REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.7782819
Ronei Diniz Carvalho1
Sonaldo Marcos Vieira Barbosa2
Sara Azevedo de Matos3
Rízia Tayline Nunes Silva4
Gabriela Tomazini Rodrigues Pereira Amorim5
Rebeca Mendes Peres6
Paula Gomes Prandini7
Beatriz de Castro Silva8
Wanessa Nunes de Sousa9
RESUMO
INTRODUÇÃO: Os neurônios são células presentes no sistema nervoso central (SNC) que ao receberem estímulos vindos do próprio organismo ou do ambiente externo, formam entre si, conexões sinápticas de natureza elétrica que resultam em reações de liberação de substâncias químicas e íons. Podemos dizer que no SNC, a partir dessa constante geração de novos estímulos, ocorre modificação, readaptação e principalmente reorganização de sua vasta e poderosa rede neuronal, a essa capacidade é dado o nome de Plasticidade Neuronal ou Neuroplasticidade. Esse fenômeno é observado, por exemplo, em situações em que se há perda de massa encefálica, como em acidentes em que os indivíduos sofrem déficits motores, sensoriais, de fala, audição, entre outros, porém gradativamente se recuperam, podendo ou não restar sequelas. Deste modo, Neuroplasticidade caracteriza-se como sendo a capacidade adaptativa a nível de SNC que pode ocorrer em qualquer fase da vida humana, tendo como influência o ambiente externo e os estímulos recebidos. OBJETIVOS: Contextualizar como ocorre a plasticidade neural e quais os fatores envolvidos na capacidade de aprendizagem, adaptação e reorganização do sistema nervoso central, pós lesão. METODOLOGIA: Foi realizada uma revisão integrativa da literatura nas principais bases de dados bibliográficas, buscando analisar artigos em inglês e português, publicados entre 2011 e 2021, sendo incluídos 18 artigos sobre a temática abordada. CONCLUSÃO: A plasticidade neural não ocorre apenas em processos patológicos, mas assume, também, funções essenciais e importantes para o funcionamento adequado do SNC íntegro, durante todas as etapas da vida, sendo um processo involuntário que pode ser favorecido por meio de estímulos adequados, sendo fundamental para a aquisição de aprendizagem motora, memória e recuperação pós lesão encefálica.
PALAVRAS-CHAVE: Neuroplasticidade; Sistema Nervoso Central; Aprendizagem Motora.
ABSTRACT
INTRODUCTION: Neurons are cells present in the central nervous system (CNS) that, when receiving stimuli from the body itself or from the external environment, form synaptic connections of an electrical nature with each other, resulting in reactions that release chemical substances and ions. We can say that in the CNS, from this constant generation of new stimuli, there is modification, readaptation and mainly reorganization of its vast and powerful neuronal network, this capacity is given the name of Neuronal Plasticity or Neuroplasticity. This phenomenon is observed, for example, in situations where there is loss of brain mass, such as in accidents in which individuals suffer motor, sensory, speech, hearing deficits, among others, but gradually recover, with or without sequelae. . Thus, Neuroplasticity is characterized as the adaptive capacity at the level of the CNS that can occur at any stage of human life, influenced by the external environment and the stimuli received. OBJECTIVES: To contextualize how neural plasticity occurs and what factors are involved in the ability to learn, adapt and reorganize the central nervous system after injury.. METHODOLOGY: An integrative literature review was carried out in the main bibliographic databases, seeking to analyze articles in English and Portuguese, published between 2011 and 2021, including 18 articles on the theme addressed. CONCLUSION: Neural plasticity does not only occur in pathological processes, but it also assumes essential and important functions for the proper functioning of an intact CNS, during all stages of life, being an involuntary process that can be favored through adequate stimuli, being fundamental for the acquisition of motor learning, memory and recovery after brain injury.
KEYWORDS: Neuroplasticity; Central Nervous System; Motor Learning.
- INTRODUÇÃO
A plasticidade neuronal pode ser definida como a capacidade adaptativa do sistema nervoso central (SNC) de modificar seu funcionamento e organização estrutural própria, possibilitando aprender e se reprogramar. É a propriedade que possibilita o estabelecimento de alterações estruturais a nível central, em resposta à experiência e como adaptação a estímulos repetidos e condições variáveis (SILVERTHORN, 2017).
