Liga Acadêmica Paraense de Neurociências NEUROLIGA-PA

1. Liga Acadêmica Paraense de NeurociênciasNEUROLIGA-PA Ciclo de Seminários Tema: NeuroontogêneseHumana Rodrigo Nascimento dos Santos Belém-PA Julho - 2012

3. Eis aí, o objeto de nosso estudo e que nos torna seres tão complexos: O Cérebro.

5. Visão Geral Filogenia Ontogenia Determinar os fenômenos mais importantes na ontogênese do sistema nervoso . • Entender as diferenças entre o sistema nervoso humano e o sistema nervoso de outros animais. • Definir as principais alterações anatômicas que levam a evolução humana.

6. 1ª PARTE(Geral)

7. Prefácio • Filogenia • Propriedades Fundamentais • Exemplos de organismos quanto as propriedades • Ontogênese • Fases do Desenvolvimento • Etapas e Princípios do Desenvolvimento do Sistema Nervoso • Sinais Indutores controlam a diferenciação celular neural – Indução Neural • Bloqueador da Neurulação

8. Filogenia • Contato com o meio ambiente; • Perceber os estímulos produzidos e responder a estes; • A resposta pode ser externa e demonstrada através de um movimento ou interna e não demonstrada em uma ação; • Manutenção da homeostase; • Desenvolvimento de mecanismos de captura de alterações ambientais; • Mecanismos efetores de resposta.

11. Propriedades Fundamentais • Irritabilidade ou Excitabilidade: Propriedade de ser sensível a um estímulo. • Condutibilidade: Reação ao estímulo dando origem a um impulso. • Contratilidade: Esta resposta pode se manifestar em um encurtamento da célula, por exemplo a um estímulo nocivo.

12. Exemplos de organismos quanto as propriedades • Ameba: Apresenta todas as propriedades. • Esponjas: Células musculares primitivas. • Anêmona do mar: Células nervosas unipolares. • Minhoca: Sistema nervoso segmentado.

13. Sistema Nervoso  O alcance de um certo nível de complexidade e organização quanto aos mecanismos efetores de resposta à estímulos. • Cérebro  Centro dominante no qual se integram os diferentes estímulos, sejam internos ou externos, do qual advêm as respostas.

14. Ontogênese • Surgimento dos primeiros neurônios e a função primordial do Sistema Nervoso. • O ectoderma origina o Sistema Nervoso. • Tubo Neural: Estrutura tubular oca, constituído por células que são especialistas na transmissão de estímulos (neurônios).

15. Fases do Desenvolvimento • Óvulo Mórula Blastocisto Disco Embrionário Gástrula* Neurula* • Formação do Disco Embrionário (Citogênese em Histogênese) • Diferenciação em 3 camadas: • Ectoderma, Mesoderma* e Endoderma.

16. Gastrulação • É o processo pelo qual o disco embrionário bilaminar se transforma em trilaminar. A gastrulação é o início da morfogênese. • Ocorre durante a 3º semana. • Durante a gastrulação se formam a linha primitiva, as camadas germinativas e a notocorda.

18. A linha primitiva se forma na região caudal do embrião como uma proliferação das células do epiblasto. Posteriormente, as células invaginam formando o sulco primitivo. Na região cefálica acontece a mesma coisa, formando-se o nó primitivo e a fosseta primitiva. A partir dessas estruturas se origina o mesoderma.

19. A notocorda define o eixo primitivo do embrião, serve de base para a formação dos ossos da coluna vertebral e da cabeça, indica o local dos futuros corpos vertebrais. • A linha primitiva estabelece o plano básico do corpo nos vertebrados: eixo central (linha média), simetria bilateral, superfícies ventrais e dorsais e extremidades cefálica e caudal. • O nó primitivo (de Hensen) define a direção cefálica.

20. Na gastrulação o neuroepitélio pode ser reconhecido pela primeira vez como distinto de outras células ou tecidos.

22. Neurulação • Processos envolvidos na formação da placa neural e pregas neurais e fechamentos destas pregas para formar o tubo neural. • A formação do tubo neural começa no início da 4º semana (dias 22 a 23) e termina no final da 4º semana, quando ocorre o fechamento do neuróporo caudal (posterior).

23. Placa neural e tubo neural: • A notocorda em desenvolvimento induz a formação da placa neural. • Día 18 → invaginação da placa neural formando um sulco neural mediano, com as pregas neurais de ambos lados (proeminentes na região cefálica – primeiros sinais de desenvolvimento do encéfalo). • Fim da terceira semana → aproximação das pregas, que começam a fundir-se.

25. Formação da crista neural: • Quando o tubo neural se separa do ectoderma na superfície, células da crista neural migram dorsolateralmente de ambos lados do tubo neural e formam uma massa achatada, a crista neural (entre o tubo neural e o ectoderma superficial sobrejacente). •  Dá origem aos gânglios sensitivos dos nervos espinhais e cranianos. • Células da crista neural migram em várias direções e se dispersam pelo parênquima.

