Gânglios da Base e suas Funções Motoras

cerebelo. Ocorre, especialmente, quando os lobos floculonodulares do cerebelo

estão lesados; nesse caso, também se associa à perda de equilíbrio, devido à

disfunção das vias provenientes dos ductos semicirculares, que passam pelo

cerebelo floculonodular.

Hipotonia — Diminuição do Tônus da Musculatura

A perda dos núcleos cerebelares profundos, particularmente dos núcleos

denteado e interpósito, causa diminuição do tônus da musculatura corporal

periférica no mesmo lado da lesão cerebelar. A hipotonia resulta de perda da

facilitação cerebelar do córtex motor e dos núcleos motores do tronco cerebral,

por sinais tônicos provenientes de núcleos cerebelares profundos.

 

GÂNGLIOS DA BASE E SUAS FUNÇÕES MOTORAS

 

Os núcleos da base, como o cerebelo, constituem outro sistema motor

acessório que funciona, em geral, não por si mesmo, mas em estreita

associação ao córtex cerebral e com o sistema de controle motor

corticoespinal. De fato, os núcleos da base recebem a maior parte de seus

sinais aferentes do córtex cerebral e também retornam quase todos os seus

sinais eferentes para o córtex.

A Figura 57-9 mostra as relações anatômicas dos núcleos da base com

outras estruturas do sistema nervoso central. A cada lado do encéfalo, esses

núcleos consistem no núcleo caudado, no putâmen, no globo pálido, na

substância negra e no núcleo subtalâmico. Estão situados, em sua maior

parte, laterais ao tálamo e à sua volta, ocupando grande parte das regiões

interiores de ambos os hemisférios cerebrais. Quase todas as fibras nervosas

motoras e sensoriais que ligam o córtex cerebral e a medula espinal

atravessam o espaço situa do entre as principais massas dos gânglios da

base, o núcleo caudado e o putâmen. Esse espaço é chamado cápsula

interna. Ela é importante, para nossa presente discussão, devido à íntima

associação entre os gânglios da base e o sistema corticoespinal em relação

ao controle motor.

Figura 57-9. Relações anatômicas dos gânglios da base com o córtex cerebral e o tálamo, mostradas em corte tridimensional. (Modificado de Guyton AC: Basic Neuroscience: Anatomy and Physiology. Philadelphia: WB Saunders, 1992.)

 

 

Circuito NEURONAL DOS GÂNGLIOS DA BASE

As conexões anatômicas entre os gânglios da base e os outros elementos do

sistema nervoso central, envolvidas no controle motor, são complexas,

como mostrado na Figura 57-10. À esquerda, vê-se o córtex motor, o

tálamo e os circuitos associados do tronco cerebral e cerebelar. À direita,

estão os principais circuitos do sistema dos gânglios da base, mostrando as

tremendas interconexões entre os núcleos, pertencentes aos gânglios da

base, além das numerosas vias de conexão, entre as outras regiões motoras

do cérebro e os gânglios da base.

Nas duas seções a seguir, estaremos concentrados especialmente em dois

circuitos principais, o circuito do putâmen e o circuito do caudado.

Figura 57-10. Relação dos circuitos dos gânglios da base com o sistema corticoespinocerebelar para o controle dos movimentos.

 

 

FUNÇÃO DOS GÂNGLIOS DA BASE NA EXECUÇÃO DE

PADRÕES DE ATIVIDADE MOTORA — OS CIRCUITOS

DO PUTÂMEN

Um dos principais papéis dos gânglios da base no controle motor é o de

funcionar associados ao sistema corticoespinal, para controlar padrões

complexos de atividade motora. Exemplo é escrever as letras do alfabeto.

Quando os gânglios da base sofrem dano continuado e importante, o

sistema cortical do controle motor já não pode executar esses padrões. Em

lugar disso, a escrita se torna grosseira, como se a pessoa estivesse

aprendendo a escrever.

Outros padrões motores que exigem a integridade dos gânglios da base

são cortar papel com tesoura, bater pregos, arremessar uma bola de

basquete através de um aro, passar uma bola de futebol, arremessar uma

bola de beisebol, os movimentos de tirar lixo com uma pá, a maioria dos

aspectos da vocalização, movimentos controlados dos olhos e quase

qualquer outro dos nossos movimentos que mostram destreza, a maioria

deles realizada de modo subconsciente.

