Neurônio

O Neurônio é uma unidade funcional do sistema nervoso, possui uma grande diversidade morfológica e funcional existente entre células neurais que reflete sua capacidade de desempenhar funções diversas e complexas. Sua Forma estrelada foi descrita por Purkinje (1837), são o tipo mais polimorfo que existe no nosso organismo. Sua estrutura tem sido estudada desde o século XIX, quando técnicas histológicas permitiu sua visualização. A transmissão de informações entre neurônios e células sensoriais é feita por meio de estímulos elétricos resultantes da alteração do equilíbrio dos gradientes iônios estabelecidos nas membranas dessas células. O neurônio é uma unidade básica do sistema nervoso destina- se a reação de estímulos para transmitir a excitação resultante com rapidez para outras partes da células musculares e glandulares.

O Neurônio é dividido em três porções básicas, primeiro o seu corpo celular que se concentra o núcleo e a maior parte das organelas citoplasmáticas; tem seu prolongamento que emergem do corpo celular, os neuritos, que são responsáveis pela transferência de informações processadas pelo neurônio, que podem ser dendritos ou axônios. Os Dendritos correspondem a via aferente por meio da qual a informação chega ao soma, e os axônios são constituídos pela via eferentes pelas quais a informação é transmitida. É constituído e coberto pela membrana plasmática que envolve o citoplasma e o núcleo, que desempenham importante papel na transmissão de informações. Os neurônios e glia constituem os dois principais tipos celulares em nosso sistema nervoso, pois são componentes acessórios como em qualquer outro tecido vivo. O componente conjuntivo do sistema nervoso é, em parte representado pelas células da Glia e em parte, pelas células que constituem a meninges (dura-máter, aracnoide e pia máter) e a parede interna do sistema ventrículos, por onde flui o líquido cefalorraquidiano. Os neurônios e glia apresentam uma grande diversidade de tipos celulares, de acordo com suas funções e localização anatômica. A glia de origem ectodérmica é caracterizada por dois tipos celulares básicos como células produtoras de mielina, e células tróficas de suporte. Temos também a célula Schwann que á responsável pela mielinização do sistema nervoso periférico, revestem apenas um único segmento axonal, sendo portanto, cada uma especifica para um dado neurônio. Temos outros tipos de glia como por exemplo derivado da ectoderme é a astroglia compreendendo ao astrócitos protoplasmáticos, produção de neurotrofinas suporte estrutural para migração neuronal, captação de neurotransmissores e formação de tecido cicatricial, em resumo os astrócitos tem a função de nutrição essenciais para os neurônios , por meio de processos fazem contato com os vasos sanguíneos e com os neurônios cumprindo uma função de intermediário. Temos também a micróglia que tem a função de fagocitose além de participarem ativamente também no processo de inflamatórios. Os neurônios são ainda mais diversos que as células da glia, constituindo- se em mais de 50 diferentes tipos. Essas diferenças podem se estabelecer em termos de morfologia sendo, neste caso, classificados piramidais (cujo corpo celular tem forma semelhante como uma pirâmides), granulares (corpo celular arredondado), em cestos (cujo dendritos dispõem-se como um cesto), fusiformes (corpo celular e dois dendritos alongados, no conjunto com formato de fuso, espinhosos( com muitos espinhos dendriticos), sem espinhos, estrelados e em candelabro com exemplo.

Funcionamento

Potencial de Membrana

Para melhor entendimento, comparamos os seres vivos como máquinas que funcionam a base de eletricidade. Como a célula é a menor expressão se um ser vivo, logo é fácil observar diferenças de potenciais elétricos entre os lados da membrana celular.

Praticamente toda ás células do corpo, com exceção de algumas raras células vegetais, o interior é sempre negativo e o exterior positivo, algumas células como as células nervosas e musculares, são excitáveis, isto é, capazes de auto gerar impulsos eletroquímicos em suas membranas e, na maioria dos casos, utilizar esses impulsos para a transmissão de sinais ao longo de membranas.

