4 Estrutura e função dos núcleos da base na motricidade

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Estrutura e função dos núcleos da base na motricidade: 
 Núcleos da base: todos os acontecimentos ocorrem ao mesmo tempo para uma motricidade 
normal. Nos núcleos da base as informações são moduladas, e através deles, há uma informação 
de saída para a motricidade; assim os núcleos da base reajustam (modulam, organizam; 
planejamento/programação de movimento, movimento inicial, e movimento final) o movimento 
para este ocorrer de modo adequado, e enviam ao tálamo e depois córtex (estimulação das áreas 
corticais para processamento); o cerebelo também participa do controle motor fino. Os núcleos 
da base, como o cerebelo, constituem outro sistema motor acessório que funciona, em geral, não 
por si mesmo, mas em estreita associação ao córtex cerebral e com o sistema de controle motor 
corticoespinal. De fato, os núcleos da base recebem a maior parte de seus sinais aferentes do 
córtex cerebral e também retornam quase todos os seus sinais eferentes para o córtex. A cada 
lado do encéfalo, esses núcleos consistem no núcleo caudado, no putâmen, no globo pálido, na 
substância negra e no núcleo subtalâmico. Estão situados, em sua maior parte, laterais ao tálamo 
e à sua volta, ocupando grande parte das regiões interiores de ambos os hemisférios cerebrais. 
Quase todas as fibras nervosas motoras e sensoriais que ligam o córtex cerebral e a medula 
espinal atravessam o espaço situado entre as principais massas dos gânglios da base, o núcleo 
caudado e o putâmen. Esse espaço é chamado cápsula interna. Ela é importante, para nossa 
presente discussão, devido à íntima associação entre os gânglios da base e o sistema 
corticoespinal em relação ao controle motor. Anatomicamente, estão localizados na base do 
cérebro; já fisiologicamente/funcionalmente, estas estruturas podem encontrar-se em outras 
regiões, que não na base do cérebro. Os núcleos da base são divididos em estruturas 
telencefálicas (CAUDADO, PUTÂMEN, GLOBO PÁLIDO [interno é inibitório], ACCUMBENS [entre 
o putâmen e cabeça do núcleo caudado]), diencefálicas (SUBTALAMICO [excitatório]) e 
mesencefálicas (SUBSTANCIA NEGRA [dopamina]). A via nigroestriatal participa do controle 
motor que vai da substancia negra do mesencéfalo até o ESTRIADO; o estriado é compreendido 
pelas estruturas anatômicas caudado e putâmen, e estes são núcleos de entrada de informações 
do córtex (motricidade propriamente dita vai mais ao putâmen). O tálamo é responsável por 
receber a informação dos núcleos da base; os núcleos talâmicos ventroanterior e ventrolateral 
são dois núcleos importantes para controle motor, e a partir dele vão ao córtex. O núcleo 
subtalamico encontra-se abaixo do tálamo. O globo pálido é dividido em externo e interno, e 
pode excitar ou inibir, dependendo da atuação da substancia negra, além do receptor. A 
dopamina é a principal responsável pela modulação, mas acetilcolina, dinorfina, encefalina, e 
óxido nítrico (canais AMPA) também são neurotransmissores que auxiliam a modulação. 
 
 
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 Circuito neuronal dos gânglios da base: As conexões anatômicas entre os gânglios da base e os 
outros elementos do sistema nervoso central, envolvidas no controle motor, são complexas. À 
esquerda, vê-se o córtex motor, o tálamo e os circuitos associados do tronco cerebral e cerebelar. 
