Neurobiologia: Como está organizado o Sistema Nervoso?

30/11/2023 at 06:11:20

A neurobiologia é a ciência que se dedica a estudar as células do sistema nervoso, bem como, a organização dessas células para a formação de um dos tecidos mais complexos que constituem o corpo humano, o tecido nervoso. Dessa maneira, a neurobiologia integra o estudo da neurocitologia e neurohistologia para melhor compreensão do cérebro humano. As células que compõem o sistema nervoso são os neurônios e as células da glia. Ambos, são igualmente importantes para a fisiologia do cérebro.

Os neurônios são os responsáveis pela captação de estímulo, processamento da informação e transmissão do impulso nervoso para a célula alvo. São as unidades anatômicas e funcionais do sistema nervoso. Entretanto, apesar da sua individualidade, trabalhos publicados nas últimas décadas discutem a importância da rede neural na tomada de decisões. Para esses cientistas, o neurônio de forma individual não tem a capacidade na tomada de decisão. Para isso é necessário um conjunto de neurônios. Portanto, a rede neural seria a unidade anatômica e fisiológica.

Já as células da glia ou neuróglias desempenham diversas funções no sistema nervoso. Acreditava-se que funcionavam apenas como células de suporte para os neurônios, ajudando na nutrição e auxiliando. Entretanto, atualmente sabe-se que as funções das células da glia vão muito além, participa na neuroplasticidade regenerativa, sinalização, captação de neurotransmissores e até mesmo no impulso elétrico.

Assim como foi descrito pela teoria celular de Schleiden e Schwann, todos os seres vivos estão formados por unidade anatômica e funcional denominados de células. Essas, por sua vez, se unem para formar estruturas mais complexas chamadas de tecido. O corpo humano está constituído de 04 tipos de tecidos. O tecido epitelial, tecido muscular, tecido conjuntivo (propriamente dito: frouxo e o denso; e o de propriedades específicas: tecido ósseo, tecido sanguíneo, tecido cartilaginoso, tecido adiposo), e, por fim, o mais complexo e evoluído deles o tecido nervoso.

O tecido nervoso, assim como os demais tipos de tecidos está formado pela matriz extracelular ou também chamado de substância intercelular e as células. O que difere os tecidos entre si é a composição e a disposição da matriz e das células. Cada tipo de tecido possui células específicas e com formas adequadas para desempenhar a sua função.

De acordo com a teoria da diferenciação celular, afirma que todas as células são originadas de uma única célula em comum, a chamada célula ovo ou zigoto, proveniente da fecundação do óvulo com o espermatozóide. Portanto, todas as células do corpo humano são inicialmente genotipicamente e fenotipicamente iguais entre si, uma vez que, apresentam o mesmo genoma.

No entanto, com o desenvolvimento do corpo humano e de suas funções, alguns genes específicos presentes em cada célula são ativados e outros inativados, por esse motivo as células passam a se diferenciar uma das outras. A ativação de genes em particular promove a alteração da forma e também da função das células. É por esse motivo que se explica a razão pela qual o corpo humano ser formado por diversos tipos celulares com formas e funções diferentes mesmo sendo proveniente de uma única célula em comum.

As células do corpo humano se adaptam e modificam a forma para melhor desempenhar suas funções, por isso a forma das células está intimamente ligada à sua função. Ainda de acordo com a teoria da diferenciação celular, explica que, as células não diferenciadas ou não especializadas possuem a capacidade de desempenhar variadas funções no nosso organismo e tem a capacidade mitótica muito elevada podendo se regenerar facilmente. Sendo assim, quanto maior for o grau de diferenciação da célula, ou seja, quanto mais específica ela for para desempenhar uma função menor é a sua capacidade mitótica. O inverso também se faz verdadeiro. Por esse motivo se explica a capacidade regenerativa das células epiteliais quando comparadas a capacidade regenerativa dos neurônios e das células musculares.

