Sistema nervoso: Neurônios

Sistema Nervoso: Desvendando os Neurônios

O Sistema Nervoso é a rede de comunicação mais complexa e vital do nosso corpo. Ele nos permite interagir com o ambiente, pensar, sentir, aprender e memorizar. Mas como ele funciona? A chave está em suas unidades básicas: os neurônios.

1. O Sistema Nervoso: Uma Rede de Comunicação Essencial

O sistema nervoso é uma vasta e intrincada rede de comunicação que se estende por todo o nosso organismo. Ele é o responsável por integrar e regular as funções de todos os nossos órgãos e sistemas corporais. Imagine-o como o centro de comando e a principal rodovia de informações do corpo, enviando e recebendo sinais tanto químicos quanto elétricos.

Anatomicamente, o sistema nervoso é dividido em duas grandes partes:

• Sistema Nervoso Central (SNC): Compreende o encéfalo (incluindo o cérebro, cerebelo, tronco encefálico) e a medula espinhal. É onde ocorre o processamento central das informações, a tomada de decisões e o armazenamento de memórias.

• Sistema Nervoso Periférico (SNP): Consiste nos nervos (cranianos e espinhais) e nos gânglios nervosos (pequenos agrupamentos de células nervosas). O SNP atua como mensageiro, levando informações do ambiente para o SNC e comandos do SNC para os músculos e glândulas.

No SNC, os corpos celulares dos neurônios e seus prolongamentos se concentram em regiões específicas, formando a substância cinzenta (onde predominam os corpos celulares) e a substância branca (composta principalmente pelos prolongamentos mielinizados).

Dúvida Comum: Mito ou Verdade: Usamos apenas 10% da capacidade do nosso cérebro? Resposta: Este é um mito popular! A neurociência moderna já demonstrou que usamos todo o nosso cérebro. A ativação cerebral varia de acordo com a tarefa, mas todas as áreas têm uma função e são utilizadas em diferentes momentos.

2. As Células do Sistema Nervoso: Neurônios e Células da Glia

O tecido nervoso, base de todo esse sistema complexo, é composto por dois tipos principais de células:

• Neurônios: As células funcionais do sistema nervoso, especializadas na recepção, processamento e transmissão de informações.

• Células da Glia (Neuroglia): Antigamente consideradas apenas "células de suporte" ou "cola" do cérebro, as células da glia revelaram-se verdadeiras protagonistas, com funções essenciais para a atividade e sobrevivência dos neurônios e até mesmo na modulação sináptica e na patologia neural.

2.1. O Papel Essencial das Células da Glia (Neuroglia)

A compreensão do papel da glia é um dos grandes avanços da neurociência nas últimas décadas, quebrando paradigmas antigos. Elas são muito mais do que um simples suporte físico, atuando ativamente na fisiologia e patologia neurais.

Existem vários tipos de células da glia:

• Oligodendrócitos (no SNC) e Células de Schwann (no SNP): São responsáveis pela formação da bainha de mielina, uma camada isolante que envolve e protege os axônios dos neurônios. A mielina é crucial para a velocidade de condução do impulso nervoso.

• Astrócitos: São as células gliais mais abundantes no SNC, compondo aproximadamente metade do cérebro humano. Possuem forma de estrela ("astro" = estrela) e desempenham diversas funções cruciais:

  • Manutenção da homeostase iônica do meio extracelular.

  • Captação e liberação de neurotransmissores, com papel crítico no metabolismo de neurotransmissores como glutamato e GABA.

  • Formação da barreira hematoencefálica (BBB), protegendo o cérebro de substâncias nocivas.

  • Secreção de fatores tróficos essenciais para a sobrevivência, diferenciação, direcionamento de axônios e formação/funcionamento das sinapses.

  • Regulação do fluxo sanguíneo cerebral e controle energético.

  • Participação na defesa imune do SNC.

  • Podem atuar como células-tronco neurais no SNC adulto.

  • São componentes-chave na sinapse tripartite e até na mais recente sinapse quad-partite, interagindo funcionalmente com os neurônios.

• Micróglia: Atuam como as células de defesa imune do SNC, semelhantes aos macrófagos, realizando fagocitose de detritos celulares e agentes infecciosos. Sua ativação tem importantes consequências em doenças infecciosas e neurodegenerativas. Recentes pesquisas sugerem que a microglia é importante na eliminação e estabilização de sinapses, fazendo parte da "sinapse quad-partite".

• Células Ependimárias (Ependimoglia): Revestem os ventrículos cerebrais e o canal central da medula espinhal. Produzem o líquido cefalorraquidiano (líquor).

2.2. Neurônios: Os Protagonistas da Informação

O neurônio, também conhecido como célula nervosa, é a unidade básica estrutural e funcional do cérebro e do sistema nervoso. Sua principal função é receber, processar e transmitir informações através de sinais elétricos e químicos. Existem cerca de 86 bilhões de neurônios no cérebro humano, formando circuitos complexos que interagem para executar diversas funções.

2.2.1. Morfologia dos Neurônios: Componentes Chave

Apesar de sua variedade em tamanho e forma, a maioria dos neurônios compartilha três componentes morfológicos principais:

1. Corpo Celular (ou Pericário/Soma):

   • É a porção central do neurônio, onde se localiza o núcleo e a maior parte das organelas citoplasmáticas.

   • Atua como o centro trófico da célula, responsável pela síntese de proteínas e manutenção da vitalidade neuronal.

   • Também funciona como uma área receptora e integradora de estímulos, recebendo sinais excitatórios ou inibitórios de outras células nervosas.

