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Olá, meu nome é Marta Medeiros, e essa é a continuação da aula de fisiologia, sobre a introdução ao sistema nervoso. Nessa parte, nós vamos falar sobre os tipos celulares do sistema nervoso.
Aqui nós temos um corte com coloração por prata, uma coloração que a gente chama coração de Golgi. Ela foi descoberta por Ramon y Cajal, um grande histologista. E essa foi a primeira forma de avaliar a forma dos neurônios. Então, essa prata impregna em algumas células e você consegue corar algumas células do sistema nervoso. Se corasse todas as células, a gente só veria preto, né? Então, aqui a gente está vendo a integração de algumas células e aí você consegue perceber, então, a forma, a anatomia dessas células. Aqui você está vendo uma forma celular que a gente chama de célula piramidal, onde você vê o corpo celular, você vê os dendritos.
Nessa figura, nós também vemos outros tipos celulares como células gliais. Então, o sistema nervoso ele tem duas classes de células: os neurônios, que são responsáveis, então, pela comunicação celular propriamente dita, pelo transporte de informação propriamente dita, enquanto que as células gliais são responsáveis por vários outros fatores de regulação do funcionamento do neurônio, que a gente vai ver daqui para frente. Os neurônios são classificados de acordo com o tamanho, com a forma e com a estrutura química, que a gente vai ver também. E você tem funções especializadas, que eu falei, funções especializadas para os neurônios e para as células gliais.
Existe uma discussão sobre a quantidade a mais de células gliais a mais no sistema nervoso. Antigamente, se acreditava que existiam 50 vezes mais células gliais que neurônios. Hoje, a gente acredita em torno de cinco a dez vezes mais. Tem estudos que mostram três vezes mais células gliais que neurônios.
Então, vamos falar rapidamente do neurônio, que a gente vai discutir na disciplina praticamente mais sobre o neurônio. Então, o neurônio é uma célula onde você pode ver aqui, é o corpo celular, né, onde você tem um núcleo, com as principais organelas, retículo endoplasmático, complexo de Golgi, e etc., citoplasma, mitocôndrias. E além disso, você tem, então, os dendritos, que são as regiões de captação da informação. A maioria das informações chegam nos dendritos. A gente representa um neurônio dessa forma com corpo celular muito grande, mas a gente sabe que, na representação normal dos neurônios, os dendritos é a região de maior, é a área. Aqui você também consegue perceber o axônio, na região de transporte da informação, a propagação da informação propriamente dita, e no final dos axônios, temos os terminais sinápticos, são responsáveis, então, pela comunicação com as células seguintes.
Então, os neurônios são responsáveis pela função de receber e integrar os inputs dos dendritos, gerar o potencial de ação. Isso acontece no corpo celular, no início, ali do axônio, no lugar que a gente chama de axônio de Hillock. Além disso, o neurônio é capaz de propagar a informação, conduzir o potencial de ação pelo axônio e transmitir essa informação, esse input para outras células. Pode ser um outro neurônio, pode ser músculo, glândula ou o sangue.
Os neurônios podem ser classificados de várias formas. Uma classificação funcional bem básica, que separa os neurônios entre sensorial ou aferente. Estes são neurônios capazes de captar estímulos fora do sistema nervoso, então estímulos elétricos, mecânicos, químicos. Então, são chamados neurônios sensoriais. Neurônios motores, ou eferentes, são neurônios que ativam um músculo ou uma glândula e liberam neurotransmissor no sangue (neuro-hormônios). E os interneurônios são neurônios que não são nem motores nem sensoriais, ou seja, conectam um neurônio com outro. Essa classificação é bem vasta, né?
Em relação à classificação estrutural, nós temos neurônios com morfologias muito distintas. Mas normalmente representamos o neurônio como uma célula multipolar, essa quando você tem um corpo celular e várias ramificações de dendritos e o axônio. Aqui, só representei a célula bipolar, onde você tem um dendrito ramificado, esse dendrito único se conecta ao corpo celular e depois o corpo celular aos dendritos. E você tem aqui, né, a célula unipolar, ou pseudo bipolar, que é uma célula que tem dendritos ramificados, depois eles se conectam, formando um dendrito único. Esse dendrito único se conecta unicamente com o corpo celular, e esse neurônio aqui, essa morfologia é dos neurônios sensoriais somatossensoriais, que são muito importantes para a gente. A gente vai discutir bastante sobre ele.
