Geração de diversidade neuronal na medula espinal e metencéfalo

FIGURA 1-19

 

Geração de diversidade neuronal na medula

 

espinal e metencéfalo

A morfogênese finalmente reflete o estabelecimento de distintas classes

celulares em números e posições apropriados em todo o tubo neural. Na medula espinal e metencéfalo, a relação básica entre as células-tronco

neurais e sua progênie está bem estabelecida. Essas relações definem as

linhagens celulares, geralmente para a medula espinal e metencéfalo. As

principais distinções que estabelecem linhagens – a variação de tipos

celulares gerados por classes específicas de células-tronco neurais – são: a

posição no tubo neural das células-tronco e a via pela qual a progênie pós-

mitótica alcança seu destino final.

As células-tronco neurais na medula espinal e metencéfalo podem ser

divididas em quatro classes amplas: neurônios motores e progenitoras

interneuronais relacionadas, neurônios de retransmissão sensitiva e

progenitoras interneuronais relacionadas, células progenitoras gliais e

progenitoras da crista neural. Existem distinções-chave para cada uma

dessas quatro classes. As duas primeiras classes de células-tronco, as

progenitoras motoras e sensitivas, têm a capacidade de dar origem tanto a

neurônios de projeção com longos axônios que conectam a medula espinal

aos músculos e gânglios autonômicos (motores), ou enviam axônios da

medula espinal para regiões encefálicas superiores para retransmitir

informações sensitivas. Essas células-tronco também podem dar origem a

múltiplas classes de interneurônios, cujos axônios permanecem em estreita

proximidade com a posição do corpo celular interneuronal e que tendem a

estabelecer um controle inibidor para os neurônios de projeção motora ou

sensitiva. Para essas classes de células-tronco (e para as progenitoras

intermediárias relacionadas), a maior parte da divisão celular ocorre na zona

ventricular/marginal. Os neuroblastos recém-gerados são então deslocados

para pequenas distâncias para adquirir uma posição apropriada no corno

dorsal ou anterior. No metencéfalo, existe alguma migração celular local

entre localizações anteriores-posteriores distintas (definida pela organização

segmentar de rombômeros que prefigura a morfogênese do metencéfalo)

que leva a uma maior diversidade das células nos núcleos de retransmissão

dentro do nervo craniano motor ou sensitivo. A terceira classe de células-

tronco dá origem à glia, na medula espinal e metencéfalo. Essas células-

tronco são indistinguíveis das progenitoras neuroepiteliais que dão origem

aos neurônios, e de fato são principalmente multipotentes: dão origem a

neurônios assim como a células gliais.

A especificação e subsequente geração e diferenciação da progênie glial

são distintas desses neurônios. Na maioria das vezes, as classes primárias da glia – astrócitos, células oligodendrogliais (ver adiante) e glia radial – são

geradas depois dos neurônios da medula espinal e metencéfalo. Os

astrócitos diferenciam-se ainda em duas classes: (1) astrócitos

protoplasmásticos, que são encontrados principalmente adjacentes aos

corpos celulares neuronais e seus processos, onde constituem coletivamente

o neurópilo (substância cinzenta), e (2) astrócitos fibrosos, que são

encontrados principalmente nos tratos axonais (substância branca) e cujos

processos geralmente contatam os vasos sanguíneos. A glia radial

assemelha-se às progenitoras neuroepiteliais e, de fato, podem ser

indistinguíveis dessas células de muitas maneiras. Um pequeno número de

células gliais radiais permanece na zona ependimária madura em muitas

regiões, e essas células, quando postas em condições apropriadas de cultura,

podem gerar neurônios assim como astrócitos e células oligodendrogliais.

Desse modo, a glia radial parece consistir em células-tronco neurais, ou

pelo menos retém a capacidade da célula-tronco neural de poder se

expressar sob condições distintivas. As células oligodendrogliais interagem

com os axônios para gerar bainhas de mielina que asseguram uma condução

eficiente dos potenciais de ação (Fig. 1-19). As precursoras

oligodendrogliais são geradas inicialmente na linha média anterior e contam

com algumas das mesmas moléculas sinalizadoras secretadas e fatores de

transcrição que também influenciam a determinação do neurônio motor e a

diferenciação. Subsequentemente, porém, as precursoras oligodendrogliais

são encontradas em todo encéfalo em desenvolvimento e no definitivo,

podendo perder sua capacidade de progenitoras (e, em alguns casos, quando

isoladas e postas em cultura, podem originar tanto neurônios como glia) ou

gerar oligodendróglias de mielinização local.

A quarta classe de células-tronco neurais, geradas a partir do tubo neural,

que dá origem à medula espinal e ao metencéfalo, é a progenitora da crista

neural. Como mencionado anteriormente, essas células-tronco geram

progenitoras intermediárias que então dão origem aos neuroblastos

migratórios pós-mitóticos, que se movem ativamente, ou migram, para

curtas distâncias do tubo neural e depois se reagregam para formar os

gânglios sensitivos, incluindo os gânglios da raiz posterior e da maior parte

dos nervos cranianos. Algumas células ganglionares sensitivas possuem um

único corpo celular com um processo único que se bifurca em: processo do

receptor periférico e processo pré-sináptico central. Essa polaridade facilita a geração de potenciais de receptores na periferia que também iniciam

potenciais de ação que são conduzidos na direção do SNC, onde as

informações sensitivas são então retransmitidas via sinapses formadas pelo

processo central da célula ganglionar sensitiva. A crista neural também gera

uma célula ganglionar sensitiva verdadeiramente bipolar, as células

ganglionares sensitivas bipolares do gânglio espiral (auditivo) ou gânglio

vestibular (de Scarpa). Esses neurônios possuem um distinto processo pós-

sináptico que recebe sinapses das células pilosas auditivas ou vestibulares e

um processo central que retransmite informações sensitivas por meio de

sinapses formadas no núcleo coclear ou núcleo vestibular no metencéfalo.

Os neuroblastos derivados da crista neural também coalescem para formar

os gânglios autonômicos da cadeia simpática, assim como os gânglios

parassimpáticos de distribuição mais ampla. Finalmente, os neuroblastos

derivados da crista neural dão origem às células cromafínicas suprarrenais

neurossecretoras encontradas na medula da suprarrenal. A crista neural

também dá origem a significativas populações de células progenitoras

migratórias que ainda se dividem em seus destinos. Estas incluem as células

mesenquimais da crista neural, que povoam os primórdios craniofaciais e da

cabeça e dão origem às meninges (aracnoide, pia e dura), algumas células

associadas aos vasos sanguíneos locais e múltiplos elementos esqueléticos,

incluindo dentes e ossos cranianos. Além disso, as células pigmentares na

epiderme são derivadas das progenitoras migratórias da crista neural.

Finalmente, a principal classe de células gliais periféricas, as células de

Schwann, cujas características são similares às da oligodendróglia no SNC,

é derivada da crista neural.