Mielina: Características, Funções, Produção e Doenças
A mielina, ou bainha de mielina, é uma substância gordurosa que envolve as fibras nervosas e tem a função de aumentar a velocidade dos impulsos nervosos, facilitando a comunicação entre os neurônios. Também permite uma maior economia de energia do sistema nervoso.
A mielina é composta de 80% de lipídios e 20% de proteínas. No sistema nervoso central, as células nervosas que o produzem são células gliais chamadas oligodendrócitos. Enquanto no sistema nervoso periférico eles ocorrem através das células de Schwann.
As duas principais proteínas da mielina produzidas pelos oligodendrócitos são a PLP (proteína proteolipídica) e a MBP (proteína básica da mielina).
Quando a mielina não se desenvolve adequadamente ou é lesada por algum motivo, nossos impulsos nervosos diminuem a velocidade ou ficam bloqueados. É o que acontece nas doenças desmielinizantes, dando origem a sintomas como dormência, falta de coordenação, paralisia, visão e problemas cognitivos.
Descoberta da mielina
Essa substância foi descoberta em meados do século XIX, mas foi quase meio século antes que sua importante função como isolante fosse revelada.
Em meados do século XIX, os cientistas descobriram algo estranho nas fibras nervosas que ramificavam da medula espinhal. Eles observaram que estavam cobertos com uma substância oleosa, branca e gordurosa.
O patologista alemão Rudolf Virchow foi o primeiro a usar o conceito de "mielina". Vem da palavra grega "myelós", que significa "medula", referindo-se a algo central ou interno.
Isso porque ele achava que a mielina estava dentro das fibras nervosas. Comparado incorretamente com a medula óssea.
Mais tarde, descobriu-se que essa substância envolvia os axônios dos neurônios, formando vagens. Independentemente de onde as bainhas de mielina estão localizadas, a função é a mesma: transmitir com eficiência os sinais elétricos.
Na década de 1870, o médico francês Louis-Antoine Ranvier observou que a bainha de mielina é descontínua. Ou seja, existem intervalos ao longo do axônio que não possuem mielina. Estes adotaram o nome de nódulos de Ranvier e servem para aumentar a velocidade de condução nervosa.
Como a mielina é estruturada?
A mielina envolve o axônio ou a extensão do nervo formando um tubo. O tubo não forma um revestimento contínuo, mas é composto por uma série de segmentos. Cada um deles mede aproximadamente 1 mm.
Entre os segmentos, há pequenos pedaços de axônio descoberto chamados nódulos de Ranvier. Estes medem 1 a 2 micrômetros.
Assim, o axônio revestido de mielina se assemelha a um colar de pérolas alongadas. Isso facilita a condução saltatória do impulso nervoso, ou seja, os sinais "saltam" de um nó para outro. Isso permite que a velocidade de condução seja mais rápida em um neurônio mielinizado do que em outro sem mielina.
A mielina também serve como um isolante eletroquímico para que as mensagens não se expandam para as células adjacentes e aumentem a resistência do axônio.
Sob o córtex cerebral, existem milhões de axônios que conectam os neurônios corticais com aqueles encontrados em outras partes do cérebro. Neste tecido há uma alta concentração de mielina que lhe confere uma cor branca opaca. Portanto, é chamado de matéria branca ou substância branca.
Como é produzido?
Um oligodendrócito pode produzir até 50 porções de mielina. Quando o sistema nervoso central está se desenvolvendo, essas células produzem prolongamentos que lembram os remos de uma canoa.
Então, cada um deles é enrolado várias vezes em torno de um pedaço de axônio, criando camadas de mielina. Graças a cada pá, portanto, um segmento da bainha de mielina de um axônio é obtido.
No sistema nervoso periférico também existe mielina, mas é produzida por um tipo de célula nervosa chamada célula de Schwann.
A maioria dos axônios do sistema nervoso periférico é coberta de mielina. As bainhas de mielina também são segmentadas como no sistema nervoso central. Cada área mielinizada corresponde a uma única célula de Schwann que é envolvida várias vezes ao redor do axônio.
A composição química da mielina produzida por oligodendrócitos e células de Schwann é diferente.
Portanto, na esclerose múltipla, o sistema imunológico desses pacientes ataca apenas a proteína da mielina produzida pelos oligodendrócitos, mas não a gerada pelas células de Schwann. Assim, o sistema nervoso periférico não é prejudicado.
