NEURÔNIOS E GLIA

Prof. Msc. Pablo Tortato Waltrick

Todos os tecidos e órgão do corpo humano são formados por células com funções especializadas e modo de interação que determinam as funções dos órgãos.

Os neurônios percebem as modificações no meio ambiente e informam aos outros neurônios, comandando respostas corporais às sensações.

Acredita-se que a glia contribua para a função encefálica principalmente por isolar, sustentar e nutrir os neurônios vizinhos.

Neurônios corados com a técnica de Nissl

Neurônios corados com a técnica de Golgi

O método de Golgi nos mostra que os neurônios têm pelo menos 2 partes:

• A região dilatada, que contém o núcleo, recebe diferentes nomes: corpo celular, soma ou pericário.

• Os tubos finos que saem do soma são chamados de neuritos, havendo 2 tipos: axônios e dendritos

Os componentes básicos de um neurônio.

O corpo celular freqüentemente origina um único axônio, com diâmetro uniforme por toda sua extensão, e quando se ramifica, os ramos projetam-se em ângulos retos.

Os axônios se estendem por grandes distâncias no corpo (de um metro ou mais), funcionando como “cabos” que transportam informações que emergem dos neurônios.

Os dendritos raramente se estendem por mais de 2 mm. Eles relacionam-se intimamente com os axônios, e atuam como uma espécie de “antena” recebendo os sinais de entrada.

Santiago Ramón y Cajal, defendia ferrenhamente que os processos de diferentes neurônios não possuem continuidade entre si e devem se comunicar por algum tipo de contato descontínuo, esta idéia veio a ser conhecida como doutrina neural.

Um dos desenhos de Cajalsobre a circuitaria do encéfalo.

O SOMA

É estrutura aproximadamente esférica, na parte central do neurônio, tendo aproximadamente 20µm de diâmetro.

O fluido aquoso do interior é o citosol, é uma solução salina, rica em potásio e separada do meio externo pela membrana neural.

Dentro do soma existem ainda as organelas.

As mais importantes são o núcleo, o retículo endoplasmático rugoso, o retículo endoplasmático liso, o complexo de Golgi e as mitocôndrias.

O núcleo, é esférico, localizado centralmente com diâmetro entre 5 e 10 µm, delimitado por uma dupla membrana porosa. Dentro dele estão os cromossomos, que contêm o material genético DNA.

Diferentes partes quecompõem o neurônio.

O RE rugoso, é mais abundante nos neurônios do que na glia ou em outras células não-neuronais. É o maior sítio de síntese protéica nos neurônios.

O RE liso, está em continuidade com o RE rugoso é o local onde as proteínas que transpõem a membrana sejam dobradas cuidadosamente assumindo sua estrutura tridimensional. Ele regula as concentrações internas de substâncias como o cálcio.

O CG, é um grande sítio de intenso processamento bioquímico pós-tradução de proteína. Sua função é a distribuição de proteínas destinadas a diferentes partes de um neurônio, tais como axônio e dendritos.

A MI, medem, aproximadamente 1µm de comprimento, são os locais da respiração celular. Quando uma MI “respira”, ela internaliza ác. pirúvico e O2. O ác pirúvico entra numa série de reações bioquímicas chamadas de ciclo de Krebs, e o produto deste ciclo geram energia, que numa série de reações nas membranas que formam as cristas adiciona fosfato a adenosina difosfato, criando o ATP, fonte de energia celular.

Quando a MI respira ela libera 15 moléculas de ATP para cada uma de ác. pirúvico metabolizada no processo.

A energia química armazenada no ATP é utilizada como combustível para manter a maioria das reações bioquímicas de um neurônio.

A MEMBRANA NEURAL

Serve como barreira para delimitar inteiramente o citoplasma e excluir certas substâncias presentes no meio que banha os neurônios.

Tem aproximadamente 5 nm de espessura e está repleta de proteínas, algumas delas bombeiam substâncias de dentro para fora. Outras formam poros que regulam quais substâncias podem acessar o interior do neurônio.

O CITOESQUELETO

Os osso do citoesqueleto são microtúbulos, microfilamentos e neurofilamentos.

Microtúbulos, medem em torno de 20 nm de diâmetro, são grandes e percorrem longitudinalmente os neuritos. Contém pequenas fitas de tubulina em suas paredes, que se unem (polimerizam).

Uma classe especial de proteínas participa da regulação desta polimerização, são as proteínas associadas aos microtúbulos (MAPs). Alterações patológicas nas MAPs dos axônios, chamadas de proteínas tau, têm sido relacionadas à demência do Alzheimer.