Aqui, eu mostro algumas morfologias distintas de diferentes tipos de neurônios, só para ter uma ideia, a gente tem diferentes morfologias. Aqui você vê neurônios poucos ramificados, como este neurônio da formação reticular que está aqui, pequeno neurônio da formação reticular, ou a célula de Purkinje, que tem grandes ramificações dendríticas. O que a gente leva em conta é o funcionamento da célula multipolar para entender o funcionamento de outras células. Mas através de circuito de computador e de programação, você consegue discutir diferentes circuitos já com morfologia de neurônios diferentes.
E as células gliais? Então, as células gliais, a gente está vendo aqui nessa figura, que ele representa o neurônio em rosa, ou oligodendrócito em amarelo, fazendo a mielinização deste axônio. Você tem aqui um astrócito em vinho, roxo, né. Aqui a micróglia e também a célula ependimária. O que que a gente pode lembrar é que a célula de gliais, é que as células progenitoras do sistema nervoso, elas vão originar neurônios e oligodendrócitos e também os astrócitos. Tá, então, vamos falar um pouquinho sobre as células. Deste tipo de células gliais, os principais são os astrócitos, a micróglia, que as células do sistema imune residente no sistema nervoso, o oligodendrócito e as células de Schwann. O oligodendrócito produz mielina no sistema nervoso central e a célula de Schwann produz mielina no sistema nervoso periférico.
Independente do tipo celular, durante o desenvolvimento, as células gliais são responsáveis pelo suporte estrutural do sistema nervoso em desenvolvimento e, independente do tipo celular, também são responsáveis pela liberação de fatores de crescimento. Então, em relação ao suporte estrutural, o suporte estrutural acontece durante o desenvolvimento e não no cérebro adulto. No cérebro adulto, o neurônio já tem estrutura própria e não precisa da célula glial para guiá-lo, para sustentá-lo. Mas durante o desenvolvimento, sim. Então, você tem aqui a placa neural. Lá na embriologia, para vocês lembrarem, a placa neural, placa neural, faz aquela invaginação formando um sulco neural. Sulco neural dá origem ao tubo neural, e o tubo neural, que está representando aqui, que vai dar origem ao sistema nervoso central, né, ele então tem aqui, nessa, uma parte dessa aqui é o tubo neural, nessa representação aqui, nessa região mais interna, a gente chama de zona germinativa, onde os neurônios fazem mitose e depois que se multiplicam, vão migrando para a região onde eles devem ficar e lá eles vão expandir e se conectar ao sistema nervoso adulto. Então, é isso aqui. Aqui a zona germinativa, o neurônio nasceria aqui e iria andando, migrando, andando não, migrando em direção a uma região mais, né, mais externa. Tá bom, então, se você corta essa célula glial, o neurônio não sabe para onde ir, levando a alterações congênitas.
Bom, as células são responsáveis pela produção de fatores de crescimento. Esses fatores de crescimento não são providos apenas por células gliais, mm, elas fazem um papel importante na sua produção. Então, você está vendo aqui a representação onde ele mostra os astrócitos, a microglia e os oligodendrócitos e alguns fatores que eles produzem. Então, aqui os astrócitos produzem o GDNF, CNF, VEGF e o BDNF. Os oligodendrócitos produzem o NGF, CNTF, BDNF, NT3, e assim por diante. Então, estes fatores são fundamentais para a manutenção do neurônio vivo e para possível neurogênese e plasticidade celular. Os fatores de crescimento são fundamentais para a sobrevivência do neurônio.
Aqui, a gente, nesse, nesse estudo, ele está mostrando então a ação do estradiol na neurogênese. Então, estradiol vai produzir aqui crescimento dendrítico, espinogênese e sinaptogênese. Então, o estradiol, ele atua aqui para produzir este efeito através da liberação de BDNF. Então, o estradiol vai na célula e promove a transcrição genética que leva à liberação de BDNF, e o BDNF vai então atuar através de seus seus receptores, que vai levar a esses mecanismos de transcrição, levando então sinaptogênese. E isso não seja o caso, exemplo que ele está dando um efeito do estradiol é mediado pelos todos fatores de crescimento, tá bom. Aqui, o exemplo não são de células gliais, mas só para lembrar a importância dos fatores de crescimento.
