Neuroplasticidade: Adaptação do Sistema Nervoso

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Neuroplasticidade
“É a capacidade de adaptação do sistema nervoso, especialmente dos neurônios, às mudanças nas condições ambientais que ocorrem no dia-a-dia da vida dos indivíduos”
· A plasticidade neural é maior durante a infância, e declina gradativamente, sem se extinguir na vida adulta, e ocorre tanto no hemisfério intacto como no lesionado.
· Os axônios centrais são capazes de regenerar, desde que estejam em contato com o microambiente do sistema nervoso periférico (SNP). E o microambiente do SNC não favorece o crescimento regenerativo dos axônios centrais.
Etapas de desenvolvimento da célula nervosa
· Indução: diferenciação de uma parte do ectordema.
· Proliferação: divisão celular que produz, a partir de poucas células da placa e do tubo neural, bilhões de células que formam o SN.
· Migração: movimento de células recém-formadas da região de proliferação até o seu destino final no SN adulto.
· Agregação: junção seletiva de células semelhantes para formar as partes funcionais do sistema nervoso (ex: juntam as células de funções sensoriais, as de funções motoras, as de memória..)
· Diferenciação: início da especialização dos neurônios (quais serão seus neurotransmissores, suas conexões, suas localizações..)
· Crescimento axônico e sinaptogênese: estabelecimento de conexões sinápticas com outros neurônios por meio de crescimento de axônios e dendritos.
· Morte neuronal programada e refinamento de sinapses: eliminação seletiva de células redundantes ou extras e algumas conexões.
O desenvolvimento do sistema nervoso depende de:
- um programa genético básico;
- fatores epigenéticos: interferência de fatores externos provenientes do ambiente;
- fatores genéticos + fatores epigenéticos: expressão do sistema nervoso.
A morte celular programada é normal (apoptose) e isso mediado por sinais de sobrevivência, os fatores neurotróficos, que são proteínas que possuem uma cadeia de aminoácidos e são produzidos por órgãos alvos. Ex: fator de crescimento neural (NGF), fator de crescimento neural derivado do cérebro (BDNF), neurotrofinas (NT) e o fator neurotrófico derivado da glia (GDNF).
Os fatores neurotróficos (FNT) é produzido por músculos no meio extracelular, absorvido no terminal do axônio e transportado até o corpo celular, estimulando as organelas citoplasmáticas a produzirem nutrientes e manterem a “saúde” do neurônio nos processos de recuperação.
Recuperação de lesão no sistema nervoso
Lesão
Alterações degenerativas
 Morte 		 Regeneração 
(M: quando ocorre comprometimento do corpo celular, onde ocorre lesão do material genético da célula, impedindo a expressão de todas as moléculas responsáveis pelo crescimento neural e das organelas citoplasmáticas responsáveis pela nutrição celular)
(R: quando a lesão é em outros locais)
Plasticidade dendrítica
Em adultos, a plasticidade estrutural se restringe às espinhas dendríticas e não aos troncos dendríticos.
Plasticidade somática
Possibilidade de alteração da capacidade proliferativa ou da morte de uma população de neurônios, em resposta a interferência do mundo exterior. Entretanto, tanto o controle da proliferação como o da morte celular têm um forte componente genético e estão submetidos a influências apenas do microambriente neural, não sendo influenciados por estímulos externos.
Contudo, estudos atuais mostram que algumas populações neuronais possuem capacidade proliferativa (chamadas “células-tronco”) e são capazes de se proliferar e diferenciar em diferentes tipos celulares, sejam gliócitos ou neurônios. Alguns estudos mostram também que a partir do mecanismo angiogenico do exercício físico, ele também pode gerar a plasticidade somática.
Plasticidade axonal
· Brotamento colateral: ocorre quando um alvo desnervado é reinervado por ramificações colaterais de axônios intactos (um dos neurônios pré-sinápticos morreu e o outro reinerva o pós-sináptico que ficou).
· Brotamento regenerativo: ocorre como resultado de uma lesão sobre um axônio e se caracteriza pelo recrescimento do coto proximal do mesmo axônio.
Plasticidade sináptica
· Recuperação da eficácia sináptica: o edema local (que geralmente ocorre em doenças neurológicas) faz com que algumas sinapses fiquem inativas devido a compressão do corpo celular ou do axônio pré-sináptico.
· Hipereficácia sináptica: lesão em alguns ramos do axônio. As ramificações restantes recebem todo o neutransmissor, conservando a mesma quantidade de neurotransmissor liberada no receptor pós-sináptico.
· Hipersensibilidade de desnervação: quando algumas das terminações nervosas pré-sinápticas são destruídas, desenvolvem-se mais sítios receptores na membrana pós-sináptica para que todo o neurotransmissor seja captado mesmo sem aqueles receptores do axônio lesado. 
· Recrutamento das sinapses latentes: no nosso organismo em situações fisiológicas, existem algumas sinapses que morfologicamente estão presentes, mas que funcionalmente estão inativas, essas sinapses são ativadas ou recrutadas quando um estímulo importante às células nervosas é afetado, no caso de lesão das fibras principais de uma determinada função, outras fibras que estavam dormentes poderão ser ativadas; 
Os mecanismos celulares da plasticidade não são completamente esclarecidos. Hipóteses:
- Entrada em atividade de circuitos previamente existentes, antes sileciosos;
- Estabilização de conexões transitórias, que desapareceriam em circunstancias normais;
- Brotamento colateral de axônios vizinhos às regiões lesadas ou inativas;
- Diferentes combinações dessas possibilidades.
