Neuroplasticidade: Tipos e Características

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Neuroplasticidade 
 
TIPOS E CARACTERÍSTICAS DA NEUROPLASTICIDADE 
- Plasticidade: Capacidade de adaptação do sistema nervoso 
às mudanças nas condições do ambiente que ocorrem no dia 
a dia. Seu grau varia com a idade (plasticidade ontogenética 
difere da plasticidade adulta). Ocorre através de novos 
neurônios que nascem, uma nova conexão feita, alteração do 
trajeto das fibras, novos dendritos no axônio, modificação no 
número e forma de sinapses. 
- Plasticidade Funcional: Mudanças funcionais, mas não 
morfológicas. Ocorre em determinado circuito ou grupos de 
neurônio. 
 
 
 
REGENERAÇÃO E RESTAURAÇÃO FUNCIONAL 
- O sistema nervoso não regenera neurônios na vida adulta, só 
partes restritas do SNC, mas, ainda assim é limitada. 
- Quando um insulto ambiental incide sobre o tecido nervoso, 
pode atingir muitas células, mas não necessariamente todas, 
nem de forma idêntica. Dentre as atingidas, as que tiverem o 
corpo celular lesado provavelmente morrerão, mas as que 
tiverem apenas os prolongamentos danificados podem 
regenerá-los. 
- A regeneração neural, assim, deve ser vista como uma 
capacidade das populações neuronais cujos 
prolongamentos são atingidos por um insulto ambiental, e 
consiste no recrescimento desses prolongamentos 
possibilitando a restauração do circuito danificado. 
 
Regeneração Axônica Central: Inexistente ou Bloqueada? 
- No SNC ocorre intensa cromatólise dos neurônios 
axotomizados, seguidos de degeneração e morte. 
- Os cotos distais dos axônios lesados, assim como a sua 
mielina, tomam-se tortuosos e fragmentados. Entretanto, sua 
remoção do tecido é lenta, ao contrário do que ocorre no SNP, 
apesar da grande proliferação dos oligodendrócitos e dos 
astrócitos presentes nas redondezas. Surgem também, 
possivelmente provenientes da corrente sanguínea, grandes 
quantidades de microgliócitos. Através de estudos utilizando 
culturas de células, verificou-se que esses gliócitos reativos 
não só não produzem as moléculas promotoras do 
crescimento axônico que aparecem no SNP (fatores tróficos, 
moléculas da matriz extracelular e outras), como liberam 
moléculas que fazem o contrário: inibem a regeneração. 
 
- Isso acontece porque os oligodendrócitos sintetizam 
proteínas denominadas Nogo incorporadas à mielina central 
com forte efeito inibitório do crescimento axônico. Quando 
elas se ligam a moléculas específicas do neurônio lesado, 
disparam uma cadeia de reações intracelulres que imobilizam 
os cones de crescimento. Junto a isso, as células de Schwann 
produzem proteoglicanos, que são glicoproteínas com forte 
ação antirregenerativa. 
- Resulta desse processo que a intensa proliferação e 
concentração glial nas redondezas da lesão, mais uma matriz 
extracelular hostil, formam uma verdadeira cicatriz que 
dificulta mecânica e quimicamente a progressão dos axônios 
regenerantes. 
- Sob o efeito fortemente limitante de todos esses fatores, 
portanto, os cones de crescimento que se formam nos cotos 
proximais dos axônios centrais lesados não são capazes de 
crescer em busca dos alvos e se restringem às redondezas da 
lesão. 
 
PLASTICIDADE AXÔNICA 
- Para cada conjunto de axônios de uma dada espécie animal 
pode-se determinar um período de maior plasticidade, 
chamado período crítico. A plasticidade que ocorre durante o 
período crítico é, então, chamada plasticidade axônica 
ontogenética. 
 
Plasticidade Axônica Ontogenética 
- É a que ocorre durante o período crítico do crescimento e é 
estimulado pelo ambiente. 
- A plasticidade ontogenética dos axônios está documentada 
em alguns casos de malformações congênitas de indivíduos 
humanos, como ocorre com aqueles que nascem com defeitos 
ou mesmo ausência do corpo caloso, o calibroso feixe de fibras 
que liga os dois hemisférios cerebrais. Algum mecanismo 
ainda desconhecido impede o cruzamento desses axônios 
através da linha média, durante a vida embrionária, mas as 
fibras nervosas mudam seu trajeto para formar feixes 
aberrantes que se dispõem longitudinalmente nos dois lados 
do cérebro. 
- A plasticidade axônica ontogenética também foi 
demonstrada no sistema visual, ou seja, no conjunto de 
regiões do SNC envolvidas com a percepção de informações 
luminosas que chegam à retina, utilizando modelos animais do 
fenômeno chamado ambliopia (falta de visão tridimensional), 
que é provocado por um desalinhamento dos olhos 
durante um certo período crítico do desenvolvimento. 
- A base biológica para a ação plástica do ambiente, é a fase de 
remodelagem dos axônios que ocorre normalmente durante o 
desenvolvimento. Os axônios têm grande capacidade de 
crescer (mecanismos progressivos) e também de regredir 
(mecanismos regressivos), tendo esses fenômenos, embora 
opostos, participação cooperativa na “lapidação” dos circuitos 
neurais. Ao final dessas fases ontogenéticas, cessa a operação 
desses mecanismos e o grau de plasticidade decresce. E por 
isso que a plasticidade axônica do adulto é menos acentuada 
que a plasticidade ontogenética. 
 
