Resumos 2023/2024 Introdução às Neurociências PDF

Introdução às Neurociências RESUMOS 2023/2024 Beatriz Luzio Ferreira Mendes Valongo UCP | FACULDADE DE EDUCAÇÃO E PSICOLOGIA MATÉRIA PRIMEIRO TESTE: [email protected] A HISTÓRIA SOBRE O CÉREBRO: A) OS EGÍPCIOS E O CÉREBRO: Os antigos egípcios são responsáveis pelo: 1. Registo escrito mais a...

Introdução às Neurociências RESUMOS 2023/2024 Beatriz Luzio Ferreira Mendes Valongo UCP | FACULDADE DE EDUCAÇÃO E PSICOLOGIA MATÉRIA PRIMEIRO TESTE: [email protected] A HISTÓRIA SOBRE O CÉREBRO: A) OS EGÍPCIOS E O CÉREBRO: Os antigos egípcios são responsáveis pelo: 1. Registo escrito mais antigo a usar a a palavra “cérebro” – Papiro de Edwin Smith; 2. Primeiro documento escrito a descrever a sua anatomia. A palavra “cérebro” aparece citada pela primeira vez no célebre Papiro egípcio de Edwin Smith (séc. XVI a.c). Cumprimento 4,68m (o original talvez chegasse aos 5m) Descrição de 48 casos escritos por um cirurgião egípcio há milhares de anos; Dos 48 casos, vários discutem lesões cerebrais, as meninges, a espinal medula; O cérebro é mencionado 7 vezes ao longo do papiro; Descreveu um caso de distúrbio da linguagem em consequência de uma lesão cerebral após um ferimento na cabeça. CÉREBRO NA IDADE DA PEDRA: Trepanação é uma prática “cirúrgica” na qual um orifício artificial é feito no crânio de um indivíduo vivo; Há evidências que na Idade da Pedra, a trepanação era realizada com ferramentas especializadas de pedra. TREPANAÇÃO: 1º crânio trepanado foi encontrado no cemitério Inca, no Peru em 1830; Relatos escritos relativamente aos gregos antigos, revelando a prática de trepanações; Registos arqueológicos mostram que essa prática ocorria em diferentes continentes: o Europa; o África; o Ásia; o América do Norte e América do Sul. Representa o procedimento cirúrgico mais antigo do qual existem evidências arqueológicas; Discos ósseos usados como amuleto; Crânios trepanados de ambos os sexos e várias idades; Nenhum dos orifícios encontrados parecem ter sido acidentais, patológico ou traumático. MUMIFICAÇÃO: Era normal haver desprezo pelo cérebro; O coração era a chave para a eternidade, era meticulosamente preservado, como sendo o repositório da alma e da inteligência; O cérebro era considerado desnecessário para a vida pós-morte, era retirado pelas narinas com um gancho de ferro e rejeitado. 1 HIPÓCRATES VS. ARISTÓTELES (DUELO HISTÓRICO): Hipócrates Aristóteles Visão cefalocêntrico Visão cardiocêntrico O cérebro é o centro da inteligência e das O coração é o centro da inteligência e das emoções emoções Primeira descrição da forma inequívoca que Pensava que a fonte da nossa consciência era o todas as funções mentais têm no cérebro coração e não o cérebro - O coração era a sede da perceção, emoção e inteligência - Tradição de cultura egípcia, mesopotâmica, babilónia e indiana ARISTÓTELES: O cérebro era um órgão para ventilar o excesso de calor, como o radiador do carro; Apesar de haver muitos capilares ao redor do cérebro, estes estão separados pela Barreira Hematoencefálica (BHE); Para Aristóteles o cérebro serviu para manter a “cabeça fria”. RAZÕES DE ARISTÓTELES: 1. O toque no cérebro de um animal vivo NÃO invoca nenhuma sensação; 2. Criaturas mais simples não têm cérebro, embora sejam capazes de sentir e movimentar-se, 3. Ainda usamos centenas de expressões que revelam vestígios de uma visão cardiocêntrico – “decidi com o coração”. Após a sua morte, ocorreram muitos avanços em Alexandria que provocaram a existência do Sistema Nervoso (SN) e a verdadeira natureza do coração. CLAUDIUS GALENO (129 -200 D.C): Grande ponto de mudança: o A dissecação foi liberada por um curto período de tempo e um anatomista romano tirou proveito disso. Tornou-se o maior neurocientista da antiguidade (médico da corte de 4 imperadores sucessivos): tratava de gladiadores; Galeno idolatrava Hipócrates e Aristóteles, mas não partilhava a visão cardiocêntrico; Descobriu: o Nervos cranianos; o Mapeou o SN periférico; o Definiu que o SN e o cérebro eram a sede do comportamento e da cognição; o Conduziu o 1º estudo experimental sobre o cérebro – cobras; o Tentou compreender o que fazia pelos nervos para ativar os músculos. ANDREAS VESALLIUS: 1540: começou a traduzir para o latim (do grego): “On Anatomical Procedures”; Resultados “the Fabriu” (uma das mais belas coleções de desenhos anatómicos); Provou erros anatómicos de Galeno, mas nunca dissecou um cadáver humano; 2  700 páginas em latim, 420 ilustrações anatómicas, e centenas de pequenos desenhos ornamentais. DESCARTES (1596-1650): Via a glândula pineal como “assento de mente” porque era o único órgão singular do cérebro (a alma era unitária e não poderia ser dividida em duas partes); Problema: outros animais tinham glândula pineal mais desenvolvida, mas segundo Descartes eles não tinham alma; Mostrou-se insatisfeito com a sua teria pineal próximo da sua morte; Dualismo cartesiano: o Considerava a mente como uma substância diferente de matéria que constitui o corpo (cérebro) = 2 tipos diferentes de matérias: ▪ Físico - corpo ▪ Mental – alma o E até hoje influência a forma como vemos a relação mente-corpo. LUIGI GALVANI (1737 – 1798) E A BIOELETRICIDADE: Primeiros estudos sobre bioeletricidade (XVIII): demonstrou que animais produzem eletricidade intrinsecamente; A partir de músculos de sapos mortos, Galvani percebeu que a contração quando atingiu por uma estimulação elétrica – responde (P.A). FRENOLOGIA (FRANZ GALL): Associação entre personalidade e morfologia do crânio (órgão de combatividade, órgão de imitação, órgão de capacidade de maravilhar-se); Premissa: o Morfologia do crânio seria informativa sobre a função cerebral subjacente; Mapeamento da mente/personalidade em 35 funções específicas; Ferozmente criticado no passado e no presente; Frenologistas do Séc. XIX: metodologia duvidosa e ferramentas grosseiras (tecnologias digitais = dedos); Incapacidade dentro da comunidade cientifica para replicar as suas descobertas. DE ACORDO COM GALL: a. As faculdades morais e intelectuais são inatas; b. O seu exercício de manifestação depende de organização do cérebro; c. O cérebro seria o órgão de todas as propensões, sentimentos e faculdades. d. Cada instinto, sentimento e faculdade seria governada por um órgão cerebral específico. FUNDADOR DA FRENOLOGIA: Primeira figura a seguir a ciência voltada para o comp. Humano; O cérebro atrai interesse popular e é considerado a sede das faculdades humanas; Defende que os fenómenos mentais tem uma origem biológica que pode ser “analisada”; As faculdades são governadas para “órgãos cerebrais” específicos; Insiste que o cérebro NÃO é a única unidade funcional, mas uma coleção de diferentes partes autónomas; 3  Restabelece o manismo (contrate com o dualismo): o Visão materialista da mente, dependente de estruturas físicas do cérebro) aceite pela maioria dos neurocientistas de hoje. PAULO BROCA: Percebeu que a produção de linguagem está relacionada com o Hemisfério Esquerdo (HE); Lesão na área de Brica = Afasia de broca/Afasia Expressiva/Afasia motora; Há uma perda na fala mas compreende; KARL WERNICKE: Percebeu que a compreensão da linguagem depende do HE, mais especificamente da área de Wernicke; Afasia de Wernicke/Afasia Recetiva/Afasia sensorial; A pessoa não consegue compreender mas tem capacidade para falar. EGAZ MONIZ – LOBOTOMIA: Carlyle jacobson estudou o comportamento dos chimpanzés numa variedade de tarefas após remover o lobo frontal; Notou que alguns chimpanzés pareciam mais relaxados; Assim o neurologista Egaz Moniz propôs provocar uma lesão similar em pessoas que apresentavam vário problemas comportamentais – histerias. CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE O SISTEMA NERVOSO: Cada cérebro é único. O tamanho e a forma dos cérebros de diferentes pessoas variam, mas as estruturas e funcionamento é similar mesmo em comparação a outras espécies animais. Há muitas fontes de diferenças entre os cérebros individualmente: a. Processos primários: a. Divisão celular, diferenciação, morte, etc.; b. Morfologia celular: a. Formato, tamanho, arborização dendrítica e axônica, etc. c. Padrão de conexões neuronal: a. Número de imput e outputs, a sequência de conexão com outros neurónios, etc. d. Citoarquitetura: a. Densidade celular, espessura das camadas corticais, etc. e. Neurotransmissões a. Variação espacial e temporal; f. Dinâmica das respostas: a. Eletroquimica das sinapses, metabolismo neuronal; g. Transporte neuronal: a. Especificidade dos canais iónicos; h. Intenção entre os neurónios e as células de glia. Apesar da base do cérebro ser igual, cada um difere/tem características únicas. As diferenças individuais na estrutura cerebral afetam o funcionamento cognitivo? 4 Podemos dizer sem medo que não há dois cérebros iguais, que sejam ou tenham sido ou venham a ser iguais. Principalmente após uma lesão. CONSTITUIÇÃO DO SISTEMA NERVOSO: Sistema Nervoso Central (SNC): o Encéfalo; o Espinal medula. Sistema Nervoso Periférico (SNP): o Nervos; o Gânglios. NERVOS: Cranianos: o Nervos periféricos “ligados” ao encéfalo; o Originam-se no encéfalo e emergem através do crânio; Espinais ou raquidianos: o Nervos periféricos “ligados” à espinal medula; o Originam-se na EM e não emergem através do crânio. DIVISÕES DO SISTEMA NERVOSO: Atualmente, os neurónios do SNC são apenas os que começam e terminam no encéfalo ou na espinal medula. Neurónios que começam no encéfalo ou na espinal medula mas estendem-se através de um nervo para fora do SNC são neurónios do SNP. CONCLUINDO: SNP é constituído pelos nervos cranianos e espinais (feixes de fibras nervosas e/ou axónios) e os seus gânglios associados. INTRODUÇÃO AO SN: Sistema Nervoso Central (SNC): o Encéfalo/cérebro; o Espinal medula ▪ Continuação do bulbo ao longo do eixo crânio-caudal Sistema Nervoso Periférico (SNP): o Nervos cranianos; o Nervos espinhais; o Sistema nervoso autónomo. 5 DIVISÃO BÁSICA DO SISTEMA NERVOSO: Encéfalo Medula SN Central espinal Núcleos e Vias Centrais* Sistema Nervoso Nervos e gânglios* SN Periférico Somático Simpático Autónomo Parasimpático Entérico NÚCLEOS E VIAS CENTRAIS: Centro de controlo que integra informação aferente (sensorial), processa/avalia, elabora e inicia uma resposta. Faz parte do SNC. NERVOS E GÂNGLIOS: Permite que impulsos sensoriais e motores entre o SNC e a superfície corporal, músculos esqueléticos e órgãos internos. Faz parte do SNP. SN PERIFÉRICO SOMÁTICO: Todos os nervos (cranianos e espinhais) que partem de/ ou chegam aos órgãos sensoriais e músculos. SUBDIVISÃO DO SISTEMA NERVOSO: Encéfalo (análise e integração da informaçao sensorial e motora)  Vias aferentes  Componentes motores  Componentes  Gânglios  Recetores  Vias eferentes  Vias eferentes sensoriais sensoriais sensoriais do SN Autónomo do SN Somático  Ambiente Interno  Ambiente Interno  Ambiente Interno e externo (pele, e externo (pele, e externo (pele,  orgãos efetores  orgãos efetores