   • O núcleo do neurônio é tipicamente esférico e pouco corado, indicando alta atividade sintética, com um nucléolo proeminente.

   • Contém os corpúsculos de Nissl (agregados de retículo endoplasmático granuloso e polirribossomos livres), que diminuem durante intensa atividade celular.

   • No SNC, os corpos celulares se concentram na substância cinzenta.

2. Dendritos:

   • São numerosos prolongamentos que se ramificam como galhos de uma árvore, aumentando significativamente a superfície do neurônio.

   • Sua principal função é receber estímulos do ambiente, de células sensoriais ou de outros neurônios.

   • A maioria dos impulsos chega através de pequenas projeções nos dendritos chamadas espinhos dendríticos, que são locais importantes para a recepção de sinalização.

3. Axônio:

   • Cada neurônio possui um único axônio, um prolongamento cilíndrico, que pode variar muito em comprimento e diâmetro. Axônios de neurônios motores que inervam o pé, por exemplo, podem ter mais de 1 metro de comprimento.

   • É especializado na condução de impulsos nervosos para outras células (nervosas, musculares, glandulares).

   • Geralmente se origina de uma pequena área cônica do corpo celular, chamada cone de implantação.

   • O trecho inicial do axônio, o segmento inicial, é crucial para a geração do impulso nervoso devido à alta concentração de canais iônicos de Na+ em sua membrana.

   • Muitos axônios são revestidos pela bainha de mielina, que permite uma condução mais rápida do impulso nervoso (condução saltatória).

   • A bainha de mielina é interrompida periodicamente pelos Nódulos de Ranvier, onde os potenciais de ação "saltam", acelerando a transmissão.

   • Na sua porção final, o axônio se ramifica em telodendros que terminam em dilatações chamadas botões terminais (ou terminais axonais pré-sinápticos), onde os neurotransmissores são liberados.

   • Existe um movimento ativo de moléculas e organelas ao longo dos axônios, incluindo o fluxo anterógrado (do pericário para a terminação) e o fluxo retrógrado (da terminação para o pericário).

2.2.2. Classificação dos Neurônios: Estrutura e Função

Os neurônios podem ser classificados de diversas formas, o que é frequentemente cobrado em concursos:

A. Classificação Morfológica (baseada na estrutura e número de prolongamentos):

• Neurônios Multipolares: São os mais comuns (a maioria dos neurônios), possuindo um axônio e múltiplos dendritos. Ex: neurônios motores.

• Neurônios Bipolares: Caracterizam-se por ter um dendrito e um axônio que emergem de polos opostos do corpo celular. São encontrados em locais específicos como a retina, mucosa olfatória e gânglios coclear e vestibular.

• Neurônios Pseudounipolares: Apresentam um único prolongamento que sai do corpo celular e se divide em dois ramos: um que vai para a periferia (funciona como dendrito) e outro para o SNC (funciona como axônio). São típicos dos gânglios espinais (gânglios sensoriais) e cranianos.

• Neurônios Unipolares: Possuem apenas um único prolongamento que emerge do corpo celular. (Embora mencionados morfologicamente, pseudounipolares são mais comuns em mamíferos para a função aferente).

B. Classificação Funcional (baseada na direção do impulso nervoso e no papel no circuito):

• Neurônios Sensoriais (ou Aferentes/Receptores):

  • Captam estímulos do meio ambiente (tato, olfato, visão, audição, gustação) e do próprio organismo.

  • Conduzem a informação (impulsos nervosos) dos receptores sensoriais para o SNC.

• Neurônios Motores (ou Eferentes/Efetuadores):

  • Transmitem comandos do SNC para os órgãos efetores, como músculos (fibras musculares) e glândulas (exócrinas e endócrinas), controlando suas ações.

  • Seus corpos celulares estão localizados no córtex motor, tronco cerebral ou medula espinhal.

• Interneurônios (ou Associativos/Conectores):

  • São o grupo mais numeroso de neurônios.

  • Sua função é estabelecer conexões entre outros neurônios, sendo fundamentais para a formação de circuitos neuronais.

  • Atuam como intermediários, transmitindo sinais dos neurônios sensoriais para o SNC e conectando neurônios motores entre si.

  • A complexidade das funções cognitivas de alto nível (pensamento, aprendizado) depende da vasta e complexa rede de interações interneuronais.

3. A Comunicação Neuronal: A Sinapse – Onde a Mágica Acontece

A sinapse é a região especializada de contato entre os neurônios, ou entre um neurônio e uma célula efetora (músculo ou glândula), onde ocorre a transmissão da informação. Foi um termo cunhado pelo fisiologista britânico Charles Sherrington. Este é um ponto crucial para entender o funcionamento do sistema nervoso.

Basicamente, uma sinapse é composta por:

• Membrana pré-sináptica: A extremidade do axônio do neurônio que está transmitindo o sinal (neurônio pré-sináptico).

• Fenda sináptica: O pequeno espaço entre o neurônio pré-sináptico e o pós-sináptico. No caso das sinapses químicas, não há contato físico direto.

• Membrana pós-sináptica: A membrana do dendrito, corpo celular ou, menos comumente, do axônio do neurônio que está recebendo o sinal (neurônio pós-sináptico).

Existem dois tipos principais de sinapses:

3.1. Sinapses Químicas: A Modulação Essencial

A maioria das sinapses no sistema nervoso são do tipo químico. Elas são consideradas "chips de processamento neuronal" por sua eficiência e precisão em controlar, modular e transmitir mensagens.