À direita, estão os principais circuitos do sistema dos gânglios da base, mostrando as tremendas 
interconexões entre os núcleos, pertencentes aos gânglios da base, além das numerosas vias de 
conexão, entre as outras regiões motoras do cérebro e os gânglios da base. Os núcleos caudado 
e putâmen recebem as informações (todas as informações que chegam nos núcleos da base, 
entram pelo estriado, sendo o principal componente receptivo e integrativo), enviando-as ao 
globo pálido (responsável pela saída de informação dos núcleos da base) que envia-as ao tálamo 
(núcleos ventroanterior e ventrolateral), depois ao córtex e depois aos neurônios motores 
específicos e via final comum para os músculos. O córtex é a principal aferência dos núcleos da 
base. Exceto o córtex auditivo e visual, todas as regiões do neocórtex enviam as informações 
primeiramente aos núcleos da base (modulação). No estriado há principalmente neurônios 
espinhosos médios, que contem receptores para encefalinas, dinorfinas, dopamina, acetilcolina, 
sendo um neurônio receptivo e de projeção com dendritos cobertos por espículas (são 
GABAérgicos). Importância das projeções córtico-estriatais: a atividade do neurônio sempre fica 
próximo ao limiar de excitabilidade; em resposta ao impulso glutamatérgico forte (provenientes 
do córtex), o neurônio espinhoso médio despolariza a um potencial de membrana ao redor de -
55mV, próximo ao “up state”; na ausência de impulsos convergentes glutamatérgicos corticais o 
seu potencial de repouso fica em torno de -89mV; assim a secreção basal (proveniente do córtex) 
deixa o neurônio em estado facilidade, e o potencial do neurônio fica mais próximo do limiar de 
excitabilidade. Neurônios espinhosos médios convergem (projeções convergentes) suas 
informações para o globo pálido (principalmente, para informação motora; segmento externo e 
segmento interno [modulação grande do tálamo]) e substancia negra reticulada (informação 
visual e movimento dos olhos, envolvendo colículo superior). Aferências convergentes de 
neurônios corticais, células dopaminérgicas da substancia negra e neurônios do circuito local 
convergem para o neurônio espinhoso médio; assim todas as informações entram pelo 
espinhoso. 
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 Globo pálido (principal via de saída da motricidade geral): fibras do globo pálido interno 
projetam-se para núcleos talâmicos, já a substancia negra reticulada projeta-se para o tálamo 
e estruturas do tronco encefálico (colículo superior, para movimentos sacádicos voluntários 
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[dos olhos]). O globo pálido externo é uma estrutura que exerce um controle importante 
sobre o fluxo de informação ao longo do eixo principal dos gânglios da base (modulação). 
 Movimentos sacádicos voluntários – parte reticulada da substancia negra: são dependentes 
de regiões corticais e subcorticais; comandos do campo visual frontal ou campos visual 
parietal para o colículo superior iniciam a sacada; o colículo superior aciona a rede 
oculomotora no tronco; lobo/área visual frontal e parietal posterior (córtex) possuem campos 
visuais e enviam informações diretamente ao colículo superior, estimulando-o (primeira via). 
Um circuito indireto (segunda via) originado no campo visual parietal-frontal (parietal 
anterior e frontal) projeta-se para os núcleos da base e substancia negra reticulada 
(GABAérgica [inibitória], diferentemente da dopamina da parte compacta), que inibe 
tonicamente o colículo superior, impedindo a sacada. Há também modulação dessa área 
parietal-frontal que chega ao tálamo; para desinibir o movimento sacádico, o campo/área 
visual frontal e outras estruturas frontais são ativadas (antes da sacada), o caudado e áreas 
do tálamo são ativadas (inibição da substancia negra reticulada e liberação do colículo 
superior); dessa forma os comandos motores corticais são efetuados (inibe a inibição). A 
desinibição é que permite aos neurônios motores superiores enviar comando aos circuitos 
locais e neurônios motores inferiores que desencadeiam o movimento. 
 Resumo: putâmen e caudado são responsáveis por receber estímulos do córtex pré-motor e 
sensorimotor; globo pálido externo, núcleo subtalamico e substancia negra compacta (uma 
das principais influencias para o estriado) processam a informação no circuito dos núcleos da 
base; globo pálido interno e substancia negra reticular enviam estímulo às áreas motoras do 
córtex cerebral (através do tálamo motor) e ao núcleo pedunculopontino. As vias são 
extremamente complexas. 
 Circuito: Na via direta, os estímulos do córtex ao estriado são glutamatérgicos, com neurônios 
espinhosos médios (inibitórios), que levam suas projeções GABAérgicas diretas até o globo 
pálidointerno (inibe o tálamo com GABA), mas como foi inibido, o tálamo é liberado da 
inibição ocorrendo excitação cortical (tônica) com glutamato (feedback positivo). Na via 
indireta, o neurônio espinhoso médio é estimulado pelos neurônios provenientes do córtex 
(glutamatérgico), age no estriado, inibe o globo pálido externo (inibe normalmente o 
subtalâmico) com GABA, assim o subtalamico (tônico) não é inibido podendo mandar 
glutamato ao globo pálido interno estimulando-o, assim ele secreta GABA no tálamo inibindo-
o, assim o tálamo não excita mais o córtex (feedback negativo). 
