (NC V): nervo do primeiro arco faríngeo, é o principal nervo sensitivo da cabeça, inerva também os músculos da mastigação. 2) Nervo facial (NC VII): nervo do segundo arco faríngeo, inerva os músculos da expressão facial. 3) Nervo glossofaríngeo (NC IX): nervo do terceiro arco faríngeo, inerva o músculo estilofaríngeo, as glândulas parótida e lingual posterior, fibras gustativas para a região posterior da língua. 4) Nervo vago (NC X): nervo do quarto e sexto arcos faríngeos, inerva o coração, intestino anterior e médio, os músculos cricotiróideo, constritores da faringe e da laringe. 5) Nervo espinhal acessório (NC XI): inerva os músculos esternocleidomastóideo e trapézio. Nervos sensoriais especiais: 1) Nervo olfatório (NC I): responsável pela olfação. 2) Nervo óptico (NC II): responsável pela visão. 3) Nervo vestibulococlear (NC VIII): constituído por dois feixes de fibras sensoriais: nervo vestibular: responsável pelo equilíbrio; nervo coclear: responsável pela audição. Desenvolvimento do Sistema Nervoso Autônomo Derivado de células da crista neural. A aferência do sistema nervoso autônomo possui dois neurônios: um pré-ganglionar e um pós-ganglionar. As células derivadas das cristas neurais não somente permanecem nos gânglios espinhais, mas também migram para outras áreas periféricas e se tornam células-fonte para a formação de todo o sistema nervoso autônomo, cujos derivados além de inervar os órgãos acomodados nas cavidades corporais e suas coberturas (pleura, peritônio, etc.) também formam paragânglios (medula da glândula supra-renal), melanócitos e diferentes células especializadas. Formam os gânglios paravertebrais e o tronco simpático. Dividido em: Sistema Nervoso Simpático: os neurônios pré-ganglionares originam-se dos segmentos toracolombares (T1-L2) da medula espinhal; os gânglios simpáticos formam: (a) os troncos 14 LARISSA RODRIGUES SANTOS simpáticos (Figura 3), em cada lado dos corpos vertebrais; (b) os gânglios pré-aórticos, ventralmente à aorta; (c) plexos simpáticos dos órgãos, localizados perto dos órgãos. Sistema Nervoso Parassimpático: neurônios pré-ganglionares originam-se do tronco encefálico e dos segmentos sacrais da medula espinhal (S2-S4); os gânglios parassimpáticos estão localizados próximos aos órgãos inervados. Fibras pré-ganglionares craniais originam-se do tronco encefálico e emergem dos nervos cranianos oculomotor, facial, glossofaríngeo e vago (Figura 3). As fibras pós-ganglionares originam-se de alguns gânglios da cabeça (ciliar, pterigopalatino, ótico e submandibular), ou nos gânglios terminais da parede das vísceras torácicas e abdominais (nervo vago). O sistema nervoso entérico (SNE) origina-se do vago e do sacro e constitui a divisão maior e mais complexa do sistema nervoso periférico, contendo mais neurônios do que a medula espinhal. Todos os componentes do SNE originam-se de precursores que migram para o intestino do vago e/ou da crista neural sacra.
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