Tecidos animais: nervoso

Tecido Nervoso: A Central de Comando do Nosso Corpo

O tecido nervoso é, sem dúvida, um dos tecidos mais fascinantes e complexos do organismo animal. Sua principal função é organizar e coordenar as funções do corpo, permitindo a percepção do meio interno e externo, a análise de informações e a emissão de respostas rápidas e eficazes. É ele quem garante que um sinal seja percebido e que uma resposta seja transmitida, estabilizando condições intrínsecas como pressão sanguínea, teor de glicose, hormônios e padrões de comportamento.

Este tecido altamente especializado tem sua origem no folheto embrionário ectoderma, mais especificamente no neuroectoderma. Ele é composto por dois tipos principais de células: os neurônios (ou células nervosas) e os gliócitos (ou células da glia).

1. Neurônios: As Unidades Básicas de Transmissão de Sinais

Os neurônios são as unidades estruturais e funcionais básicas do sistema nervoso, responsáveis pela propagação do impulso nervoso. São considerados as maiores células do organismo e as mais importantes devido à sua capacidade de receber, integrar, analisar informações e emitir respostas.

1.1. Estrutura dos Neurônios: Partes Essenciais para a Conectividade

Um neurônio típico é composto por três partes básicas:

• Corpo Celular (Pericário): Esta é a porção principal do neurônio, contendo o núcleo grande e arredondado e o nucléolo. Por ser uma célula de alto metabolismo e sintetizar muitos neurotransmissores, o corpo celular possui um citoplasma amplo com numerosas organelas, incluindo grande quantidade de retículo endoplasmático rugoso e mitocôndrias. É o centro de controle que envia mensagens para a célula crescer, amadurecer, replicar-se ou morrer. Proteínas produzidas aqui são transportadas através do axônio.

• Dendritos: São prolongamentos ramificados que surgem do corpo celular, cuja principal função é receber estímulos de outros neurônios, células epiteliais sensoriais ou do ambiente. Eles transmitem essas informações em direção ao corpo celular. A maioria dos neurônios possui uma grande quantidade de dendritos, o que aumenta a superfície da célula para captação de impulsos.

• Axônio: Geralmente, cada neurônio possui apenas um axônio, que é um prolongamento mais longo que os dendritos, podendo atingir até 1 metro de comprimento. Ele se origina de uma região do corpo celular chamada cone de implantação e suas extremidades podem se ramificar em estruturas finas denominadas telodendro. A função principal do axônio é conduzir o impulso nervoso para outros neurônios ou células musculares. O citoplasma do axônio é pobre em organelas, contendo poucas mitocôndrias, retículo endoplasmático liso e microtúbulos. Existe um fluxo de transporte de substâncias (anterógrado e retrógrado) ao longo do axônio.

1.2. Classificação dos Neurônios: Funções Especializadas

Os neurônios podem ser classificados de acordo com sua função:

• Neurônios Aferentes (Sensitivos ou Sensoriais): São responsáveis por receber informações do ambiente (externo ou interno do corpo) e transmiti-las para o Sistema Nervoso Central (SNC) através de impulsos nervosos.

• Neurônios Eferentes (Motores): Transmitem informações do SNC para órgãos efetores (como músculos e glândulas), controlando suas ações.

• Interneurônios: Estabelecem conexões entre neurônios, formando a base para circuitos neuronais complexos.

1.3. A Importância da Bainha de Mielina e dos Nódulos de Ranvier

Envolvendo o axônio, há um isolamento elétrico chamado bainha de mielina. Esta bainha é crucial para a velocidade da transmissão do impulso nervoso e para a proteção do neurônio.

• Composição e Formação: A bainha de mielina é composta por bicamada de fosfolipídios, proteolipídios e proteína básica da mielina. Ela é formada por diferentes tipos de células, dependendo da localização:

  • No Sistema Nervoso Central (SNC), a mielina é formada pelos Oligodendrócitos.

  • No Sistema Nervoso Periférico (SNP), a mielina é formada pelas Células de Schwann. Cada célula de Schwann envolve um segmento de um único axônio.

• Nódulos de Ranvier: A bainha de mielina não é contínua; ela apresenta interrupções regulares ao longo do axônio, conhecidas como nódulos de Ranvier (ou nós neurofibrosos).