Como funciona uma Sinapse Química:

1. Um potencial de ação (sinal elétrico) chega ao terminal axônico pré-sináptico.

2. Essa chegada causa a abertura de canais de Ca++ dependentes de voltagem, permitindo um influxo de íons cálcio (Ca++) para dentro do terminal pré-sináptico.

3. O influxo de Ca++ é crucial, pois ele promove a fusão das vesículas sinápticas (pequenos "pacotes" que armazenam neurotransmissores) com a membrana pré-sináptica.

4. Os neurotransmissores (substâncias químicas sintetizadas no neurônio pré-sináptico) são então liberados na fenda sináptica.

5. Os neurotransmissores se difundem pela fenda e se ligam a receptores específicos na membrana pós-sináptica do neurônio seguinte.

6. A ligação do neurotransmissor ao seu receptor causa uma resposta elétrica na célula pós-sináptica, que pode ser:

   • Sinapse Excitatória: Gera uma despolarização na membrana pós-sináptica (o potencial de membrana se torna menos negativo, mais próximo do limiar para gerar um potencial de ação), tipicamente por influxo de cátions (como Na++). Esses são chamados Potenciais Pós-Sinápticos Excitatórios (PEPS). Se a despolarização for suficiente para atingir o limiar, um novo potencial de ação será gerado no neurônio pós-sináptico.

   • Sinapse Inibitória: Gera uma hiperpolarização na membrana pós-sináptica (o potencial de membrana se torna ainda mais negativo, afastando-o do limiar), por influxo de ânions (como Cl-) e/ou efluxo de cátions (como K+). Isso torna mais difícil para o neurônio pós-sináptico produzir um potencial de ação. Esses são chamados Potenciais Inibitórios Pós-Sinápticos (PIPS).

Além dos neurotransmissores, existem os neuromoduladores, que agem modulando a ação dos neurotransmissores, tornando-as mais rápidas e eficientes.

Exceção e Conceito Histórico (Lei de Dale): O fisiologista britânico Henry Dale propôs a "Lei de Dale", que afirmava que um neurônio seria capaz de expressar e liberar apenas um único tipo de neuromediador. No entanto, esta lei foi refinada; hoje sabemos que muitos neurônios podem liberar mais de um neurotransmissor ou neuromodulador, e que o efeito excitatório ou inibitório é determinado principalmente pelos receptores da célula pós-sináptica, e não apenas pelo tipo de neurotransmissor.

3.2. Sinapses Elétricas: Rapidez e Sincronização

Menos comuns em mamíferos, as sinapses elétricas permitem a comunicação direta e rápida entre as células sem a necessidade de neurotransmissores.

Como funciona uma Sinapse Elétrica:

• São formadas por junções comunicantes (gap junctions), que são canais iônicos (chamados conexinas) que conectam diretamente o citoplasma de dois neurônios.

• Permitem a condução direta e muito rápida da informação elétrica de uma célula para outra.

• Embora rápidas, não são tão eficientes em modular ou processar a informação elétrica, apenas a conduzem.

• São importantes em sistemas que exigem respostas muito rápidas ou sincronização de grupos de neurônios, como nas células cardíacas para contrações coordenadas, e em circuitos que controlam o ritmo da respiração ou a descarga hormonal.

3.3. Plasticidade Sináptica e a Base Molecular da Memória

A formação de todas as memórias, especialmente as persistentes, exige alterações morfológicas nas sinapses: novas sinapses devem ser formadas ou as antigas precisam ser fortalecidas. Esse fenômeno é conhecido como plasticidade sináptica e ocorre em todas as regiões do cérebro.

A compreensão das bases moleculares da formação da memória avançou consideravelmente na última década. Um regulador-chave da plasticidade sináptica é a via de sinalização da proteína-quinase ativada por mitógenos (MAP kinase). Essa via é essencial para o aprendizado e a memória normais. Mutações em seus componentes podem levar a prejuízos significativos no aprendizado.

A quinase regulada por sinais extracelulares (ERK), um membro da família MAPK, é utilizada em todas as regiões cerebrais onde a plasticidade sináptica ocorre, e sua ativação é requerida para a formação de novas memórias. Se a atividade das ERKs for bloqueada no hipocampo ou na amígdala, a formação de memórias associadas a essas estruturas é impedida. A ativação sequencial de proteínas (quinases) nessa via leva à regulação de fatores de transcrição, que, por sua vez, ativam genes para produzir novas proteínas necessárias para as modificações sinápticas. Assim, o neurônio se torna mais sensível a futuras ativações sinápticas do mesmo tipo.

Transtornos de Desenvolvimento e a Via MAP Kinase (Importante para Concursos): Mutações em componentes-chave da via MAP kinase estão implicadas em vários transtornos do desenvolvimento:

• Neurofibromatose: Causa tumores e, em cerca de metade dos casos, retardo mental. Mutações no gene NF1 (que codifica a neurofibrina, uma proteína que regula a via MAP quinase) impedem o "desligamento" dessa via, prejudicando o aprendizado normal.

• Síndrome de Coffin-Lowry: Mutações no gene rsk2 (que codifica a quinase S6 ribossômica, um alvo da MAP quinase) interrompem a cascata de sinalização para o núcleo, impedindo a produção de proteínas necessárias para modificações sinápticas, o que prejudica o aprendizado.

• Síndrome de Rubinstein-Taybi (RTS): Causada por mutações no gene da proteína ligadora do CREB (CBP), essencial para a ativação do fator de transcrição CREB. Isso leva a um funcionamento inadequado do CREB, resultando em interrupção da plasticidade sináptica e prejuízo do aprendizado.

