Formação do Sistema Nervoso

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A neurulação é o processo responsável pela formação 
do tubo neural, o primórdio do sistema nervoso central. 
 
 
 
A neurulação envolve quatro eventos principais: 
formação da placa neural, modelagem da placa neural, 
dobramento da placa neural e fechamento do sulco 
neural. 
 
FORMAÇÃO DO TUBO NEURAL 
 
A notocorda é responsável por induzir o ectoderma 
suprajacente a ela a se diferenciar, dando origem a 
placa neural. A placa neural irá se moldar e formará um 
sulco neural com duas pregas neurais em cada um dos 
seus lados. 
 
Durante a terceira semana do desenvolvimento as 
pregas neurais se movimentam e suas pontas se fundem 
dando origem ao tubo neural. Posteriormente, esse tubo 
neural irá se desprender do ectoderma e ocupará o 
plano do mesoderma. 
 
O ectoderma lateral, que não foi induzido, será 
responsável por revestir o embrião dando o origem ao 
ectoderma de revestimento. Futuramente, o ectoderma 
de revestimento dará origem a epiderme do embrião. 
 
CRISTA NEURAL 
 
Durante a neurulação, haverá também a formação da 
crista neural. No momento em que as extremidades das 
pregas neurais se encostam, uma porção das suas 
células (crista neural) se separam e o restante do tubo 
se fecha. Após a separação do tubo neural, as células da 
crista neural migram para vários locais onde se 
diferenciam. A rota e o ponto onde ela para de migrar 
determinam qual tipo de célula ela será, sendo a 
principal formação delas o sistema nervoso periférico 
com a sua diferenciação em gânglios espinhais (gânglios 
da raiz dorsal) e gânglios do sistema nervoso autônomo. 
Portanto, as células da crista neural possuem uma alta 
capacidade migratória, migrando bilateralmente ao 
longo do eixo cefalocaudal do embrião, dando origem ao 
sistema nervoso periférico. 
 
 
 
Na neurulação há a formação do tubo neural, que dará 
origem ao sistema nervoso central, e da crista neural, 
que dará origem ao sistema nervoso periférico. 
 
FECHAMENTO DO TUBO NEURAL 
 
As principais mudanças na forma do embrião ocorrem 
durante a 4a semana. Durante o 22o dia observam-se a 
placa neural ainda aberta e as pregas neurais em 
ambas as extremidades do embrião. Conforme as 
pregas neurais se aproximam ao longo do eixo 
cefalocaudal, observa-se o fechamento do tubo neural. 
À medida em que ocorre o fechamento do tubo neural 
há a formação dos neuroporos rostral e caudal. O 
neuroporo rostral é a futura região cefálica do embrião 
e o neuroporo caudal é a sua futura região caudal. A 
formação do tubo neural termina com o fechamento dos 
neuroporos rostral (25o dia) e caudal (27o dia). 
 
 
Embriologia 
Formação do Sistema Nervoso 
Beatriz Fernandes 
DEFEITOS NO FECHAMENTO DO TUBO NEURAL 
 
 Anencefalia: Defeito de fechamento na região 
cefálica do tubo neural, causando o não 
desenvolvimento do encéfalo; 
 Espinha bífida: Defeito de fechamento do 
neuroporo caudal. 
 
As principais causas dos defeitos de fechamento do tubo 
neural correspondem a fatores nutricionais, fatores 
ambientais e fatores genéticos. E a forma de prevenção 
é a fortificação da alimentação com ácido fólico durante 
a gestação. 
 
DIFERENCIAÇÃO DO TUBO NEURAL 
 
Após a sua formação, o tubo neural se diferencia em 
sistema nervoso central, constituído pelo encéfalo e pela 
medula espinhal. 
 
REGIONALIZAÇÃO DO TUBO NEURAL 
 
Pouco tempo depois da formação do tubo neural, sua 
extremidade cefálica dá origem a três vesículas 
encefálicas primárias: cérebro anterior (prosencéfalo), 
cérebro médio (mesencéfalo) e cérebro posterior 
(rombencéfalo). 
 
 
 
Durante a 5a semana do desenvolvimento embrionário, 
as três vesículas primárias do embrião originam cinco 
vesículas encefálicas secundárias. O prosencéfalo dará 
origem ao telencéfalo e ao diencéfalo, o mesencéfalo 
permanecerá como mesencéfalo e o rombencéfalo dará 
origem ao metencéfalo e mielencéfalo. 
 
 
Também durante a 5a semana do desenvolvimento 
embrionário o encéfalo embrionários cresce 
rapidamente e se curva ventralmente com o 
dobramento da cabeça. A curvatura produz a flexura do 
mesencéfalo na região do mesencéfalo e a flexura 
cervical na junção do rombencéfalo e da medula 
espinhal. Posteriormente, o crescimento desigual do 
encéfalo entre essas flexuras produz a flexura pontina 
na direção oposta. 
 