 
 
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Períodos Críticos 
- Para o desenvolvimento da linguagem humana, alguns 
estudos descrevem que o período crítico vai até a 
adolescência. 
- Crianças portadoras de lesões corticais que atingem as 
regiões linguísticas são suscetíveis de considerável 
recuperação funcional quando as lesões Crianças portadoras 
de lesões corticais que atingem as regiões linguísticas são 
suscetíveis de considerável recuperação funcional quando as 
lesões. 
 
Plasticidade Axônica de Adultos: Brotamento Colateral? 
- Estudo – Macaco: Cortaram as raízes dorsais da medula (que 
recebem informações do braço) de animais adultos e 
10 anos depois descobriram que essa mesma região se inervou 
com neurônios da face (ficou com duas áreas no córtex). 
Conclusões: os circuitos não regeneraram, os circuitos da face 
são plásticas e adultos tem plasticidade. 
 
- Estudo Membro Fantasma: Um homem teve o braço 
amputado e o pesquisador analisou as áreas cerebrais ao 
redor do braço. A estimulação da face resultava no polegar, 
indicador ou mínimo. 
Conclusões: há brotamento colateral, ou seja, aparecimento 
de ramos colaterais dos axônios das regiões não atingidas e 
seu crescimento em direção as regiões vazias. 
 
PLASTICIDADE DENDRÍTICA 
- Como antenas receptoras das informações transmitidas 
através das sinapses de um neurônio a outro, os dendritos são 
candidatos potenciais à ocorrência de plasticidade estrutural, 
morfológica. 
- Apenas as espinhas dendríticas são sujeitas à plasticidade nos 
animais adultos, enquanto nos animais em desenvolvimento 
tanto elas quanto os próprios troncos dendríticos podem ser 
modificados por ação do ambiente. 
 
Plasticidade Dendrítica Ontogenética 
- Parece ser genético, pois quando se separou neurônios do 
tecido nervoso embrionário e cultivam no laboratório, 
desenvolveram-se normalmente. 
- O ambiente pode causar alterações no número, 
comprimento e disposição espacial das ramificações 
dendríticas. 
- O BDNF (fator neurotrófico derivado de cérebro) é uma 
neurotrofina moduladora da morfologia dendrítica liberada 
pelas fibras aferentes em torno do soma, fazendo com que o 
ajuste da forma dos dendritos seja promovido pela formação 
de sinapses sobre eles e pela sua entrada, produzindo 
potenciais sinápticos envolvendo neuromediadores e fatores 
tróficos. 
 
Plasticidade Dendrítica em Adultos 
- Uma vez estabelecida durante o desenvolvimento, a árvore 
dendrítica básica de cada neurônio toma-se relativamente 
consolidada no adulto, embora haja inúmeras evidências de 
alterações quantitativas na complexidade das ramificações. 
- Foi notado que digitadores tem mais complexidade 
dendrítica na região das mãos e percebeu-se também uma 
relação entre nível educacional e complexidade dendrítica na 
área de Wernicke (compreensão e linguagens). 
- A morfologia dendrítica básica dos neurôniosé fixada 
durante o desenvolvimento, e que uma vez consolidada, ela 
aceita influência limitada do ambiente, preferencialmente 
sobre as ramificações mais finas e terminais. 
- A plasticidade que se pode observar em adultos restringe-se 
às espinhas. 
- As espinhas dendríticas são instáveis e móveis. Em minutos, 
elas aparecem/desaparecem e se movimentam. Isso acontece 
por causa da actina. Supõe-se que as que se movem não estão 
com o processo de consolidação da aprendizagem e memória 
finalizadas. As estáveis teriam memórias de longo prazo. 
- Como as espinhas dendríticas estão sempre ligadas a 
terminais axônicos aferentes através de sinapses assimétricas 
(excitatórias), a instabilidade das primeiras resulta em 
instabilidade das últimas (ou vice-versa, não se sabe). Esse 
fenômeno das espinhas, assim, reflete a plasticidade sináptica. 
 