• Condução Saltatória: A presença da mielina e dos nódulos de Ranvier permite um tipo de condução do impulso nervoso conhecido como condução saltatória. Em vez de o impulso se propagar continuamente ao longo do axônio, ele "salta" de um nódulo de Ranvier para o próximo, onde os canais iônicos estão concentrados. Isso aumenta a velocidade de transmissão nervosa de 5 a 50 vezes e conserva energia para o axônio, pois apenas os nódulos se despolarizam, requerendo menos gasto energético para restabelecer os gradientes iônicos. Fibras não mielinizadas conduzem o impulso nervoso continuamente, mas com menor velocidade e maior calibre.

2. Gliócitos (Células da Glia): Os Guardiões e Auxiliares dos Neurônios

Embora sejam muito mais numerosas que os neurônios, constituindo cerca de 80% do tecido nervoso e ocupando metade do seu volume, as células da glia foram por muito tempo consideradas apenas responsáveis por nutrir os neurônios. No entanto, estudos mais recentes revelaram que elas desempenham uma variedade de funções essenciais:

• Nutrição e Proteção dos neurônios.

• Sustentação do tecido nervoso.

• Modulação dos impulsos elétricos.

• Regulação das sinapses pelos neurotransmissores.

• Neurogênese (formação de novos neurônios).

• Fornecimento de um microambiente propício para o bom funcionamento das células nervosas.

• Capacidade de estabelecer conexão umas com as outras.

Os gliócitos são classificados em dois grandes grupos no SNC, baseados em características funcionais e morfológicas: microglias (origem na mesoderme) e macroglias (origem na ectoderme).

2.1. Tipos de Células da Glia e Suas Funções Específicas:

• Microglias: São células pequenas, com poucos prolongamentos, presentes tanto na substância branca quanto na cinzenta do SNC. Elas desempenham um papel similar ao de macrófagos, atuando na defesa do sistema nervoso, removendo detritos celulares e patógenos.

• Oligodendrócitos: Possuem poucos prolongamentos (daí o nome "oligo" = pouco). Sua principal função é a mielinização dos neurônios do Sistema Nervoso Central (SNC), ou seja, a formação da bainha de mielina que envolve e protege os axônios no encéfalo e medula espinhal. Eles se originam do neuroepitélio.

• Células de Schwann: Encontradas no Sistema Nervoso Periférico (SNP), desempenham função similar aos oligodendrócitos, formando a bainha de mielina nas neurofibras periféricas. Cada célula de Schwann forma mielina em torno de um segmento de um único axônio. São derivadas da crista neural.

• Astrócitos: São as células da glia mais numerosas e diversas, com forma estrelada e muitos prolongamentos citoplasmáticos. Suas funções incluem:

  • Transporte de substâncias do sangue para os neurônios.

  • Sustentação física das células nervosas.

  • Auxílio na regeneração de lesões e no preenchimento de espaços no tecido nervoso causados por morte celular.

  • Existem dois tipos: astrócitos protoplasmáticos (na substância cinzenta, com prolongamentos curtos e ramificados) e astrócitos fibrosos (na substância branca, com prolongamentos menos numerosos).

• Células Ependimárias (Ependimoglia): São células epiteliais colunares que revestem os ventrículos do encéfalo e o canal central da medula. Em algumas regiões, são ciliadas, ajudando na movimentação do líquido cefalorraquidiano (LCR).

3. O Impulso Nervoso: A Linguagem do Sistema Nervoso

O impulso nervoso é o fenômeno complexo de alterações no potencial elétrico da membrana de uma célula nervosa que se propaga ao longo dos neurônios. É a base para que os sinais sejam percebidos e as respostas transmitidas.

3.1. Como Ocorre o Impulso Nervoso: Um Fenômeno Eletroquímico

O processo de transmissão do impulso nervoso envolve uma sequência de eventos eletroquímicos:

1. Potencial de Repouso: Quando um neurônio está em repouso (não transmitindo um sinal), sua membrana mantém um potencial de repouso, onde a superfície interna da membrana possui carga negativa em relação à superfície externa. Nas fibras nervosas mais calibrosas, esse potencial é de cerca de –90 milivolts. Essa diferença de potencial é mantida pela Bomba de Sódio-Potássio (Na+-K+ bomba), que bombeia ativamente íons sódio (Na+) para fora e íons potássio (K+) para dentro da célula, mantendo o gradiente de concentração. O líquido extracelular é rico em Na+ e Cl-, enquanto o líquido intracelular é rico em K+ e proteínas.