O potencial de membrana é a diferença de voltagem elétrica através da membrana plasmática de uma célula. A membrana plasmática envolve a célula proporcionando um meio ambiente estável para os processos biológicos. Os pontenciais de membrana são causados pela ação dos transportadores de íons embebidos na membrana, que mantêm concentrações iônicas viáveis dentro da célula. O termo "potencial de membrana" é às vezes usado de forma similar o potencial de célula, mas na verdade é aplicável a qualquer bicamada lipídica ou membrana.

O potencial de membrana da maioria das células permanece relativamente estável. Diferente da maioria das células, os neurônios são especializados para usar mudanças no potencial de membrana para comunicação rápida, principalmente com outros neurônios. Quando um neurônio "dispara", o potencial de ação viaja ao longo do axônio até as sinapses: a magnitude do potencial de membrana axonal varia dinamicamente ao longo de seu comprimento. Atingindo uma sinapse química, um neurotransmissor é liberado causando uma mudança localizada no potencial de membrana do neurônio-alvo, através da abertura de canais iônicos em sua membrana.

A origem desses potenciais é uma distribuição assimétrica de íons.
Os fluidos dentro e fora da célula são sempre neutros, isto é, a concentração de íons negativos em qualquer local é sempre igual ao de íons positivos não podendo haver acúmulo local de cargas elétricas nesse fluido. Podemos imaginar a membrana como um capacitor no qual as duas soluções condutoras estão separadas por uma delgada camada isolante, a membrana. As cargas elétricas em excesso, que provocam a formação de um potencial elétrico, se localizam em torno da membrana celular: a superfície interna da membrana é coberta pelo excesso de aníons(-), enquanto que, na superfície externa, há o mesmo potencial cátions(+) falta de elétrons.

O potencial de membrana existe sob duas formas principais: o potencial de repouso e o potencial de ação.

Potencial de Repouso

É a alternância entre transporte ativo e o transporte passivo de pequenos íons, esse potencial tem sua origem em um mecanismo simples, vem à primeira fase, os íons sódio entram passivamente na célula, através do gradiente de concentração. Então a célula expulsa esses íons ativamente, ao mesmo tempo em que introduz, também ativamente, um íon potássio. E o íon potássio tem grande mobilidade e volta passivamente, para o lado externo da membrana, conferindo-lhe carga positiva. Do lado interno, íons fosfato e especialmente proteínas aniônicas fornecem carga negativa. O íon Cl- acompanha por atração elétrica o íon Na++, e diminui o potencial elétrico, ficando a célula polarizada.

Todas as células possuem potencial de trans-membrana (repouso - 90 mV), que desaparece quando a célula morre.

Potencial de Ação

Provocando estímulos externos, ela é uma variação brusca do potencial de membrana, ou seja, múltiplos estímulos podem desencadear o potencial de ação: igual a químicos, elétricos, eletromagnéticos e até mecânicos. Há células especiais, auto excitáveis, que geram ritmamente o potencial de ação. Essas células são responsáveis pelo início dos movimentos repetitivos biológicos, como batimentos cardíacos e freqüência respiratória.

A representação gráfica do potencial de ação é uma "espícula" de descarga elétrica que viaja ao longo da membrana de uma célula. Potenciais de ação é uma característica essencial à vida animal, levando rapidamente informação entre e através dos tecidos. Também podem ocorrer em algumas plantas. Potenciais de ação podem ser criados por muitos tipos de células, mas são mais freqüentes no sistema nervoso para comunicação entre neurônios e transmissão de informação dos neurônios para outros tecidos corpóreos como músculos e glândulas.