27. Sulco Neural Placa Neural Gânglio Espinhal Tubo Neural Crista Neural Formação do tubo neural e da crista neural.

29. Neuroontogênese e Gliogênese

30. Tubo Neural

31. Neuroectoderma

32. Placa del techo Capa neuroepitelial Placa basal Placa del piso

33. Etapas e Princípios do Desenvolvimento do Sistema Nervoso • As transformações estruturais do Sistema Nervoso; • Surgimento de perguntas fundamentais: • Como, de repente, o ectoderma diferencia-se em neuroectoderma? • De que modo as células do neuroectoderma ficam COMPROMETIDOS com um destino neural?

34. Neurulação: Consiste no direcionamento da expressão gênica das células ectodérmicas no sentido da síntese de proteínas específicas do tecido nervoso, que vão resultar na gradativa transformação dessas células precursoras em células neurais. • Identidade Neural  destino neural • Pergunta: Como ocorre a determinação da identidade neural do neuroectoderma?

35. Princípios da Programação Genética do Desenvolvimento do Sistema Nervoso • Os genes do desenvolvimento são expressos repetidamente em diferentes estágios do desenvolvimento, podendo desenvolver diferentes funções. • O território de expressão dos genes organizadores geralmente é difuso no início do desenvolvimento e se torna mais localizado com o desenvolvimento do tubo neural. • O território de expressão de um gene pode variar em distintos neurômeros. • Alguns genes ativam, regulam o inibem a expressão de outros genes.

36. Alguns genes podem compensar a perda de outros quando existe uma sobreposição de territórios entre eles (redundância e sinergia)... • Um gene organizador pode aumentar sua expressão em territórios ectópicos (resposta a teratógenos) – malformações... • Genes do desenvolvimento regulam a proliferação celular para manterem constante a proporção de sinapses entre neurônios relacionados – gene PTC: a mutação deste gene está associado a carcinoma de células basais esporádico, tumores neuroectodérmicos do cerebelo – gangliocitoma do cerebelo.

37. Sinais Indutores controlam a diferenciação celular neural – Indução Neural • Dois pesquisadores alemães na década de 1920; • Hans Spemann(1869-1941) e HildeMangold(1898-1924); • Pioneiros da embriologia experimental; • Experimento: • Embriões de anfíbios; • Dissecação de um pedaço da região precursora do mesoderma;

38. Inserção de cada pedaço no ectoderma de outros embriões; • Na região do transplante: • Formação de uma segunda placa e um tubo neural; • Formação de um animal  XIFÓPAGO; • Conclusão: • Indução do tecido transplantado a transformação do ectoderma em neuroectoderma. • ?????????????????????????????????????

40. Alguns anos depois... • Exatamente 70 anos depois do experimento, com mais propriedades as perguntas foram de fato respondidas; • A 1ª descoberta: • A diferenciação neural é o caminho “normal” de todo ectoderma. • Conclusão: Dissociação de células ectodérmicas e cultivadas em meios de cultura; • Nessas condições, todas se tornavam células neurais.

41. Mas e as partes que não se diferenciavam em células neurais? Disporiam de algum fator bloqueador dessa via de desenvolvimento? • Acabou-se por se identificar um grupo de proteínas do ectoderma não neural, capazes de bloquear a NEURULAÇÃO. (LEMBRA-SE?)

42. Bloqueador da Neurulação • Proteínas Morfogenéticas Ósseas • BMP (BoneMorphogeneticProtein) • Presente em grande parte do ectoderma, exceto na região da placa neural que recebe influência do mesoderma subjacente através dos FATORES INDUTORES capazes de suprimir a ação das BMPs. • Fatores Indutores: Folistatina, Noguina e Cordina. Sua ação consiste ligar-se às BMPs, inibindo sua atividade.

43. 2ª PARTE(Específica)

44. Prefácio • Organização do Sistema Nervoso • Sistema Nervoso Central • Sistema Nervoso Periférico • Lâminas • Bibliografia

45. Organização do SistemaNervoso SistemaNervoso SistemaNervoso Central (SNC) SistemaNervosoPeriférico (SNP) Encéfalo Medulaespinhal Nervos Terminações Nervosas Gânglios

48. Sistema Nervoso Central • Formado a partir do Tubo Neural; Cérebro • Encéfalo Cerebelo Tronco Encefálico • Medula Espinhal: Envolvida pela coluna vertebral óssea e está colada ao tronco encefálico.

49. Encéfalo Cérebro Cerebelo Troncoencefálico

50. Formação do encéfalo: • Tubo neural cefálico ao 4º par de somitos. • A fusão das pregas neurais da região cefálica e o fechamento do neuróporo rostral formam as três vesículas encefálicas primárias, estas formam: - encéfalo anterior (prosencéfalo) - encéfalo médio (mesencéfalo) -encéfalo posterior (rombencéfalo) • Durante a 5º semana, se dividem em vesículas secundárias: - encéfalo anterior → telencéfalo (vesículas ópticas, hemisférios cerebrais) e diencéfalo - encéfalo médio → não se divide • encéfalo posterior → metencéfalo e mielencéfalo (ponte, cerebelo e bulbo) • Hipófise (4º semana)