Embriologia Sistema Nervoso Central: Terceira e Quarta Semanas

Relembrando a Terceira Semana:

  • formação da linha primitiva, por causa da gastrulação;
  • a extremidade cranial da linha primitiva se expande como nó primitivo. Ele contém uma depressão circular chamada fosseta primitiva, que é contínua caudalmente na porção mediana da linha primitiva com uma depressão denominada sulco primitivo.
  • a fosseta e o sulco primitivos representam áreas de onde células deixam a linha primitiva e se movem para o interior do disco embrionário. Algumas dessas células invadem o hipoblasto, deslocando as células hipoblásticas originais e as substiuindo com uma amada de endoderma definitivo. Outras migram bilateralmente a partir da linha primitiva, cranial ou lateralmente entre o endoderma e o epiblasto e coalescem para formar o mesoderma intra-embrionário. Após completada a gastrulação, o epiblasto é denominado ectoderma.
  • as primeiras células a se moverem através da linha primitiva contribuem para a migração bilateral e cranial do mesoderma intra-embrionário e para formar o mesoderma cardiogênico. Um pouco mais tarde durante o desenvolvimento, um tubo mesodérmico longitudinal de paredes espessas se estende cranialmente na linha mediana a partir do nó primitivo; esta estrutura, o processo notocordal, é o rudimento da notocorda. Migrando bilateral e cranialmente a partir da linha primitiva, logo lateralmente ao processo notocordal, estão as células que contribuem para a formação do mesoderma paraxial. Na futura região da cabeça, o mesoderma paraxial forma o mesoderma da cabeça. Na futura região do tronco, o mesoderma paraxial forma os somitos.
  • ocorre a indução neural. Neste processo, o nó primitivo induz o ectoderma suprajacente a se espessar como placa neural, o primeiro rudimento do sistema nervoso central. Durante o desenvolvimento subsquente, a placa neural irá se dobrar e formará o tubo neural. Células da crista neural se originam nas margens laterais da placa neural durante a formação do tubo neural.
  • o endoderma da linha média cranial, localizando cefalicamente à extremidade da notocorda em extensão, forma uma área espessada chamada placa precordal. Ela contribui para a formação da membrana bucofaríngea durante o desenvolvimento e é um importante centro de sinalização para a modelagem da placa neural suprajacente.
  • formação do endoderma primitivo por uma transformação epitélio-mesenquimal.

Contribuição da Terceira Semana para o Desenvolvimento do SN

Gastrulação e Desenvolvimento do Sistema Nervoso

  • Período: estágio intermediário da linha primitiva (quando ela já alcançou metade do embrião). O que acontece: futura notocorda migra cranialmente na linha média para formar o processo notocorda. Mais caudalmente, o futuro mesoderma da cabeça no epiblasto migra para e através da linha primitiva para formar o mesoderma da cabeça. Os futuros somitos no epiblasto migram para e através da linha primitiva para formar os somitos. O futuro mesoderma intermediário migra para e através da linha primitiva para formar o mesoderma intermediário, e a futura placa de mesoderma lateral migra para e através da linha primitiva para formar a placa de mesoderma lateral. Coletivamente, o futuro mesoderma da cabeça e os futuros somitos constituem o mesoderma paraxial.
  • a futura placa neural está localizada cranial e lateralmente à extremidade craniana da linha primitiva. As futuras células da crista neural, uma população migratória de células ectodérmicas, flanqueiam as faces laterais da placa neural.

Notocorda

  • a formação da notocorda começa com uma extensão cranial na linha média do nó primitivo, sob a forma de um tubo oco, o processo notocordal. Quando ele está completamente formando (dia 20 +-), ele é transformado em um cordão sólido. Ele era antes um tubo oco… Isso acontece assim: a placa notocordal se destaca completamente do endoderma e suas extremidades livres se fundem à medida que se dobram para cima no espaço que contém o mesoderma, entre o ectoderma e o endoderma, modificando-se e tornando-se um cordão sólido denominado notocorda.
  • função: formação do núcleo pulposo no centro dos discos vertebrais no embrião, feto e criança. Ela também é importante para induzir e padronizar o início do desenvolvimento.

