Coleção Netter de Ilustrações Médicas, Volume 7: Sistema Nervoso, Cérebro Parte I

Formação inicial do encéfalo e medula espinal: o embrião de 20 a 24 dias

Formação inicial do encéfalo e medula

 

espinal: o embrião de 20 a 24 dias

Quando a gastrulação termina, outra série de movimentos celulares – a

neurulação – transforma a placa neural em um tubo de células-tronco

neurais: o tubo neural. A neurulação é acompanhada da elaboração de

tecidos mesodérmicos em somitos, que formam o esqueleto axial e a

musculatura, e da diferenciação visceral pelo endoderma. Esses eventos

cooperam para produzir um sistema nervoso embrionário que consiste em

um tubo circundado por uma cavidade cheia de fluido que eventualmente

formará o sistema ventricular cerebral (ver adiante) e o canal central da

medula espinal. A geometria da placa neural e da notocorda subjacente

permanece como o determinante primário de como se forma o tubo neural.

No vigésimo dia de desenvolvimento, a placa neural espessou-se,

flexionando-se para cima a partir da linha média, exatamente acima da

notocorda. A crista neural, inicialmente especificada nas margens laterais

(ou alares) da placa neural, é relocalizada para a linha média posterior, à

medida que o resto da placa neural forma um tubo pela união das pregas

neurais em cada margem lateral da placa neural na linha média posterior.

No vigésimo primeiro dia embrionário, o tubo neural na secção média do

embrião se fechou; as pregas neurais se fundem e o neuroectoderma

subjacente circunda uma cavidade cheia de fluido que se torna o canal

central da medula espinal. A crista neural delamina-se na linha média

posterior. Essa transição de epitelial (lâminas celulares) para mesenquimal

(séries livres de células móveis entre as lâminas) das células da crista neural

é muito semelhante à transição de epitelial para mesenquimal que ocorre em

muitos cânceres de tecidos epiteliais maduros. No caso da crista neural,

porém, essa transição dá início a um processo altamente regulado de

migração para múltiplas localizações periféricas, onde precursores da crista

neural continuam a se dividir e a se diferenciar em gânglios sensitivos (raiz

cranial e posterior), gânglios autonômicos, neurônios entéricos, células

pigmentares, componentes da aorta posterior, ossos cranianos e tecidos

conectivos. A placa neural nas terminações anterior e posterior do embrião

começou a se dobrar dentro do tubo neural, mas ainda não atingiu o ponto

em que as margens laterais se encontram e se fundem na linha média posterior. O “ponto de união” da linha média, onde começa a formação do

tubo neural, é visível como o sulco neural anteriormente e como o seio

romboide posteriormente, e o prosencéfalo e a placa neural, assim como a

medula espinal posterior, permanecem abertos ao ambiente

extraembrionário.

Em outros 3 dias, no vigésimo quarto dia embrionário, o tubo neural está

fechado a partir do polo anterior (onde o cérebro se formará) em grande

parte da extensão da medula espinal, com exceção de uma abertura no seio

romboide ou neuróporo anterior. Nesse estágio, o tubo neural começou a

adquirir sinais adicionais de diferenciação que refletem a gênese de

neurônios com funções distintas. Primeiramente, baseadas na localização da

notocorda ou da região alar e crista neural, duas regiões do tubo neural se

tornaram especializadas para dar sinais ao resto das células-tronco neurais

neuroepiteliais que constituem o sistema nervoso em desenvolvimento. As

células do tubo neural acima da notocorda da linha média anterior

constituem a placa do assoalho, enquanto aquelas na fusão das pregas

neurais na linha média posterior se tornam a placa do teto. As células da

placa do assoalho e da placa do teto secretam sinais que influenciam as

células vizinhas no tubo neural, como a proteína sonic hedgehog – SHH,

um hormônio peptídico que regula a proliferação e a diferenciação do

sistema nervoso e dos membros, em vertebrados. Esses sinais ainda

distinguem a presumível medula espinal e o metencéfalo nas regiões

anterior/basal e posterior/alar (Fig. 1-6), separadas por um sulco na linha

média, referido como sulco limitante (essa estrutura nem sempre é fácil de

visualizar).

Esses domínios geometricamente definidos de células-tronco neurais

geram classes de neurônios funcionalmente distintos. As células-tronco

neurais da região posterior/alar vão gerar a projeção sensitiva e os

interneurônios, que retransmitem e processam as informações sensitivas que

chegam dos gânglios sensitivos periféricos e daqueles na região

anterior/basal que darão origem aos neurônios motores que se projetam para

os músculos periféricos e gânglios autonômicos, assim como os

interneurônios que modulam a saída dos neurônios motores. Os sinais da

placa do teto e da placa do assoalho desencadeiam a expressão local de

fatores de transcrição e outros determinantes nas células-tronco neurais

circunvizinhas. Esses fatores definem a capacidade das células-tronco locais para gerarem distintas classes de projeções sensitivas e motoras ou

interneurônios.

FIGURA 1-3