O tecido nervoso é um componente fascinante e crucial do nosso organismo. Mesmo representando apenas 2% da massa corporal, o cérebro, parte essencial do sistema nervoso, consome impressionantes 25% do oxigênio absorvido na respiração. Enquanto lemos este texto, os impulsos nervosos viajam pelo cérebro a uma velocidade surpreendente de 400 quilômetros por hora, superando até mesmo a rapidez de um carro de Fórmula 1. O sistema nervoso é incansável em suas atividades, recebendo mensagens dos órgãos dos sentidos, armazenando informações e coordenando diversas funções do organismo. Tudo isso é possível graças ao tecido nervoso, principal componente do sistema nervoso, cujo estudo nos ajuda a compreender como percebemos o mundo, aprendemos e armazenamos memórias. Neste contexto, exploraremos a relevância e o funcionamento desse tecido fundamental para a nossa percepção e compreensão do universo ao nosso redor.
Qual é a principal função do tecido nervoso no organismo humano e como ele coordena as diversas funções do corpo?
Como os impulsos nervosos são transmitidos no tecido nervoso e qual a velocidade média com que esses impulsos percorrem o cérebro?
Explique a relação entre o cérebro e o consumo de oxigênio pelo tecido nervoso. Por que o cérebro demanda uma quantidade tão elevada de oxigênio?
Quais são os principais componentes do tecido nervoso e qual a importância de cada um deles para o seu funcionamento?
De que maneira o estudo do tecido nervoso nos ajuda a compreender a percepção do mundo, o aprendizado e o armazenamento de memórias?
Além do cérebro, quais outras regiões do corpo humano são compostas por tecido nervoso, e como essas regiões interagem para garantir o funcionamento eficiente do sistema nervoso como um todo?
Pesquisas recentes indicam que o cérebro possui aproximadamente 86 bilhões de neurônios, células altamente especializadas que estabelecem comunicação entre si, formando uma rede por onde circulam os impulsos nervosos. Essas informações, provenientes dos órgãos dos sentidos, são conduzidas pelos nervos até a medula espinhal ou o encéfalo, onde ocorrem conexões entre os neurônios e as mensagens são enviadas para músculos ou glândulas.
A maioria dos neurônios é composta por uma região chamada corpo celular ou pericário, onde concentram-se o citoplasma e o núcleo. Dessa região partem várias ramificações conhecidas como dendritos, responsáveis por receber mensagens dos órgãos dos sentidos ou de outros neurônios. Essas informações são então transmitidas para músculos, glândulas ou outros neurônios por meio de um prolongamento maior chamado axônio. Nas extremidades do axônio, especificamente em suas ramificações finais, os telodendros, encontram-se pequenas dilatações conhecidas como bulbos terminais ou sinápticos. Nesses bulbos, há vesículas contendo mensageiros químicos responsáveis por transmitir os impulsos para outras células.
O comprimento do axônio pode chegar a até 1 metro em alguns neurônios, e agrupamentos de axônios revestidos por tecido conjuntivo formam os nervos. O corpo celular contém vários ribossomos livres, além de complexo golgiense e retículo granuloso bem desenvolvidos. As proteínas sintetizadas no retículo podem migrar para o axônio, substituindo as proteínas gastas e auxiliando na regeneração dos prolongamentos dos neurônios, caso o corpo celular não esteja danificado.
A maioria dos axônios é envolvida pelas células de Schwann, também chamadas de neurolemócitos, que se enrolam várias vezes em volta do axônio, depositando diversas camadas de membrana plasmática, formando o estrato mielínico ou bainha de mielina. Essa bainha é composta por esfingomielina, um lipídio que atua como isolante elétrico e aumenta a velocidade de condução do impulso nervoso. Entre as células de Schwann, há espaços sem mielina, chamados nós neurofibrosos ou nódulos de Ranvier. O conjunto formado pelo axônio e pelas células que o envolvem é conhecido como neurofibra ou fibra nervosa.
As células de Schwann fazem parte de um grupo de células chamadas gliócitos ou células da glia, apesar de não conduzirem mensagens nervosas, têm funções variadas, como a síntese de substâncias nutritivas e mielina, além de participarem do sistema de defesa, fagocitando germes. Essas células são fundamentais para o funcionamento adequado do tecido nervoso, auxiliando no suporte e proteção dos neurônios.
Os animais têm a notável capacidade de captar estímulos do ambiente por meio de estruturas específicas conhecidas como receptores. Cada forma de energia possui um receptor adequado, sendo os olhos responsáveis pela captação de luz e as orelhas pelas ondas sonoras. No entanto, independentemente do tipo de receptor, todos possuem terminações nervosas (dendritos) que têm a função comum de desencadear o impulso nervoso.
Para entender melhor esse processo, é necessário lembrar do estudo da membrana plasmática, onde a bomba de sódio e potássio é responsável pela diferença de concentração desses íons dentro e fora da célula. Devido a essa diferença, a membrana se polariza, criando uma diferença de potencial ou potencial de repouso, em torno de 70 milivolts (mV).
Quando a membrana do neurônio é estimulada por fatores químicos, elétricos ou mecânicos, os canais de sódio se abrem, permitindo a entrada de íons sódio na célula, o que provoca a despolarização da membrana. Esse fenômeno gera uma inversão na carga elétrica da membrana, resultando em um potencial de ação que se propaga ao longo do neurônio a uma velocidade que varia entre 15 m/s e 120 m/s, dependendo do tipo de neurônio.
Após a entrada de sódio, os canais se fecham, e os de potássio se abrem, permitindo que os íons potássio saiam da célula, restaurando a polaridade original da membrana e o potencial de repouso de cerca de 70 mV. Esse processo restabelece a condição necessária para que o neurônio conduza um novo impulso nervoso.