Formação da Placa Neural

  • indução neural: formação da placa neural induzida pelo nó primitivo. Como resultado da indução neural, as células ectodérmicas se diferenciam em uma espessa placa de células neuroepiteliais que formam um epitélio pseudoestratificado cilíndrico (neuroectoderma.
  • a placa neural se forma primeiro na extremidade cranial do embrião e então se diferencia numa direção craniocaudal.
  • a placa neural sofre um pregueamento durante a 4ª semana para formar um tubo o neural, que é o precursor do SNC.
  • os lábios laterais da placa neural também dão origem a uma importante população de células, as células da crista neural.
  • a porção cranial da placa neural dá origem ao cérebro. A porção caudal mais estreita dá origem à medula espinhal.

Quarta Semana

  • ocorre o dobramento do embrião, devido ao crescimento diferencial de certas partes do embrião em relação à outras.
  • ocorre a neurulação: conversão da placa neural em tubo neural, oco, coberto pelo ectoderma superficial. O tubo neural, então, começa a se diferenciar em encéfalo e medula espinhal.
  • destacamento das células da crista neural e sua migração para numerosos locais do corpo, onde se diferenciam e formam uma ampla gama de estruturas e tipos celulares.
  • subdivisão dos somitos em: miótomos, dermátomos e esclerótomos.

Dobramento do Embrião

  • é durante a quarta semana que o embrião mais cresce.
  • três áreas de dobramento: prega cranial, prega caudal e pregas laterais.
  • na parte cranial à membrana orofaríngea, surge a área cardiogênica que tem forma de ferradura. Cranial à essa área cardiogênica, surge o septo transverso.
  • o septo transverso é quem forma a divisão inicial que separa o celoma em cavidade torácica e cavidade abdominal, e origina parte do diafragma e mesentério ventral do estômago e duodeno.
  • o progressivo crescimento da placa neural faz com que a fina margem cranial do disco se dobre, formando a superfície ventral da futura face, pescoço e tórax. Este processo transloca a membrana orofaríngea para a região da futura boca e leva a área cardiogênica e o septo transverso em direção ao futuro tórax.
  • no fim da sexta semana, o tubo intestinal já está completamente formando, ficando a comunicação com o saco vitelino reduzida a uma delgada haste chamada de ducto vitelino.

Contribuição da Quarta Semana para o Desenvolvimento do SN

Neurulação

  • neurulação = formação do tubo neural, desenvolvimento da placa neural, curvatura da placa neural e fechamento do sulco neural.
  • a principal mudança morfogenética que ocorre durante a formação da placa neural é o prolongamento apical-basal das células ectodérmicas para formar a placa neural espessada de camada única.
  • quando a placa neural se dobra, formam-se as pregas já supracitadas. Essas pregas surgem por uma transformação epitélio-mesenquimal.
  • o fechamento do sulco neural envolve a adesão das pregas neurais umas às outras e o rearranjo subsequente das células no interior das pregas para formar duas camadas epiteliais separadas: a placa do teto do tubo neural e o ectoderma de superfície acima. Na interface dessas duas camadas ficam as células da crista neural em formação.
  • há fechamento primeiramente dos neuroporos cranial e depois o caudal.
  • a formação do tubo neural está condicionada pelas sinalizações que o tubo neural recebe da notocorda, mesoderma paraxial e ectoderma de superfície.
  • a neurulação é completada com o fechamento do neuroporo caudal no nível do somito 31.
  • OBS: neurulação secundária é a formação do tubo neural a partir do broto da cauda.
  • imediatamente após a formação do tubo neural, ele se subdivide no eixo craniocaudal em encéfalo anterior (prosencéfalo), encéfalo médio (mesencéfalo), encéfalo posterior (rombencéfalo) e medula espinhal. O que divide o prosencéfalo do mesencéfalo é a flexura mesencefálica.