O tecido nervoso está constituído por dois tipos de células muito importantes: Neurônios e células da glia (Neuróglia ou gliócitos). Os neurônios constituem a unidade básica primordial anatômica e fisiológica do sistema nervoso. Os neurônios são células pequenas e individuais, apresentam tamanhos e formatos diferentes dos demais tipos celulares encontrados no corpo humano. O cérebro humano possui aproximadamente 100 bilhões de neurônios que estão interligados entre si mediante reações químicas e bioquímicas, as quais permitem passar informações e estabelecer comunicação para todo o corpo, formando assim uma complexa rede neural. A habilidade de falar, andar, comer, pensar, sentir emoções, ver objetos, a capacidade de sentir o sabor, de ouvir sons e a consciência, todas essas funções apenas são possíveis serem realizadas em virtude da presença dos neurônios que constituem o cérebro humano.

Em uma análise individual os neurônios têm a capacidade de receber os estímulos mediante os dendritos, processar a informação no corpo celular ou soma e conduzir essa informação para que seja passada para outros neurônios ou outros órgãos por parte do axônio. No entanto, em uma visão ampla do funcionamento do sistema nervoso como um todo; os neurônios em conjunto desempenham funções altamente complexas que ainda não são compreendidas em sua totalidade pelos cientistas. Através do sistema nervoso é que o corpo humano é capaz da percepção sensorial do ambiente a sua volta, bem como controle de todos os órgãos, os 5 sentidos, a memória, o raciocínio, e até mesmo, habilidades muito elevadas ainda não esclarecidas pela ciência como a consciência.

Os neurônios estão formados basicamente por quatro partes: dendritos, corpo celular, axônios e terminais sinápticos.

Os dendritos são as ramificações iniciais de cada neurônio. Eles são responsáveis por captar as informações que vêm de outros neurônios ou órgãos e as transmitem para o corpo celular do neurônio. Para isso, apresentam receptores em sua membranas capazes de captar estímulos químicos ou elétricos e gerar um potencial de campo local (graduado), podendo ser excitatório ou inibitório.

O corpo celular também pode ser chamado de soma, é a porção do neurônio que mais se assemelha às outras células do corpo humano, pois é nele que estão presentes grande parte do citoplasma, o núcleo e as organelas membranosas e não membranosas. É a partir da soma neural que há o crescimento do neurônio. Além de ser a parte mais complexa e importante do neurônio, os corpos celulares desempenham uma função extremamente relevante para o sistema nervoso. São eles os responsáveis por processar as informações trazidas por meio dos potencial elétrico de campo local excitatório ou inibitório captados pelos dendritos. No interior do soma neuronal há uma somação dos milhares de estímulos recebidos pelos dendritos. Se a somação atingir o limiar (threshold) então é gerado o potencial de ação. Caso contrário não gera o potencial de ação. É importante compreender que os corpos celulares podem estar presentes no interior do sistema nervoso central (SNC) ou fora dele, no sistema nervoso periférico (SNP). A depender de sua localização serão nomeados de maneira distinta. Quando há um aglomerado de corpos celulares no SNP são conhecidos como gânglios, já o conjunto de corpos celulares dentro do SNC é conhecido como núcleo. Mais adiante iremos ver a importância dos gânglios e dos núcleos, a citar os núcleos da base importantes para a produção de dopamina e o desenvolvimento de uma doenças neurodegenerativas, a doença de Parkinson.

A parte final dos axônios formam ramificações chamadas de terminais pré-sinápticos ou telodendros. Em cada telodendro há botões sinápticos que contém vesículas carregadas de

mensageiros químicos que são os neurotransmissores. São eles os responsáveis pela sinapse e por transmitir informação para outros neurônios e órgãos. A sinapse é a região onde ocorre a transmissão de informação do neurônio pré-sináptico para o neurônio pós-sináptico. Os neurotransmissores dos botões sinápticos da célula pré-sináptica são liberados na fenda sináptica e captados pelos dendritos dos axônios da célula pós-sináptica.

As células da glia também podem ser chamadas de neuroglia ou gliócitos, são mais numerosas e menores que os neurônios. O termo Glia vem do Grego que significa cola, portanto, a palavra neuroglia significa ‘’cola neural’’. Essa palavra surgiu em virtude dos primeiros neurocientistas perceberem que as células da glia atuam como células de apoio e sustentação para manter a sobrevivência e a saúde dos neurônios.