Fatores que influenciam a neuroplasticidade
· Natureza da lesão: local, extensão e gravidade (quanto maior a extensão, mais difícil a neuroplasticidade devido a falta de tecido viável), forma de instalação (doenças de início agudo são mais difíceis de haver a neuroplasticidade devido à falta de tempo do SN de se organizar) e etiologia;
· Idade;
· Experiências;
· Exposição à ambientes enriquecidos ou não (esportes, leituras..).
· Ambiente, frequência da terapia e duração do tratamento.
Efeitos da reabilitação sobre a plasticidade
As técnicas de reabilitação devem estimular atividades sensoriais e motoras em níveis crescentes de habilidades para induzirem alterações de longa duração nas redes corticais.
A reorganização neural guiada de uma maneira que facilite a recuperação da função é um objetivo preliminar da recuperação neural. Essa reorganização pode ser facilitada incorporando treinamento repetitivo, prática de tarefas específicas, treinamento sensorial e prática mental, todas integradas as estratégias de reabilitação.
Um consenso na literatura sobre a plasticidade cerebral é que a prática de tarefas motoras induz mudanças plásticas e dinâmicas no SNC. As conexões neurais corticais podem ser remodeladas pelas nossas experiências e também durante o aprendizado. A prática de atividade motora e a aprendizagem de habilidades podem alterar sinapses ou reduzir eventos moleculares na área perilesionada ou nas áreas mais remotas do córtex, incluindo as não diretamente prejudicadas. 
Os experimentos envolvendo animais lesados ou não e a reabilitação mostram que os mapas de representação cortical são alterados, sinapses alteram sua morfologia, dendritos crescem, axônios mudam sua trajetória, vários neurotransmissores são modulados, sinapses são potencializadas ou deprimidas, novos neurônios diferenciam-se e sobrevivem, ocorre aumento da mielinização dos neurônios remanescentes e maior recrutamento de pools de motoneurônios, transferindo a função das áreas prejudicadas para as áreas adjacentes preservadas ou correlatas.
Plasticidade atividade-dependente
A capacidade que a prática de atividades motoras possui para influenciar uma lesão cerebral é complexa devido à dinâmica neurocelular e alterações metabólicas depois de uma lesão, que podem interferir nos efeitos dessas atividades. Há extensa evidência que o treinamento motor pode induzir a adaptações estruturais e funcionais (plasticidade) em várias áreas motoras incluindo gânglio basal, cerebelo e núcleorubro. 
O treino de tarefas ou habilidades funcionais sensibiliza árvores dendríticas que estão repletas de canais sinápticos excitáveis operando em diferentes escalas de tempo, permitindo uma sofisticada plasticidade neural. 
A atividade-dependente pode promover também expressão de fatores neurotróficos, neurogênese, sinaptogênese, modulação pré e pós sináptica, utilização da glicose, alteração do sistema imune e angiogênese. Algumas substâncias como acetilcolina, dopamina, serotonina e óxido nítrico podem modificar a plasticidade sináptica através da prática de atividades, talvez pela facilitação do NMDA receptor. Há evidências também que os astrócitos atuem na plasticidade. 
A neuroplasticidade atividade-dependente é um mecanismo para a recuperação em resposta ao treinamento, dependente da demanda de tarefas antes de uma simples quantidade de atividade motora. E mais do que a repetição de movimentos é a manipulação de variáveis específicas da prática como a intensidade e especificidade da tarefa, que maximizarão o potencial da recuperação. 
Essa especificidade de treinamento induz reorganização cortical, e o número de neurônios e a intensidade das vias neurais envolvidas na tarefa são diretamente relacionadas com a intensidade e frequência da prática da mesma. É descrito também que um treinamento de força ou resistência isoladas, ou seja, sem estarem envolvidos em uma tarefa específica parece não induzir alterações significantes na reorganização cortical e que participações ativas (controle motor voluntário) são mais eficientes para promover alterações nas redes neurais do que movimentos passivos. 
O aumento dos mecanismos celulares e sinápticos da plasticidade promovidos pelo treino dessas atividades podem contribuir para os efeitos benéficos do enriquecimento motor, reduzirem a degeneração e promoverem a recuperação da função em cérebros lesionados.
Plasticidade aprendizagem-dependente
 O aprendizado depende de alterações persistentes e da longa duração da força das conexões sinápticas. Com a repetição de tarefas, ocorre redução do número de regiões ativas do encéfalo. Finalmente, quando a tarefa foi aprendida, só pequenas regiões distintas do encéfalo mostram atividade aumentada durante execução da tarefa. 
O aprendizado de novas habilidades está presente para promover a plasticidade cerebral. Com isso ocorre aumento dos ramos dendríticos, da densidade de espinhas dendríticas e do número de sinapses por neurônios e botões sinápticos. Não a intensidade de treinamento, mas sim o aprendizado induz a reorganização cortical. 
Estudos recentes relatam que a sinaptogênese precede a reorganização dos mapas motores e ambas acontecem durante fases tardias do aprendizado de habilidades. Então essa reorganização e a formação de novas sinapses não contribuem para a inicial aquisição das habilidades, mas representam a consolidação das mesmas. Essa formação sináptica que ocorre na plasticidade aprendizagem-dependente é importante para as alterações funcionais corticais.