 

Vias Neurais dos Circuitos do Putâmen. A Figura 57-11 mostra as

principais vias pelos gânglios da base para executar padrões aprendidos de

movimento. Elas começam, em sua maioria, nas áreas pré-motora e

suplementar do córtex motor e nas áreas somatossensoriais do córtex

sensorial. Passam, a seguir, para o putâmen (evitando, em sua maioria, o

núcleo caudado) e, depois, para a parte interna do globo pálido, seguindo

para os núcleos de retransmissão ventral-anterior e ventrolateral do tálamo

e, por fim, retornam ao córtex motor primário e às partes das áreas pré-

motora e suplementares estreitamente associadas ao córtex motor primário.

Desse modo, os circuitos do putâmen têm seus aferentes, principalmente,

das partes do cérebro adjacentes ao córtex motor primário, mas não muito

provenientes do próprio córtex motor primário. Depois, suas eferências

realmente voltam em especial para o córtex motor primário, ou para os córtices pré-motor e suplementar estreitamente associados. Funcionando em

estreita associação desse circuito primário do putâmen, existem circuitos

subsidiários que passam do putâmen, pelo globo pálido externo, ao

subtálamo e à substância negra — finalmente retornando ao córtex motor

por meio do tálamo.

 

Figura 57-11. Circuito do putâmen através dos gânglios da base para a execução subconsciente dos padrões aprendidos de movimento.

 

Função Anormal no Circuito do Putâmen: Atetose, Hemibalismo

e Coreia. Como o circuito do putâmen funciona para ajudar a executar os

padrões de movimento? Pouco se sabe sobre essa função. No entanto,

quando parte do circuito é lesada ou bloqueada, certos padrões de

movimento ficam intensamente anormais. Por exemplo, lesões no globo pálido frequentemente levam a movimentos de contorção espontâneos e,

muitas vezes, contínuos de uma das mãos, um braço, do pescoço ou da face.

Esses movimentos são chamados atetose.

Uma lesão no subtálamo costuma causar movimentos súbitos e em bloco

de toda uma extremidade, patologia chamada hemibalismo.

Múltiplas pequenas lesões no putâmen levam a movimentos rápidos e

abruptos de curta extensão em mãos, face e outras partes do corpo,

chamados coreia.

Lesões na substância negra levam à doença comum e extremamente grave

de rigidez, acinesia e tremores, conhecida como doença de Parkinson, que

discutiremos com mais detalhes neste Capítulo.

 

PAPEL DOS GÂNGLIOS DA BASE PARA O CONTROLE

COGNITIVO DE SEQUÊNCIAS DE PADRÕES MOTORES

— O CIRCUITO DO CAUDADO

O termo cognição significa os processos cerebrais envolvidos no processo

ao pensamento, os eferentes sensoriais mais informações já armazenadas na

memória. A maior parte de nossas ações motoras ocorre como consequência

de pensamentos gerados na mente, processo chamado controle cognitivo da

atividade motora. O núcleo caudado desempenha papel importante nesse

controle cognitivo da atividade motora.

As conexões neurais entre o núcleo caudado e o sistema de controle motor

corticoespinal, mostradas na Figura 57-12, diferem das do circuito do

putâmen. Parte da razão para essa diferença é que o núcleo caudado,

mostrado na Figura 57-9, estende-se por baixo de todos os lobos do

telencéfalo, começando anteriormente nos lobos frontais, depois,

atravessando na direção posterior os lobos parietal e occipital e, por fim,

curvando-se novamente para a frente como a letra “C” nos lobos temporais.

Além disso, o núcleo caudado recebe grandes quantidades de aferentes das áreas de associação do córtex cerebral que estão anatomicamente sobre ele,

principalmente as áreas que também integram os diferentes tipos de

informações sensoriais e motoras em padrões utilizáveis de pensamento.

Depois que os sinais passam do córtex cerebral para o núcleo caudado,

eles são transmitidos para o globo pálido interno e depois para os núcleos

de retransmissão do tálamo ventral-anterior e ventrolateral, para finalmente

voltarem às áreas motoras pré-frontais, pré-motoras e suplementares do

córtex cerebral, mas com quase nenhum dos sinais que retornam, passando

diretamente para o córtex motor primá rio. Em lugar disso, os sinais que

retornam vão para as regiões motoras acessórias pré-motoras e

suplementares, responsáveis pela organização de padrões sequenciais de

movimento, durando 5 segundos ou mais, em vez de promover movimentos

musculares individuais.