 
 Tipos de alças corticais dos núcleos da base: circuito motor (informações do córtex da área motor 
primária chegam ao putâmen, para início do movimento), área associativa (planejamento do 
movimento chega ao caudado) e circuito límbico (informações comportamentais/emocionais 
chegam tanto no caudado quanto no putâmen). 
 
 Dopamina – substancia negra compacta (via excitatória): dopamina é proveniente da tirosina, e 
é armazenada nas vesículas sinápticas que se fundem liberando-a quando há potencial de ação; 
pode ser recaptada e armazenada novamente ou sofrer degradação, pela MAO (enzimas 
catalíticas), transformação em outros produtos; alguns fármacos inibem essas enzimas 
periféricas, prolongando o funcionamento da dopamina. A dopamina proveniente da substancia 
negra compacta atua nos núcleos da base principalmente com receptores D1 (atuação em vias 
diretas; somente pós-sinápticos) e D2 (vias indiretas; pré-sinápticos e pós-sinápticos). A 
dopamina age no receptor D1 (excitatório) do neurônio do estriado promovendo o aumento da 
excitabilidade dessas células agindo sobre os neurônios espinhosos médios, facilitando sua 
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funcionalidade (altamente excitado), ativando adenilato-ciclase e aumentando AMP-cíclico, com 
grande atividade GABAérgica (neurônio espinhoso médio) sobre o globo pálido interno, inibindo 
essa região, liberando o tálamo para sua funcionalidade (atividade máxima para excitação 
cortical), sendo mesmo resultado da via direta. Quando dopamina atinge neurônios espinhosos 
médios com receptores D2 (são inibitórios), que diminuem atividade da adenilato-ciclase e AMP-
cíclico, inibindo a via, deixando de inibir globo pálido externo, deixando de inibir o subtalâmico, 
assim o subtalamico fica tônico e secreta glutamato no globo pálido interno, ativando-o, tendo 
inibição do tálamo (a via indireta atua no fim do movimento) diminuindo a atividade cortical; 
assim a via dopaminérgica nigroestriatal ocorre execução do movimento, facilitando a via direta 
e inibindo a via indireta. 
 Receptores: D2, D3 e D4 possuem características semelhantes; D1 e D5 também são 
parecidos. 
 
 Síndromes Clínicas Decorrentes de Lesão dos Gânglios da Base: À parte da atetose e do 
hemibalismo, em relação às lesões do globo pálido e do núcleo subtalâmico, duas outras doenças 
importantes resultam de lesões em estruturas dos gânglios da base. São a doença de Parkinson 
e a doença de Huntington. 
 Doença de Parkinson: A doença de Parkinson, que também é conhecida como paralisia 
agitante, decorre da destruição generalizada da parte da substância negra (a pars compacta) 
que envia fibras nervosas secretoras de dopamina para o núcleo caudado e para o putâmen 
(não há secreção de dopamina, assim para a realização de movimento necessita-se de grande 
concentração; dificuldade de iniciar e terminar/parar um movimento). A doença se 
caracteriza por (1) rigidez de grande parte da musculatura do corpo; (2) tremor involuntário 
das áreas envolvidas, mesmo quando a pessoa está em repouso, na frequência fixa de três a 
seis ciclos por segundo; (3) dificuldade intensa de iniciar movimentos, chamada acinesia; (4) 
instabilidade postural, causada por reflexos posturais prejudicados, levando ao frágil 
equilíbrio e quedas; e (5) outros sintomas motores que incluem disfagia (capacidade 
prejudicada de engolir), distúrbios da fala, distúrbios da marcha, bradicinesia e fadiga. As 
causas desses efeitos motores anormais são desconhecidas. No entanto, a dopamina liberada 
no núcleo caudado e no putâmen é transmissor inibitório; assim, a destruição dos neurônios 
dopaminérgicos, na substância negra do paciente parkinsoniano, teoricamente permitiria que 
o núcleo caudado e o putâmen ficassem, de modo intenso, ativos e, possivelmente, causaria 
saída contínua de sinais excitatórios para o sistema de controle motor corticoespinal. Esses 
sinais poderiam excitar, de forma intensa, muitos ou todos os músculos do corpo, levando 
assim à rigidez. Alguns dos circuitos de feedback poderiam facilmente oscilar devido ao 
aumento considerável do ganho da alça de feedback, após a perda de sua inibição, levando 
ao tremor da doença de Parkinson. Esse tremor é bem diferente do da doença cerebelar, 
porque ocorre durante todas as horas de vigília e, portanto, é tremor involuntário, 
distinguindo-se do tremor cerebelar, que ocorre apenas quando a pessoa realiza 
intencionalmente movimentos iniciados e, por conseguinte, é chamado tremor intencional. 