 
As cinco vesículas secundárias darão origem aos 
derivados adultos. O telencéfalo e o diencéfalo darão 
origem ao córtex cerebral, ao corpo caloso, ao tálamo e 
ao hipotálamo. O mesencéfalo permanecerá como 
mesencéfalo. Já o metencéfalo e o mielencéfalo darão 
origem ao cerebelo, ao bulbo e a ponte. 
 
Durante a neurulação há a formação do tubo neural ao 
longo do eixo cefalocaudal do embrião que dará origem 
ao sistema nervoso central. A diferenciação do sistema 
nervoso central em diversas estruturas acontece graças 
a existência de sinais moleculares na região cefálica 
(anterior) e caudal (posterior) do embrião, que criam 
condições de diferenciação celular específica no tubo 
neural. Inicialmente, na região cefálica, há a formação 
das três vesículas encefálicas primárias ao fim da 4a 
semana do desenvolvimento embrionário. 
 
CANAL NEURAL 
 
O lúmen (canal neural) do tubo neural dará origem ao 
sistema ventricular. O sistema ventricular é composto 
por: 
 
 Ventrículos laterais direito e esquerdo 
(cavidades dos hemisférios cerebrais); 
 Terceiro ventrículo (cavidade do diencéfalo); 
 Aqueduto cerebral (cavidade do mesencéfalo); 
 Quarto ventrículo (cavidade do rombencéfalo); 
 Canal central da medula espinhal. 
 
Cada ventrículo contém um plexo coroide que produz o 
líquido cefalorraquidiano, que possui a função 
primordial de realizar a proteção mecânica do sistema 
nervoso central. 
 
 
 
 
Logo que o tubo neural se fecha, no final do primeiro mês 
de gestação, podem-se identificar as três vesículas 
primitivas que formam o sistema nervoso do embrião. 
Depois, o tubo vai se retorcendo, as vesículas crescem 
desigualmente e, apenas no quarto mês, o sistema 
nervoso central do embrião começa a se parecer com o 
do adulto, embora o córtex cerebral e o cerebelo ainda 
não apresentem os giros e folhas que mais tarde se 
formarão. 
 
DEFEITOS VENTRICULARES CONGÊNITOS 
 
 Hidrocefalia: É resultado ou do excesso de 
produção do líquido cefalorraquidiano ou do 
impedimento da absorção desse líquido, 
causando um aumento dos ventrículos laterais 
e do terceiro ventrículo. 
 
 
 
NEUROGÊNESE E GLIOGÊNESE 
 
O tubo neural é composto por células neuroepiteliais, ou 
seja, células alongadas que abrangem toda a espessura 
da parede do tubo neural. Essas células são 
indiferenciadas e, a partir delas, teremos a formação 
das células finais do sistema nervoso central. 
 
O cérebro humano contém bilhões de neurônios e 
células da Glia, a maioria dos quais são produzidos 
durante a gestação. As células tronco neurais ou 
progenitoras neurais são capazes de produzir todas as 
diferentes células que compõem o sistema nervoso 
central. 
 
Existem dois modos pelos quais as células progenitoras 
neurais se proliferem para darem origem aos neurônios 
e às células da Glia: 
 Divisão simétrica: Uma célula progenitora 
neural dá origem a duas células progenitoras 
neurais que também se dividirão; 
 Divisão assimétrica: Uma célula progenitora 
neural dá origem a outra célula progenitora 
neural, que também irá se dividir, e um neurônio 
ou célula da Glia. 
 
Um dos primeiros tipos celulares presentes no epitélio do 
tubo neural são as células da glia radial (células 
progenitoras) que, em algum momento, darão origem 
às células diferenciadas (neurônio ou astrócito). Além do 
seu papel progenitor, as células da glia radial propiciam 
a migração celular ao estabelecer o posicionamento do 
neurônio em uma determinada região do sistema 
nervoso central. 
 
CITODIFERENCIAÇÃO DO TUBONEURAL 
 
A medida em que os neurônios se formam, o tubo neural 
se torna estratificado na camada ventricular (adjacente 
ao canal neural), camada do manto (contém os corpos 
dos neurônios e células da Glia) e na camada marginal 
(contém fibras nervosas). 
 
É na camada ventricular onde ocorrem os ciclos de 
divisão celular que darão origem aos neurônios. Os 
neurônios migrarão para fora da camada ventricular, 
dando origem a camada do manto com seus corpos 
celulares e as células da Glia. Já os axônios desses 
neurônios darão origem a camada marginal. 
 