Bom exemplo desse fenômeno seria a pessoa que vê um leão se

aproximando e, então, respondendo instantânea e automaticamente: (1)

afasta-se do leão; (2) começando a correr; e (3) até tentando subir numa

árvore. Sem as funções cognitivas, a pessoa pode não ter os conhecimentos

instintivos, sem pensar por muito tempo, mas responde rápida e

apropriadamente. Desse modo, o controle cognitivo da atividade motora

determina subconscientemente e em segundos quais padrões de movimento

serão usados juntos para atingir objetivo complexo que poderia, ele mesmo,

durar muitos segundos.

Figura 57-12. Circuito do caudado, através dos gânglios da base, para planejamento cognitivo de padrões motores sequenciais e paralelos de modo a atingir objetivos conscientes específicos.

 

FUNÇÃO DOS GÂNGLIOS DA BASE PARA MUDAR A

TEMPORIZAÇÃO E PARA ESCALONAR A INTENSIDADE

DOS MOVIMENTOS

 

Duas importantes capacidades do cérebro, para controlar o movimento, são

(1) determinar com que rapidez o movimento deve ser realizado; e (2)

controlar qual a dimensão do movimento. Por exemplo, a pessoa pode

escrever a letra “a” lenta ou rapidamente. De igual modo, ela pode escrever

um “a” minúsculo em pedaço de papel ou um “A” maiúsculo em lousa.

Independentemente da escolha, as características proporcionais da letra

continuam quase as mesmas.

Nos pacientes com lesões graves dos gânglios da base, essas funções de

temporização e de graduação são precárias; de fato, algumas vezes, sequer

existem. Aqui, novamente, os gânglios da base não funcionam

isoladamente; funcionam em estreita associação ao córtex cerebral. Área

cortical especialmente importante é o córtex parietal posterior que é o local

das coordenadas espaciais para o controle motor de todas as partes do

corpo, bem como para a relação do corpo e de suas partes com tudo o que

está em torno. Danos a essa área não produzem simples déficits da

percepção sensorial, como perda da sensação tátil, cegueira ou surdez. Em

vez disso, lesões do córtex parietal posterior parietal produz a incapacidade

de perceber, de modo acurado, os objetos pelos mecanismos sensoriais que

funcionam normalmente, condição denominada agnosia. A Figura 57-13

mostra o modo pelo qual uma pessoa com uma lesão no córtex parietal

posterior direito tenta copiar desenhos. Nesses casos, a capacidade do

paciente em copiar o lado esquerdo dos desenhos está gravemente

prejudicada. De igual modo, essa pessoa sempre tentará evitar usar o braço

esquerdo, a mão esquerda ou outras partes de seu hemicorpo esquerdo para

o desempenho de tarefas ou, mesmo, lavar esse lado do corpo (síndrome da

negligência pessoal), quase desconhecendo que essas partes de seu corpo

existem.

Como o circuito do caudado do sistema dos gânglios da base funciona,

principalmente, com áreas de associação do córtex cerebral, tais como o

córtex parietal posterior, presumivelmente, a temporização e a graduação

dos movimentos são funções desse circuito de controle motor cognitivo do

caudado. No entanto, nossos conhecimentos sobre a função nos gânglios da

base ainda são tão imprecisos que grande parte do que é conjecturado nas

últimas seções é dedução analítica, e não fato comprovado.

Figura 57-13. Ilustração de desenhos que poderiam ser feitos por pessoa que tenha síndrome da negligência, causada por lesão grave do córtex parietal posterior direito, comparada ao desenho real que o paciente foi solicitado a copiar. Observe que a capacidade da pessoa de copiar o lado esquerdo dos desenhos está gravemente prejudicada.