PLASTICIDADE SINÁPTICA 
Habituação 
- Ocorre quando uma resposta diminui com a repetição. No 
primeiro estímulo, ocorre um potencial de ação no neurônio 
sensitivo e uma PPSE no neurônio motor. Com a repetição, o 
potencial de ação no sensitivo não varia e a PPSE cai em 
amplitude e depois some. Isso ocorre porque houve um 
decréscimo de glutamato no terminal pré-sináptico excitatório 
do neurônio sensitivo. 
- Este tipo de plasticidade sináptica, baseado na redução 
passageira da eficácia de transmissão, representa um 
mecanismo celular simples para a memória de curta duração. 
Como ocorre em neurônios comuns, e não em sistemas 
especificamente dedicados ao processamento da memória, 
talvez se possa generalizar e postular que todos os circuitos 
sinápticos dispõem desse mecanismo para armazenar 
informação durante curtos períodos, e que, portanto, esse 
tipo de memória é universal no sistema nervoso. 
 
Sensibilização 
- Um sinal aumenta quando é precedido de algum “sinal de 
aviso”. É tipo um trauma. Se um estímulo é muito forte, o 
organismo fica avisado de que outros podem surgir. Isso 
ocorre nas aplísias do mesmo jeito que ocorreu a habituação, 
só que com mais um interneurônio facilitador cujo axônio faz 
sinapses axoaxônicas com os terminais pré-sináptico do 
neurônio sensitivo do sifão. 
- Esse interneurônio libera serotonina e os receptores que 
recebem acionam 2 vias: adenilciclase com AMPc e osfolipase 
C com o diacilglicerol (DAG). 
- Resultado: aumento do número de vesículas sinápticas que 
ancoram nas zonas ativas e, consequentemente, o aumento 
da liberação de glutamato na fenda sináptica entre o terminal 
axônico sensitivo e o neurônio motor. A sensibilização 
representa o exemplo da memória curta que ocorre entre o 1ª 
neurônio e o interneurônio no caminho. 
- Este tipo de plasticidade sináptica consiste na elevação da 
eficácia da transmissão, justamente o oposto da habituação. 
Como em todo tipo de plasticidade, o ambiente (estímulo 
forte na cauda da aplísia, no exemplo utilizado) é capaz de 
modificar de algum modo o desempenho ou a morfologia do 
sistema nervoso (neste caso, a transmissão sináptica que 
medeia o reflexo de retirada da brânquia). 
- A sensibilização representa também um exemplo de 
memória de curta duração que pode ocorrer era muitos 
circuitos neurais inespecíficos. 
 
 
- A sensibilização, assim, pode ser considerada um fenômeno 
celular típico da memória. 
 
Potenciação de Longa Duração 
- LTP (Potenciação de Longa Duração) e Memória: tem curta 
fase inicial (minutos), fase precoce (horas) e fase tardia (horas, 
semanas ou a vida inteira, no caso de memórias). 
- Entrada de Informação no Hipocampo: ocorre por meio de 
uma estimulação elétrica repetitiva (ou estimulação tetânica) 
nas fibras colaterais de Shaffer e o neurônio pós-sináptico leva 
a resposta para o corpo celular das células piramidais no CA1 
(Corno de Amon) do hipocampo. As sinapses entre os 
colaterais de Shaffer e as espinhas dendítricas da CA1 são 
glutamatérgicas. A membrana pós-sináptica das espinhas tem 
receptores NMDA, AMPA e não metabotrópicos. O primeiro 
que responde ao Glutamato são os AMPAs, resultando a 
abertura dos canais de sódio e potássio e provocando a 
despolarização da membrana pós-sináptica. Quando atinge 
um certo valor, ela remove o íon de magnésio que bloqueia o 
canal de NMDA e ele se abre, passando grande quantidade de 
cálcio de fora para dentro das espinhas. O efeito é amplificado 
pela abertura de outros canais de Ca++ não ligados ao NDMA. 
Nesse momento também é ativado o receptor glutamatérgico 
metabotrópico e sua ação através da fosfolipase C se soma a 
liberação de Ca++ do retículo endoplasmático para ativar as 
cinases dependentes de cálcio, como a calmodulina cinase. 
- O NO e o CO são mensageiros gasosos na plasticidade. 
- As espinhas dendítricas potenciadas são capazes de capturar 
RNAm e proteínas recém sintetizadas. 
 
