O cérebro humano contém bilhões de neurônios que executam várias funções.
O sistema nervoso é o sistema de comunicação interna do corpo. Existem muitas células nervosas neste sistema. As informações são recebidas pelas células nervosas por meio dos sentidos do corpo: tato, paladar, olfato, visão e audição. Esses sinais sensoriais são interpretados pelo cérebro para determinar o que está acontecendo dentro e fora do corpo.
Por todo o corpo, as células nervosas transmitem e recebem sinais elétricos para as células-alvo por meio de uma extensa rede de nervos. As funções controladas pelo sistema nervoso incluem:
- Pressão arterial e frequência cardíaca
- respirando
- Movimentos dos músculos
- Emoções, memórias e aprendizado
- Sono, recuperação e envelhecimento
- resposta ao estresse
- regulação hormonal
- Digestão, fome e sede
- os sentidos
Existem duas partes no sistema nervoso humano. O sistema nervoso central (SNC) e o sistema nervoso periférico (SNP) são distinguidos por suas localizações dentro do corpo. No crânio e no canal vertebral, o sistema nervoso central está localizado. Existem nervos no cérebro e na medula espinhal que compõem esse sistema. Os nervos periféricos compõem o restante dos nervos do corpo.
Todo corpo humano possui um SNC e um SNP, bem como um sistema nervoso voluntário e involuntário. Um sistema nervoso voluntário controla as ações que uma pessoa conhece e pode controlar conscientemente, como mover a cabeça, as mãos, os pés e outras partes do corpo. Um sistema nervoso involuntário controla processos que não são conscientemente controlados pelo indivíduo. Frequência cardíaca, respiração, metabolismo e outras funções vitais do corpo são constantemente reguladas por este sistema.
Existem partes voluntárias e involuntárias dos sistemas nervoso central e periférico. O sistema nervoso central conecta essas partes. Os sistemas nervosos simpático, parassimpático e entérico compreendem a parte involuntária do SNP.
O sistema nervoso simpático sinaliza ao corpo para se preparar para a atividade física e mental. Como resultado desse sistema, o coração bate mais forte e mais rápido e as vias aéreas são abertas para uma respiração mais fácil. Além disso, o sistema interrompe temporariamente a digestão para permitir que o corpo se concentre na ação rápida. Quando uma pessoa está em repouso, o sistema nervoso parassimpático controla as funções do corpo. Estimula a digestão, ativa o metabolismo, relaxa o corpo, entre outras coisas.
Apenas os intestinos são controlados pelo sistema nervoso do corpo. Durante a digestão, o sistema nervoso entérico regula os movimentos intestinais automaticamente.
Para controlar as células cerebrais com luz, os cientistas estão desenvolvendo maneiras de hackear o sistema nervoso. A luz pode ser programada geneticamente nas células. Os cientistas podem aprender mais sobre como diferentes neurônios funcionam hackeando o sistema nervoso. Várias células cerebrais podem ser ativadas simultaneamente e seus efeitos observados.
Neurônios: o que são?
O cérebro envia e recebe sinais através dos neurônios. Os neurônios têm muitas semelhanças com outros tipos de células, mas sua estrutura e função são únicas.
O corpo humano contém bilhões de células nervosas (neurônios). Existem cerca de 86 bilhões de neurônios no cérebro e 13,5 milhões na medula espinhal. Os neurônios recebem sinais elétricos e químicos e os transmitem para outros neurônios. Cerca de 10% do cérebro é formado por neurônios. Os neurônios são sustentados e nutridos por células gliais e astrócitos.
A neurogênese é o processo de produção de novas células nervosas. Embora a neurogênese ainda seja pouco compreendida, sabemos que ela é muito mais ativa durante a embriogênese. Apesar disso, um estudo de 2013 descobriu que alguma neurogênese também ocorre no cérebro adulto.
Os neurônios transmitem sinais elétricos e químicos para outras células por meio de projeções especiais chamadas axônios. Os dendritos, que se assemelham a raízes, também podem receber esses sinais.
Como funciona um neurônio?