Os potenciais de ação não são iguais em todos os tipos de células e podem variar suas propriedades em regiões diferentes da mesma célula. Por exemplo, potenciais de ação cardíacos são significativamente diferentes dos potenciais de ação na maioria dos neurônios. O potencial de ação de uma célula excitável dura apenas alguns milésimos de segundo, e pode ser dividido nas seguintes fazes:

Primeiramente vemos a despolarização, onde acontece abertura dos canais de sódio, isso propicia um fluxo intenso de íons Na+ de fora para dentro da célula, por um processo de difusão simples. Resultando o fenômeno do líquido intracelular se carrega positivamente e a membrana passa a apresentar um potencial inverso daquele encontrado nas condições de repouso. (positivo no interior e negativo no seu exterior). O potencial de membrana nesta fase é de aproximadamente +45mV.

Segunda fase é a repolarização, neste espaço de tempo, a permeabilidade aos íons sódio retorna ao normal e, simultaneamente, ocorre um aumento na permeabilidade aos íons potássio (saída), devido ao excesso de cargas positivas encontradas no interior da célula (maior concentração de potássio dentro da célula). Já os íons sódio que estavam em grande quantidade no interior da célula, vão sendo transportados ativamente para o exterior, pela bomba de sódio-potássio. Todo este processo faz com que o potencial da membrana celular volte a ser negativo. O potencial nesta fase passa a ser de aproximadamente de -95mV (pouco mais negativo que no potencial de repouso).

Por o terceiro passo o repouso, nesta fase a célula volta à situação anterior a excitação. A permeabilidade aos íons potássio retorna ao normal e a célula retorna as condições iniciais com potencial de membrana em torno de -90mV. Este processo como um todo perdura por aproximadamente, 2 a 3 milissegundos na grande maioria das células do corpo humano. Mas existem células excitáveis como, por exemplo, células do músculo cardíaco, cujo potencial de ação varia de 1,15 a 0,3 segundos, tais potenciais ocorrem na fase em que a célula está despolarizada e esses potenciais são denominados Potenciais de Platô.

Sinapses

Após o entendimento do potencial e membrana, entramos no entendimento da sinapse, que é um local de comunicação onde é distribuído informações entre os neurônios  e células musculares e epiteliais glandulares, células do tecido epitelial glandular produzem substâncias chamadas secreções, que podem ser utilizadas e outras partes do corpo ou eliminadas do organismo.

Elas, sinapses nervosas, são ligações entre adjacentes, vizinhos, onde se encontram e o estímulo passando de um neurônio para o seguinte por meio de mediadores químicos, os neurotransmissores. Então acontece um contato das terminações nervosas, fibras nervosas sofrem modificações nas suas extremidades periféricas, os telodendros que são ramificações situadas na região terminal de um axônio, aumentando a superfície de propagação de um impulso, permitindo intercâmbio com outro neurônio ou um órgão, que no caso são os dendritos, são numerosos prolongamentos dos neurônios especializados na recepção de estímulos nervosos, que podem ser do meio ambiente ou de outros neurônios.

Na verdade não existe o contato físico, apesar de que as estruturas estão muito próximas, há um espaço entre elas, chamado sinapse ou fenda sináptica. Através de neurotransmissores localizados nos telodendros, o impulso nervoso consegue passar, atravessam a fenda e estimula receptor nos dendritos e assim transmitem o impulso nervoso de um neurônio para o outro.

1.      Elétrica 

Na sinapse elétrica acontece comunicação direta entre as células envolvidas, então o impulso não é mediado por neurotransmissores. Essa transmissão acontece mediante à presença de junções tipo fenda entre as células, formadas por proteínas denominadas produtos de uma família de genes identificada que possui regiões altamente conservadas e altamente divergentes, que são conexinas. Essas fendas permitem passagem direta de íons inorgânicos e pequenas moléculas solúveis em água do citoplasma de uma célula para outra, o que liga as células eletricamente. Com isto rapidamente, diferente das químicas, espalha de uma célula à outra sem lentidão, é à comunicação direta por canais, permitem que a corrente iônica, em geral, passe adequadamente em ambos os sentidos, tornando a transmição do impulso nervoso potencialmente bidirecional.