 Camada do manto: Dará origem a substância 
cinzenta; 
 Camada marginal: Dará origem a substância 
branca. 
 
 
 
CÓRTEX CEREBRAL 
 
As células progenitoras se dividem assimetricamente na 
zona ventricular dando origem aos neurônios e à mais 
células progenitoras. Os primeiros neurônios gerados 
migram da zona ventricular e formam a pré-placa com 
seus corpos celular e a zona intermediária com seus 
axônios. Os próximos neurônios a nascerem migram 
para o meio da pré-placa, dividindo-a em zona 
marginal (futura camada I) e subplaca (população 
transitória), dando origem a uma camada intermediária 
entre essas divisões denominada placa cortical. 
Posteriormente, a placa cortical começará a se 
subdividir em sucessivas camadas de neurônios típicas 
do córtex cerebral maduro (entre II e VI), que se 
sobrepõem à substância branca (zona intermediária). 
 
MIGRAÇÃO CELULAR 
 
As células da Glia radial são responsáveis por organizar 
os neurônios nas diversas camadas do córtex cerebral 
maduro. O corpo celular desta célula encontra-se na 
zona ventricular, onde a célula progenitora neural está 
se dividindo, e o seu prolongamento é emitido até a 
extremidade mais externa do córtex cerebral. Os 
neurônios recém produzidos aderem ao prolongamento 
da célula da Glia radial e migram até a sua camada 
cortical. Os próximos neurônios farão o mesmo e se 
estabelecerão cada um em suas camadas corticais. As 
células corticais seguem um padrão de migração de 
dentro para fora, ou seja, os neurônios nascidos primeiro 
se estabelecem nas camadas mais internas enquanto os 
neurônios nascidos por último se estabelecem nas 
camadas corticais mais externas, dando origem às seis 
camadas corticais do córtex cerebral maduro. 
 
Além da migração radial, em que os neurônios migram 
ao longo das células da Glia radial até o seu destino final, 
há também a migração tangencial, em que os neurônios 
utilizam os tratos axonais preexistentes que conectam 
regiões de geração neuronal com a posição final de 
estabelecimento dos neurônios. 
 
Ao chegarem aos seus destinos finais, o neurônios 
iniciam o seu processo de diferenciação celular. O 
neurônio, inicialmente bipolar, se tornará maduro com 
seu axônio e dendritos. 
 
MATURAÇÃO CELULAR 
 
Durante o processo de maturação celular há o 
crescimento dos dendritos, que criarão uma área de 
superfície para permitir que ocorram as sinapses, e a 
extensão dos axônios até o alvo apropriado para a 
realização das sinapses. 
 
 
 
O desenvolvimento do dendrito envolve diversas etapas: 
 
 Ramificação dendrítica; 
 Crescimento de espinhas dendríticas; 
 Poda de ramificações e espinhas dendríticas. 
 
Embora o desenvolvimento dendrítico se inicie durante 
o desenvolvimento embrionário, ele continua por um 
longo período após o nascimento. 
 
Em torno da área de Broca (região da fala), os neurônios 
se tornam progressivamente mais complexos até a 
criança atingir os dois anos de idade. 
 
Durante o crescimento axonal, o axônio emerge como 
um prolongamento do corpo celular e logo forma uma 
estrutura característica na sua extremidade 
denominada cone de crescimento. Essa estrutura 
apresenta filopódios que buscarão pistas químicas no 
ambiente como, por exemplo, moléculas de adesão à 
MEC, moléculas de adesão à superfície celular, 
moléculas que causam a repulsão do contato, axônios 
de neurônios pré-existentes (fasciculação) e moléculas 
difusíveis (quimioatração ou quimiorepulsão) para o 
encontro da célula alvo. Ao chegar na célula alvo, o cone 
de crescimento dá origem a uma sinapse. Portanto, 
tanto pistas atrativas quanto pistas repulsivas são 
responsáveis por direcionar o crescimento axonal até a 
chegada do cone de crescimento à célula alvo. 
 
MORTE CELULAR PROGRAMADA 
 
Nem todos os neurônios são destinados a sobreviver e, 
dessa forma, decisões relativas à vida ou à morte são 
aspectos do destino de um neurônio. 
 
Durante um experimento realizado em um embrião de 
pinto foi retirado um de seus membros e, 
posteriormente, observou-se uma taxa de 
sobrevivência menor dos neurônios motores na região 
onde ocorreu a remoção em uma secção da medula 
espinhal. Entretanto, quando foi feito o transplante de 
um broto na região de um membro pré-existente, 
observou-se uma taxa de sobrevivência maior dos 
neurônios motores naquela região. Com isso, concluiu-
se que sinais originados da célula-alvo são cruciais para 
a sobrevivência dos neurônios. 
 