Dependendo de sua função e localização, os neurônios têm diferentes formas, tamanhos e estruturas. Quase todos os neurônios têm três partes básicas: um corpo celular, um axônio e um dendrito.
Corpo celular do neurônio: O corpo celular do neurônio é a parte central do neurônio, que contém informações genéticas, mantém a estrutura do neurônio e fornece energia para suas atividades. O corpo celular de um neurônio contém um núcleo e organelas especializadas. Uma membrana envolve o corpo celular e permite que ele interaja com seu ambiente enquanto o protege.
Os axônios são estruturas longas em forma de cauda que estão conectadas ao corpo celular em uma junção chamada “pilha de axônios”. A mielina é uma substância gordurosa que isola muitos axônios. Os axônios conduzem sinais elétricos com a ajuda da mielina. Geralmente há um axônio principal por neurônio. Um metro é o comprimento máximo de um axônio.
Um dendrito é uma estrutura semelhante a uma raiz que se ramifica do corpo celular. Os dendritos recebem e processam sinais dos axônios de outros neurônios. É possível que os neurônios tenham mais de um conjunto de dendritos, chamado de “árvore dendrítica”.
O papel de um neurônio determina o número de árvores dendríticas. O cerebelo, por exemplo, contém células de Purkinje, um tipo especial de neurônio. Milhares de sinais podem ser recebidos por essas células graças às suas árvores dendríticas altamente desenvolvidas.
Estruturas de neurônios
Existem milhares de tipos diferentes de neurônios, cada um com sua própria estrutura, função e composição genética. Existem cinco tipos principais de neurônios:
O axônio e os dendritos dos neurônios multipolares são simétricos. No sistema nervoso central, esse tipo de neurônio é o mais abundante.
Os invertebrados têm neurônios unipolares, que possuem um único axônio.
Nos neurônios bipolares, duas sequências se estendem do corpo celular. Os axônios estão de um lado e os dendritos estão do outro. Neurônios desse tipo são encontrados principalmente na retina, mas também estão presentes em partes do sistema nervoso que funcionam como nariz e ouvidos.
Neurônios com formas piramidais possuem um axônio e vários dendritos. Localizados principalmente no córtex cerebral, os neurônios piramidais são as maiores células nervosas. Os pensamentos conscientes são processados no córtex do cérebro.
Os dendritos saem do corpo celular dos neurônios de Purkinje. Neurônios inibitórios liberam neurotransmissores que impedem que outros neurônios disparem.
Funções dos diferentes tipos de neurônios
Os cientistas dividem os neurônios em três tipos gerais com base em sua função: neurônios sensoriais, neurônios motores e interneurônios.
Você pode saborear, cheirar, ouvir, ver e sentir o ambiente ao seu redor através de seus neurônios sensoriais.
As entradas físicas e químicas do ambiente estimulam os neurônios sensoriais. As entradas físicas incluem som, toque, calor e luz, enquanto as entradas químicas incluem cheiro e sabor. Por exemplo, quando você pisa na areia quente, os neurônios sensoriais nas solas dos pés são ativados e enviam uma mensagem ao cérebro.
Movimentos voluntários e involuntários são controlados por neurônios motores. O cérebro e a medula espinhal se comunicam com músculos, órgãos e glândulas por meio desses neurônios.
Neurônios motores inferiores e neurônios motores superiores são dois tipos de neurônios motores. Os sinais são transportados da medula espinhal para os músculos lisos e esqueléticos por neurônios motores inferiores. Os sinais são transmitidos entre o cérebro e a medula espinhal pelos neurônios motores superiores. Neurônios motores inferiores na medula espinhal enviam sinais para os músculos lisos do esôfago, estômago e intestinos quando você come. À medida que a comida se move pelo trato digestivo, esses músculos se contraem.
Os neurônios intersticiais são mediadores nervosos encontrados no cérebro e na medula espinhal. Neurônios desse tipo são os mais comuns. Neurônios sensoriais e outros interneurônios transmitem sinais para neurônios motores e outros interneurônios por meio de interneurônios. Como resultado, eles formam circuitos complexos que ajudam você a responder a estímulos externos.
