Segundo a palestra dada no dia dezasseis de março de dois mil e dezassete aos alunos de biologia de 11º e 12º ano, este artigo tem como temática as diversas componentes que fazem parte do nosso sistema nervoso, bem como o seu funcionamento e a interação com os restantes órgãos que constituem o nosso organismo. Introdução Ao longo de toda a sua vida o Homem encontra-se em permanente relação com o ambiente que o rodeia, onde recebe constantemente inúmeros estímulos como variações de luz, temperatura, ruídos, vozes, etc. O Homem recebe estes sinais, analisa-os, coordena-os e reage, sendo que são os nervos, constituídos por neurónios, que lhe permitem a captação destes sinais e sem os quais o ser humano não sobreviveria. Posto isto, é necessário sabermos detalhada e pormenorizadamente a constituição, funcionamento e estrutura do sistema nervoso, que engloba o conjunto de todo o tipo de neurónios (e consequentemente) e nervos que existem no organismo. Organização do Sistema Nervoso O sistema nervoso permite a integração das informações provenientes tanto dos recetores sensoriais que captam estímulos do meio exterior, como dos diferentes órgãos do organismo, usando-as para controlar a fisiologia e o funcionamento do organismo. Este sistema compreende o Sistema Nervoso Central (SNC), constituído pelo encéfalo e medula espinhal, e o Sistema Nervoso Periférico (SNP), composto por nervos e gânglios nervosos, que interagem com os diferentes órgãos do organismo, funcionando como um meio de ligação entre estes e o SNC (Fig.1). Sistema Nervoso Central: Encéfalo O encéfalo encontra-se no interior da caixa craniana e entre os vários órgãos que o constituem pode-se destacar o cérebro, o cerebelo, e o bolbo raquidiano (Fig.2). Cérebro: Parte do encéfalo que intervém nas emoções e pensamento consciente que se encontra dividido por um sulco longitudinal em dois hemisférios cerebrais, cuja superfície apresenta numerosos sulcos que desenham circunvoluções, permitindo um aumento significativo da sua área. Os dois hemisférios estão ligados, inferiormente, por duas pontes de uma substância branca: o corpo caloso e o trígono cerebral, constituídos maioritariamente por axónios e células gliais (células não neuronais do sistema nervoso central que proporcionam suporte e nutrição aos neurónios), que iremos falar mais á frente. A camada exterior de cada hemisfério, conhecida por córtex cerebral, é constituída por substância cinzenta, formada por corpos celulares e uma grande quantidade de dendrites, sendo aí que o cérebro processa a informação. Cerebelo: Parte do encéfalo que coordena os movimentos subconscientes. O cerebelo assegura o equilíbrio do corpo e a coordenação dos movimentos. E constituído por milhões de neurónios agrupados em duas metades, ou hemisférios, e pesa cerca de 10 por cento do peso do encéfalo. O cerebelo recebe constantemente informações atualizadas acerca da posição e movimentos do corpo. Emitindo sinais para os músculos, controla a postura corporal e o equilíbrio dos movimentos. Bolbo Raquidiano: Parte inferior do tronco cerebral ligada à espinal medula. Controla as funções essenciais à vida, tais como a respiração, o ritmo dos batimentos cardíacos e a tensão arterial. Mantém as funções vitais e é o ponto em que se entrecruzam muitas fibras nervosas. Medula Espinhal A medula espinhal apresenta-se como uma continuidade do encéfalo fazendo parte do sistema nervoso central e encontra-se alojada no interior da coluna vertebral. Esta estrutura é crucial para o funcionamento adequado do organismo e indispensável à sua sobrevivência, estando protegida pelos ossos da coluna vertebral. Tal como o encéfalo, a medula espinal é formada por uma substância cinzenta e uma branca. O centro da medula tem forma de borboleta e constitui a massa cinzenta. As zonas anteriores contêm os corpos celulares dos neurónios motores, que transmitem informações do encéfalo ou da medula espinal para os músculos, estimulando o movimento. As zonas posteriores contêm neurónios sensitivos, que transmitem as informações sensoriais provenientes de outras partes do corpo através da medula espinal até ao encéfalo. A substância branca circundante contém fibras nervosas que transportam informações sensoriais do resto do corpo para o encéfalo (feixes ascendentes) e colunas que transportam impulsos do encéfalo para os músculos (feixes descendentes) (Fig.3). A medula espinhal tem como principal função a transmissão de sinais nervosos entre as diferentes partes do corpo e o cérebro mas, através dos circuitos nervosos que a compõem pode controlar de forma independente os mais diversos reflexos do corpo. De uma forma simples pode-se enumerar três principais funções da medula espinhal:
Sistema Nervoso Periférico O Sistema Nervoso Periférico é um conjunto de estruturas nervosas constituído por nervos e gânglios. Os nervos têm forma de cordões cilíndricos mais ou menos espessos, de comprimento variável, de coloração branco-rosada e são formados essencialmente por prolongamentos (conjunto do axónio e da bainha de mielina) das células nervosas aos quais se chamam fibras nervosas. Os nervos são constituídos por conjuntos destas fibras organizadas em feixes que, por sua vez, estão revestidos por um tecido onde circulam vasos sanguíneos- o tecido conjuntivo. Asseguram a ligação entre os centros nervosos e as várias partes do corpo, sendo que as células nervosas, ou neurónios, representam a unidade estrutural do sistema nervoso. A sua característica mais relevante é a presença de uma ou mais expansões protoplasmáticas (prolongamentos) de tamanhos diferentes, que emergem do corpo celular propriamente dito, as dendrites e os axónios, essenciais para o bom desempenho das funções dos neurónios: a transmissão e receção de impulsos nervosos (Fig.4). O Neurónio: A unidade básica do sistema nervoso é o neurónio, célula nervosa onde se distinguem quatro zonas (Fig.5):
Transmissão do impulso nervoso ao longo dos neurónios Em 1786 descobriu-se, através da realização de experiências com músculos de rã, que os nervos podem ser estimulados por uma corrente elétrica, contudo mais tarde verificou-se que a velocidade do impulso nervoso é demasiado baixa para poder corresponder a uma corrente elétrica ao longo da fibra nervosa. Posto isto, em 1900 foi sugerido que o impulso nervoso seria um fenómeno eletroquímico, envolvendo o movimento de iões através da membrana do neurónio. Nos neurónios, tal como em outras células do nosso organismo, existe uma desigual distribuição de iões negativos e positivos de um e do outro lado da membrana plasmática. Essa diferença faz com que a face interna da membrana seja negativa e a face externa positiva- membrana polarizada. Esta diferença de potencial elétrico denomina-se de potencial de repouso (Fig.6). Quando o neurónio é estimulado, a permeabilidade da membrana a certos iões é alterada, tornando a sua face interna mais positiva do que a face externa- membrana despolarizada. Esta diferença de potencial elétrico denomina-se de potencial de ação (Fig.7). O potencial de repouso deve-se, principalmente, à diferença de concentração de iões positivos de sódio e potássio, dentro e fora da célula, que se mantêm através de bombas de sódio e potássio, com consumo de ATP. No entanto, na membrana celular, existem canais que permitem a passagem destes iões de forma passiva; quando o neurónio está em repouso, estes canais encontram-se fechados, abrindo-se quando a célula é estimulada. Atingindo o final do axónio, o impulso nervoso passa para outro neurónio ou para uma célula efetora (Fig.8). Sinapse As terminações dos axónios estabelecem ligações com as dendrites ou com o corpo celular dos neurónios seguintes, sendo que a passagem do impulso nervoso de um neurónio para outro faz-se através de sinapses. Esta é uma região de contacto muito próxima entre a extremidade de um neurónio e a superfície de outras células, havendo dois tipos de sinapses: as sinapses elétricas e as sinapses químicas. Sinapse elétrica Nesse tipo de sinapse, há comunicação direta entre as células envolvidas e, por isso, a propagação do impulso não é mediada por neurotransmissores (Fig.9). A transmissão, neste caso, ocorre devido à junção da membrana de duas células, formadas por proteínas denominadas conexinas. Esses canais permitem a passagem direta de iões inorgânicos e pequenas moléculas solúveis em água do citoplasma de uma célula para outra, o que liga as células eletricamente (e