Células da Crista Neural

  • as células da crista neural se destacam do tubo neural quando ocorre o dobramento, passando por um processo de transformação epitélio-mesenquiml. Daí, elas migram para diversos lugares do corpo, e se diferenciam em várias coisas.
  • as células da crista neural que migram quando está ocorrendo a fusão das pregas neurais, antes do fechamento do neuroporo cranial, são as que estão associadas com o encéfalo em desenvolvimento;
  • o destacamento e a migração das células da crista neural ocorrem num sentido cranio-caudal, do mesencéfalo para a extremidade caudal.
  • as rotas de migração que as células da crista neural tomam determinam o tipo de células que elas irão se diferenciar.
  • as células da crista neural cranial determinam células iguais e também diferentes das da crista neural caudal.
  • células da crista neural do tronco se agrupam com uns somitos quando migram para lateral. Assim, se diferenciam em gânglio de  raiz dorsal.
  • as células da crista neural dividem-se em 4 grupos de acordo com a sua localização: cranial (encéfalo anterior, caudal no nível do rombômero 6 do mielencéfalo), vagal (nível dos somitos 1 a 7), tronco (nível dos somitos de 8 a 28).
  • células da crista neural cranial dão origem a: gânglios parassimpáticos do nervo cranial III, a uma porção do tecido conjuntivo em torno dos olhos e nervos ópticos em desenvolvimento, aos músculos da íris e corpo ciliar e parte da córnea do olho; elas também contribuem, em conjunto com o mesoderma da cabeça, para o mesênquima da cabeça, cranial no nível mesencéfalo.
  • células da crista neural do tronco dão origem a: 4 tipos de neurônios mais sua glia associada, que são, os 4 tipos de neurônios no SNP do pescoço, tronco e membros sensoriais periféricos, motores periféricos, simpáticos, parassimpáticos e entéricos. Algumas células da crista neural do tronco migram para uma zona imediatamente ventral ao futuro gânglio de raiz dorsal, onde formam uma série de condensações que se desenvolvem na cadeia de gânglios da divisão simpática do SNA.
  • células da crista neural vagal dão origem a: septo aórtico-pulmonar (forma a divisão do trato do fluxo cardíaco), sistema nervoso entérico, células parafoliculares da tireoide.
  • as células da crista neural invadem o intestino em desenvolvimento em duas ondas para formar o SN entérico. Todo o comprimento do intestino recebe contribuições das células da crista neural vagal, que invadem o intestino em uma sequência cranial a caudal. A porção terminal (caudal) do intestino é invadida também por células da crista neural lombossacral, que coloniza o intestino em uma sequência caudal a cranial.

Diferenciação dos Somitos

  • depois da segmentação do mesoderma paraxial em somito, cada somito se organiza em dermamiótomo e esclerótomo.
  • dermátomo = forma a derme da pele
  • miótomo = músculos dorsais e ventrolaterais e também os músculos dos membros
  • esclerótomo = se desenvolve em vértebra

Desenvolvimento do Sistema Nervoso Central

Vesículas Encefálicas

  • os axônios dos neurônios centrais simpáticos são denominados fibras pré-ganglionares, e os axônios dos neurônios periféricos simpáticos são denominados fibras pós-ganglionares.
  • as três divisões encefálicas (prosencéfalo, mesencéfalo e rombencéfalo) são denominadas vesículas encefálicas primárias.
  • na quinta semana, ocorre aumento do mesencéfalo e a divisão do rombencéfalo e do prosencéfalo, formando as cinco vesículas secundárias:
  1. prosencéfalo: telencéfalo cranial e diencéfalo caudal. O diencéfalo e o rombencéfalo se dividem em uma série de prosômeros.
  2. rombencéfalo: metencéfalo cranial e mielencéfalo caudal
  • dentro de cada vesícula encefálica, a luz do tubo neural é expandida em uma cavidade denominada ventrículo primitivo. Esses ventrículos primitivos se tornarão os ventrículos definitivos do encéfalo maduro.
  • após o fechamento do neuroporo caudal, os ventrículos encefálicos em desenvolvimento e o canal central da porção mais caudal da medula espinhal são preenchidos com o LCE.
  • quatro ventrículo é uma cavidade do rombencéfalo
  • aqueduto cerebral de Silvius é uma cavidade do mesencéfalo
  • terceiro ventrículo  é uma cavidade do diencéfalo
  • ventrículos laterais são cavidades do telencéfalo