4. O Potencial de Ação: O Sinal Elétrico do Neurônio

A capacidade do neurônio de transmitir informações reside na geração e propagação de potenciais de ação, que são fenômenos eletroquímicos.

4.1. O Potencial de Membrana em Repouso

Um neurônio em repouso mantém uma diferença de voltagem (ou potencial elétrico) entre o interior (citoplasma) e o exterior (líquido extracelular) da sua membrana. Esta diferença é essencialmente negativa no interior da célula, geralmente em torno de -70mV.

Essa voltagem é estabelecida e mantida por:

• Distribuição desigual de íons: Íons Sódio (Na+), Cálcio (Ca++), e Cloreto (Cl-) são mais concentrados no líquido extracelular (LEC), enquanto o Potássio (K+) é mais concentrado no líquido intracelular (LIC).

• Permeabilidade seletiva da membrana: Em repouso, a membrana neuronal é muito mais permeável ao K+ do que ao Na+ ou Ca++.

• Bomba de Sódio-Potássio (Na+/K+ ATPase): Uma proteína na membrana que, com gasto de energia (ATP), bombeia 3 Na+ para fora da célula e 2 K+ para dentro. Essa ação é eletrogênica, ou seja, contribui diretamente para a diferença de potencial elétrico, mantendo o interior mais negativo.

4.2. Geração e Propagação do Potencial de Ação

O potencial de ação é uma mudança rápida e transitória no potencial de membrana que permite a transmissão de sinais elétricos.

Fases do Potencial de Ação:

1. Estímulo Despolarizante: Um estímulo (por exemplo, neurotransmissores de uma sinapse excitatória) faz com que o potencial de membrana comece a ficar menos negativo.

2. Despolarização (Fase de Aumento): Se o estímulo despolarizante atingir um limiar (em torno de -55mV na zona de disparo do axônio), ocorre a abertura súbita e rápida de canais de Na+ controlados por voltagem. Isso permite um rápido influxo de íons Na+ para o interior da célula, tornando o potencial de membrana positivo (pico, até +40mV ou mais). Este processo é um ciclo de retroalimentação positiva: a entrada de Na+ causa mais despolarização, que abre mais canais de Na+.

3. Repolarização (Fase de Queda): Quase que imediatamente após o pico da despolarização, os canais de Na+ se inativam (se fecham) e, simultaneamente, canais de K+ lentos se abrem. Isso causa um fluxo lento de íons K+ para fora da célula, restabelecendo a negatividade do interior da membrana. Pode haver uma breve hiperpolarização, onde o potencial fica um pouco mais negativo que o de repouso, antes de retornar completamente ao estado de repouso.

4. Período Refratário: Após um potencial de ação, o neurônio entra em um breve período em que não consegue gerar outro potencial de ação. Este período garante que o impulso se propague em uma única direção.

   • Período Refratário Absoluto: Nenhum novo potencial de ação pode ser gerado, independentemente da intensidade do estímulo.

   • Período Refratário Relativo: Um novo potencial de ação pode ser gerado, mas exige um estímulo mais forte que o normal.

Dúvida Comum: O potencial de ação altera a concentração de íons no neurônio? Resposta: Não! As rápidas alterações do potencial de membrana ocorrem pela movimentação dos íons pelos canais iônicos ativados, mas não há alteração significativa na concentração geral de íons no líquido intracelular (LIC) e no líquido extracelular (LEC) durante um único potencial de ação. A bomba Na+/K+ ATPase trabalha continuamente para manter esses gradientes de concentração a longo prazo.

4.3. Condução Saltatória: A Velocidade da Mielina

A bainha de mielina permite que o impulso nervoso se propague de forma muito mais rápida através da condução saltatória. Em axônios mielinizados, os canais de Na+ controlados por voltagem estão concentrados nos Nódulos de Ranvier (as interrupções na bainha de mielina). O potencial de ação "salta" de um nódulo para o outro, em vez de se propagar continuamente ao longo de toda a membrana. Isso torna a condução mais rápida e energeticamente mais eficiente, pois menos bombas de íons precisam trabalhar para restaurar o equilíbrio.

Fatores que influenciam a velocidade do potencial de ação:

• Diâmetro da fibra nervosa: Axônios de maior diâmetro conduzem mais rapidamente.

• Bainha de Mielina: A presença e a integridade da mielina aumentam drasticamente a velocidade. Doenças que afetam a mielina, como a Esclerose Múltipla, comprometem seriamente a condução nervosa.

• Resistência da membrana ao vazamento de íons: Uma mielina intacta impede o vazamento de corrente, acelerando a condução.

• Concentração adequada de íons: Equilíbrio iônico é fundamental para o funcionamento dos potenciais de ação.

5. Neurônios Espelho: A Essência da Compreensão Social e Aprendizagem

Os neurônios espelho representam uma das descobertas mais fascinantes e com implicações profundas para a compreensão do comportamento humano, da aprendizagem e até de distúrbios neurológicos.

5.1. Descoberta e Funcionamento

Descobertos inicialmente em macacos Rhesus, na área pré-motora (área F5) por Rizzolatti e colaboradores na década de 1990, estes neurônios exibem uma característica única: eles disparam tanto quando o animal realiza uma ação específica (ex: pegar uma uva passa) quanto quando ele apenas observa outro indivíduo (outro macaco ou um humano) realizando a mesma ação.