epiderme, pelo) epiderme, pelo) epiderme, pelo) Músculos Músculos lisos, esqueléticos cardíacos e (estriados) glândulas 6 VIAS DE COMUNICAÇÃO: Terminologia: categorização das vias de acordo com a direção para a qual eles transportam informação. Aferentes: o Vias de comunicação em direção às estruturas cerebrais; Eferentes: o Vias de comunicação para longe das estruturas cerebrais; o Em direção à periferia. FACTOS SOBRE O NOSSO CÉREBRO: 100 bilhões de neurónios; 1.000 bilhões de conexões; Representa 2% do peso do corpo; Volume: entre 1100 e 1200 𝑐𝑚3 ; Peso médio do cérebro humano: 1,300kg e 1.400kg. 78% de água e 12% de lípidos; Tem 2 hemisférios: o Esquerdo o Direito ORGANIZAÇÃO DO SNC: O encéfalo divide-se em dois hemisférios compostos pelo: Cortéx cerebral; Substância branca subjacente; Três núcleos profundos (núcleo de base, hipocampo e amígdalas). Hemisfério Direito (HD): recebe sensações e controla os movimentos do lado esquerdo. Hemisfério Esquerdo (HE): recebe sensações e controla movimentos do lado direito. CONCEITOS CHAVE: I. Plano Sagital – divide em esquerdo-direito; II. Plano Horizontal/transversal/axial – divide em dorsal-ventral; III. Plano coronal/frontal – divide em anterior-posterior; IV. Ipsilateral – duas estruturas localizadas no mesmo lado do corpo; V. Contralateral – duas estruturas localizadas em lados opostos do corpo; VI. Proximal – estruturas próximas uma da outra; VII. Distal – estruturas distantes uma da outra; VIII. Medial – em direção ao eixo neural; IX. Lateral – em direção à lateral do corpo; X. Anterior – na parte frontal do corpo; XI. Posterior – na parte caudal do corpo; XII. Cranial/Cefálico – em direção ao crânio; XIII. Caudal – em direção à cauda; XIV. Rostal – na direção da face; XV. Superficial – mais perto da superfície do corpo; 7 XVI. Profundo – mais para dentro; XVII. Ventral – em direção perpendicular em relação ao eixo neural, no sentido da superfície frontal do corpo; XVIII. Dorsal – em direção perpendicular em relação ao eixo neural, no sentido das costas ou topo da cabeça. XIX. Transduzir – transformar u tipo de energia noutro tipo de energia; XX. Audição – energia vibratória; XXI. Visão – energia eletromagnética; XXII. Olfato e Paladar – energia química; XXIII. Tato – energia mecânica; XXIV. Neurónios – energia eletroquímica. CORTÉX CEREBRAL: Possui dois hemisférios: direito e esquerdo; É formado por convoluções (dobras/giros); As convoluções são separadas por sulcos; Possui basicamente dois componentes macroscópicos: o Substância branca: tratos ou fibras nervosas, axónios com mielina; o Substância cinzenta: Corpos dos neurónios, dendrites e sinapses, sem mielina. É uma superfície convoluta dos hemisférios cerebrais formada por substancia cinzenta; Cada hemisfério está organizado externamente a nível de córtex cerebral com 4 grandes áreas: o Lobo parietal; o Lobo occipital; o Lobo frontal; o Lobo temporal; o Lobo da insulta; 8  Cada hemisfério está organizado em 5 grandes lobos. OS LOBOS CEREBRAIS: São formados por circunvoluções (dobras/giros); Circunvoluções são separadas por sulcos; Substância branca; Substância cinzenta. SULCOS OU FISSURAS: As fissuras ou sulcos: o Sulco Lateral – Fissura de Sylvius; o Sulco Central – Fissura de rolando; o Sulco Parietoccipital; o Sulco ou fissura longitudinal. Outros sulcos importantes localizado na face medial (interna) do encéfalo/cerebrum, designa- se de sulco parieto-ocipital: separa o lobo pariental do occipital. POLOS CEREBRAIS: Cada hemisfério possui 3 polos; As extremidades anterior e posterior dos hemisférios formam os polos frontal e occipital, e o lobo temporal é a extremidade anterior do temporal. Ou seja: o Polo frontal; o Polo occipital; 9  o Polo temporal. DECUSSAÇÕES: Quase todas as vias sensoriais e motoras são bilateralmente simétricas e a informação cruza de um lado (ipsilateral) para o outro (contralateral) no cérebro ou na espinal medula. o Decussação piramidal: cruzamento das vias sensoriais e motoras dentro do SNC, sendo bilateralmente simétricas. A atividade sensorial de um lado do corpo é transmitida para o hemisfério cerebral contralateral; A atividade motora de um lado do corpo é controlada pelo hemisfério cerebral contralateral. o Via da dor: cruza com a espinal medula; o Sistema visual (sistema misto): ocorre no quiasma ótico, metade dos axónios de cada retina segue contralateralmente e a outra metade persiste ipsilateralmente (decussação parcial – sistema misto). COMISSURAS: As comissuras são feixes de axónios que ligam os córtices dos hemisférios cerebrais esquerdo do direito (áreas do cérebro que contém somente axónios cruzados). As maiores comissuras do neocórtex: o Corpo caloso: enorme comissura que liga inúmeras áreas do córtex cerebral (200 milhoes de fibras comissuras); o Comissura anterior: conecta o córtex cerebral dos lobos temporais. Há outras comissuras mais pequenas: o Comissura posterior; o Comissura habenular; o Comissura hipocampal; o Comissura dos colículos superior e inferior. ORGANIZAÇÃO DO SNC: Possui basicamente dois componentes macroescópicos: o Substância branca: tratos ou fibras nervosas, com mielina; o Substância cinzenta: corpo dos neurónios, dendrites e sinapses, sem mielina. ENCÉFALO: o Cerebrum; o Cerebelo; o Tronco cerebral. 