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Introdução ao Sistema Nervoso Central e ao Sistema Nervoso Periférico Propriedades da membrana do neurônio Potencial de repouso Silvana Allodi Programa de Neurobiologia Instituto deBiofísica Carlos Chagas Filho UFRJ
Sistema Nervoso Central e Periférico
Silvana Allodi Programa de Neurobiologia Instituto deBiofísica Carlos Chagas Filho
Figura 1.10. Monsieur Laborgne foi um paciente que possibilitou uma grande descoberta da Neurologia. Depois de um acidente vascular encefálico, Laborgne não conseguiu mais falar. Após sua morte, seu cérebro (à esquerda) foi estudado pelo neurologista francês Pierre-Paul Broca (1824-1888; foto à direita), que lançou a hipótese, hoje muitas vezes confirmada, de que a linguagem e muitas outras funções neurais, são precisamente localizadas em regiões específicas do encéfalo.
Figura 1.11. A localização funcional pode hoje ser demonstrada em pessoas normais em vida, através da ressonância magnética funcional. Essa técnica de imagem mostra as regiões mais ativas do cérebro, quando o indivíduo é estimulado ou executa uma tarefa específica. Neste caso, o indivíduo foi solicitado a refletir sobre uma frase com implicações morais: a atividade neural correspondente ficou bem localizada no lobo frontal em ambos os lados (áreas em vermelho e amarelo). Foto cedida por Jorge Moll Neto, do Grupo Labs - Rede D’Or.
Formação do Tubo neural
Formação do SNC
Telecéfalo: Córtex, Núcleos da base, Hipocampo, Amígdala, Bulbo olfatório. Diencéfalo: Tálamo, hipotálamo, subtálamo, epitálamo, retina, nervos e tratos ópticos. Mesencéfalo: Mesencéfalo Metencéfalo: Ponte e cerebelo. Mielencéfalo: Bulbo.
Figura 1.1. O sistema nervoso central do homem aloja a imensa maioria dos neurônios, e está contido no interior da caixa craniana (o encéfalo) e da coluna vertebral (a medula espinhal). Já o sistema nervoso periférico é constituído de uma menor proporção de neurônios, mas apresenta uma extensa rede de fibras nervosas espalhadas por quase todos os órgãos e tecidos do organismo. No desenho, apenas a metade esquerda foi representada.
Figura 1.4. Os dois hemisférios cerebrais podem ser vistos de cima (A) ou de trás (B). O cerebelo e o tronco encefálico são visualizados por trás (B) ou de lado (C). E quando o encéfalo é dividido ao meio no plano sagital (D), vêem-se algumas das estruturas internas como os ventrículos e a face medial dos hemisférios cerebrais , e estruturas parcialmente encobertas pelos hemisférios e o cerebelo, como o mesencéfalo, a ponte e o bulbo.
Tabela 1.1 Classificação Hierárquica das Grandes Estruturas Neuroanatômicas
SNC
Encéfalo
Cérebro
Cerebelo
Telencéfalo Diencéfalo Córtex Cerebral
Córtex Cerebelar
Núcleos Profundos
Medula Espinhal Tronco Encefálico
Mesencéfalo
Núcleos da Base
© CEM BILHÕES DE NEURÔNIOS by Roberto Lent
Ponte
Bulbo
Placa neural
A
B
Células da crista neural G ânglio espinhal
Sulco neural Melanócitos da pele
G ânglios autonômicos
Notocórdio
Células da crista neural Tubo neural
Divisão gastroentérica do sistema nervoso autônomo
G lândula suprarrenal (medula)
© CEM BILHÕ ES DE NEURÔNIOS by Roberto Lent
Figura 2.5. A. As cristas neurais aparecem em cada lado a partir das células que ficam nas bordas de fusão (em vermelho) da placa neural, quando esta se dobra para formar o tubo neural. B. Imediatamente as células da crista neural migram por longas distâncias para formar diversos gânglios e outros órgãos e tecidos.
Células Progenitoras da Crista Neural
Citologia e Biologia Celular das Células Nervosas Neurônios •Diversidade •Estrutura do neurônio •Especializações subcelulares e funções básicas
Neurônio X Glia
Figura 1.7. A apresenta um neurônio do córtex cerebral de um roedor, marcado com um corante fluorescente. Vê-se o axônio dirigindo-se primeiro para baixo e depois para a direita, com um ramo menor dirigindo-se para a esquerda. Muitos neurônios do córtex humano são parecidos com esse. B apresenta gliócitos de roedor mantidos artificialmente em um meio de cultura, e corados com um marcador específico para proteínas gliais. Foto A cedida por Cecilia Hedin-Pereira, do Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, UFRJ. Foto B cedida por José Garcia-Abreu, do Departamento de Anatomia do Instituto de Ciências Biomédicas, UFRJ.