Essa propriedade de "espelhamento" permite uma compreensão direta e automática (pré-atencional) da ação e da intenção do outro. É como se o cérebro "simulasse" internamente a ação observada.

Características notáveis dos Neurônios Espelho:

• Podem ser ativados não apenas por estímulos visuais explícitos (observação de uma ação), mas também por eventos indiretos, como o som associado a uma ação (ex: barulho de amendoim sendo quebrado) ou a dedução implícita da continuidade de uma ação (ex: ver uma mão se movendo em direção a um objeto oculto).

• Não se restringem apenas a ações manuais; existem neurônios espelho para ações orofaciais (lamber, morder, mastigar) e até para expressões comunicativas.

• A ativação dos neurônios espelho é específica para ações que fazem parte do repertório de ações do observador. Por exemplo, observar um cão latindo não ativa os mesmos neurônios espelho de observar a fala silenciosa em humanos.

5.2. Evidências em Humanos e Implicações

Estudos com técnicas de neuroimagem como PET e fMRI, e de estimulação cerebral como a EMT (Estimulação Magnética Transcraniana), confirmaram a existência de um Sistema de Neurônios Espelho (SNE) em humanos, distribuído em áreas corticais fronto-parietais, incluindo o giro frontal inferior, o córtex pré-motor ventral e o sulco temporal superior (STS). A área de Broca, classicamente associada à linguagem, também foi identificada como parte do SNE e ativada pela observação de ações, sugerindo um papel na gênese da linguagem humana.

Implicações dos Neurônios Espelho para o Comportamento Humano (Tema Relevante para Concursos):

• Imitação e Aprendizado de Novas Habilidades: Permitem a replicação inconsciente de movimentos e comportamentos observados, sendo a base da aprendizagem por imitação e da transmissão cultural.

• Compreensão da Intenção e Significado Social: Vão além da mera ação, ajudando a inferir a intenção por trás do comportamento alheio.

• Empatia: A capacidade de "sentir o que o outro sente" é atribuída aos neurônios espelho. Observar a emoção em outra pessoa (ex: nojo, choro) ativa regiões cerebrais semelhantes às que seriam ativadas se a própria pessoa estivesse sentindo essa emoção. Isso é fundamental para a socialização e construção de relacionamentos.

• Reconhecimento da Lateralidade de Partes do Corpo: Pesquisas sugerem que os neurônios espelho podem estar envolvidos na tarefa de discriminar a lateralidade de figuras de mãos, ao "simular" mentalmente a própria mão para corresponder à figura.

• Origem da Linguagem Humana: Ao permitir a apropriação simbólica de atos motores, contribuíram para o desenvolvimento da linguagem.

Disforções dos Neurônios Espelho e Autismo (Alta Relevância):

• A disfunção do sistema de neurônios espelho tem sido fortemente implicada na gênese do autismo.

• Crianças com autismo frequentemente apresentam dificuldades significativas em se expressar, compreender e imitar sentimentos, além de problemas de socialização e aprendizado. Essas características são consistentes com uma falha no sistema de neurônios espelho.

6. Doenças Neurodegenerativas: Quando os Neurônios Declimam

As doenças neurodegenerativas são condições debilitantes que resultam da degeneração progressiva e/ou morte dos neurônios. Geralmente, não possuem cura e progridem com o tempo, impactando gravemente as funções do sistema nervoso e a qualidade de vida. Embora a idade seja um fator de risco importante, muitos desses distúrbios também têm componentes genéticos e ambientais.

A incidência de demência, em particular, está aumentando globalmente devido ao envelhecimento populacional e fatores de risco. A Organização Mundial de Saúde (OMS) prevê 152 milhões de casos de Alzheimer e outras demências até 2050.

Fatores de Risco Modificáveis (Importante para Prevenção e Concursos): Cerca de 40% dos casos de doenças neurodegenerativas, especialmente o Alzheimer, poderiam ser prevenidos ou ter seu início retardado/adiado através do controle de fatores de risco modificáveis. Recomenda-se manter hábitos saudáveis:

• Estilo de Vida: Combater sedentarismo, obesidade, tabagismo e consumo excessivo de álcool.

• Saúde Metabólica: Controle de diabetes e hipertensão.

• Saúde Cognitiva e Social: Alta escolaridade, desenvolvimento do hábito de leitura, contato e interação social.

• Outros: Prevenção de deficiência em vitamina D, lesões cerebrais traumáticas e exposição à poluição do ar.

As doenças neurodegenerativas mais comuns e de alta relevância incluem:

6.1. Doença de Alzheimer (DA)

A Doença de Alzheimer (DA) é o tipo mais comum de demência em idosos, representando 50-80% dos casos. Caracteriza-se pela degeneração progressiva e irreversível de funções cognitivas como memória, atenção, linguagem e raciocínio. Histopatologicamente, a DA envolve uma maciça perda sináptica e a morte neuronal em regiões cerebrais importantes para a cognição, como o córtex cerebral, hipocampo e córtex entorrinal.

Fisiopatologia da DA (Alta Relevância para Concursos): As principais alterações cerebrais na DA são:

• Placas Senis (ou Amiloides): Depósitos extracelulares esféricos e insolúveis formados pelo acúmulo de um fragmento de proteína chamado peptídeo beta-amiloide (Aβ). Essas placas são consideradas tóxicas para os neurônios.

• Emaranhados Neurofibrilares (NNF): Resultado do acúmulo de uma forma alterada da proteína Tau, que sofre um processo de hiperfosforilação no meio intraneuronal.

• Degeneração Grânulo-vacuolar: Lesão celular reversível por acúmulo de água e eletrólitos.