 

 

FUNÇÕES DE SUBSTÂNCIAS NEUROTRANSMISSORAS

ESPECÍFICAS NO SISTEMA DE GÂNGLIOS DA BASE

 

A Figura 57-14 demonstra a inter-relação de vários neurotransmissores

específicos que, sabidamente, funcionam nos gânglios da base, mostrando

(1) vias que contêm dopamina, da substância negra para o núcleo caudado e

o putâmen; (2) vias que contêm o ácido gama-aminobutírico (GABA), do

núcleo caudado e putâmen para o globo pálido e substância negra; (3) vias que contêm acetilcolina do córtex para o núcleo caudado e putâmen; e (4)

múltiplas vias gerais do tronco cerebral que secretam norepinefrina,

serotonina, encefalina e vários outros neurotransmissores, nos diversos

núcleos dos gânglios da base, bem como em outras partes do telencéfalo.

Além de tudo que já foi mencionado, existem múltiplas vias que usam

glutamato como neurotransmissor, responsáveis pela maioria dos sinais

excitatórios (não mostrados na figura) que contrabalançam o grande número

de sinais inibitórios transmitidos, especialmente pelos transmissores

inibitórios dopamina, GABA e serotonina. Teremos mais a dizer sobre

alguns desses neurotransmissores e sistemas hormonais em seções

subsequentes, quando discutiremos doenças associadas aos gânglios da

base, bem como em Capítulos subsequentes, quando discutirmos

comportamento, sono, vigília e funções do sistema nervoso autônomo.

Para o presente, deve ser lembrado que o neurotransmissor GABA

funciona como agente inibitório. Portanto, os neurônios gabaérgicos, nas

alças de feedback do córtex pelos gânglios da base e de volta ao córtex,

fazem com que na prática todas essas alças de feedback sejam negativas, ao

invés de alças de feedback positivas, emprestando, assim, estabilidade aos

sistemas de controle motor. A dopamina também funciona como

neurotransmissor inibitório, na maior parte do encéfalo; logo, ela também

funciona, indubitavelmente, como estabilizador sob algumas condições.

Figura 57-14. Vias neuronais que secretam diferentes tipos de substâncias neurotransmissoras nos gânglios da base. Ach, acetilcolina; GABA, ácido gama-aminobutírico.

 

Síndromes Clínicas Decorrentes de Lesão dos Gânglios da Base

À parte da atetose e do hemibalismo, já mencionados em relação às lesões do

globo pálido e do núcleo subtalâmico, duas outras doenças importantes resultam de lesões em estruturas dos gânglios da base. São a doença de Parkinson e a doença de Huntington.

Doença de Parkinson

A doença de Parkinson, que também é conhecida como paralisia agitante,

decorre da destruição generalizada da parte da substância negra (a pars

compacta) que envia fibras nervosas secretoras de dopamina para o núcleo

caudado e para o putâmen. A doença se caracteriza por (1) rigidez de grande parte da musculatura do corpo; (2) tremor involuntário das áreas envolvidas, mesmo quando a pessoa está em repouso, na frequência fixa de três a seis ciclos

por segundo; (3) dificuldade intensa de iniciar movimentos, chamada acinesia; (4) instabilidade postural, causada por reflexos posturais prejudicados, levando ao

frágil equilíbrio e quedas; e (5) outros sintomas motores que incluem disfagia

(capacidade prejudicada de engolir), distúrbios da fala, distúrbios da marcha e

fadiga.

As causas desses efeitos motores anormais são desconhecidas. No entanto, a

dopamina liberada no núcleo caudado e no putâmen é transmissor inibitório;

assim, a destruição dos neurônios dopaminérgicos, na substância negra do

paciente parkinsoniano, teoricamente permitiria que o núcleo caudado e o

putâmen ficassem, de modo intenso, ativos e, possivelmente, causaria saída

contínua de sinais excitatórios para o sistema de controle motor corticoespinal.

Esses sinais poderiam excitar, de forma intensa, muitos ou todos os músculos do

corpo, levando assim à rigidez.

Alguns dos circuitos de feedback poderiam facilmente oscilar devido ao aumento

considerável do ganho da alça de feedback, após a perda de sua inibição, levando

ao tremor da doença de Parkinson. Esse tremor é bem diferente do da doença

cerebelar, porque ocorre durante todas as horas de vigília e, portanto, é tremor

involuntário, distinguindo-se do tremor cerebelar, que ocorre apenas quando a

pessoa realiza intencionalmente movimentos iniciados e, por conseguinte, é

chamado tremor intencional.