A acinesia que ocorre na doença de Parkinson costuma ser mais perturbadora para o paciente 
do que os sintomas de rigidez muscular e tremor, uma vez que uma pessoa afetada por 
parkinsonismo grave, precisa exercer o mais alto grau de concentração para realizar até o 
mais simples movimento. O esforço mental, até mesmo, a angústia mental, que é necessário 
para fazer os movimentos desejados, costuma estar no limite da força de vontade do 
paciente. Depois, quando os movimentos ocorrem, em geral são rígidos e em staccato e não 
contínuos. A causa dessa acinesia ainda é especulativa. No entanto, a secreção de dopamina, 
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no sistema límbico, especialmente no núcleo accumbens, com frequência está diminuída, 
junto com seu decréscimo nos núcleos da base. Foi sugerido que isso pode reduzir o impulso 
psíquico para a atividade motora, com tal intensidade que pode levar à acinesia. Degeneração 
de 50-60% da substância negra compacta é necessária para o desenvolvimento da doença 
com aparecimento dos sintomas, assim é uma doença lenta e sem possibilidade de 
diagnóstico precoce (uma das características iniciais marcantes é a perda de olfato); 
aproximadamente 80% da dopamina do estriado deve ser perdida para o aparecimento dos 
sintomas. Fármacos que inibem as enzimas que degradam a dopamina, contribuem para que 
permaneça mais tempo na fenda para funcionar, ajudando em um movimento normal. A falta 
de dopamina, diminui a atividade GABAérgica para o globo pálido interno de D1 (assim não 
há facilitação do neurônio estriatal médio, que não inibe o globo pálido interno, que inibe o 
tálamo; diminui a facilitação e diminui a inibição do globo pálido interno); também não age 
em D2 (ação inibitória), aumentando a atividade da via indireta que não está sendo inibida, 
assim inibe globo pálido externo, que deixa de inibir subtalamico que excita globo pálido 
interno; assim a dopamina promove maior atividade de globo pálido interno (diminuindo a 
inibição ou excitando), inibindo o tálamo, diminuindo o estímulo cortical. Observação: A via 
hiperdireta participa da seleção programada do movimento, agindo principalmente em D5. 
Lesão do globo pálido interno e lesões subtalâmicas facilitariam a atividade do tálamo, e são 
utilizadas para diminuir os sintomas da doença. 
 Doença de Huntington (Coreia de Huntington/hipercinética): A doença de Huntington é 
distúrbio hereditário autossômico dominante que, em geral começa a causar sintomas nos 30 
a 40 anos de idade. Ocorre por lesão no subtalamico. Caracteriza-se, a princípio, por 
movimentos rápidos em músculos individuais e, depois, movimentos graves progressivos de 
distorção do corpo inteiro, com atividade exagerada (atividade talâmica aumentada). 
Ademais, desenvolve-se demência grave junto com as disfunções motoras. Acredita-se que 
os movimentos anormais da doença de Huntington sejam causados pela perda da maior parte 
dos corpos celulares dos neurônios secretoresde GABA, no núcleo caudado e no putâmen, e 
pela perda de neurônios secretores de acetilcolina em muitas partes do cérebro. Os terminais 
axônicos dos neurônios gabaérgicos normalmente inibem partes do globo pálido e da 
substância negra. Acredita-se que essa perda de inibição permita períodos espontâneos de 
atividade do globo pálido e da substância negra, que provocam os movimentos coreicos. A 
demência nas pessoas com doença de Huntington provavelmente não resulta da perda de 
neurônios gabaérgicos, mas da perda de neurônios colinérgicos talvez especialmente, em 
áreas do córtex cerebral. Foi encontrado o gene anormal que causa a doença de Huntington; 
ele tem códon de repetição de muitas vezes, CAG, que codifica para múltiplos aminoácidos 
glutamina extras na estrutura molecular de proteína celular neuronal anormal chamada 
huntingtina, que causa os sintomas. Agora, como essa proteína causa os efeitos da doença é, 
no momento, motivo para pesquisa mais intensa. 