• Perda Neuronal: Perda maciça de neurônios.

A Hipótese da Cascata Amiloide sugere que a formação e acúmulo do peptídeo Aβ e das placas senis iniciam a patologia, levando à hiperfosforilação da proteína Tau e à formação dos emaranhados neurofibrilares. Formas oligoméricas solúveis de Aβ (ADDLs) são consideradas as principais responsáveis pela neurotoxicidade, causando disfunção sináptica severa.

O Papel dos Astrócitos na DA (Avanços Recentes): Astrócitos reativos são comuns na DA e podem preceder a deposição de placas amiloides. Embora possam ter efeitos protetores (como isolar placas amiloides), na DA, sua disfunção contribui negativamente:

• Redução da capacidade de sequestrar espécies reativas de oxigênio (estresse oxidativo).

• Prejuízo na regulação dos níveis de neurotransmissores (ex: glutamato), levando à excitotoxicidade glutamatérgica, que causa perda sináptica e morte neuronal.

Diagnóstico da DA (Importante para Concursos): A confirmação definitiva da DA ainda é feita através de exames post mortem (autópsia cerebral e identificação de placas senis e emaranhados neurofibrilares). No entanto, o diagnóstico em vida é cada vez mais preciso, utilizando uma combinação de:

• Entrevista clínica e avaliação neuropsicológica.

• Análise de exames de sangue e do líquido cefalorraquidiano (LCR).

• Eletroencefalograma (EEG).

• Exames de imagem (tomografia, ressonância magnética) para excluir outras doenças e identificar alterações estruturais.

Tratamento da DA (Atualizações e Perspectivas): Ainda não há cura, mas os tratamentos visam controlar os sintomas e retardar a progressão.

• Tratamento Farmacológico:

  • Inibidores da Colinesterase (INChEs): Donepezila, Rivastigmina e Galantamina. Aumentam os níveis de acetilcolina (neurotransmissor importante para funções cognitivas). Mostram benefício na cognição, função e comportamento, retardando a progressão, embora não a impeçam.

  • Memantina: Antagonista do receptor NMDA, ajuda a bloquear o acúmulo de ácido glutâmico, tóxico para os neurônios.

  • Aducanumab: Primeiro medicamento aprovado que foca na biologia subjacente da DA (alterando o curso da doença), visando reduzir as placas beta-amiloides. Controverso devido ao processo de aprovação, custo e efeitos colaterais.

  • Outras estratégias (glutamatérgica) têm resultados inconstantes ou riscos problemáticos. Atualmente, 126 agentes estão em avaliação para novos tratamentos.

• Tratamento Não Farmacológico:

  • Foco em estimulação cognitiva, social e física (ex: atividades que desenvolvam atenção, memória, linguagem, prática de hobbies, leitura).

  • Novas tecnologias como realidade virtual e neurofeedback têm mostrado resultados promissores na estimulação cognitiva e neuroplasticidade.

  • Psicoterapia: Efetiva para lidar com alterações de humor e comportamentais.

  • Apoio aos Cuidadores: Fundamental, pois enfrentam altos níveis de estresse.

6.2. Doença de Parkinson (DP)

A Doença de Parkinson (DP) é uma doença neurodegenerativa crônica e progressiva. Caracteriza-se pela degeneração progressiva dos neurônios dopaminérgicos na substância negra pars compacta. A diminuição da dopamina é a principal causa dos sintomas motores. O envelhecimento é o principal fator de risco.

Sintomas e Fisiopatologia:

• Sintomas Motores Clássicos: Tremor (mesmo em repouso), rigidez, lentidão de movimentos (bradicinesia) e instabilidade postural.

• Outros Sintomas: Diminuição da expressão facial, dificuldade em movimentos cotidianos, problemas de deglutição (sialorreia).

• Corpos de Lewy: Inclusões eosinofílicas intracitoplasmáticas, compostas principalmente por α-sinucleína, são marcadores patológicos da doença. Astrócitos na DP podem ter sua capacidade de degradar α-sinucleína prejudicada.

Tratamento da DP (Medicamentoso e Não Farmacológico): O tratamento visa aliviar os sintomas, pois não há cura. A decisão de iniciar o tratamento é individual, baseada no impacto dos sintomas na qualidade de vida.

• Tratamento Farmacológico:

  • Levodopa: Precursor imediato da dopamina, é o medicamento mais eficaz. Geralmente combinado com Carbidopa para reduzir efeitos colaterais.

  • Agonistas de Dopamina: Imitam o efeito da dopamina nos receptores, com dosagem menos frequente, mas alívio sintomático menos intenso. Efeitos colaterais incluem edema, psicose, sonolência.

  • Inibidores da COMT (Catecol-O-metil transferase): Impedem a quebra da levodopa e dopamina, prolongando seu efeito, mas podem aumentar efeitos indesejados.

  • Trihexifenidil: Ajuda com tremores persistentes, mas não é indicado para idosos devido a possíveis efeitos como perda de memória e alucinações.

• Tratamento Não Farmacológico: Atividades físicas (boxe, dança), hobbies, e engajamento social e cultural são recomendados.

• Tratamento Neurocirúrgico (Estimulação Cerebral Profunda): Eletrodos estimulam áreas cerebrais específicas, drasticamente reduzindo sintomas resistentes a medicamentos. Nem todos os pacientes são elegíveis.

6.3. Esclerose Múltipla (EM)

A Esclerose Múltipla (EM) é uma doença neurodegenerativa inflamatória crônica do sistema nervoso central, de natureza autoimune, onde o sistema imunológico ataca o revestimento dos neurônios (a mielina). É uma das causas mais comuns de incapacidade neurológica em adultos jovens.