Funcionalidades
Todos os axônios do sistema nervoso de quase todos os mamíferos são cobertos com bainhas de mielina. Estes são separados uns dos outros pelos nódulos de Ranvier.
Os potenciais de ação viajam de maneira diferente pelos axônios com mielina do que pelos axônios não mielinizados (sem essa substância).
A mielina envolve o axônio sem permitir que o fluido extracelular entre entre eles. O único local do axônio que entra em contato com o fluido extracelular é nos nós de Ranvier, entre cada bainha de mielina.
Assim, o potencial de ação é produzido e viaja através do axônio mielinizado. Enquanto atravessa a zona cheia de mielina, o potencial vai diminuindo, mas ainda tem força para desencadear outro potencial de ação no nódulo seguinte. Os potenciais são repetidos em cada nódulo de Ranvier, o que é chamado de condução "saltatória".
Este tipo de condução facilitada pela estruturação da mielina permite que os impulsos viajem muito mais rapidamente através do nosso cérebro.
Assim, podemos reagir no tempo a possíveis perigos ou desenvolver tarefas cognitivas em segundos. Além disso, isso leva a uma grande economia de energia para o cérebro.
Mielina e desenvolvimento do sistema nervoso
O processo de mielinização é lento e começa aproximadamente 3 meses após a fertilização.
Ela se desenvolve em tempos diferentes, dependendo da área do sistema nervoso que está sendo formada. Por exemplo, a região pré-frontal é a última área que é mielinizada e é responsável por funções complexas como planejamento, inibição, motivação, autorregulação etc.
Ao nascer, apenas algumas áreas do cérebro são completamente mielinizadas. Como regiões do tronco cerebral, que direcionam os reflexos. Uma vez que seus axônios são mielinizados, os neurônios alcançam um ótimo funcionamento e uma condução mais rápida e eficiente.
Embora o processo de mielinização comece num período pós-natal tempestuoso, os axônios dos neurônios dos hemisférios cerebrais realizam esse processo um pouco mais tarde.
A partir do quarto mês de vida, os neurônios são mielinizados até a segunda infância (entre 6 e 12 anos). Em seguida, continua na adolescência (dos 12 aos 18 anos) até o início da idade adulta, o que está relacionado ao desenvolvimento de funções cognitivas complexas.
As áreas sensoriais e motoras primárias do córtex cerebral iniciam sua mielinização antes das zonas de associação frontal e parietal. Estes últimos desenvolvem-se completamente ao longo de 15 anos.
As fibras comissurais, projeção e associação são mielinizadas mais tarde que as zonas primárias. De fato, a estrutura que une os dois hemisférios cerebrais (chamado corpo caloso), se desenvolve após o nascimento e completa sua mielinização aos 5 anos. Maior mielinização do corpo caloso está associada a um melhor funcionamento cognitivo.
Está provado que o processo de mielinização anda de mãos dadas com o desenvolvimento cognitivo do ser humano. As conexões neuronais do córtex cerebral estão se tornando complexas e sua mielinização está relacionada ao desempenho de comportamentos cada vez mais elaborados.
Por exemplo, foi observado que a memória de trabalho melhora quando o lobo frontal se desenvolve e mielina. Enquanto o mesmo acontece com habilidades visuoespaciais e mielinização da área parietal.
Habilidades motoras mais complicadas, como sentar ou caminhar, desenvolvem-se pouco a pouco paralelamente à mielinização cerebral.
His et al. (2008) descobriram que as áreas de Broca e Wernicke passam por um pico de mielinização rápida ao mesmo tempo antes dos 18 meses de idade. Após essa idade, ocorre uma desaceleração do processo de mielinização. Os autores correlacionam este fato com o rápido desenvolvimento do vocabulário há cerca de dois anos.
Por outro lado, o fascículo arqueado, a estrutura que une a área de Broca e Wernicke, continua um processo de mielinização rápida após essa idade. Certamente está associado à aquisição de uma linguagem mais elaborada.
De fato, a avaliação neuropsicológica das crianças baseia-se na ideia de que o desenvolvimento das funções cognitivas da criança é equivalente à sua maturação cerebral. Este processo ocorre em dois eixos diferentes: o eixo vertical e o eixo horizontal.