Em alguns casos, anestésicos, como a xilocaína, podem bloquear os canais de sódio e potássio na membrana, evitando a formação do impulso nervoso e, consequentemente, a transmissão de dor.
A velocidade de condução do impulso nervoso é maior nos axônios com células de Schwann e bainha de mielina, como ocorre na maioria dos axônios de vertebrados, chegando a 120 m/s. Nesse tipo de condução, a mielina atua como isolante elétrico, permitindo apenas trocas de carga elétrica nos nós neurofibrosos, tornando-a saltatória. Em contrapartida, nos invertebrados, a condução pelos axônios (que não possuem mielina) é contínua e mais lenta, com velocidade de cerca de 0,5 m/s.
O neurônio apresenta um período refratário, cerca de 2 milésimos de segundo, durante o qual não pode receber novos estímulos. Apenas estímulos com intensidade igual ou acima do limiar excitatório podem provocar impulsos nervosos. Caso o estímulo seja mais fraco que o limiar excitatório, não haverá impulso nervoso. Por outro lado, quando o estímulo é mais forte, o número de neurônios estimulados e a frequência de impulsos enviados ao cérebro são maiores, permitindo ao organismo distinguir estímulos de intensidades diferentes.
Cada neurônio do cérebro humano possui conexões com centenas ou até milhares de outros neurônios. O ponto de contato entre dois neurônios é conhecido como sinapse, formado pela união do axônio de um neurônio com os dendritos ou o corpo celular de outro neurônio. Ao observar a sinapse no microscópio eletrônico, é possível identificar um pequeno espaço, chamado fenda sináptica, que tem cerca de 30 nanômetros, e não há continuidade anatômica entre os neurônios.
Quando o impulso nervoso alcança as ramificações finais do axônio, ocorre a exocitose de diversas vesículas sinápticas, liberando neurotransmissores (também chamados de mensageiros químicos, mediadores químicos ou neuro-hormônios). Essas substâncias químicas se difundem pela sinapse e se ligam às proteínas da membrana (receptores) de outro neurônio, tornando a membrana mais permeável ao sódio e gerando o potencial de ação, que se propaga pelo neurônio estimulado. Após cerca de 2 a 3 milissegundos, esses neurotransmissores são destruídos por enzimas ou recapturados pelo neurônio que os liberou, cessando o estímulo. Alguns exemplos de neurotransmissores incluem a acetilcolina, adrenalina, noradrenalina, dopamina, serotonina e ácido gama-aminobutírico.
Dado que os mediadores químicos estão concentrados apenas no final do axônio, a sinapse assegura que o impulso nervoso percorra um caminho único ao longo do neurônio, entrando pelo dendrito, passando pelo corpo celular e saindo pelo axônio.
Em alguns neurônios, o impulso nervoso é conduzido até o músculo através da junção mioneural ou placa motora, onde, de maneira similar à sinapse entre neurônios, são liberados mediadores químicos que desencadeiam a contração muscular. Esse processo também ocorre entre os neurônios e as glândulas, provocando a liberação de substâncias.
Na verdade, os neurotransmissores podem tanto estimular como inibir neurônios. Quando inibem, facilitam a saída de potássio, tornando o neurônio mais polarizado e menos excitável. Como cada neurônio recebe mensagens de várias outras células nervosas, a resposta final dependerá do somatório desses impulsos. Se a soma total dessas mensagens atingir um estímulo igual ou maior que o limiar excitatório, o impulso nervoso será desencadeado.
Os animais possuem órgãos sensoriais responsáveis por captar os estímulos do ambiente. Esses órgãos possuem dendritos de neurônios especiais, chamados neurônios sensitivos ou aferentes, que recebem esses estímulos e os transformam em impulsos nervosos.
No entanto, captar os estímulos não é o suficiente. Os organismos também precisam emitir respostas adequadas a esses estímulos. Para que isso ocorra, o neurônio sensitivo conduz o impulso até o neurônio associativo, também conhecido como interneurônio, localizado no cérebro ou na medula. A partir desse ponto, o impulso é transmitido para outro neurônio, o neurônio motor ou eferente, que é responsável por levar a resposta até um órgão efetor, que pode ser um músculo ou uma glândula. Esse encadeamento de neurônios é chamado de arco reflexo, e é a base dos atos reflexos, que são respostas automáticas e involuntárias a certos estímulos.
Um exemplo comum para testar nossos reflexos é o reflexo patelar, também conhecido como reflexo do joelho. Nesse teste, os médicos utilizam um martelinho de borracha para dar uma pequena batida logo abaixo do joelho. Essa pancada comprime um tendão e provoca um leve estiramento em um músculo, estimulando as terminações nervosas de um neurônio sensitivo, que conduz o impulso até a medula. Na medula, o impulso é transmitido para o neurônio motor, que, por sua vez, leva a resposta até o músculo, fazendo com que ele se contraia. Essa contração provoca um movimento na perna semelhante ao de um pontapé. Nesse reflexo específico, há apenas dois neurônios encadeados, formando um arco reflexo simples. No entanto, em outros reflexos, entre os neurônios sensitivo e motor, podem existir um ou mais neurônios associativos, criando arcos reflexos mais complexos.
Esses arcos reflexos permitem que o corpo responda rapidamente a situações de perigo ou mudanças no ambiente sem a necessidade de processamento consciente no cérebro. Isso garante respostas rápidas e automáticas para proteger o organismo de possíveis danos. Os reflexos são um exemplo notável da eficiência do sistema nervoso, permitindo que os animais reajam de forma rápida e adequada a estímulos diversos.