Flexuras Encefálicas

Três flexuras:

  1. flexura mesencefálica: região do encéfalo médio
  2. flexura cervical: junção entre o mielencéfalo e medula espinhal
  3. flexura pontina: local de desenvolvimento da ponte. É essa flexura que dobra o metencéfalo no mielencéfalo.

Citodiferenciação do Tubo Neural

  • as células que circundam a luz do tubo neural é que darão origem à maioria do SN.
  • a citodiferenciação começa na região do rombencéfalo.
  • as células dessa região começam a se proliferar. Essa camada de células é a zona ventricular do tubo neural em diferenciação.
  • a zona ventricular é composta pelas primeiras células que migram para a periferia e formam os corpos celulares. Os axônios dos neurônios da zona do manto ficam na zona marginal, que se transformará na substância branca.
  • quando cessa a produção de neurônios, a camada ventricular passa a produzir células glioblastos, que vão formar os oligodendrócitos e astrócitos. Depois dos glioblastos, passa-se a produzir células ependimárias.

Diferenciação da Medula Espinhal

  • os neurônios da camada do manto da medula espinhal se organizam em quatro placas que correm na extensão da medula espinhal: um par de placas dorsais ou placas alares (colunas) e um par de placas ventrais ou basais (colunas).
  • células da placa ventral: formam os motoneurônios somáticos da medula espinhal. Inervam estruturas somáticas do corpo, como os músculos voluntários.
  • células da placa alar: formam neurônios de associação. O neurônio de associação é o que faz sinapse com o neurônio sensitivo (aferente). Esse neurônio de associação ainda pode fazer sinapse com o motoneurônio que tá do mesmo lado ou do lado oposto, formando um arco reflexo. Ele ainda pode ascender para o cérebro.
  • as fibras dos neurônios motores saem via raízes ventrais.

Diferenciação do Encéfalo

  • também como na medula espinhal, o tronco encefálico é organizado em uma zona ventricular, contendo células neuroepiteliais em proliferação que geram neurônios jovens e glioblastos, zona do manto e zona marginal.
  • as placas basais do rombencéfalo formam os primeiros neurônios no SNC.

Rombencéfalo

  • a fina placa do teto rombencéfalica consiste principalmente de uma camada de epêndima e esta é coberta por uma camada bem vascularizada de pia-máter denominada de tela coroidea. A tela coroidea é uma camada de pia-máter bem vascularizada formada por células ependimais, formando assim o teto rombencefálico.

