Os neurônios são quase sempre produzidos em associação com as células gliais, que pro- piciam uma estrutura de suporte e criam um ambiente fechado e protegido no qual os neu- rônios podem realizar suas funções. Ambos os tipos de células, em todos os animais, desen-
Figura 22-93 Um neurônio típico de um vertebrado. As setas indicam a di- reção em que os sinais são transmitidos. O neurônio mostrado é da retina de um macaco. Os maiores e mais longos neu- rônios humanos se estendem por cerca de 1 milhão de μm e têm um axônio com 15 μm de diâmetro. (Desenho de neurônio de B. B. Boycott, em Essays on the Nervous System [R. Bellairs e E. G. Gray, eds.]. Oxford, UK: Clarendon Press, 1974.)
25 m Corpo celular
Os dendritos recebem sinais sinápticos
Axônio (menos de 1 mm até mais de 1 m de comprimento)
As ramificações terminais do axônio formam sinapses nas células-alvo
Figura 22-94 A complexa organiza- ção das conexões das células nervo- sas. Este desenho representa uma secção transversal de uma pequena parte do cérebro de um mamífero – o bulbo olfatório de um cão, corado pela técnica de Golgi. Os objetos pretos são neurônios; as linhas finas são axônios e dendritos, por meio dos quais os vários grupos de neurônios são interconecta- dos de acordo com regras precisas. (De C. Golgi, Riv. sper. freniat. Reggio-Emilia 1:405-425, 1875; reproduzida em M. Ja- cobson, Developmental Neurobiology, 3rd ed. New York: Plenum, 1992.)
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volvem-se a partir da ectoderme, normalmente como células-irmãs ou primas derivadas de um precursor comum. Assim, nos vertebrados, os neurônios e as células gliais do sistema
nervoso central (incluindo a medula espinal, o cérebro e a retina do olho) derivam da parte
da ectoderme que se enrola para formar o tubo neural, enquanto aqueles do sistema nervoso
periférico derivam principalmente da crista neural (Figura 22-96).
O tubo neural, com o qual estaremos principalmente envolvidos, consiste inicialmente em um epitélio de uma única camada (Figura 22-97). As células epiteliais são as progeni- toras dos neurônios e da glia. Quando esses tipos celulares são gerados, o epitélio se torna espesso e se transforma em uma estrutura mais complexa. Como anteriormente discutido, a sinalização Delta-Notch controla a diferenciação das células progenitoras em neurônios: os neurônios nascentes expressam Delta e, com isso, inibem suas células vizinhas, que não se diferenciam em neurônios ao mesmo tempo. Isso assegura que nem todas as progenitoras se diferenciem simultaneamente, permanecendo como uma população de células em divisão a partir da qual podem ser gerados neurônios adicionais. As células progenitoras e, poste- riormente, as células gliais também mantêm a coesão do epitélio e formam uma estrutura de sustentação que abarca sua espessura. Ao longo e entre essas células altas, como animais entre as árvores de uma floresta, os neurônios recém-nascidos migram, encontram seus lo- cais de repouso, amadurecem e projetam seus axônios e dendritos (Figura 22-98).
As proteínas-sinal secretadas a partir dos lados ventral e dorsal do tubo neural agem como morfógenos contrários, levando os neurônios a nascer em diferentes níveis dorso- -ventrais para expressar diferentes proteínas de regulação gênica (ver Figura 22-80). Também existem diferenças ao longo do eixo cabeça-cauda, refletindo o padrão ântero-posterior de expressão dos genes Hox e as ações de outros morfógenos. Além disso, assim como em Dro-
sophila, os neurônios continuam a ser gerados em cada região do sistema nervoso central
durante muitos dias, semanas ou até meses, dando origem a uma diversidade ainda maior, pois as células adotam diferentes características de acordo com sua “data de nascimento” – o Figura 22-95 As três fases do desen-
volvimento neural.
Crescimento dos axônios e dendritos
Gênese dos neurônios Refinamento das conexões sinápticas
Dobras neurais (tubo neural ainda não fechado) Vaso sanguíneo Somito Placódios dos gânglios sensoriais craniais Olho Placódio nasal Coração Vesícula do placódio do ouvido Tubo neural Crista neural
Figura 22-96 Diagrama de um embrião de galinha de dois dias, mos- trando as origens do sistema nervoso. O tubo neural (verde-claro) já está fechado, exceto na extremidade caudal, e se localiza internamente, abaixo da ectoderme, da qual fazia parte originalmente (ver Figura 22-78). A crista neural (vermelho) se localiza dorsalmente logo abaixo da ectoderme, dentro ou acima do teto do tubo neural. Além disso, espessamentos, ou placódios (verde-escuro), na ectoderme da cabeça dão origem a algumas das células transdutoras sensoriais e a neurônios daquela região, incluindo aqueles do ouvido e do nariz. As células da retina do olho, por outro lado, originam-se como parte do tubo neural.
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momento da mitose terminal que marca o início da diferenciação neuronal (Figura 22-99). Quando células progenitoras são retiradas do cérebro de um embrião de camundongo e mantidas em cultura por vários dias, individualmente isoladas de seu ambiente normal, elas passam por praticamente o mesmo programa que o tecido intacto. Ou seja, elas se dividem repetidamente, produzindo pares de filhas que frequentemente adotam destinos diferentes, de modo que uma permanece como a progenitora em divisão e as outras se comprometem com o processo de diferenciação.
As sucessivas divisões dão início a uma sequência de diferentes tipos celulares neuronais e gliais, segundo um cronograma mais ou menos regular. Isso implica que as próprias progeni- toras devem alterar, de forma autônoma, sua característica intrínseca de uma geração celular para a próxima. O mecanismo molecular desta alteração progressiva é desconhecido, assim como também o é em outros tipos celulares em que ocorrem lentas mudanças similares.