Se você tocar um objeto pontiagudo, como um cacto, os neurônios sensoriais nas pontas dos dedos enviam um sinal aos interneurônios da medula espinhal. Os interneurônios enviam sinais aos neurônios motores em sua mão que permitem que você mova sua mão. Você sente dor quando outros interneurônios enviam um sinal para o centro de dor do cérebro.
Células de Schwann: o que são?
No sistema nervoso periférico, as células de Schwann são derivadas da crista neural e desempenham um papel vital na manutenção e reprodução dos neurônios sensoriais e motores. Os axônios dos neurônios do sistema nervoso periférico os requerem principalmente para isolamento (produção de bainhas de mielina) e nutrição.
A velocidade de condução axonal aumenta devido à mielina, que facilita a transmissão de sinais elétricos por todo o sistema nervoso. Para que os neurônios do sistema nervoso periférico se reproduzam, são necessárias células de Schwann. Além da mielinização, as células de Schwann fornecem nutrientes e protegem os axônios que não possuem mielina.
Como funciona o nó Rannoye?
Alguns neurônios têm lacunas periódicas em sua bainha isolante (mielina), que facilitam a condução rápida dos impulsos nervosos.
A bainha de mielina é composta por camadas concêntricas de lipídios, incluindo colesterol, cerebrosídeos e fosfolipídios, separados por finas camadas de proteínas. Como resultado desse arranjo estrutural, o isolamento possui alta resistência e baixa capacidade elétrica. Apesar disso, os nós do nó não são isolados em intervalos, permitindo que os impulsos saltem de um nó para outro.
Os nódulos Rannoye têm cerca de um micrômetro de largura e expõem a membrana do neurônio ao mundo exterior. Durante a geração de um potencial de ação, essas lacunas são preenchidas com canais iônicos que trocam íons sódio e cloreto. O potencial de ação de um neurônio ocorre quando a polarização elétrica da membrana se inverte, fazendo com que uma onda de excitação viaje ao longo do axônio. À medida que um potencial de ação se propaga de um nódulo nervoso para o próximo, ele se repete ao longo do axônio, fazendo com que o potencial de ação viaje rapidamente.
Qual é a função dos neurônios?
Os potenciais de ação são usados pelos neurônios para enviar sinais. À medida que as partículas carregadas fluem para dentro e para fora da membrana do neurônio, o potencial de ação altera a energia potencial elétrica do neurônio. Um terminal pré-sináptico recebe um potencial de ação que viaja ao longo do axônio.
Sinapses químicas e elétricas podem ser desencadeadas por potenciais de ação. Os neurônios transmitem mensagens elétricas e químicas através das sinapses. Uma sinapse consiste em três partes: um terminal pré-sináptico, uma fenda sináptica e um terminal pós-sináptico.
Os neurotransmissores são mensageiros químicos liberados pelos neurônios nas sinapses químicas. Os receptores moleculares no terminal pós-sináptico de um dendrito ligam-se a essas moléculas através da fenda sináptica.
Um potencial de ação pode ser gerado por um neurônio pós-sináptico quando os neurotransmissores causam uma resposta. Neurônios pós-sinápticos também podem ser impedidos de disparar. Um potencial de ação não será gerado pelo neurônio pós-sináptico neste caso.
As sinapses elétricas são apenas excitáveis. As junções comunicantes conectam dois neurônios para formar essas sinapses. O sinal elétrico é transmitido por essa lacuna, que é muito menor que a sinapse química. Como resultado da maneira como esses sinais viajam, as sinapses elétricas transmitem sinais muito mais rapidamente do que as sinapses químicas. Apesar do fato de que esses sinais podem ser atenuados de um neurônio para outro. Como resultado, eles são menos eficientes na transmissão de sinais frequentes.
Os neurotransmissores
Seu corpo não pode funcionar sem neurotransmissores. Seu trabalho é transmitir sinais químicos (mensagens) de uma célula nervosa para outra. Uma célula nervosa, uma célula muscular ou uma glândula podem ser a célula-alvo.
Os terminais axônicos contêm neurotransmissores. As vesículas sinápticas são sacos de paredes finas que armazenam peptídeos sinápticos. Moléculas de neurotransmissores podem ser encontradas aos milhares em cada vesícula.