2. Estímulo e Despolarização: O impulso nervoso se inicia quando o neurônio sofre um estímulo suficientemente forte para desencadeá-lo. Essa intensidade mínima é chamada de limiar da fibra nervosa. Se o estímulo atinge esse limiar (geralmente um aumento abrupto do potencial de membrana entre 15 e 30 milivolts, ou de –90 mV para cerca de –65 mV), ocorre uma abertura súbita dos canais de sódio controlados por voltagem na membrana. Isso permite uma rápida entrada de íons sódio (Na+) para o interior da célula, o que inverte a polaridade da membrana: o interior torna-se positivo e o exterior negativo. Esse processo é conhecido como despolarização. Os canais de cálcio também podem ser importantes na geração do potencial de ação, especialmente no músculo liso, abrindo-se mais lentamente e permanecendo abertos por mais tempo.

3. Princípio do Tudo ou Nada: Uma vez que o limiar é atingido, o impulso nervoso é totalmente gerado e se propaga ao máximo de sua intensidade, ou seja, ele ocorre na sua capacidade máxima. Se o limiar não for atingido, o impulso não é gerado. Este é o princípio do tudo ou nada, que se aplica a todos os tecidos excitáveis normais.

4. Repolarização: Logo após a despolarização, os canais de sódio se fecham rapidamente, e os canais de potássio se abrem, permitindo que os íons potássio (K+) saiam da célula. Essa saída de cargas positivas restabelece a polaridade negativa no interior da membrana, retornando-a ao potencial de repouso. O processo de repolarização é acelerado pela saída de potássio.

5. Período Refratário: Após um estímulo, a fibra nervosa entra em um período onde não pode gerar um novo impulso.

   • Período Refratário Absoluto: Logo após a despolarização, os canais de sódio (ou cálcio) ficam inativados e não podem ser reabertos, nenhuma resposta é desencadeada, mesmo com um estímulo muito intenso. Para as fibras nervosas mielinizadas mais calibrosas, esse período é de cerca de 1/2.500 de segundo, limitando a frequência máxima de impulsos.

   • Período Refratário Relativo: Após o período absoluto, a fibra passa para um estado em que é capaz de responder a estímulos, mas apenas a estímulos mais fortes que o normal.

6. Restabelecimento dos Gradientes Iônicos: Embora um único potencial de ação cause uma alteração mínima nas concentrações iônicas, a bomba de Na+-K+ atua continuamente para restaurar os gradientes originais de sódio e potássio. Esse processo é metabolicamente ativo, consumindo ATP para seu funcionamento. A atividade da bomba é intensamente estimulada pelo acúmulo excessivo de íons sódio dentro da célula.

7. Propagação do Impulso: O potencial de ação se propaga ao longo da membrana do neurônio, afastando-se da região estimulada em todas as direções e por todas as ramificações da fibra nervosa até que toda a membrana seja despolarizada. Nas fibras mielinizadas, a condução é mais rápida e eficiente devido à condução saltatória entre os nódulos de Ranvier.

4. Sinapses: As Conexões que Transmitem Informações

As sinapses são as regiões especializadas de comunicação entre a terminação de um neurônio e a membrana de outro neurônio, ou entre um neurônio e uma célula efetora, como uma célula muscular ou glandular. Elas são essenciais para a conexão entre células vizinhas, permitindo a continuidade da propagação do impulso nervoso por toda a rede neuronal.

4.1. Mecanismo da Transmissão Sináptica:

Quando o impulso nervoso chega à extremidade do neurônio (terminal nervoso pré-sináptico), na sinapse, ele desencadeia a liberação de substâncias químicas chamadas neurotransmissores.

1. Liberação de Neurotransmissores: Pequenas vesículas contendo neurotransmissores (como a acetilcolina) são formadas no corpo celular do neurônio motor e transportadas até os terminais nervosos. A chegada do potencial de ação ao terminal nervoso abre canais de cálcio, aumentando a concentração de cálcio intracelular, o que, por sua vez, provoca a fusão das vesículas com a membrana do terminal e a liberação dos neurotransmissores para o espaço sináptico.

2. Ação dos Neurotransmissores: Esses neurotransmissores se difundem através do espaço sináptico e se ligam a receptores específicos na membrana da célula adjacente (pós-sináptica).