As células-alvo do neurônio ou próximas a ele secretam 
pequenas quantidades de nutrientes essenciais e a 
captura desses fatores é necessária para a 
sobrevivência neuronal. Esses sinais originados da 
célula-alvo são denominados fatores neurotróficos. Os 
neurônios que obtém uma quantidade suficiente de 
fator neurotrófico, sobrevivem. Já os neurônios que não 
obtém essa quantidade suficiente, desaparecem (morte 
celular). 
 
REFINAMENTO SINÁPTICO 
 
Durante o refinamento sináptico, ocorre a eliminação 
das sinapses extranumerárias. Enquanto na morte 
celular programada há a eliminação de neurônios 
extranumerários, no refinamento sináptico há a 
eliminação de sinapses extranumerárias. Estima-se que, 
no córtex humano, 42% das sinapses são eliminadas. 
 
Logo após o nascimento ocorre um aumento 
extraordinário de sinapses e, no oitavo mês, 
aproximadamente, as sinapses começam a ser 
eliminadas até o fim da vida. 
 
MIELINIZAÇÃO 
 
O processo de mielinização marca o final da maturação 
do sistema nervoso. Durante a mielinização observa-se 
que os oligodendrócitos (sistema nervoso central) são os 
responsáveis pela produção da mielina. A mielina se 
enrola ao longo do axônio e permite uma maior 
eficiência na transmissão da informação. Porém, nem 
todos os neurônios possuem mielina em seus axônios. 
 
 
 
As diferentes áreas do córtex não sofrem mielinização 
homogênea. As regiões corticais com mielinização 
precoce (córtex motor primário e sensorial) controlam 
movimentos relativamente simples ou análises 
sensoriais, enquanto as áreas com mielinização tardia 
controlam as funções mentais elevadas. A mielinização 
funciona como um índice aproximado da maturação 
cerebral. 
 
MALFORMAÇÕES DO DESENVOLVIMENTO CORTICAL 
 
LISENCEFALIA TIPO 1 
 
Os neurônios produzidos na zona ventricular falham em 
migrar dentro da placa cortical, resultando em apenas 
quatro camadas corticais sobrepostas à substância 
branca. Além disso, há um padrão de desorganização 
cerebral, ou seja, neurônios destinados a permanecer 
em uma determinada camada se encontram em outras 
camadas. 
 
Na lisencefalia tipo 1, o córtex cerebral não apresenta 
giros e sulcos, causando atraso mental e psicomotor 
severos nesse paciente. Além disso, ele pode apresentar 
um aspecto facial incomum. 
 
 
LISENCEFALIA TIPO 2 
 
Na lisencefalia tipo 2 alguns neurônios ultrapassam o 
limite da substância cinzenta, causando um aumento na 
quantidade de sulcos e giros. Os sintomas dessa 
enfermidade são retardo psicomotor grave, convulsões, 
perda de visão e distrofia muscular congênita, podendo 
apresentar aspecto facial incomum. 
 
 
 
POLIMICROGIRIA 
 
Na polimicrogiria há também o excesso de giros e 
sulcos. O córtex cerebral do paciente com essa 
enfermidade sofre uma redução de camadas corticais, 
apresentandoapenas três delas, e uma desorganização 
delas. Os sintomas da polimicrogiria são prejuízo 
seletivo da função cognitiva e epilepsia intratável. 
 
 
DISPLASIA CORTICAL FOCAL 
 
Alterações na microarquitetura do córtex cerebral, 
acompanhadas ou não por células anormais, 
principalmente neurônios dismórficos (gigantes e 
displásicos) e ballon cells. O sintoma mais comum da 
displasia cortical focal é a epilepsia refratária 
(intratável), com início precoce na infância. 
 
 
MEGALENCEFALIA 
 
Caracterizada por crescimento hamartomatoso (tumor 
benigno) de parte ou de todo o hemisfério cerebral, com 
defeitos na proliferação neuronal, migração e 
organização cortical. Pode se apresentar na infância 
com epilepsia refratária, retardo do desenvolvimento 
neurológico e hemiparesia. 
 
 
 
ESQUIZOFRENIA 
 
Nos cérebros com esquizofrenia, os neurônios 
piramidais do hipocampo (responsável pela memória) 
encontram-se desorganizados. Na adolescência, à 
medida que o lobo frontal se desenvolve, o paciente 
começa a sentir os sintomas do desenvolvimento 
cortical anormal como, por exemplo, delírios, 
alucinações e déficits cognitivos. 
 
RETARDO MENTAL 
 
É uma deficiência no funcionamento cognitivo que 
acompanha o desenvolvimento anormal do cérebro. Um 
paciente com retardo mental apresenta poucas 
espinhas dendríticas em seus neurônios.