Como fundamento na velocidade e a precisão na transmissão do impulso, são encontrados, nos vertebrados, em células do músculo cardíaco, uma vez que a ligação elétrica sincroniza suas contrações, e dos músculos lisos um tecido muscular de contração involuntária e lenta, composta por células fusiformes mononucleadas, responsáveis, por exemplo, pelos movimentos peristálticos do intestino, são movimentos involuntários que empurram o alimento (também denominado bolo alimentar, quimo ou quilo, de acordo com a fase da digestão) ao longo do tubo digestivo, para que ocorra sua digestão ao nível devido.

Dentre a permeabilidade das junções espécie fenda encontramos algumas formas de regulagem elas, em resposta a mudanças celulares, a mais relevante para a análise da propagação do potencial de ação é a regulação por dopamina, que atuam no cérebro promovendo, entre outros efeitos, a sensação de prazer e a sensação de motivação.

2.      Química

Nas sinapses químicas os neurônios não entram contato entre si, por isto necessitam de um neurotransmissor para transmitir a informação para neurônio próximo, a transmissão da informação ocorre de maneira indireta. As células da sinapse são isoladas eletricamente uma da outra, e a célula pré-sináptica é isolada da pós-sináptica por uma fenda sináptica.

Quando o potencial de ação, uma onda de descarga elétrica que percorre a membrana de uma célula, que caracteriza a transmissão do impulso nervoso ao longo do axônio do neurônio, atinge a região terminal da célula pré-sináptica, a mudança de potencial elétrico resulta na liberação de neurotransmissores armazenados em vesículas sinápticas por exocitose.

Após isto o neurotransmissor espalha pela fenda sináptica, ligando os receptores na membrana plasmática da região de sinapse da célula escolhida, provocando alterações elétricas na célula pós-sináptica, a ligação do neurotransmissor causa a abertura temporária desses canais e uma breve alteração da permeabilidade da membrana, o que provoca o fluxo de íons através dela, produzindo transformações na natureza elétrica, formando a transmissão do potencial de ação na célula pós-sináptica através da conversão de um sinal químico extracelular em sinal elétrico, nem toda a sinalização química do sistema nervoso opera por canais iônicos controlados por transmissores. Algumas moléculas sinalizadoras secretadas por neurônios ligam-se a receptores que controlam canais iônicos apenas de maneira indireta.

As sinapses químicas podem ser excitatórias ou inibitórias. Os neurotransmissores excitatórios são acetilcolina, glutamato e serotonina, abrem canais de cátions, induzindo o influxo de Na+, o que despolariza a membrana pós-sináptica para ativar o potencial de ação. Já neurotransmissores inibitórios são ácido γ-aminobutírico, ou GABA, e glicina, abrem canais de Cl- e K+.

Neurotransmissores

Neurotransmissoras são moléculas que vão de um neurônio a outro neurônio, estas são substâncias químicas produzidas pelos neurônios, às células nervosas com a função de biossinalização. Assim através delas, os neurônios enviam informações a outras células. Algumas vezes elas estimulam a continuidade de um impulso ou efetuam a reação final no órgão ou músculo desejado. Eles são acumulados em vesículas, as vesículas sinápticas, ocorrendo por ação direta de uma substância química, como um hormônio, sobre receptores celulares pré-sinápticos .

Quimicamente, os neurotransmissores são moléculas relativamente pequenas e simples. Diferentes tipos de células secretam diferentes neurotransmissores. Cada substância química cerebral funciona em áreas bastante espalhadas, mas muito específicas do cérebro e podem ter efeitos diferentes dependendo do local de ativação. Cerca de 60 neurotransmissores foram identificados e podem ser classificados, em geral em uma das quatro categorias.