O processo de maturação cerebral segue um eixo vertical, começando nas estruturas subcorticais em direção às estruturas corticais (do tronco encefálico para cima). Além disso, uma vez dentro do córtex, mantém uma direção horizontal. Começando nas zonas primárias e continuando até as regiões da associação.
Essa maturação horizontal leva a mudanças progressivas dentro do mesmo hemisfério do cérebro. Além disso, estabelece diferenças estruturais e funcionais entre os dois hemisférios.
Doenças relacionadas à mielina
Uma mielinização defeituosa é a principal razão para doenças neurológicas. Quando os axônios perdem a mielina, que é conhecida como desmielinização, os sinais nervosos elétricos são alterados.
A desmielinização pode ocorrer devido a inflamações, problemas metabólicos ou genéticos. Embora, seja qual for a causa, a perda de mielina causa uma disfunção significativa das fibras nervosas. Em particular, reduz ou bloqueia os impulsos nervosos entre o cérebro e o resto do corpo.
Pesquisadores em 1980 induziram quimicamente a perda de mielina na medula espinal de gatos. Eles descobriram que os impulsos nervosos viajavam mais lentamente ao longo das fibras nervosas. Isso fez com que, na maior parte do tempo, os sinais não atingissem o fim do axônio.
Durante esse período, os elementos da mielina também foram identificados, como as proteínas que compõem e os genes que as codificam. Usando camundongos, eles alteraram os genes que produziam essas proteínas, resultando em uma deficiência de mielina.
Graças a estes modelos de ratos, foi possível saber mais sobre doenças desmielinizantes.
A perda de mielina em humanos tem sido associada a vários distúrbios do sistema nervoso central, como acidente vascular cerebral, lesões na medula espinhal e esclerose múltipla.
Algumas das doenças mais frequentes relacionadas à mielina são:
- Esclerose múltipla: nessa doença, o sistema imunológico responsável por defender o organismo de bactérias e vírus ataca erroneamente as bainhas de mielina. Isso faz com que as células nervosas e a medula espinhal não possam se comunicar umas com as outras ou enviar mensagens para os músculos.
Os sintomas variam de fadiga, fraqueza, dor e dormência, até paralisia e até perda de visão. Também inclui comprometimento cognitivo e dificuldades motoras.
- Encefalomielite Disseminada Aguda: aparece devido a inflamação do cérebro e na medula espinhal, mas intensa, que danifica a mielina. Perda de visão, fraqueza, paralisia e dificuldade na coordenação de movimentos podem ocorrer.
- Mielite transversa: inflamação da medula espinal que causa perda de substância branca neste local.
Outras condições são neuromielite óptica, síndrome de Guillain-Barré ou polineuropatias desmielinizantes.
Quanto às doenças hereditárias que afetam a mielina, a leucodistrofia e a doença de Charcot-Marie-Tooth podem ser mencionadas. Uma condição mais grave que prejudica fortemente a mielina é a doença de Canavan.
Os sintomas da desmielinização são muito diversos, dependendo das funções das células nervosas envolvidas. As manifestações variam de acordo com cada paciente e doença, e apresentam apresentações clínicas diferentes de acordo com cada caso. Os sintomas mais comuns são:
- Fadiga ou fadiga.
- Problemas de visão: como visão turva no centro do campo visual, que afeta apenas um olho. A dor também pode aparecer quando os olhos se movem. Outro sintoma é visão dupla ou visão diminuída.
- perda auditiva.
- Zumbido ou zumbido, que é a percepção de sons ou zumbido nos ouvidos sem fontes externas que os produzem.
- Formigamento ou dormência das pernas, braços, rosto ou tronco. Isso é comumente conhecido como neuropatia.
- Fraqueza das extremidades.
- Os sintomas pioram ou reaparecem após a exposição ao calor, como após um banho quente.
- Alteração de funções cognitivas, como problemas de memória ou dificuldades na fala.
- Problemas de coordenação, equilíbrio ou precisão.
Atualmente, pesquisas estão sendo conduzidas sobre mielina para tratar doenças desmielinizantes. Os cientistas procuram regenerar a mielina danificada e evitar as reações químicas que produzem esses danos.
Eles também estão desenvolvendo drogas para parar ou corrigir a esclerose múltipla. Além disso, eles estão investigando quais anticorpos em particular são aqueles que atacam a mielina e se as células-tronco poderiam reverter o dano da desmielinização.