A acinesia que ocorre na doença de Parkinson costuma ser mais perturbadora

para o paciente do que os sintomas de rigidez muscular e tremor, uma vez que

uma pessoa afetada por parkinsonismo grave, precisa exercer o mais alto grau de

concentração para realizar até o mais simples movimento. O esforço mental, até

mesmo, a angústia mental, que é necessário para fazer os movimentos

desejados, costuma estar no limite da força de vontade do paciente. Depois,

quando os movimentos ocorrem, em geral são rígidos e em staccato e não

contínuos. A causa dessa acinesia ainda é especulativa. No entanto, a secreção

de dopamina, no sistema límbico, especialmente no núcleo accumbens, com

frequência está diminuída, junto com seu decréscimo nos núcleos da base. Foi

sugerido que isso pode reduzir o impulso psíquico para a atividade motora, com

tal intensidade que pode levar à acinesia.

Tratamento com l-Dopa. A administração do fármaco l-dopa a pacientes com

doença de Parkinson, em geral, abranda muitos dos sintomas, especialmente, a

rigidez e a acinesia. Acredita-se que a razão para isto seja porque a l-dopa é

convertida, no cérebro, em dopamina, e a dopamina, então, restaura o equilíbrio

normal entre a inibição e a excitação, no núcleo caudado e putâmen. A própria

administração de dopamina não tem o mesmo efeito, porque a dopamina tem

estrutura química que não permite que ela atravesse a barreira hematoencefálica,

embora a estrutura discretamente diferente da l-dopa permita ultrapassar essa

barreira.

Tratamento com l-Deprenil. Outro tratamento para doença de Parkinson é o

fármaco l-deprenil. Ele inibe a monoamina oxidase, que é responsável pela

destruição da maior parte da dopamina, depois de secretada. Portanto, qualquer dopamina que seja liberada permanece nos tecidos dos gânglios da base por

período mais longo. Ademais, por questões não compreendidas, esse tratamento ajuda a tornar mais lenta a destruição dos neurônios secretores de dopamina, na

substância negra. Portanto, combinações apropriadas de l-dopa, juntamente com terapia com l-deprenil, em geral, propiciam tratamento muito melhor do que o uso exclusivo de um desses fármacos.

Tratamento com Células Dopaminérgicas Fetais Transplantadas. O

transplante de células cerebrais secretoras de dopamina (células obtidas de fetos

abortados), feito diretamente nos núcleos caudados e putâmens, tem sido usado com certo sucesso por curto prazo para tratar a doença de Parkinson. Contudo, as células não vivem por mais que alguns meses. Se pudesse ser conseguida a

persistência, talvez esse se tornasse o tratamento do futuro.

Tratamento por Destruição de Parte do Circuito de Feed back nos Gânglios

da Base. Como os sinais anormais dos gânglios da base para o córtex motor

causam a maioria das anormalidades da doença de Parkinson, têm sido feitas

muitas tentativas para tratar os pacientes com essa doença, pelo bloqueio cirúrgico destes sinais. Durante anos, foram feitas lesões cirúrgicas nos núcleos

ventrolateral e ventroanterior do tálamo, o que bloqueava parte do circuito de

feedback dos gânglios da base para o córtex; foram obtidos graus variáveis de sucesso, bem como algumas vezes dano neurológico grave. Em macacos com doença de Parkinson, têm sido feitas lesões no núcleo subtalâmico, algumas

vezes com resultados surpreendentemente bons.

Doença de Huntington (Coreia de Huntington)

A doença de Huntington é distúrbio hereditário autossômico dominante que, em

geral começa a causar sintomas nos 30 a 40 anos de idade. Caracteriza-se, a

princípio, por movimentos rápidos em músculos individuais e, depois, movimentos graves progressivos de distorção do corpo inteiro. Ademais, desenvolve-se demência grave junto com as disfunções motoras.

Acredita-se que os movimentos anormais da doença de Huntington sejam

causados pela perda da maior parte dos corpos celulares dos neurônios

secretores de GABA, no núcleo caudado e no putâmen, e pela perda de neurônios

secretores de acetilcolina em muitas partes do cérebro. Os terminais axônicos dos

neurônios gabaérgicos normalmente inibem partes do globo pálido e da substância negra. Acredita-se que essa perda de inibição permita períodos A ponte e o bulbo são responsáveis por duas funções importantes para o