Depressão de Longa Duração 
- Um tipo de plasticidade sináptica semelhante à LTP – mas 
com sinal contrário – ocorre no cerebelo, no hipocampo e no 
neocórtex. É a LTD, ou depressão de longa duração. 
- O cerebelo sedia a memória motora. A plasticidade ocorre 
com sinal inverso no cerebelo, hipocampo e neocórtex. No 
cerebelo, o neurônio pós-sináptico é a célula de Purkinje, cujos 
dendritos recebem sinapses das fibras aferentes 
paralelas (intrínseco ao córtex cerebelar) e das trepadeiras 
(vem do núcleo bulbar – informação sensorial dos músculos). 
- A LDT, nesse caso, tem características associativas, pois exige 
a ativação simultânea das duas vias aferentes. A estimulação 
das fibras, ao contrário do LTP, é de baixa frequência. 
- Os mecanismos moleculares da LTD não são tão bem 
conhecidos quanto os da LTP, mas se sabe que as vias 
intracelulares envolvidas são diferentes: neste caso, em vez de 
ativação de enzimas fosforilantes são ativadas fosfatases 
dependentes de Ca++, que são enzimas desfosforilantes. 
- Ao que parece, a estimulação de baixa frequência provoca 
uma pequena entrada de Ca++ nos dendritos, que é “lida” 
intracelularmente pelas fosfatases; quando a estimulação é de 
alta frequência, as cinases é que “leem” a mensagem. 
O resultado da ação das fosfatases é inverso à ação das 
cinases: ocorre a retirada de receptores glutamatérgicos de 
tipo AMPA por endocitose, o que acarreta a diminuição da 
sensibilidade da membrana pós-sináptica e 
consequentemente a depressão da resposta. 
 
PLASTICIDADE SOMÁTICA 
Neurogênese como Mecanismo Neuroplástico 
- Ainda não está estabelecido firmemente se a neurogênese 
adulta é apenas um mecanismo de reposição de neurônios, ou 
se participa ativamente dos mecanismos da 
neuroplasticidade. Há indícios experimentais de que a 
segunda hipótese seja verdadeira, baseados na influência 
positiva do exercício físico sobre a neurogênese do 
hipocampo, possivelmente através da formação de vasos 
sanguíneos que liberam fatores tróficos pró-neurogênicos. 
Efeito contrário se produz no caso de estresse 
comportamental, que atua mediante a secreção de 
glicocorticoides antineurogênicos. 
- A proliferação de precursores neuronais provocada por essas 
influências ambientais resulta na integração de uma parcela 
dos novos neurônios aos circuitos do hipocampo, onde eles se 
tomam funcionais. 
- No sistema olfatório há evidências semelhantes de 
influências ambientais sobre a neurogênese: o acasalamento, 
a gestação e a lactação, por exemplo, são fatores pró-
neurogênicos identificados. 
 
PLASTICIDADE COMPENSA? 
Plasticidade Maléfica 
- Há evidências experimentais de que a plasticidade pode ser 
danosa ao indivíduo. Já vimos que os amputados – cujo córtex 
cerebral sofre uma reorganização plástica – podem sentir “dor 
fantasma” no membro ausente, o que lhes causa considerável 
sofrimento. 
- Músicos com Disfonia Focal (distúrbio motor causado por 
excesso de prática motora com os dedos): os dedos travam, e 
a pessoa perde o controle fino necessário para o desempenho 
musical. O magnetoencefalogramadesses artistas mostra 
fusão da representação cortical dos dedos no hemisfério 
cerebral que comanda a mão doente. Esse distúrbio causado 
por plasticidade mal-adaptativa foi também relatado em 
escritores e digitadores, usuários “excessivos” dos dedos da 
mão. 
 
Plasticidade Benéfica 
- Em seres humanos, exemplos de plasticidade compensatória 
têm sido mostrados através das modernas técnicas de 
imagem, capazes de revelar as regiões funcionalmente ativas 
do cérebro. Desse modo, já se mostrou que as regiões 
linguísticas de indivíduos surdos que utilizam linguagem de 
sinais são bastante diferentes em sua organização e extensão; 
que os cegos apresentam ativação das áreas visuais quando 
submetidos à estimulação auditiva e quando realizam leitura 
Braille, e além disso possuem uma representação maior da 
região do córtex motor que controla os dedos que leem 
Braille; e até que os violinistas treinados desde a infância 
possuem maior representação cortical dos dedos da mão 
esquerda. 
- Os mecanismos celulares da plasticidade compensatória não 
estão completamente esclarecidos. É possível pensar em 
várias hipóteses, ainda não demonstradas: Entrada em 
atividade de circuitos previamente existentes, antes 
silenciosos; Estabilização de conexões transitórias, que 
desapareceriam em circunstâncias normais; ou Brotamento 
colateral de axônios vizinhos às regiões lesadas ou inativas.