Para os pesquisadores antigos os gliócitos eram capazes apenas de fornecer nutrientes aos neurônios retirando substâncias e íons do sangue para as células nervosas, impedir o ataque de patógenos, permitir um meio favorável para o seu crescimento e participar do processo de cicatrização. Muitos cientistas não valorizavam a função exercida pelas células da glia, pois para eles essas células não eram capazes de emitir sinais ou impulsos nervosos.

No entanto, com o avanço nas pesquisas os cientistas voltaram a atenção para os gliócitos ao descobrirem que essas células não apenas dão suporte aos neurônios para manter a sua sobrevivência como também atuam de maneira diferente com os sinais. Foi descoberto que os gliócitos são os responsáveis por emitir sinais químicos de orientação e de crescimento dos neurônios durante o desenvolvimento, de comunicação entre elas durante a fase adulta, de defesa e reconhecimento na vigilância de situações patogênicas e outras funções.

Existem cerca de 6 tipos de células da glia:

CÉLULAS DE SCHWANN: São as responsáveis por produzir e secretar a mielina, substância branca composta por esfingomielina (lipídio) e compõe a bainha de mielina. As células de Schwann estão presentes ao redor dos axônios dos neurônios do SNP, portanto são elas as responsáveis por produzir a bainha de mielina de todo o SNP. Uma única célula de Schwann é capaz apenas prover mielina apenas para um axônio.

OLIGODENDRÓCITOS: Exercem a mesma função das células de Schwann que é a produção da bainha de mielina, porém em regiões diferentes, enquanto que as células de Schwann atuam no SNP, os oligodendrócitos estão no SNC. Outra diferença entre essas células é que os oligodendrócitos podem produzir mielina para até cerca de 30 neurônios ao mesmo tempo.

MICROGLIA: São derivadas do sistema fagocitico mononuclear (os monócitos), por esse motivo, são responsáveis por participar do sistema de defesa do sistema nervoso, impedindo o ataque de patógenos. Faz o recrutamento de neutrófilos, monócitos e linfócitos em caso de inflamação. Também são capazes de tornar-se macrófagos para fazer fagocitoses de dendritos após um acidente vascular cerebral.

ASTRÓCITOS: Recebem esse nome em virtude de sua forma se assemelhar a uma estrela. Os astrócitos são localizados entre os neurônios e vasos sanguíneos. Ajudam a passagem de sangue para o encéfalo, dessa forma ocorre a passagem de nutrientes e íons. Foi descoberto também que os astrócitos participam em outras funções importantes:

1. Separam as células isolando grupos neurais e conexões sinápticas.

2. Captam nutrientes e íons do vaso sanguíneo para os neurônios.

3. Os astrócitos são altamente permeável ao K+, por isso participa na regulação do controle homeostático desse íon, restabelecendo a polarização. Durante a despolarização do neurônio, uma grande quantidade de K+ vai para o meio extracelular. Os astrócitos captam o K+ e os libera em uma região nos vasos sanguíneos. Os astrócitos também podem armazenar K+ em seu espaço intracelular.

3. Participam da sinalização entre neurônios. Esta função ainda é pouco conhecida.

4. Os astrócitos captam neurotransmissores das zonas sinápticas após a liberação para evitar o acúmulo desses neurotransmissores e o processo de toxicidade. Ex: glutamina, dopamina, noradrenalina, adrenalina, serotonina.

5. Os astrócitos têm a capacidade de formar novas sinapses através da liberação de uma substância chamada de trombospondinas.

6. Os astrócitos podem liberar fatores de crescimento (neurotróficos e gliotróficos) para a

sobrevivência dos neurônios e de gliócitos.

7. Os astrócitos também evita o estresse oxidativo através da enzima chamada de glutationa

peroxidase.

CÉLULAS EPENDIMÁRIAS E DO PLEXO COROIDE: Revestem os ventrículos do encéfalo e o canal central da medula e são as responsáveis por filtrar o plasma sanguíneo e formar o líquido cerebro espinhal.

GLIÓCITOS GANGLIONARES: dão suporte aos corpos celulares de neurônios no interior dos gânglios do SNP.