 
 Função dos gânglios da base para mudar a temporização e para escalonar a intensidade dos 
movimentos: Duas importantes capacidades do cérebro, para controlar o movimento, são (1) 
determinar com que rapidez o movimento deve ser realizado; e (2) controlar qual a dimensão do 
movimento. Por exemplo, a pessoa pode escrever a letra “a” lenta ou rapidamente. De igual 
modo, ela pode escrever um “a” minúsculo em pedaço de papel ou um “A” maiúsculo em lousa. 
Independentemente da escolha, as características proporcionais da letra continuam quase as 
mesmas. Nos pacientes com lesões graves dos gânglios da base, essas funções de temporização 
e de graduação são precárias; de fato, algumas vezes, sequer existem. Aqui, novamente, os 
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gânglios da base não funcionam isoladamente; funcionam em estreita associação ao córtex 
cerebral. Área cortical especialmente importante é o córtex parietal posterior que é o local das 
coordenadas espaciais para o controle motor de todas as partes do corpo, bem como para a 
relação do corpo e de suas partes com tudo o que está em torno. Danos a essa área não produzem 
simples déficits da percepção sensorial, como perda da sensação tátil, cegueira ou surdez. Em vez 
disso, lesões do córtex parietal posterior parietal produz a incapacidade de perceber, de modo 
acurado, os objetos pelos mecanismos sensoriais que funcionam normalmente, condição 
denominada agnosia. Uma pessoa com uma lesão no córtex parietal posterior direito tenta copiar 
desenhos: nesses casos, a capacidade do paciente em copiar o lado esquerdo dos desenhos está 
gravemente prejudicada. De igual modo, essa pessoa sempre tentará evitar usar o braço 
esquerdo, a mão esquerda ou outras partes de seu hemicorpo esquerdo para o desempenho de 
tarefas ou, mesmo, lavar esse lado do corpo (síndrome da negligência pessoal), quase 
desconhecendo que essas partes de seu corpo existem. Como o circuito do caudado do sistema 
dos gânglios da base funciona, principalmente, com áreas de associação do córtex cerebral, tais 
como o córtex parietal posterior, presumivelmente, a temporização e a graduação dos 
movimentos são funções desse circuito de controle motor cognitivo do caudado. 
 
 Funções de substâncias neurotransmissoras específicas no sistema de gânglios da base: A Figura 
demonstra a inter-relação de vários neurotransmissores específicos que, sabidamente, 
funcionam nos gânglios da base, mostrando (1) vias que contêm dopamina, da substância negra 
para o núcleo caudado e o putâmen; (2) vias que contêm o ácido gamaaminobutírico (GABA), do 
núcleo caudado e putâmen para o globo pálido e substância negra; (3) vias que contêm 
acetilcolina do córtex para o núcleo caudado e putâmen; e (4) múltiplas vias gerais do tronco 
cerebral que secretam norepinefrina, serotonina, encefalina e vários outros neurotransmissores, 
nos diversos núcleos dos gânglios da base, bem como em outras partes do telencéfalo. Além de 
tudo que já foi mencionado, existem múltiplas vias que usam glutamato como neurotransmissor, 
responsáveis pela maioria dos sinais excitatórios (não mostrados na figura) que contrabalançam 
o grande número de sinais inibitórios transmitidos, especialmente pelos transmissores inibitórios 
dopamina, GABA e serotonina. Para o presente, deve ser lembrado que o neurotransmissor GABA 
funciona como agente inibitório. Portanto, os neurônios gabaérgicos, nas alças de feedback do 
córtex pelos gânglios da base e de volta ao córtex, fazem com que na prática todas essas alças de 
feedback sejam negativas, ao invés de alças de feedback positivas, emprestando, assim, 
estabilidade aos sistemas de controle motor. A dopamina também funciona como 
neurotransmissor inibitório, na maior parte do encéfalo; logo, ela também funciona, 
indubitavelmente, como estabilizador sob algumas condições.