3. Geração de Novo Impulso: Essa ligação provoca a abertura de canais iônicos (como os canais de sódio) na célula adjacente, desencadeando um novo impulso nervoso nessa célula. No caso da acetilcolina, ela abre um poro negativamente carregado, permitindo a passagem de íons positivos.

4. Remoção do Neurotransmissor: Após atuar, o neurotransmissor é rapidamente removido do espaço sináptico (por enzimas, como a acetilcolinesterase para a acetilcolina, ou recaptação), o que evita a reexcitação contínua do músculo e garante a precisão da transmissão do sinal.

As células gliais, além de suas funções de suporte, também regulam as sinapses pelos neurotransmissores, demonstrando sua importância na modulação da atividade neural.

5. Organização do Sistema Nervoso: Central e Periférico

O sistema nervoso é anatomicamente dividido em duas partes principais:

5.1. Sistema Nervoso Central (SNC): O Centro de Processamento

O Sistema Nervoso Central (SNC) é composto pelo encéfalo (cérebro, cerebelo e tronco encefálico) e pela medula espinhal, localizados na caixa craniana e coluna vertebral, respectivamente.

5.1.1. Desenvolvimento do Encéfalo e Medula Espinhal:

O desenvolvimento do sistema nervoso é um processo complexo que ocorre relativamente tarde na embriogênese.

• Neurulação: É o processo inicial de formação da placa neural, pregas neurais e o fechamento dessas pregas para formar o tubo neural. A notocorda em desenvolvimento induz a formação da placa neural. Por volta do dia 18, a placa neural invagina, formando um sulco neural mediano com pregas neurais de ambos os lados, que são os primeiros sinais do desenvolvimento do encéfalo. No final da terceira semana, as pregas se aproximam e começam a se fundir.

• Formação das Vesículas Encefálicas:

  • No estágio inicial, formam-se três vesículas encefálicas primárias:

    • Prosencéfalo (encéfalo anterior)

    • Mesencéfalo (encéfalo médio)

    • Rombencéfalo (encéfalo posterior)

  • Posteriormente, o prosencéfalo e o rombencéfalo se diferenciam em cinco vesículas secundárias:

    • Telencéfalo (dá origem aos hemisférios cerebrais e ventrículos laterais).

    • Diencéfalo (dá origem ao tálamo e ao terceiro ventrículo).

    • Mesencéfalo (mantém o nome e dá origem ao aqueduto cerebral).

    • Metencéfalo (dá origem à ponte e cerebelo).

    • Mielencéfalo (dá origem ao bulbo).

• Flexuras Encefálicas: A partir da 5ª semana, o encéfalo cresce rapidamente, e esse crescimento desigual das diferentes áreas leva à formação de flexuras.

• Desenvolvimento da Medula Espinhal: As paredes do tubo neural se espessam, reduzindo gradualmente até restar o canal central da medula espinhal. O espessamento diferencial da medula espinhal produz o sulco limitante, que separa a placa alar (dorsal) da placa basal (ventral).

  • Os corpos celulares das placas alares formam os cornos dorsais (cinzentos), que são os núcleos aferentes (sensitivos).

  • Os corpos celulares das placas basais formam as colunas cinzentas, ventrais e laterais, ou seja, os cornos ventrais e laterais, que são as fibras eferentes (motoras). Os axônios do corno ventral formam as raízes ventrais do corno espinhal, que são eferentes e motoras.

5.1.2. Substância Cinzenta e Substância Branca:

No SNC, é possível fazer uma distinção macroscópica em áreas definidas como substância cinzenta e substância branca.

• Substância Cinzenta: É a área formada por tecido nervoso onde se encontram os corpos celulares dos neurônios, dendritos, alguns axônios e alguns tipos de gliócitos. No encéfalo, a substância cinzenta está localizada externamente (córtex cerebral), enquanto na medula espinhal, ela está localizada internamente, formando uma estrutura em forma de "H" ou "borboleta". A coloração rosa-acinzentada deve-se às organelas celulares.

• Substância Branca: É a área de cor esbranquiçada, principalmente devido à presença de mielina que envolve muitos axônios. Localiza-se internamente no encéfalo e externamente na medula espinhal. É rica em axônios mielínicos e amielínicos.

5.2. Sistema Nervoso Periférico (SNP): A Conexão com o Corpo

O Sistema Nervoso Periférico (SNP) é formado pelos nervos e gânglios nervosos que emergem do tronco cerebral e medula espinhal. Sua função é ligar o SNC aos outros órgãos do corpo, realizando o transporte de informações.