Morfologia dos Neurônios

A unidade fundamental do sistema nervoso é a célula nervosa, o neurônio. Embora os neurônios exibam uma vasta variedade estrutural, muitos trocam características anatômicas semelhantes. Basicamente o neurônio é composto por um corpo celular ou pericário, axônio e dentritos. A célula do pericário contém o núcleo e as mesmas organelas encontradas nas outras células, mas contém em grande quantidade retículo endoplasmático rugoso. No neurônio isto é chamado de "Corpúsculo de Nissl", e sua concentração indica a capacidade de grande taxa metabólica, particularmente uma alta taxa de incorporação de aminoácidos e de síntese de proteínas. Cada neurônio possui apenas um axônio, parte que tem por característica carregar o impulso nervoso do núcleo para longe. A parte onde o axônio se une a célula do corpo é chamada de Cone de Implantação. O axônio contém micro túbulos, micro filamentos e um pouco de mitocôndrias. As porções laterais dos axônios são chamadas de colaterais, e tanto as suas extremidades quanto a do axônio terminam em Placas Motoras, as quais transmitirão os estímulos às fibras musculares estriadas. A sua estrutura interna é similar ao corpo celular, e possui Corpúsculos de Nissl em sua porção inicial. Um neurônio sem dentritos é chamado unipolar, o que apresenta somente um dentrito é chamado bipolar e o que apresenta mais de dois multipolar.

a)      Neurônio Unipolar: Possui apenas um único axônio saindo do corpo celular. Neurônios unipolares são raros. Geralmente são encontrados em invertebrados ou em processos embrionários.

b)      Neurônio Bipolar: Possui dois axônio com origem em locais opostos do corpo celular. Esta configuração axônica encontra-se somente entre neurônios sensoriais, como por exemplo, em sistemas visuais, auditivos e olfativos.

c)      Neurônio Multipolar: Possui apenas um único neurônio e vários dendritos. Este é o tipo de neurônio mais comum no sistema nervoso, tais como os neurônios piramidais e as células de Purkinje.

Podemos falar também em Neurônio Pseudounipolar: Desenvolveram-se inicialmente como neurônios bipolares mas eventualmente os dois axônios se unem formando um único axônio que emerge do corpo celular. Este axônio divide-se em dois; um vai para o sistema nervoso periférico, como por exemplo receptores sensoriais ou fibras musculartes. O outro vai para o sistema nervoso central, mais especificamente para a medula.

Corpo Celular do neurônio pode ser assim apresentado:

a)      Núcleo: redondo, cromatina frouxa, nucléolo bem nítido.

b)      Citoplasma: basófilo (roxo em HE), distinto, limites precisos, corpúsculos de Nissl (estes, só em neurônios maiores).

Quanto aos prolongamentos:

a)      Axônio: Único em qualquer neurônio. Diâmetro constante. Ramificações próximas à extremidade distal. Revestido por baínha de mielina em neurônios maiores.

b)      Dendritos: Número variável. Podem não existir (em neurônios sensitivos primários) Diâmetro decresce à medida que o dendrito se ramifica. Nunca apresentam mielina.

Referências

GUYTON E HALL. Tratado de Fisiologia Medica. São Paulo: Editora Elsevier, 2006.

LENT, Roberto. Cem Bilhões de Neurônios: Conceitos fundamentais de Neurociência. São Paulo: Editora Atheneu, 2004.

NEURÔNIOS E NEUROTRANSMISSORES. Disponibilizados em: http://www.psiqweb.med.br. Acessado em 08 de Abril de 2012.

SINAPSE QUÍMICA VS SINAPSE ELÉTRICA. Disponibilizado em: http://doutormadrid.blogs.sapo.pt/7769.html. Acessado em 08 de Abril de 2012.

NEURONIO. Disponibilizado em: http://www.infoescola.com. Acessado em 09 de abril de 2012.

MORFOLOGIA DO NEURONIO. Disponibilizado em: http://anatpat.unicamp.br. Acessado em 09 de abril de 2012.

Desenvolvido por:

Jessica Aparecida do Nascimento

Magda Bertola

Márcio André Maciel

Paulo Tardivo