Coleção Netter de Ilustrações Médicas, Volume 7: Sistema Nervoso, Cérebro Parte I
Desenvolvimento e Distúrbios do Desenvolvimento do Hipotálamo
FIGURA 5-2
Desenvolvimento e Distúrbios do
Desenvolvimento do Hipotálamo O hipotálamo aparece nos mamíferos como uma parte ventral do diencéfalo
e telencéfalo adjacente, e suas origens embriológicas estão intimamente
relacionadas com as do quiasma óptico e seus tratos, e a glândula
hipofisária. Esses distúrbios que afetam o hipotálamo, frequentemente se
manifestam com sinais e sintomas relacionados com estruturas vizinhas em
desenvolvimento. O tubo neural em desenvolvimento é dividido em três
regiões primárias: prosencéfalo, mesencéfalo, rombencéfalo. O
prosencéfalo é subdividido em telencéfalo, o qual dá origem ao córtex
encefálico e núcleo da base, e em diencéfalo, do qual são derivados o
tálamo e hipotálamo. O hipotálamo desenvolve-se a partir da porção
anterior do diencéfalo em uma série de passos que envolvem a ativação de
conjuntos de fatores de transcrição, que determinam o destino das
populações de células em desenvolvimento.
Primeiro, a mesoderma pré-cordal subjacente ao tubo neural em
desenvolvimento, secreta a proteína sonic hedgehog (SHH) que induz um
padrão normal da linha média encefálica anterior, incluindo a formação do
hipotálamo e a separação do sistema óptico. Indução anormal da
mesoderma ocorre com a mutação que afeta a sinalização de SHH, e pode
resultar em uma das malformações encefálicas humanas mais comuns,
holoprosencefalia, que se manifesta com falhas no espectro de divisões das
estruturas da linha média do encéfalo. Na sua forma mais grave,
holoprosencefalia resulta em ciplopia e perda completa ou parcial do
hipotálamo, o que não é compatível à vida. Em suas formas moderadas,
holoprosencefalia pode manifestar-se com anomalias endócrinas devido ao
desenvolvimento defeituoso do sistema hipofisário-hipotalâmico. Após a
padronização inicial, induzida por mediação da SHH, as células precursoras
hipotalâmicas multiplicam-se antes de saírem do ciclo celular e sofrem
diferenciação final em muitos tipos celulares, que consistem em um
hipotálamo compacto com estrutura complexa. Finalmente, os neurônios
em desenvolvimento expressam combinações únicas de fatores de
transcrição, como membros das famílias Nkx e Lhx, Sim1 e Sim3. Deleções
de fatores de transcrição individuais possuem profundos impactos sobre o
desenvolvimento de núcleo hipotalâmico específico.
Diferenciação final do núcleo hipotalâmico requer ações combinadas dos
“códigos” de fatores de transcrição, que quando expressos com restrição
anatômica e precisão cronometrada de desenvolvimento, dão origem a complexidade regional do hipotálamo. Embora ainda pouco compreendido,
raras mutações genéticas têm sido identificadas em seres humanos e em
testes com modelos animais, que demonstrem que a disfunção de genes
individuais resulte na perda de neurônios hipotalâmicos específicos e
fenótipos correspondentes. Por exemplo, a síndrome de Prader-Willi, que
tem como manifestação a obesidade mórbida, hiperssonolência,
hipogonadismo, e deficiência intelectual, é causada por uma deleção do
cromossomo paterno 15q11. Essa região genômica possui vários genes
envolvidos no desenvolvimento normal do núcleo paraventricular, um
grupo de células com funções integrativas críticas na alimentação e resposta
ao estresse (ver adiante).
A relação do hipotálamo e glândula hipofisária tem sua origem como
uma justaposição anatômica entre o diencéfalo anterior e a bolsa de Rathke
derivada da ectoderme, da qual se origina a porção ventral da hipófise.
Embora ambos, hipotálamo e hipófise, sejam padronizados por caminhos
sinalizadores similares, a disfunção nesses sistemas pode interromper o
desenvolvimento e funções de ambas as estruturas. Craniofaringiomas são
os tumores intracraniais não neurais mais comuns na infância, e originam-se
de bolsas de Rathke remanescentes. Apresentação clínica inclui sintomas
ópticos, hipofisários e/ou hipotalâmicos, incluindo obesidade,
hipopituitarismo, e disfunção do sono e ritmo cardíaco.
FIGURA 5-3