10 NEURÓNIOS CÉLULAS NEURONAIS: O sistema nervoso possui mais de 10 mil milhões de células. Cada célula neuronal possui em média 15000 conexões com outras células. o Camada de mielina; o Neurónios; o Astrócitos; o Microglia; o Oligodendrócito. As células neuronais dividem-se em dois grandes grupos: I. Neurónios/células neuronais: a. Sensações; b. Perceção; c. Ações motoras; d. Funções superiores. II. Células de glia/gliócitos/neuróglia: a. Proliferação; b. Diferenciação; c. Migração; d. Crescimento; e. Manutenção; f. Morte neuronal; 11 O NEURÓNIO: Representa a unidade cerebral funcional do sistema nervoso, onde a informação é: a) Recebida (imput) b) Processada; c) Transmitida (output). As principais diferenças entre um neurónio e uma célula: o Realiza cálculos; o Envia informação rapidamente através de longas distâncias; As suas características únicas estão associadas a: o Estrutura geométrica; o Propriedades condutoras de membrana; o Tipos de interações funcionais. DIFERENTES TIPOS DE NEURÓNIOS: Possuem formas e tamanhos diferentes (dependem do tipo celular e função: de 5 a 150s. O neurónio possui 4 regiões morfologicamente especializadas (a estrutura reflete as especializações das suas funções): a) DENDRITES: recebe informação de outros neurónios. b) CORPO CELULAR (SOMA): integra e processa a informação recebida (onde está o núcleo e as outras organelas); a. Citoplasma + corpo celular = pericário. c) AXÓNIO: conduz a informação rapidamente por longas distâncias; 12  d) TERMINAL AXÓNICO: possui transmissores químicos que permitem que a informação seja transferida para outra célula. UM NEURÓNIO TÍPICO: A arborização dendrítica integra e direciona o fluxo de informação nos neurónios. As dendrites e o corpo celular de um neurónio são as principais regiões que recebem e emitem informações. FUNÇÃO DE PROCESSAMENTO DO NEURÓNIO Um neurónio é uma espécie de calculadora em miniatura: sempre a somar e a subtrair cargas elétricas de acordo com a quantidade de informação que chega dos outros neurónios. No esquema abaixo estão representados os constituintes principais do neurónio. DENDRITES: As dendrites aumentam consideravelmente a área do neurónio. Um neurónio pode ter entre 1 e 20 dendrites (cada uma com muitos ramos). As dendrites estão recobertas por muitos milhares de saliências chamadas de espinhas/espículas dendríticas. Como as dendrites (i.e., espinhas) recolhem informação de outras células, representam uma indicação de quanta informação um único neurónio recebe. Cada neurónio tem um único axónio que se inicia no cone axónico, a região determinante na geração de impulsos elétricos. ESPÍCULAS OU ESPINHAS DENDRÍTICAS 13 SOMA OU CORPO CELULAR DO NEURÓNIO O núcleo neuronal é grande e possui a maior taxa de atividade transcricional comparado às outras células. A membrana celular envolve as dendrites, as espinhas, o corpo, o axónio e o terminal axónico do neurónio, formando uma barreira contínua ao longo de todo o neurónio. Células mais novas têm menos lisossomas do que as mais velhas. Alguns tipos de túbulos são contráteis e auxiliam na movimentação da célula. AXÓNIO: O axónio é morfologicamente diferente das dendrites, e.g. uma estrutura tubular com um diâmetro uniforme (0,2-20μm) ao longo da sua extensão, com comprimento extremamente variável. O seu segmento proximal é chamado de cone axónico (onde o impulso elétrico é iniciado). O axónio geralmente apresenta vários axónios colaterais que emergem do axónio principal através de ângulos retos. Muitos axónios (e os seus colaterais) estão encapsulados por uma camada de mielina (formada por células da glia que aumenta a velocidade de transmissão do impulso nervoso). Há uma remificação dendítrica dos neurónios e a camada de mielina interrompida pelos nódulos de Ranvier. O início do axónio é imediatamente após o cone axónico (onde se inicia o impulso nervoso). Os axónios estão rodeados por células da glia que forma a camada de mielina. A existência de um único axónio em cada neurónio limita o canal e a direção do fluxo de comunicação da célula. A existência de um único axónio em cada neurónio limita o canal e a direção do fluxo de comunicação da célula. O início do axónio (i.e., segmento proximal) é imediatamente após o cone axónico. Como não há ribossomas (síntese de proteínas) no axónio, também não há síntese proteica (todas as proteínas devem vir do soma). Alguns axónios colaterais ocasionalmente podem estabelecer comunicação com o próprio corpo = axónios colaterais recorrentes. DESAFIOS PARA COMPREENDER OS NEURÓNIOS a. O tamanho dos neurónios e a necessidade de ter um microscópio (a maioria das células neuronais está entre 0.01 – 0.05 mm de diâmetro, ~40-200 vezes menor do que a ponta de um lápis); 14  b. Existência de equipamentos que permitam “fatiar o cérebro” (aprox. do tamanho do diâmetro de uma célula) à micrótomo c. Existência de um método para endurecer o tecido sem comprometer a sua estrutura devido a sua consistência (formaldeído) d. Aparência uniforme e cor creme ao microscópio à descoberta de uma pigmentação que colorem seletivamente os neurónios. Nissl – núcleo e aglomerados ao redor dos núcleos = corpos de Nissl; distingue entre neurónios e glias, permite estudar o citoesqueleto e diferentes regiões); e. Coloração de Golgi (la reazione nera/a reação negra) ”: a. Método de Golgi (1873) – método de coloração por impregnação do tecido nervoso com dicromato de potássio e nitrato de prata. Permite visualizar a Árvore Dendrítica e o Axónio (neurites). b. Método de Nissl – uso de corantes básicos para corar o RNA – assim o RER aparece azul escuro devido a coloração do RNA ribossómico. Também permite visualizar o núcleo. c. GOLGI: Doutrina