também metabolicamente). Isto permite que os potenciais de ação se espalhem rapidamente de uma célula para a outra, sem a "demora" que ocorre nas sinapses químicas. Este tipo de sinapse é vantajoso quando a velocidade e a precisão na transmissão do impulso são fundamentais. Pode ser verificada, nos vertebrados, em células do músculo cardíaco, uma vez que a ligação elétrica sincroniza as suas contrações, e dos músculos lisos, responsáveis, por exemplo, pelos movimentos peristálticos do intestino. Sinapse química Nas sinapses químicas, o axónio de um neurónio não contacta diretamente com as dendrites de outro neurónio ou com a célula efetora, criando, assim, um pequeno espaço entre estes designado fenda sinática. Quando o impulso nervoso chega à zona terminal do axónio, as vesículas contendo neurotransmissores, substâncias químicas produzidas pelos neurónios, fundem-se com a membrana da célula pré-sinática, lançando os neurotransmissores na fenda sinática. A membrana da célula pós-sinática possui recetores específicos para os neurotransmissores, que, ligando-se a eles, permitem a alteração da permeabilidade da membrana e a continuidade do impulso nessa célula ou o estímulo de um órgão efetor (Fig.10 e Fig.11). Canais Iónicos Canais iónicos são proteínas da membrana celular que formam poros aquosos através da mesma, pelos quais passam os iões, do meio extracelular para o meio intracelular e vice-versa. Ajudam a estabelecer e controlar a diferença de potencial elétrico (gradiente de voltagem) através da membrana da célula, permitindo o fluxo de iões pelo seu gradiente eletroquímico. Existem dois tipos básico de canais iónicos de permeabilidade seletiva: dependentes da voltagem (Fig.12 - A) e dependentes do ligante (Fig.12 - B). Células Gliais As células gliais são células auxiliares que possuem a função de suporte e nutrição relativamente às células constituintes do sistema nervoso central (SNC). Elas diferem em forma e em funcionamento, sendo elas: oligodendrócitos, astrócitos, células de Schwann, células ependimárias e micróglias (Fig.13). Oligodendrócitos Estas células são responsáveis pela produção da bainha de mielina e possuem a função de isolante elétrico dos neurónios. Possuem prolongamentos que se enrolam ao redor dos axónios, produzindo a bainha de mielina. Astrócitos São células de formato estrelado com várias dendrites que se espalham à volta do corpo celular. Estas células ligam os neurónios aos capilares sanguíneos. Os astrócitos também participam no controle da composição iónica e molecular do ambiente extracelular dos neurónios. Algumas destas células apresentam prolongamentos que são denominados pés vasculares, que se expandem sobre os capilares sanguíneos, sendo provável que esta estrutura transfira substâncias como moléculas e iões do sangue para as células nervosas. Estas células participam ainda na regulação de diversas atividades neuronais, podendo influenciar a atividade e a sobrevivência dos neurónios, devido à sua capacidade de controlar constituintes do meio extracelular, absorver excessos localizados de neurotransmissores e sintetizar moléculas neuroativas. Células de Schwann Possuem a mesma função dos oligodendrócitos, no entanto, localizam-se ao redor dos axónios, no sistema nervoso periférico. Cada uma destas células forma uma bainha de mielina em torno de um segmento de um único axónio, contribuindo para a completa transmissão do impulso nervoso. Células Ependimárias São células epiteliais colunares que revestem os ventrículos do cérebro e o canal central da medula espinhal. Em algumas regiões estas células são ciliadas, facilitando a movimentação do líquido cefalorraquidiano. Micróglias Estas células são pequenas e alongadas, com prolongamentos curtos e irregulares. São fagocitárias e derivam de precursores que alcançam a medula óssea através da corrente sanguínea, representando o sistema mononuclear fagocitário do SNC. Segregam diversas citocinas que intervém na defesa das células nervosas e removem os restos celulares resultantes de lesões no SNC. Tipos de neurónios:
Bibliografia:
Webgrafia:
Augusto Marques
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March 2017
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