• Nervos: Os nervos são feixes de fibras nervosas (axônios). Incluem os nervos cranianos, espinais e viscerais.

• Gânglios Nervosos: São aglomerados de corpos celulares de neurônios situados fora do sistema nervoso central, espalhados pelo corpo, formando estruturas esféricas. O desenvolvimento dos gânglios espinais ocorre entre os dias 20 e 35, a partir de células da crista neural. Os neurônios unipolares dos gânglios espinhais derivam das células da crista neural e inicialmente são bipolares, tornando-se unipolares com a união de seus prolongamentos.

• Meninges: O mesênquima que envolve o tubo neural se condensa, formando membranas primitivas chamadas meninges (dura-máter, pia-máter e aracnoide-máter). O líquido cefalorraquidiano (LCR) começa a se formar a partir da 5ª semana.

6. Neurogênese e Regeneração Neural: Desmistificando Crenças Antigas

Por muito tempo, acreditou-se que os neurônios não se regeneravam na idade adulta, perpetuando o "mito da não regeneração dos neurônios". No entanto, essa informação não está totalmente correta, e a ciência atual oferece uma perspectiva mais otimista.

6.1. Neurogênese Adulta: Uma Realidade e Uma Esperança

A verdade é que um neurônio já diferenciado não prolifera. O que se observa no sistema nervoso é a produção de novos neurônios em áreas específicas chamadas neurogênicas. Estudos recentes, incluindo um publicado na revista Cell, constataram que os neurônios se regeneram também durante a idade adulta.

• Contribuição para o Funcionamento Cerebral: Esses novos neurônios podem ter um valor fundamental para o bom funcionamento do cérebro.

• Implicações para Tratamentos: O conhecimento dessa realidade abre portas para o desenvolvimento de diversos tratamentos que promovam essa geração de neurônios, especialmente em pesquisas relacionadas ao tratamento de doenças neurodegenerativas. Embora os processos de neurogênese adulta tenham um papel limitado e diminuam com a idade, eles fornecem pistas sobre a possibilidade de induzir a aparição de neurônios através de fármacos e tratamentos específicos.

• Plasticidade Sináptica: A aprendizagem permite trabalhar a plasticidade sináptica, que é a capacidade de conexão neuronal.

6.2. Fatores que Afetam a Saúde dos Neurônios:

É crucial cuidar dos neurônios para manter a saúde do sistema nervoso. Fatores negativos que podem afetar profundamente os elementos estruturais e funcionais do sistema nervoso incluem:

• Álcool e Drogas: Podem matar neurônios e alterar a plasticidade sináptica.

• Tabaco e Poluição: Quaisquer elementos que afetem negativamente o sistema nervoso.

• Falta de Exercício Mental e Solidão: Neurônios também podem morrer por inatividade.

6.3. Desafios e Avanços na Pesquisa:

A pesquisa em neurogênese é um campo em pleno desenvolvimento. Embora avanços tenham sido obtidos, ainda existem incertezas e um longo caminho a ser percorrido. O apoio financeiro de governos e instituições de fomento é vital para o desenvolvimento desta área, que é central para a proteção da saúde coletiva. Os estudos sobre o sistema nervoso ganharam vulto principalmente na "Década do Cérebro" (1990-2000), e as interrogações ainda superam o conhecimento adquirido, ressaltando a necessidade contínua de apoio à pesquisa.

Espero que este material seja de grande valia para seus estudos!

Lista de Exercícios:

1. Qual é o principal papel do tecido nervoso?

   a) Produção de hormônios.

   b) Contração muscular.

   c) Transmissão e processamento de informações.

   d) Absorção de nutrientes.

2. O que são neurônios?

   a) Células de suporte aos neurônios.

   b) Células musculares.

   c) Células condutoras de impulsos elétricos.

   d) Células produtoras de hormônios.

3. Qual é a função da mielina?

   a) Aumentar o isolamento e a velocidade de condução dos impulsos nervosos.

   b) Regular o ambiente químico ao redor dos neurônios.

   c) Produzir células de defesa.

   d) Conectar neurônios com órgãos efetores.

Gabarito:

1. c) Transmissão e processamento de informações.

2. c) Células condutoras de impulsos elétricos.

3. a) Aumentar o isolamento e a velocidade de condução dos impulsos nervosos.