reticular (extensa rede de filamentos), dendrites não relacionadas com comunicação mas com nutrição e desprezo pelas espinhas dendríticas (artefacto da coloração) d. CAJAL: Teoria do neurónio (os neurónios comunicam-se por contacto e não por continuidade) e defensor das espinhas dendríticas (onde ocorrem 90% das conexões cerebrais excitatórias). ESPINHAS DENDRÍTICAS Descobertas por Santiago Ramón y Cajal; São mostrados por diferentes métodos de coloração (Golgi, azul de metileno, etc.); Nunca ou raramente aparecem em certas partes (e.g.. Axónio, soma ou segmentos dendríticos iniciais). O NEURÓNIO: Aspetos importantes sobre um neurónio: Localização ;Tamanho; Origem; Destino A estrutura de um neurónio fornece informação valiosa sobre a sua função; 4 principais tipos de neurónios de acordo com a configuração dos dendritos e axónio: 1) UNIPOLAR 2) PSEUDO-UNIPOLAR 3) BIPOLAR 4) MULTIPOLAR 15 TIPOS DE NEURÓNIOS: NEURÓNIO UNIPOLAR Representam os neurónios com a forma mais simples; São relativamente raros nos vertebrados (durante o desenvolvimento mas são raros no cérebro adulto); As dendrites e o axónio estão na mesma extremidade do neurónio, por isso são chamados unipolar (um único polo ou uma única neurite); Funções: o Secreções das glândulas exócrinas; o Contratilidade dos músculos lisos; NEURÓNIO BIPOLAR Possui dois prolongamentos diferentes (um em cada extremidade do corpo): um axónio e um dendrito; Apresentam maioritariamente funções sensoriais; Exemplos : Células bipolares da retina; Células do epitélio olfatório; Células sensoriais da cóclea; Gânglios vestibulares. 16 NEURÓNIO PSEUDOUNIPOLAR Um subtipo morfológico do neurónio bipolar (durante o desenvolvimento era bipolar mas os prolongamentos juntaram-se = em forma de “T”). Um único processo emerge do corpo celular e bifurca-se em dois ramos que dirigem-se: o Para a periferia (características estruturais e funcionais de dendrite); o Para o SNC (características estruturais e funcionais de axónio); Neurónios pseudounipolares são sensoriais e estão presentes em todos os gânglios espinhais (ex. trigémeo, glossofaríngeo, vagal, etc.); A maioria está localizada no SNP onde enviam sinais somatossensoriais da pele, dos músculos e das articulações para o SNC (Ex. gânglios da raiz dorsal da medula espinal; barorreceptores sensitivos). NEURÓNIO MULTIPOLAR Possui múltiplas dendrites e um único axónio (neurónios motores e os interneurónios na espinal medula); Alguns são conhecidos como “neurónios de projeção” porque possuem axónios muito longos (~1m) que se comunicam com áreas distantes; Outros possuem um axónio curto e são chamados de “interneurónios” (dendrites e axónio na mesma área cerebral onde está o soma); Representam a maior parte dos neurónios do SNC e podem ser divididos em: piramidais; estrelados; em cesta; células de Purkinje do córtex cerebelar, etc. E podem ser divididos em: Axónios longos: Golgi tipo I (comissuras e fibras de projeção); Axónios curtos: Golgi tipo II (córtices cerebral e cerebelar e espinal medula). CITOESQUELETO: É um sistema de proteínas intracelulares filamentosas de diferentes formas e tamanhos que formam uma rede complexa, muitas vezes, interconectada, através de todo o citoplasma. O citoesqueleto é uma característica proeminente do citoplasma neuronal e confere: Forma e rigidez; 17  Resistência; Suporte mecânico às projeções (i.e., dendrites e axónios); Mantém os diferentes domínios funcionais (restringe organelas específicas a localizações celulares particulares); Motilidade interna (e.g., vesículas, moléculas e cromossomas) ou da célula inteira (formação das sinapses). MICROTÚBULOS: Polímeros formados por subunidades (tubulinas polimerizadas); Percorre o neurónio longitudinalmente As dendrites têm mais MT do que os axónios Função principal no transporte axonal Várias drogas causam despolimerização dos microtúbulos (efeitos: inibição da divisão celular) NEUROFILAMENTOS: Noutras células são os “filamentos intermediários” (por ex. queratina-pelo) De todas as estruturas fibrilares são as que mais se assemelham à estrutura dos ossos e dos ligamentos no esqueleto humano Dão rigidez estrutural e resistência à tração (mecanicamente muito resistentes) Alguns tipos de axónios são praticamente preenchidos por NF Feixes de neurofilamentos formam as neurofibrilas. MICROFILAMENTOS: A menor estrutura citoplasmática filamentosas Composto por 2 cadeias/tranças entrelaçadas com monómeros de actina (representa a proteína mais abundante na maioria das células) Apresenta uma disposição similar aos músculos Estão dispostos longitudinalmente ao longo do neurónio (como os MT) Papel na mudança da forma das células e movimento contrátil Estão ancorados à membrana, presos à rede de proteínas fibrosas que reveste a superfície interna da membrana (similar à uma teia de aranha). 18 19 MATÉRIA SEGUNDO TESTE: CAMADAS PROTETORAS DO SISTEMA NERVOSO CENTRAL: O SNC possui 4 camadas de proteção (contra lesões e infeções) e suporte: 1. CAMADA ÓSSEA 2. CAMADA DE MEMBRANAS 3. CAMADA LÍQUIDA 4. CAMADA CELULAR CAMADA ÓSSEA: CRÂNIO E VÉRTEBRAS: O SNC encontra-se dentro dos invólucros ósseos. O SNP está fora desse invólucro ósseo (mais vulnerável a lesões mas possui algum grau de regeneração = autorreparação). Crânio: o 22 ossos; Ossos faciais/esqueleto facial: o 14 ossos (maxilar, zigomático, nasal, etc.); “Brain box”: o 8 ossos, corresponde à parte superior do crânio que envolve/protege o encéfalo: ▪ Ossos pares: parietal e temporal; ▪ Ossos ímpares: frontal, occipital, esfenóide e etmóide. 