Microfilamentos, medem apenas 5 nm e apresentam aproximadamente a mesma espessura da membrana celular. São encontrados por todo o neurônio, sendo particularmente numerosos nos neuritos. São formados por 2 fitas delgadas de actina. Têm um papel na alteração do formato celular.

Neurofilamentos, 10 nm de diâmetro, têm tamanho intermediário entre o dos microtúbulos e dos microfilamentos.

Um neurofilamento consiste de múltiplas subunidades que se organizam em uma estrutura alongada amarradas umas às outras. Internamente cada subunidade é formada por de 3 fitas protéicas trançadas juntas. Que são moléculas protéicas individuais e longas cada qual enovelada como uma mola helicoidal muito resistente.

O AXÔNIO

É encontrado em neurônios, é altamente especializado para a transferência de informações entre pontos distantes do sistema nervoso.

Tem uma região chamada de cone de implantação, que funciona como segmento inicial do axônio propriamente dito.

Seus colaterais, ocasionalmente podem voltar e comunicar-se com a célula que deu origem ao axônio ou com os dendritos das células vizinhas. São as colaterais recorrentes.

O seu diâmetro é variável, medindo desde menos de 1µm até cerca de 25 µm em humanos, podendo chegar a espessura de 1 mm na lula.

A velocidade do sinal elétrico ao longo do axônio (impulso nervoso) varia de acordo com o diâmetro do mesmo, quanto mais fino mais rápido o impulso trafega.

O Terminal axonal, é como chamamos a região final do axônio, ou também conhecido como botão terminal ou sináptico. É o local onde o axônio entra em contato com outros neurônios (ou outras células) e faz sinapse.

Quando um neurônio estabelece contato sináptico com outra célula ele promove uma inervação.

O citoplasma do terminal sináptico é diferente do restante do axônio pois:

• Microtúbulos do axônio não se estendem ao terminal sináptico;

• Contém numerosos glóbulos membranosos, são as vesículas sinápticas;

• A superfície interna da membrana da sinapse apresenta um revestimento particularmente denso de proteínas;

• Apresenta numerosas mitocôndrias, indicando uma alta demanda de energia no local.

A sinapse, tem dois lados o pré e o pós-sanaptico. Estes indicam a direção habitual do fluxo de informações que vai da região “pré” para a “pós”. O lado pré, consiste de um axônio terminal, enquanto o lado pós pode ser um dendrito ou o soma de outro neurônio.

O espaço entre as membranas é a fenda sináptica e a transferência de informações é a transmissão sináptica.

Na maioria das sinapses, a informação que viaja na forma impulso elétrico ao longo do axônio é convertida no terminal axonal em sinal químico que atravessa a fenda sináptica.

Na membrana pós sináptica este sinal químico é convertido novamente em elétrico.

O sinal químico é o neurotransmissor, sendo armazenado nas vesículas sinápticas.

O transporte axoplasmático, se dá de 2 formas:

• A maioria do material “empacotado” nas vesículas “caminham” sobre microtúbulos do axônio. As “pernas” são formadas por proteínas, as cinesinas, este processo é sustentado por ATP e leva o material do soma para o terminal, este é o transporte anterógrado;

• O deslocamento de material no sentido oposto, é chamado de transporte retrógrado.

Para este transporte são usadas as dineínas como proteínas. Ele é utilizado para mandar informações ao soma sobre mudanças nas necessidades metabólicas do terminal axonal.

DENDRITOS

Funcionam como “antenas” para o neurônio, estando recobertos por milhares de sinapses. A membrana dendrítica relacionada com as sinapses (pós) apresenta muitas moléculas de receptores, especializados na detecção dos neurotransmissores na fenda.

CLASSIFICANDO OS NEURÔNIOS

• Com base no número de neuritos:

Um neurônio pode apresentar apenas um único neurito e ser unipolar, se possuir 2 é bipolar e se apresentar 3 ou mais é multipolar. A maioria dos neurônios no encéfalo são multipolares.

• Classificação baseada nos dendritos:

Há 2 grandes classes: as células piramidais e as células estreladas.

Outra forma é de acordo com a presença dos espinhos dendríticos, aqueles que os apresentam são os espinhosos, e os que não têm são os não-espinhosos.

Estes esquemas podem ser sobrepostos, no córtex cerebral todas as células piramidais são espinhosas. As células estreladas, entretanto podem ser espinhosas ou não.