Bulbo, Ponte e Cerebelo

  • o mielencéfalo se diferencia para formar o bulbo, que é a porção do encéfalo de maior semelhança com a medula espinhal. O bulbo serve como centro de recepção e projeção entre a medula espinhal e os centros encefálicos superiores, e também contém centros e rede de nervos que regulam a respiração, batimentos cardíacos, movimentos reflexos e várias outras funções.
  • a ponte e o cerebelo são formados pelo metencéfalo.
  • ponte serve para reenviar sinais que liguem tanto a medula espinhal quanto o córtex cerebral com o cerebelo. Ela contém tratos axonais maciços que surgem principalmente na zona marginal das colunas basais do metencéfalo. Além do mais, localizado ventralmente o núcleo pontino reenvia influxos do cérebro para o cerebelo.
  • o cerebelo é o centro para o controle do equilíbrio e da postura. Ele é derivado tanto das placas alares do metencéfalo como do lábio rômbico adjacente. Este último dá origem às células granulares do cerebelo, e aos núcleos profundos do cerebelo.
  • o cerebelo em desenvolvimento é separado em porções cranial e caudal por uma fenda transversa denominada fissura póstero lateral. A porção caudal, consistindo de um par de lobos floculonodulares, representa a parte mais primitiva do cerebelo. A maior porção cranial consiste de uma estreita saliência, denominada de verme do cerebelo conectando um par de amplos hemisférios cerebelares. O verme do cerebelo e os hemisférios sofrem um processo intrincado de dobramento transverso enquanto se desenvolvem. Há vários processos no desenvolvimento que fazem a formação de fissuras e folhas. Este processo continua ao longo da vida embrionária, fetal, e pós-natal, e elas aumentam enormemente a área de superfície do córtex cerebelar. O cerebelo possui dois tipos de substância cinzenta: um grupo de núcleos cerebelares profundos e um córtex cerebelar externo. Quatro núcleos profundos se formam de cada lado: os núcleos dentado, globoso, emboliforme e fastigial. Todos os influxos para o córtex cerebelar são projetados primeiro para esses núcleos.
  • no 3º mês, uma segunda zona de células em proliferação se forma sobre a zona marginal. Ela se deriva dos lábios rômbicos mais craniais. Esta nova camada externa de proliferação e neurogênese é denominada camada germinativa externa, ou, algumas vezes, de camada granular externa. Já começando no 4º mês, as camadas germinativas sofrem divisões celulares altamente reguladas que produzem as várias populações de neurônios cerebelares. A zona ventricular produz quatro tipos de neurônios que migram para o córtex: as células de Purkinje, as células Golgi, as células em cesto, e as células estreladas, assim como suas células gliais assocadas (astrócitos, incluindo a glia de Bergmann). As demais células do córtex cerebelar, as células granulares, surgem da camada germinativa externa.
  • as células de Purkinje formam uma camada de células de Purkinje distinta, imediatamente abaixo da camada germinativa externa, que inicialmente apresenta várias camadas, mas se torna uma monocamada. As células em cesto e estreladas também migram radialmente da zona ventricular associadas às células de Purkinje, e formam a camada molecular do córtex definitivo. Uma vez que as células granulares começam a se diferenciar, estas migram (em direção oposta às células de Purkinje, em cesto e estreladas) da camada germinativa externa através da camada molecular em desenvolvimento em direção a camada ventricular. Aí, elas formam a camada germinativa interna, ou amada granular interna do córtex cerebelar em desenvolvimento, simplesmente denominada camada granular do córtex definitivo. As células granulares migram ao longo dos prolongamentos em crescimento de células gliais denominadas glia de Bergmann.

Mesencéfalo

  • grande parte do mesencéfalo é composta por substância branca.
  • durante o desenvolvimento, o ventrículo primitivo do mesencéfalo se torna o estreito aqueduto cerebral. O LCE produzido pelos plexos coroide do prosencéfalo normalmente flui através do aqueduto cerebral para atingir o quatro ventrículo.