20 21 SUTURAS: Articulações (ou juntas) entre os ossos (articulações fibrosas) imóveis nos adultos. Sutura coronal (entre o osso frontal e dos 2 ossos parietais) Sutura sagital (na linha média entre os 2 parietais) Sutura lambdóide (entre os 2 parietais e o osso occipital) Suturas escamosas (cruzamentos inferiores entre os 2 parietais com os 2 temporais) Bregma (extremidade anterior da sutura sagital) Lambda (extremidade posterior da sutura sagital) Ptérios D e E (pontos de junção dos Ps + Ts + asas maiores do esfenóide) Astérios D e E (pontos posteriores às orelhas onde as suturas escamosas e lambdóides se encontram) São 6 reconhecidos pontos ósseos usados em neurocirurgias ou outros casos nos quais os pontos de referência específicos para medições cranianas são necessários. FONTANELAS (”PONTOS MOLES”/MOLEIRA): Aberturas cobertas por membrana que só se fecha completamente por volta dos 18 meses de idade (bebé: 6 fontanelas). No nascimento bregma e lambda não são ósseos, mas fontanelas (aberturas): Bregma (anterior: maior, nascimento aprox. L = 2,5 cm; C = 4 cm) Lambda (posterior) Duas fontanelas laterais menores (fecham logo após o nascimento): Esfenóide (adulto = ptério) Mastóide (adulto = astério) 22 23 CAMADA ÓSSEA: VÉRTEBRAS A coluna vertebral é formada por cinco áreas principais: 1. Cervical (8 pares de nervos) 2. Torácica (12 pares de nervos) 3. Lombar (5 pares de nervos) 4. Sacral (5 pares de nervos) 5. Coccígea (1 par de nervos) A espinal medula encontra-se encerrada nos ossos da coluna vertebral e surge como uma continuidade do Bulbo (sentido crâniocaudal). Lesões provocam parálise (sem controlo cerebral) nos músculos que estão numa posição caudal à lesão. Intumescência cervical (região cervical inferior): dilatação onde as fibras nervosas que inervam os membros superiores entram e saem da espinal medula); Intumescência lombossacral (regiões torácica, lombar e sacral superior): dilatação onde as fibras nervosas que inervam os membros inferiores entram ou saem da espinal medula. Dentro do canal vertebral está a espinal medula. 24 CAMADA DE MEMBRANAS : TRÊS CAMADAS DE MENINGES: Dura-máter Aracnóide (aracnoideia) Pia-máter; Camadas individuais e inteiras até a cauda equina. 25 DURA-MÁTER: A membrana mais superficial/externa, dupla camada e espessa = “saco solto” (uma bolsa com líquido onde flutua o cérebro); o Periosteal – presa ao crânio o Meninge – continua na EM Não penetra nos sulcos e reentrâncias; No canal vertebral a DM separa-se das vértebras e forma o espaço epidural; Na cavidade craniana a DM encontra-se firmemente aderida aos ossos do crânio; Frequentemente fica aderida à calota craniana quando ocorre a retirada do encéfalo; Espaço subdural (entre a aracnóide e a dura-máter): com uma película de líquido; onde é realizada punções para obter amostras do LCR (líquido cefalorraquidiano); As meninges encefálicas são contínuas às meninges espinhais através do forame magno (diferença: a DM encefálica consiste em duas camadas e só uma delas apresenta continuidade através do forame magno): o camada periosteal presa ao crânio (artérias meníngeas) + camada meníngea (contínua com a DM espinhal). o Forame magno = camada periosteal + camada de meninge. A dura-máter divide-se em duas camadas nas reflexões ou drobras durais: o Tentório do cerebelo: separa o cerebelo e o tronco encefálico dos lobos occipitais o Falx cerebri: separa os dois hemisférios (localizada na fissura longitudinal / inter-hemisférica o Cerebelar falx: separa os hemisférios cerebelares o Diafragma selar: cobre a glândula pituitária e tem uma pequena abertura para a passagem do infundíbulo e das veias da hipófise. ARACNÓIDE: A camada intermédia e sem vascularização É bastante delgada (suas extensões lembram uma teia de aranha): folha muito fina que segue os contornos do cérebro ESPAÇO SUBARACNÓIDE Entre a pia-máter e a aracnóide Preenchido pelo LCR secretado pelos plexos coróides que contém granulações/trabéculas aracnóides Estende-se mais inferiormente do que a espinal medula (L1-L2) até SII (envolve a cauda equina) LCE pode ser retirado na região lombar inferior sem pôr em risco a espinal medula. 26 PIA-MÁTER: A camada mais interna e altamente vascularizada; Adere firmemente às reentrâncias (à superfície encefálica e da espinal medula seguindo cada circunvolução e sulco); Não entra em contacto propriamente dito com o tecido nervoso porque existe uma camada delgada de prolongamentos de astrócitos (da neuróglia central) direcionada para a pia-máter; Os vasos sanguíneos que penetram no tecido nervoso são acompanhados pela pia-máter até os capilares contínuos (onde os pés vasculares dos astrócitos recobrem-nos). CONDIÇÕES CLÍNICAS: Meningiomas Meningite (bacteriana é a mais grave e contagiosa). CAMADA LÍQUIDA - LÍQUIDO CEFALORRAQUIDIANO : Proteção contra traumas e mudanças súbitas de pressão É produzido pelos Plexos Coroides; Tem a mesma concentração e sódio e potássio do cérebro, com neurotransmissores, neuropéptidos e neurohormonas. Via de circulação: pelos 4 ventrículos, canal central da espinal medula e espaço subaracnoídeo É continuamente produzido e drenado para o sistema circulatório (produzimos 0,5L/dia mas fica apenas 150ml, sistema de drenagem) Se ocorrer interrupção do fluxo de saída, pode resultar numa condição congênita chamada Hidrocefalia (dilatação dos ventrículos) = retardo mental grave ou mesmo morte. No espaço subaracnoide está o Líquido