• Classificação baseada nas conexões:As informações chegam ao SN pelos neurônios que apresentam neuritos nas superfícies sensoriais do corpo, como pele e a retina dos olhos. As células com este tipo de conexão são os neurônios sensoriais primários. Outros apresentam axônios formando sinapses com músculos e comandam os movimentos , sendo denominados neurônios motores. A maioria dos neurônios do SN forma conexão apenas com outros neurônios são eles os interneurônios.

GLIA

Um dia, crêem os neurocientistas, demonstrar-se-á que a glia contribui muito mais significativamente para o processamento das informações no encéfalo do que se pensa hoje.

Atualmente, segundo evidências, a glia contribui para a atividade cerebral principalmente dando suporte às funções neuronais. Sem a glia o encéfalo não funcionaria corretamente.

Sua função é a regulação do conteúdo químico deste espaço extracelular. Também removem ativamente neurotransmissores da fenda sináptica.

Astrócitos, preenchem os espaços entre os neurônios. É muito provável que ele determine o quanto uma neurito poderá crescer ou se retrair.

Uma descoberta recente mostra que a membrana dos astrócitos também apresenta receptores para neurotransmissores, podendo assim desencadear eventos bioquímicos e elétricos no interior da célula glial.

Além disso controlam rigorosamente a concentração de diversas substâncias que tenham potencial para interferir nas funções neurais normais.

Existem 2 populações:

• Tipo 1 – astrócitos protoplasmáticos, com citoplasma muito claro encontrados na região da substância cinzenta;

• Tipo 2 – astrócitos fibrosos, têm mais filamentos gliais e localizam-se nas regiões de substância branca.

Certas doenças como esclerose múltipla (EM), epilepsia e AIDS, são caracterizadas por cicatrizes gliais densas, resultantes de astrócitos reativos. Se encontram nos locais onde a mielina e os neurônios degeneraram

Estes astrócitos cresceram em culturade células. (Cortesia dos Drs. L.A. Cunninghame G.A. Rosenberg, Department of Neurology and Pharmacology, University of Mexico, Albuquerque, New Mexico.)

Glia formadora de mielina, ao contrário dos astrócitos, a função principal dos oligodendrócitos e das células de Schwann está mais clara. Estas células gliais formam as camadas de membrana que fazem o isolamento elétrico dos axônios, chamado de mielina.

Esta mielina se enrola formando uma espiral que dá várias voltas ao redor da extensão dos axônios no encéfalo.

A bainha de mielina é periodicamente interrompida, deixando descobertos pequenos trechos do axônio onde a membrana axonal está exposta. Cada uma dessas regiões é chamada de nódulos de Ranvier.

A mielina acelera a propagação dos impulsos nervosos ao longo do axônio.

Oligodendrócitos e células de Schwann diferem em localização e em outras características. O primeiro é encontrado apenas no SNC, enquanto o segundo é encontrado exclusivamente no SNP.

Um único oligodendrócito contribui para formação da mielina de vários axônios, enquanto que cada célula de Schwann mieliniza apenas um único axônio.

Os oligodendrócitos são muito responsivos aos estímulos e as alterações do microambiente do SNC.

A lesão no oligodendrócito freqüentemente resulta em vários sítios de desmielinização, este fato, juntamente com a sua baixa capacidade de regeneração e a sua lenta velocidade de mitose, torna essa célula glial particularmente vulneráveis a doenças e lesões.

As doenças desmielinizantes, como a EM, provocam lesões disseminadas em oligodendrócitos, acarretando a transdução de sinal degenerada no SNC.

Também são muito suscetíveis às substâncias tóxicas e às infecções. A síndrome alcoólica fetal comumente é caracterizada por retardos no desenvolvimento motor e do SNC.

Existe uma boa documentação sobre o envolvimento das células de Schwann na regeneração do axônio.

A mitose, ocorre imediatamente após o traumatismo local. Além disso, as células de Schwann são capazes de migrar e de fagocitar resíduos de mielina e em seguida estimular a formação de mielina nova.

A regeneração da mielina pode ser detectada uma semana após a perda inicial.

Outras células não-neuronais, primeiramente células especiais, chamadas de ependimais, formam a camada celular que atapeta os ventrículos, além de desempenharem um papel direcionando a migração celular durante o desenvolvimento do encéfalo.

Segundo, uma classe de células chamadas microglia age como “macrófago” na remoção de fragmentos celulares gerados pela morte ou degeneração de neurônios e células gliais. Entre outras.