Prosencéfalo

  • o prosencéfalo é formado por duas vesículas encefálicas secundárias, o diencéfalo e o telencéfalo.
  • diencéfalo é formado pelas estruturas que incluem o plexo coroide e os órgãos circunventriculares, lobo posterior da hipófise (neuroipófise), e vesículas ópticas.
  • o fino telencéfalo dorsal (pálio) dá origem aos hemisférios cerebrais e às comissuras e outras estruturas que se associam a eles. Ele também forma os bulbos olfatórios e tratos olfatórios, que ao longo dos centros e tratos olfatórios dos hemisférios cerebrais constituem o rinoencéfalo (cérebro do nariz). A espessa parte ventral do telencéfalo, o subpálio, se move para dentro do canal neural para formar as eminências ganglionares que mais tarde se tornarão os gânglios da base.
  • o diencéfalo é que vai dar origem ao pré-tálamo, hipotálamo, tálamo e epitálamo. Há formação de neurômeros. O rostral forma o pré-tálamo e o hipotálamo. O neurômero da linha média forma o tálamo e o epitálamo, e o caudal forma o pré-teto.
  • o tálamo atua principalmente como um centro de projeção para o córtex cerebral: ele recebe todas as informações que estão se projetando para o córtex de estruturas subcorticais, processa estas, se necessário, e envia estas para as áreas corticais apropriadas. No tálamo, o sentido da visão é dada pelo núcleo geniculado lateral, e o da audição pelo núcleo geniculado medial.
  • o hipotálamo regula a atividade endócrina da hipófise assim como várias respostas autônomas. Ele participa do sistema límbico que controla a emoção e coordena o estado emocional com respostas viscerais apropriadas. O hipotálamo também controla o nível de estímulo do cérebro (dormir e despertar).
  • o pequeno epitálamo dá origem a várias estruturas menores. Ele forma uma estrutura neural denominada habênula trigonium (incluindo o núcleo da habênula) e duas pequenas comissuras, a posterior e a comissura habenular.
  • tálamo e hipotálamo são saliências separas pelo sulco hipotalâmico; o tálamo cresce muito e se torna o maior elemento do diencéfalo.
  • adesões intertalâmicas: local de encontro e fusão dos dois tálamos.
  • os hemisférios cerebrais aparecem como um par de protuberâncias do telencéfalo. As paredes laterais serão o futuro córtex cerebral. inicialmente, são no começo lisos, mas daí surgem os giros e sulcos, quando o hemisfério cresce. Esses giros e sulcos são importante, porque aumentam a área de superfície do cérebro. Cada hemisfério tem um ventrículo lateral. O assoalho do telencéfalo é mais espesso e contém agregados neuronais denominados eminências ganglionares, que dão origem aos gânglios da base (corpo estriado e globo pálido).
  • todo o córtex se espessa, menos a parede cerebral, pois ela se mantém fina e epitelial. Essa zona forma um sulco longitudinal no ventrículo que se chama fissura coroide. O plexo coroide se desenvolve ai.
  • a abertura entre cada ventrículo lateral e o terceiro ventrículo persiste como forame interventricular (forame de Monro).
  • o processo de proliferação, migração e diferenciação através do qual o córtex maduro é produzido, é único! Nas outras regiões do SNC, os axônios da substância branca se formam por fora da substância cinzenta (corpos de neurônios). Esta situação é invertida no córtex cerebral. Resumir: as células em proliferação da camada ventricular sofrem uma série de divisões celulares reguladas para produzir ondas de neurônios que migram perifericamente e estabelecem as camadas neuronais do córtex. Os axônios se estendem destas células na superfície mais interna ou profunda das camadas neuronais, entre elas e a zona ventricular. À medida que a produção de neurônios cessa, a camada ventricular dá origem aos vários tipos de glia e depois ao epêndima.
  • algumas células no placode nasal se diferenciam para formar as células neurossensoriais primárias do futuro epitélio olfatório. A ossificação subsequente do osso etmoide ao redor destes axônios cria as placas cribiformes perfuradas.
  • a área na extremidade de cada hemisfério cerebral começa a formar um brotamento denominado de bulbo olfatório. Os axônios dos neurônios olfatórios secundários se alongam para formar os tratos olfatórios semelhantes a um pedúnculo do SNC. Tradicionalmente, o trato e o bulbo olfatório juntos originam o nervo olfatório.
  • o primeiro trato axonal a se desenvolver na placa comissural é a comissura anterior, que se forma durante a sétima semana e interconecta os bulbos olfatórios e os centros olfatórios dos dois hemisférios.
Referências
SCHOENWOLF, G.C. et al. Larsen. Embriologia Humana. 4.ed. Rio de Janeiro: Ed. Elsevier, 2009.
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