Neurônios
Neuróglia
Neurônios e sua diversidade (1) Figura 3.1. O histologista espanhol Santiago Ramón y Cajal foi um dos primeiros a i d e n t i f i c a r os diferentes tipos de neurônios, que ele mesmo desenhou ao microscópio. Este desenho representa as células nervosas do córtex cerebral de um gato. As células A, B, C, F e G são p i r a m i d a i s d e diferentes tamanhos, enquanto E, L e M são estreladas. Os axônios estão assinalados por d i m i n u t a s letras a, e algumas das camadas corticais estão indicadas por números à e s q u e r d a . Reproduzido de S. Ramón y Cajal (1955). Histologie du Système Nerveux de l´Homme et d e s V e r t e b r é s . I n s t i t u to Ra m ón y C a j a l , Espanha.
Neurônios: Capacidade de responder a estímulos, ou seja, são células excitáveis; Podem responder de forma localizada ou propagar para outras células: Impulso nervoso; Através dos seus prolongamentos formam circuitos; Detectam, transmitem e analisam os estímulos; Organizam e coordenam as funções do organismo.
Tipos neuronais e sua estrutura básica
Figura 1.8. Os neurônios só podem ser vistos ao mic ro s có pio , g er alment e depois que se retira um pequeno pedaço do encéfalo (acima, à esquerda), levandoo ao micrótomo para obter cortes muito finos. Estes podem ser corados com substâncias fluorescentes ou corantes visíveis a iluminação comum, para mostrar os neurônios com suas formas variadas na disposição dos dendritos e do axônio (acima, à direita). Os desenhos representam neurônios de d i v e r s o s t i p o s morfológicos:pseudounipolar (A), estrelado (B), de Purkinje (C), unipolar (D) e piramidal (E). Foto de fluorescência cedida por Cecilia Hedin-Pereira, do Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, UFRJ.
Espículas
Tipos neuronais e sua estrutura básica (2) Função neuronal: comunicação
Citoplasma
Microtúbulos, neurofilamentos e microfilamentos
Transporte axonal (1)
Transporte axonal (2)
Figura 3.9. Os microtúbulos são componentes do citoesqueleto do neurônio que desempenham papel importante no transporte de organelas e substâncias ao longo do axônio, nos dois sentidos: do soma ao terminal (transporte anterógrado), e vice-versa (transporte retrógrado). O detalhe à esquerda mostra vesículas sendo transportadas ao longo dos microtúbulos pela ação de uma proteína motora associada a eles, a cinesina.
Dendritos e as espículas ou espinhas dendríticas
F i g u r a 3 . 8 . A s e s p in h a s de nd rí tic as s ão d iminu tas protrusões que emergem de um tronco dendrítico principal (A). As fotos A, B e C são sucessivas ampliações (retângulos brancos) de uma célula preenchida com um corante fluorescente, vista ao microscópio óptico. Os círculos b r an c o s e m B a s s i na la m espinhas dendríticas. A foto C mostra uma delas em grande ampliação. A foto D mostra um corte ultrafino visto ao microscópio eletrônico, ilustrando uma sinapse (seta) de um terminal axônico (à direita) com uma espinha (à esquerda). A foto E representa o molde metálico de um dendrito visto ao mic ro sc óp io elet rô nic o de varredura, apresentando uma espinha dendrítica íntegra e inúmeros “talos quebrados” de espinhas (setas vermelhas). D modificado de A. Peters et al. (1976) The Fine Structure of the Nervous System. W.B. Saunders Co., EUA. E modificado de K.M. Harris et al. (1992) Journal of Neuroscience 12: 2685-2705. Fotos A, B e C cedidas por Monica R o c h a , d o D e pa r t a m e n t o d e Farmacologia do Instituto de Ciências Biomédicas da UFRJ.
Núcleo, RER e Aparelho de Golgi: síntese de proteínas
•Canais iônicos •Receptores de membrana •Transportadores •Enzimas de síntese e de degradação de neurotransmissores •Peptídeos neuroativos
Foto cedida por Marilia Z.P. Guimarâes e Jan Nora Hokoç
Canais iônicos (1)
Canais iônicos (2)
Alterações em canais iônicos
Familial hemiplegic migraine Episodic ataxia type 2 X-linked congenital stationary night blindness
Generalized epilepsy with febrile seizures
Receptores de membrana