Fisiopatologia e Sintomas:

• Desmielinização: Lesões no cérebro devido ao ataque autoimune à mielina.

• Etiologia: Desconhecida, mas com componentes genéticos e ambientais.

• Sintomas Iniciais (sutis e individuais): Neurite óptica (inflamação do nervo óptico), parestesia (formigamento).

• Sintomas com a Progressão: Perda da função motora e sensorial, formigamento em pernas/corpo, visão dupla, perda visual duradoura, desequilíbrio, tremor, descontrole de esfíncteres, e intensa fadiga.

Tratamento da EM: O diagnóstico precoce é crucial para iniciar o uso de medicamentos imunomoduladores. O tratamento visa controlar a progressão da doença, mas ainda é um desafio devido à variabilidade da doença entre indivíduos.

6.4. Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA)

A Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA) é uma doença neurodegenerativa progressiva que afeta os neurônios motores superiores e inferiores, levando à morte dessas células. Não há cura.

Sintomas e Fisiopatologia:

• Fraqueza Muscular: Principal sintoma, acompanhada de endurecimento (esclerose) e perda de massa muscular (atrofia).

• Progressão: Começa geralmente em um lado do corpo e evolui para paralisia.

• Outros Sintomas: Cãibras, tremor muscular, reflexos vivos, espasmos e perda de sensibilidade.

• Comprometimento Não Motor: Embora classicamente motora, pode estar associada a disfunção executiva isolada ou síndromes demenciais (demência frontotemporal), e parkinsonismo.

• Excitotoxicidade Glutamatérgica: Na ELA, a capacidade dos astrócitos de remover glutamato do ambiente sináptico é reduzida, levando a um aumento tóxico de sua concentração e morte neuronal.

• Astrócitos Aberrantes: Observa-se a presença de astrócitos com marcadores e funções alteradas, incluindo mutações na enzima Superóxido Dismutase (SOD1), que causam estresse oxidativo e geram um ambiente tóxico para os neurônios motores.

6.5. Doença de Huntington (DH)

A Doença de Huntington (DH) é uma condição hereditária e progressiva em que as células nervosas dos gânglios da base se rompem ao longo do tempo. Não possui cura.

Sintomas e Progressão:

• Gânglios da Base: O dano nessa região afeta as capacidades motoras, cognitivas e psiquiátricas.

• Início dos Sintomas: Geralmente entre 30 e 50 anos, mas pode ocorrer em crianças e idosos.

• Sintomas Precoces: Alterações sutis de humor e cognição.

• Progressão: Movimentos arrítmicos, súbitos e involuntários (coreia), marcha instável, déficits mentais e comportamentais, e eventualmente demência.

7. Neurorregeneração: Desafios e Esperanças

A neurorregeneração refere-se ao reparo de tecidos nervosos, incluindo a geração de novos neurônios, glia, axônios, mielina ou sinapses. É um campo crucial dada a alta incidência de lesões neurológicas e doenças degenerativas.

7.1. Regeneração no Sistema Nervoso Periférico (SNP) vs. Central (SNC)

Existe uma diferença marcante na capacidade de regeneração entre o SNP e o SNC:

• Sistema Nervoso Periférico (SNP): Possui uma capacidade intrínseca de reparo e regeneração significativa. Quando um axônio é danificado, as células de Schwann e macrófagos migram para o local para eliminar detritos. As células de Schwann formam as bandas de Büngner, que protegem e direcionam o crescimento do axônio de volta aos alvos corretos, liberando fatores neurotróficos. A taxa de crescimento pode atingir 1-5 mm/dia.

• Sistema Nervoso Central (SNC): Ao contrário do SNP, as lesões no SNC não são seguidas por uma regeneração extensiva. O ambiente do SNC é hostil e não permissivo, inibindo o reparo. Isso se deve a:

  • Inibidores associados à mielina: Como NOGO, NI-35 e MAG, liberados por oligodendrócitos e detritos gliais.

  • Cicatrizes Gliais: Formam-se rapidamente, principalmente pelo acúmulo de astrócitos reativos e células precursoras de oligodendrócitos (NG2), que liberam moléculas que inibem o crescimento axonal (como Proteoglicanos de Sulfato de Condroitina - CSPGs e Proteoglicanos de Sulfato de Queratan - KSPGs).

  • Falta de Fatores de Crescimento: O SNC não expressa ou reexpressa fatores de crescimento de forma adequada após trauma.

  • Complexidade Funcional: Neurônios do SNC são altamente complexos, dificultando sua substituição funcional (Lei de Llinás).

7.2. Fatores Inibitórios Chave na Neurorregeneração (Foco para Concursos)

A formação de cicatrizes gliais é o principal obstáculo à regeneração no SNC. Várias moléculas contribuem para essa inibição:

• Proteoglicanos de Sulfato de Condroitina (CSPGs): Regulados positivamente por astrócitos reativos, inibem a extensão de neurites (brotos axonais). Certos tipos, como CS-E e aggrecan, são os mais inibitórios. O NG2, expresso por células precursoras de oligodendrócitos, também é um CSPG que inibe o crescimento de neurites e forma uma barreira extracelular.

• Proteoglicanos de Sulfato de Queratan (KSPGs): Também produzidos por astrócitos reativos, inibem a proliferação de neurites. A sulfatação é crucial para o alongamento da cadeia de queratan sulfato.