Em relação à função dos astrócitos, os próximos relacionados ao suporte metabólico, tanto transporte de nutrientes como de excretas, a formação da barreira hematoencefálica, o encapsulamento da sinapse, tamponamento de neurotransmissor, a gente vai discutir sobre isso, a regulação do ambiente químico e iônico, a formação da cicatriz glial e também age como fagócito. Essa figura, ela, ela é uma figura que mostra o efeito, a ação dos astrócitos em diferentes mecanismos. É uma figura muito, muito vasta, mas ela é importante para a gente ver alguns aspectos disso. Então, aqui ela está mostrando aqui, essa, essa caixa, a caixa rosa, então, a gente conversar, falar sobre a função dos astrócitos, aqui que ele colocou aqui, que é o ciclo glutamato e glutamina (que ele representou aqui com a com essa caixa rosa). A ideia é que quando você tem aqui, ele está representando uma sinapse glutamatérgica, então, quando o glutamato é liberado, ele vai atuar na célula seguinte, produzindo despolarização. Se o neurônio, se glutamato está em excesso, ele vai produzir excitotoxicidade na célula seguinte, a célula seguinte pode morrer. Então, você tem que controlar a quantidade, a disponibilidade de glutamato na fenda sináptica. Para isso, então, você tem o astrócito, que está aqui, o grandão, ele tem, então, transportadores, que a gente chama de transportador de aminoácido excitatório, que aquele colocou como EAAT, que vai captar o glutamato. No astrócito, o glutamato vai se transformar em glutamina (através da glutamina-sintetase), e glutamina vai ser liberada novamente para o neurônio, fazendo um ciclo glutamato-glutamina. Além da célula glial retirar o excesso de glutamato da fenda, ela vai possibilitar a reciclagem da molécula de glutamato.
Bom, nessa caixa aqui, é a caixa azul, mostrando o transporte de lactato. Quanto maior é a captação de glutamato por esse transportador, ou seja, quanto maior é a atividade desse neurônio (aqui dessa via), maior vai ser, então, a captação de glicose através de receptores de GLUT1, de glicose, que vão captar glicose no capilar. Essa glicose vai ser metabolizada em ácido lático, em lactato, que então, vai ser liberado para a célula (para o neurônio) através de um transportador de lactato, que ele colocou ali como o transportador de mono carboxilado. E aí o lactato entra no neurônio e é metabolizado diretamente. Tudo bem, então, como se a célula glial já desse a molécula meio mastigada, vamos assim, para o neurônio.
A célula glial também é responsável pelo tamponamento de pH. Você tem aqui, nessa caixa em amarelo, o excesso de H+ liberada aqui pelo neurônio é então tamponado pela liberação de bicarbonato feita pelo astrócito. O astrócito também é responsável pelo tamponamento de potássio, então, a liberação de potássio aqui, ela tem uma bomba de potássio que vai captar o potássio em excesso e regular o potássio. Além disso, o astrócito também é responsável pelo metabolismo da glutationa. Ele libera glutationa no espaço extracelular, que é então clivada, já faz parte do metabolismo do neurônio. Tudo bem?
Bom, além desses, dessas funções, o astrócito também participa da barreira hematoencefálica. Vocês lembram da barreira? A gente, aqui, está mostrando aqui a figura do endotélio vascular, de um capilar encefálico, de um capilar do sistema nervoso central, onde você vê o endotélio vascular e essas pequenas regiões aqui que a gente chama de junções tight. Essa forma das junções tight, somada à presença dos pericitos da lâmina basal, faz com que o capilar não deixe passar substâncias de alto peso molecular, hidrossolúveis para o sistema nervoso central. Então, o que a gente chama de barreira hematoencefálica, ela protege a gente, né, de substâncias tóxicas ou possivelmente tóxicas entrarem para o nosso sistema nervoso central. Só passa por essa barreira substâncias de baixo peso molecular, muito pequenas, ou substâncias que são lipossolúveis. Outras substâncias precisam, ou então de transportadoras, é isso que a gente está mostrando aqui. Então, aqui, aqui você tem o endotélio vascular, e aí você tem essas bolinhas aqui que são os transportadores, o transportador de glicose, o transportador de lactato, transportador de aminoácido excitatório. Além disso, a célula glial vai controlar a permeabilidade desses capilares do sistema nervoso. Então, ela modula a permeabilidade, então ela pode aumentar a disponibilidade de determinados transportadores, modulando a permeabilidade vascular.