cefalorraquidiano (LCR ou fluído cérebroespinal / líquor / líquido peritoneal): presente em todos os ventrículos: 1. VANTAGEM: hidratar e proteger (almofada, entrega de nutrientes, etc.) 2. DESVANTAGEM: hidrocefalia (acúmulo nos ventrículos e no espaço subaracnoídeo) 27 VENTRÍCULOS: Uma série de espaços interconectados e preenchidos pelo fluído cérebroespinal (FCE ou em inglês CSF = cerebrospinal fluid); Remanescentes do espaço aberto (lúmen) do tubo neural embrionário; Descrição dos ventrículos: o 1º e 2º: os maiores, também conhecido como ventrículo lateral; o 3º: um espaço na linha média entre o tálamos esquerdo e o direito; o 4º: um grande espaço na parte dorsal da ponte e da medula. O volume total do fluído cérebroespinal numa pessoa saudável dentro do sistema ventricular é de aproximadamente 140 ml; SISTEMA VENTRICULAR: 28 PLEXO CORIOÍDEO: São pregas da pia-máter no interior dos ventrículos do encéfalo e no espaço subaracnoídeo Preenchem os ventrículos encefálicos e o canal central da espinal medula (canal ependimário) Onde é produzido o líquido cérebroespinal (70% é produzido nos ventrículos) Por dia o plexo coróide (onde o fluído é produzido) produz aproximadamente 500mL de líquido; CIRCULAÇÃO LÍQUIDO CEFALORRAQUIDIANO: LCR circula nos ventrículos e no espaço subaracnóide. CAMADA CELULAR: BARREIRA HEMATOENCEFÁLICA (BHE): Sistema biológico complexo (formada por células endoteliais cerebrais que revestem os capilares contínuos e diferenciam-se do restante endotélio vascular). Proteção contra a influência de sustâncias químicas e microrganismos que circulam no sangue. Formada por células dos capilares que formam junções apertadas (“tight junctions”) = faixas de oclusão. A principal causa para a sobrevivência do cérebro (manutenção do ambiente restrito e controlado que o cérebro precisa). PALAVRAS CHAVES: 1. Epiteliais – proteção do corpo todo; 2. Endoteliais – vasos sanguíneos + Barreira Hematoencefálica; 3. Ependitrócito – camada ependimária = ventrículos + LCR. BARREIRA HEMATOENCEFÁLICA (BHE) O conceito fisiológico de BHE surgiu da observação que muitas substâncias presentes em altas concentrações no sangue, não era simultaneamente encontradas no tecido cerebral. 29 Separação física entre o sangue e o tecido cerebral (85% da superfície capilar cerebral está coberta por uma camada contínua e simples de espessura desigual de pés terminais dos astrócitos). Barreira altamente seletiva Está entre o sangue e o tecido nervoso do SNC; Certas substâncias (água, oxigênio, CO2, glicose, aminoácidos, certas vitaminas, nucleosídeos, substâncias lipossolúveis, iões e certas drogas) podem atravessar com facilidade a BHE. A base estrutural da BHE é constituída por: (1) CAMADA DE CÉLULAS ENDOTELIAIS: a. interligadas por junções apertadas (“tight junctions” e sem fenestrações, normalmente presentes no endotélio dos outros tecidos) (2) MEMBRANA BASAL: a. matriz extracelular composta por proteínas (geralmente glicosiladas) e polissacarídeos (3) PROTUBERÂNCIAS (pés) das células gliais (astrócitos) = glia perivascular NEUROTRANSMISSORES Fenómenos que ocorrem quando os neurotransmissores são liberados na fenda sináptica: o Difundem-se através da fenda sináptica; o Fixam-se a recetores da membrana pós-sináptica; o O neurotransmissor muda a permeabilidade da membrana póssináptica para alguns iões; Pode excitar ou inibir o neurónio pós-sináptico (de acordo com o ião e as suas concentrações intra e extra-celulares); Ação de acordo com o tipo de NT: o Excitatórios: glutamato (mais Abundante e principal) e acetilcolina (menos abundante); o Inibitórios: GABA (mais importante) e glicina (menos abundante); o Ação complexa: serotonina (excita uns e inibe outros) (menos abundante) Ação de acordo com o ião: o Aumento do sódio (NA+) no interior do neurónio à excitação (DESPOLARIZAÇÃO) o Aumento do cloro (CL-) no interior do neurónio à inibição (HIPERPOLARIZAÇÃO) 30 NEUROTRANSMISSORES – CONDIÇÕES: São substâncias químicas liberadas pelo neurónio présináptico no interior da fenda sináptica; Há mais de 100 diferentes substâncias conhecidas como NT. 31 RECETORES PÓS-SINÁPTICOS: NEUROTRANSMISSORES - ACETILCOLINA NT utilizado nas junções neuromusculares esqueléticas; NT responsável pela sinapse neuromuscular entre o nervo vago e as fibras musculares cardíacas; NT das sinapses dos gânglios do sistema motor visceral; NT também presente nas sinapses do SNC (menos compreendido); o SÍNTESE: ▪ Nos terminais nervosos: catalização pela colinaacetiltransferase (CAT) da acetil-coenzima A e da colina; o AÇÃO PÓS-SINÁPTICA ▪ A ação não acaba com a recaptação, mas com a enzima acetilcolinesterase (ACoE) com elevada atividade catalítica (5000 moléc./s) = acetato + colina; TIPOS DE RECETORES COLINÉRGICOS: RECETORES MUSCARÍNICOS Pertencem à classe dos recetores acoplados à Ptn.G (metabotrópicos) Além de se ligarem seletivamente à ACh, reconhecem a muscarina Baixa afinidade pela nicotina Localizam-se nos gânglios do SNP e em órgãos efetores autónomos (coração, músculos lisos, cérebro e glândulas exócrinas) RECETORES NICOTÍNICOS Pertencem à classe dos recetores que funcionam como um canal sendo dependentes de ligante (ionotrópicos) Além de se ligarem seletivamente à Ach, reconhecem a nicotina Baixa afinidade pela muscarina Baixas concentrações de nicotina = estimula Altas concentrações de nicotina = bloqueiam Localizam-se no SNC, suprarrenais, gânglios autónomos, junção neuromuscular dos músculos esqueléticos. RECETORES PÓS-SINÁPTICOS IONOTRÓPICOS O recetor é uma parte integral de uma macromolécula que também forma um canal Têm um domínio extracelular que forma o local de ligação ao transmissor e um domínio transmembranar que forma um poro para a passagem do ião; Ação sináptica relativamente mais rápida (apenas ms); Exemplo: recetor nicotínico para a Acetilcolina (AChR) = Na+. METABOTRÓPICOS O recetor é uma macromolécula diferente do canal iónico (é separada do canal que regula) que age alterando as reações metabólicas intracelulares: ativa 32  uma cascata de segundos mensageiros (pequenos metabólitos intracelulares livremente difusíveis) que modulam a atividade de um canal iónico para que se abra/feche; Ação sináptica relativamente mais lenta (duram seg. a ms); Exemplo: recetor muscarínico para Acetilcolina (AChR). 