A carga elétrica de um sinal viaja ao longo de uma célula nervosa, fazendo com que vesículas contendo neurotransmissores se fundam com a membrana do neurônio. Uma vez que os neurotransmissores carregam a mensagem, eles são liberados do terminal axônico para o espaço cheio de líquido entre os neurônios. As conexões sinápticas são espaços onde os neurotransmissores transmitem mensagens em menos de 40 nanômetros (para comparação, um fio de cabelo humano tem 75.000 nanômetros de largura).
Os neurotransmissores se ligam a receptores específicos nas células-alvo. Ao se ligar a uma célula-alvo, o neurotransmissor causa uma ação ou alteração, como gerar um sinal elétrico em outra célula nervosa, contrair músculos ou liberar hormônios.
Tipos de neurotransmissores
Existem pelo menos 100 neurotransmissores conhecidos pelos cientistas, e muitos mais provavelmente serão descobertos no futuro. Quimicamente, os neurotransmissores podem ser classificados em diferentes tipos. Entre os tipos mais conhecidos estão:
- O corpo produz monoaminas como epinefrina, norepinefrina, dopamina, serotonina e histamina.
- Os aminoácidos ácido gama aminobutírico (GABA), glicina e glutamato
- Endorfinas são peptídeos
- Adenosina e trifosfato de adenosina (ATP) são purinas
- Colina acetilcolina
Disfunção do neurotransmissor: o que causa isso?
- Um ou mais neurotransmissores são produzidos ou liberados em quantidades excessivas ou insuficientes.
- Há um problema com o receptor na célula.
- A inflamação e os danos à fenda sináptica impedem que os receptores celulares absorvam neurotransmissores suficientes.
- Há uma rápida reabsorção de neurotransmissores.
- Os neurotransmissores não podem alcançar as células-alvo quando as enzimas estão presentes.
Pesquisa em neurociência nos últimos anos
A pesquisa ao longo do século passado aumentou nossa compreensão dos neurônios, mas ainda há muito a aprender. Até recentemente, os pesquisadores acreditavam que os neurônios eram produzidos no hipocampo do cérebro em adultos. A aprendizagem e a memória são facilitadas pelo hipocampo. No entanto, um estudo de 2018 descobriu que o hipocampo produz menos neurônios após o nascimento e, na idade adulta, quase nenhum é produzido. A neurogênese foi considerada um obstáculo para o tratamento de doenças como Alzheimer e Parkinson devido a essa descoberta. É tanto o resultado de danos aos neurônios quanto o resultado de sua morte que causa essas doenças.
ainda é possível, no entanto, gerar novos neurônios usando células-tronco neurais. Novos neurônios podem ser produzidos por células-tronco neurais. Os cientistas ainda estão tentando encontrar uma maneira de usar essas células-tronco para criar tipos específicos de neurônios em laboratório. Ao regenerar as células nervosas, podemos substituir aquelas que foram destruídas pelo envelhecimento, lesões e doenças.
Existem ensaios clínicos em andamento
Novas células nervosas estão sendo testadas em muitos ensaios clínicos. Entre esses ensaios, um tem como alvo pessoas que sofreram um derrame isquêmico. Além disso, sondas fluorescentes foram usadas para observar a atividade das células nervosas em camundongos em tempo real em um estudo de 2019. Usando essa tecnologia, poderíamos mapear a atividade cerebral, descobrir problemas que levam a distúrbios neurológicos e avançar na inteligência artificial.
Para concluir
Os neurônios são as células do sistema nervoso. Existem três partes distintas em uma célula: seu corpo, seu axônio e seus dendritos. Eles usam essas peças para enviar e receber sinais químicos e elétricos. Existem bilhões de neurônios e milhares de tipos diferentes, mas eles podem ser divididos em três grupos principais com base na função: neurônios motores, neurônios sensoriais e interneurônios.
Os neurônios e seu papel em certas doenças cerebrais permanecem amplamente desconhecidos. Há, no entanto, vários projetos de pesquisa e ensaios clínicos em andamento para encontrar respostas para essas perguntas.