As células gliais são responsáveis também pela formação da cicatriz glial, que a gente chama de gliose, né, e agem também como fagócito. Essa aqui é uma representação da medula espinhal mostrando, então, o número de células de uma situação pós-lesão, que é muito comum. Então, aqui você vê, essas figuras aqui são axônios, aqui são a representação dos oligodendrócitos e da mielina, e aqui você vê a representação dos astrócitos normais e dos astrócitos reativos, que se multiplicam e criam uma cicatriz e quando essa cicatriz é muito grande, ela impede que os neurônios se reconectem. Então, uma cicatriz grande na medula espinhal após trauma dificulta a reabilitação. No encéfalo, quando existe uma lesão encefálica, ou um AVC, ou trauma, esta gliose pode ser foco de descarga paroxísticas anormais, levantando a formação de um foco epiléptico. Então, o estudo de como estes astrócitos são ativados e como é que você pode controlar essa gliose é muito importante para a gente.
A micróglia é uma célula do sistema imune que mora no sistema nervoso central, então, ela age como fagócito e é importante, né, para neuroinflamação, juntamente com os astrócitos. Aqui, eu tenho uma representação, essa figura, e ela está representando a importância da microglia na ativação de fatores de resolução da inflamação. Mas a gente sabe que a micro (a gente colocou só isso para a gente lembrar), mas a micróglia, ela é importante porque ela tem dois estados: estado ativo e não ativo. E no estado ativo, ela induz a um processo de amplificação da informação, ativando então citocinas pró-inflamatórias como IL-1 beta, TNF-alfa, a IL-6. Essas citocinas vão amplificar o processo inflamatório e aumentar ainda mais a área de lesão. Ao mesmo tempo, essas microglias podem alterar o seu estado e levar um estado de reparação celular, ativando o processo de liberação de citocinas anti-inflamatórias como IL-10 e o TNF beta. Então, essas citocinas vão inibir os processos inflamatórios e vão ativar o processo de regeneração celular, aumentando a liberação de fatores tróficos e estimulando a regeneração do tecido. Aqui é só para lembrar, né, que essas células estão, né, dos dois estados, tanto no processo pró-inflamatório como no processo anti-inflamatório.
As células gliais, aqui, a gente colocou as células produtoras de mielina, só um importantíssimo para o processo de propagação celular, propagação neuronal. Aqui, eu tenho o oligodendrócito, que é responsável pela mielinização do sistema nervoso central, e as células de Schwann do sistema nervoso periférico. Os oligodendrócitos são importantes, são células mais sensíveis, mais próximas ao neurônio, pela questão genética e em são são bem sensíveis na injúria, facilmente morrem. A mielina produzida pelos oligodendrócitos tem elementos inibitórios à regeneração. Um dos motivos que o sistema nervoso tem baixa capacidade de regeneração é também por causa da mielina produzida pelos oligodendrócitos. A mielina produzida pelas células de Schwann não tem esses fatores inibitórios, então, além de outros fatores, fazendo com que o sistema nervoso periférico tenha a capacidade de regeneração muito maior.
Para finalizar, o papel das células gliais não está apenas relacionado a processos de neuroinflamação e que relacionado com traumas e lesões no sistema nervoso, mas também vários outros fatores e várias outras doenças, inclusive doenças psiquiátricas. Vários mecanismos deletérios no sistema nervoso estão relacionados com neuroinflamação e um deles é a relação com desordens psiquiátricas. Então, nessa, nesse exemplo que eu coloquei aqui, eles viram que anormalidades das células gliais estão presentes no cérebro de pacientes com esquizofrenia. Só para a gente entender, né, que a gente tem que ficar atento à regulação do funcionamento das células gliais é muito importante para a gente entender, né, o papel delas no desenvolvimento de diferentes tipos de doença. Tá bom, então, vamos ficar aqui. A próxima aula é sobre a organização do sistema nervoso.