33 SOMAÇÃO: POTENCIAIS PÓS-SINÁPTICOS: 34 VIAS NEURONAIS E CIRCUITOS: SINAPSE NEUROMUSCULAR: JUNÇÃO NEUROMUSCULAR (sinapse nervo-músculo): a junção entre um neurónio motor e uma fibra muscular esquelética Por que foi a primeira sinapse a ser estudada e a mais compreendida? A fibra muscular normalmente faz sinapse com apenas um neurónio A sinalização química promove a abertura de um único tipo de canal iónico na membrana pós- sináptica É acessível à experimentação As fibras musculares são células relativamente grandes e de fácil observação Está envolvido numa série de patologias neurológicas hereditárias e adquiridas O neurónio motor inerva o músculo numa região especializada da membrana muscular (placa motora) onde o axónio motor não têm bainha de mielina e ramifica-se em diversos ramos finos. Formam-se várias expansões finas (varicosidades, cerca de 2 𝜇m) = BOTÕES SINÁPTICOS por onde o neurónio motor liberta os NTMS na fenda sináptica. Cada botão sináptico está posicionado sobre uma zona especializada da membrana muscular com profundas depressões = DOBRAS JUNCIONAIS cujas cristas contêm uma alta densidade de recetores colinérgicos. O NTMS libertado pelo terminal axonal motor é sempre a ACETILCOLINA (ACh) que liga-se a recetores colinérgicos do tipo nicotínico. O grande nº de recetores colinérgicos ionotrópicos na placa motora garante que a transmissão sináptica ocorre com um alto grau de segurança. 35 TRONCO CEREBRAL : Continua caudalmente com a espinal medula É um conjunto complexo de fibras e de neurónios que retransmite informação do cérebro à espinal medula e ao cerebelo, e viceversa. Também é uma área que regula funções vitais (e.g., respiração, consciência e a termorregulação), sendo a mais importante para a manutenção básica da vida (lesões são normalmente fatais). A espinal medula controla as sensações e o controlo motor do tronco e dos membros; O tronco cerebral controla as sensações e o controlo motor da cabeça, face e pescoço. 36 CEREBELO: Superfície medial do encéfalo. Basicamente um centro para controlo do movimento e controlo postural Ao contrário dos hemisférios cerebrais: O hemisfério cerebelar esquerdo controla o lado esquerdo do corpo O hemisfério cerebelar direito controla o lado direito do corpo Possui dois hemisférios que contêm vários núcleos profundos, situados abaixo do córtex cerebelar rugoso e dobrado. Contém cerca de 50 mil milhões de neurónios (córtex cerebral tem aproximadamente 22 mil milhões de neurónios). FUNÇÕES: Adquirir e manter funções motoras: Temporiza os movimentos (Keele & Ivry, 1989); Ajuda a manter a precisão dos movimentos (Thatch et al., 1980). LESÃO: Os movimentos tornam-se espasmódicos, erráticos e descoordenados. AFERÊNCIAS: A maioria vem do córtex cerebral (incluindo os córtices motor primário e associativo). HOMÚNCULO CEREBELAR: Partes mediais do cerebelo representam áreas da linha média do corpo e a face. Partes laterais do cerebelo representam os membros, mãos, pés e dígitos. HOMÚNCULOS: Os homúnculos são representações visuais usadas na neurociência para ilustrar a forma como o corpo humano é mapeado no cérebro. O termo "homúnculo" significa "pequeno homem" em latim, e essas representações mostram um "homem pequeno" que reflete a quantidade de área cerebral dedicada ao controle motor e à percepção sensorial de diferentes partes do corpo. 37 Existem dois tipos principais de homúnculos: Homúnculo Motor: o Representa as áreas do córtex motor primário que controlam o movimento de diferentes partes do corpo. Partes do corpo que requerem controle motor mais refinado (como as mãos e a face) ocupam áreas maiores no córtex motor, resultando em representações exageradas dessas partes no homúnculo. Homúnculo Sensorial: o Representa as áreas do córtex somatossensorial primário responsáveis por processar informações sensoriais de diferentes partes do corpo. Semelhante ao homúnculo motor, partes do corpo que são mais sensíveis (como os lábios e as mãos) têm uma representação maior. Esses homúnculos não têm uma aparência humana normal; ao invés disso, têm proporções distorcidas que refletem a quantidade de neurônios dedicados a cada região corporal. Por exemplo, no homúnculo sensorial, os lábios e as mãos são representados de forma desproporcionalmente grande em comparação com outras partes do corpo, porque têm maior sensibilidade tátil. Essas representações ajudam os cientistas e médicos a entenderem como o cérebro organiza e processa as funções motoras e sensoriais, além de serem importantes em áreas como a neurocirurgia e a reabilitação após lesões cerebrais. 38 EXERCÍCIO DE NEUROANATOMIA NEUROANATOMIA - CÓRTEX CEREBRAL E SULCOS/FISSURAS : 39 40