• Proteínas da Família Nogo (Nogo-A): Inibidoras da remielinização no SNC, especialmente em doenças autoimunes como a Esclerose Múltipla.

• Outros Fatores: NI-35 (fator de crescimento não permissivo da mielina), MAG (glicoproteína associada à mielina), OMgp (oligodendrócitos glicoproteína de mielina), Ephrin B3, Sema 4D (Semaphorin 4D), Sema 3A (Semaphorina 3A).

7.3. Tratamentos Clínicos e Pesquisas Futuras

Atualmente, não há tratamento para recuperar totalmente a função nervosa humana após lesões no SNC. No entanto, pesquisas e abordagens clínicas estão em andamento:

Para o SNP (Reparo e Enxertos):

• Cirurgia de Reconstrução Nervosa: Reaproxima as terminações nervosas cortadas. O prognóstico depende da idade do paciente, mecanismo e nível da lesão.

• Enxerto de Nervo Autólogo: Considerado o "padrão-ouro" para grandes lacunas no SNP. Segmentos de nervo são retirados de outra parte do corpo para servir como "guias" para a regeneração axonal. Apesar de ser o melhor, a recuperação da função ainda é limitada. A entrega local de fatores neurotróficos solúveis pode melhorar a regeneração.

• Aloenxertos e Xenoenxertos: Tecidos doados de outras pessoas (aloenxertos) ou espécies (xenoenxertos). Apresentam desvantagens como rejeição imune e risco de transmissão de doenças.

• Canal de Orientação do Nervo (Entubulação): Desenvolvimento de condutos bioartificiais para guiar o rebrote axonal.

Para o SNC e Neurodegeneração (Pesquisas Promissoras):

• Medicina Regenerativa:

  • Terapia gênica para expressar enzimas que digerem o tecido cicatricial, como a condroitinase ABC, abrindo caminho para a regeneração nervosa.

  • Uso de células-tronco e progenitores neurais para repor células gliais (e não apenas neuronais), o que pode abrir novas perspectivas para a restauração cerebral.

• Imunização:

  • Desenvolvimento de medicamentos que visam proteínas inibidoras da remielinização (ex: Nogo-A) ou outros inibidores, através de vacinação (imunização ativa) ou tratamento com anticorpos (imunização passiva).

• Foco na Glia: O conhecimento sobre o papel ativo das células gliais, especialmente os astrócitos, na modulação sináptica e como progenitores neurais, abre um novo campo para entender e tratar doenças neurológicas associadas à disfunção sináptica. A complexidade e o potencial dos astrócitos aumentam com a evolução do cérebro humano, sugerindo que a manipulação de sua função pode ser um caminho para restaurar o cérebro humano.

Dúvida Comum: As células gliais causam doenças ou apenas respondem a elas? Resposta: Antigamente, a disfunção glial era vista apenas como uma consequência do dano neuronal. No entanto, evidências crescentes sugerem que disfunções astrocitárias podem ser causas primárias na patogênese de diversas doenças neurodegenerativas como Parkinson, Alzheimer e ELA. Além disso, astrócitos aberrantes foram descritos em condições como ELA, contribuindo para o ambiente tóxico para os neurônios. Isso mostra um "lado mau" dos astrócitos, mas também um "lado bom" protetor.

O Futuro da Neurociência

O estudo dos neurônios e do sistema nervoso é um campo em constante efervescência. A compreensão aprofundada de suas unidades básicas, da comunicação sináptica e do complexo papel das células da glia está pavimentando o caminho para novas estratégias terapêuticas para doenças neurodegenerativas e lesões cerebrais. A capacidade humana de aprender, memorizar, sentir emoções e se organizar socialmente, que define nossa natureza, está intrinsecamente ligada à fina combinação da transferência de informações nas circuitarias neuronal e glial.

Os avanços recentes, como a demonstração de que o transplante de células gliais humanas em camundongos pode aumentar a plasticidade sináptica e o aprendizado, reforçam a ideia de que a neurociência ainda nos reserva muitas surpresas e, acima de tudo, esperança para milhões de pessoas afetadas por distúrbios neurológicos. Manter-se atualizado sobre esses temas é fundamental não apenas para o sucesso acadêmico e profissional, mas para entender a própria essência do que nos torna humanos.

Lista de Exercícios:

1. Qual é a função dos neurônios sensoriais ou aferentes?

   a) Transmitir informações do sistema nervoso central para os músculos e glândulas.
   b) Conectar neurônios aferentes com neurônios eferentes.
   c) Conduzir informações dos órgãos sensoriais para o sistema nervoso central.
   d) Regular o equilíbrio e a coordenação motora.

2. O que são neurotransmissores?

   a) Estruturas especializadas nos neurônios.
   b) Substâncias químicas que permitem a comunicação entre neurônios.
   c) Extensões dos neurônios que transmitem sinais elétricos.
   d) Centros de controle do neurônio.

3. Qual é a função dos neurônios piramidais?

   a) Regular o equilíbrio e a coordenação motora.
   b) Integrar informações de diversas regiões do cérebro e enviar sinais para outras áreas cerebrais e medula espinhal.
   c) Conduzir informações do sistema nervoso central para os músculos e glândulas.
   d) Conduzir informações dos órgãos sensoriais para o sistema nervoso central.

Gabarito:

1. c) Conduzir informações dos órgãos sensoriais para o sistema nervoso central.

2. b) Substâncias químicas que permitem a comunicação entre neurônios.

3. b) Integrar informações de diversas regiões do cérebro e enviar sinais para outras áreas cerebrais e medula espinhal.