Os sentidos (olfato, tato, audição, visão e paladar) são desenvolvidos por meio de um processo em que células especializadas, convertem estímulos externos (odor, luz, som, pressão, sabor e dor) em potenciais elétricos que são conduzidos a áreas específicas do cérebro, que por sua vez, através de uma rede neural, devolve respostas ao ambiente. Essa interação é que determina e caracteriza a experiência. (SANTANA, 2014; BASTOS, 2017)
Todas as interações vivenciadas ao longo da vida de um indivíduo, fundamentam e determinam a função e a topografia da resposta obtida. As interações entre os acontecimentos do ambiente e as respostas orgânicas determinam condicionalmente relação entre a classe do estímulo e a classe de comportamento que se apresentam como antecedentes ou consequentes (TEIXEIRA, 2008; COSTANZO, 2011).
Os indivíduos possuem um vasto repertório de comportamentos e características que resultam da interação entre os elementos da contingências ontogenéticas e filogenéticas. As filogenéticas estabeleceram-se durante a evolução e incrementaram formas de comportamentos importantes e favoráveis à sobrevivência do ser humano; já as ontogenéticas foram impostas pelas interações particulares e diversificadas do organismo com o ambiente inserido, ocorrendo desde o início do seu desenvolvimento, levando a uma adaptação que permitiu selecionar as classes de respostas adequadas e eficazes para a adaptação a um determinado ambiente constantemente mutável (FERRARI et al., 2001; BASTOS, 2017).
Essas mesmas características evolutivas que estabeleceram mudanças significativas na função e na topografia das reações do indivíduo em relação ao ambiente, também determinaram diversas alterações nas características, dimensão, forma e nas funções do sistema nervoso central (SNC). Este processo evolutivo determinou cérebros com extrema abundância de conexões e circuitos neurais, que sofrem grande influência do ambiente, podendo ser direta ou indiretamente modificados pela experiência. Deste modo, a interação entre SNC e ambiente se estabelece da organização de comportamentos que podem ser simples ou complexos e que possuem o potencial de modificar o SNC, esta capacidade é denominada Plasticidade Neural ou Neuroplasticidade e está presente durante todas as fases da vida do indivíduo (SILVA, 2014).
O SNC é composto por uma vasta e complexa rede neural de células altamente especializadas que formam continuamente milhares de conexões que determinam e possibilitam as ações motoras e sensitivas levando por consequência o comportamento. Porém na presença de lesões, ocorre uma alteração negativa no funcionamento dessa rede neural o que leva o SNC a trabalhar para executar seus meios de regeneração e principalmente reorganização desses circuitos neurais (TEIXEIRA, 2008; CURI; ARAÚJO FILHO, 2009).
Com isso, torna-se fundamental descrever como ocorre o processo de plasticidade neural, pontuando as características que geram a capacidade de adaptação do SNC íntegro e lesionado.
- METODOLOGIA
Trata-se de uma revisão integrativa da literatura, que possibilita sintetizar as evidências disponíveis sobre o tema e apontar lacunas que necessitam ser preenchidas com o desenvolvimento de novas pesquisas. Inicialmente, definiu-se a questão problematizadora: Qual o papel da neuroplasticidade na adaptação e reajuste do sistema nervoso central íntegro e lesionado? Posteriormente, executou-se uma busca nas bases de dados bibliográficas: Scientific Eletronic Library Online (SciELO), Biblioteca Virtual em Saúde (BVS), Medical Literature Analysis and Retrieval System Online(MEDLINE) via PubMed. Utilizou-se os operadores booleanos “AND/OR” e em português “E” e “OU” e os descritores: “neuroplasticidade”, “sistema nervoso” “aprendizagem motora” e “Sinapses”. A estratégia de busca se desenvolveu de forma estruturada, por meio de: pesquisa por descritores, seleção do período de publicação dos estudos e dos idiomas aceitos, leitura de títulos e resumos e exclusão dos que não atenderam aos critérios determinados.
Como critérios de inclusão, foram incluídos artigos originais, com texto completo disponível na íntegra, publicados entre 2013 e 2022 nas bases de dados selecionadas. Foram excluídos estudos de revisão, em formato de tese, dissertação e monografia e aqueles cuja temática não contemplavam os objetivo do estudo. Ao final das etapas de busca e coleta de dados, foram incluídos para a revisão 18 estudos com abordagens sobre o tema. O esquema de seleção dos artigos está descrito na figura 1.
Figura 1. Fluxograma de estratégia da busca e seleção dos artigos.
Fonte: Elaborado pelos autores (2023)
- REVISÃO DA LITERATURA
Na busca inicial, 126 trabalhos foram identificados e após leitura exaustiva de títulos, resumos e textos completos, 108 artigos foram excluídos por apresentarem duplicidade nas bases de dados ou por não se enquadrarem nos critérios metodológicos estabelecidos para o presente estudo. Os 18 artigos restantes foram incluídos na revisão.
3.1 MODELOS DE PLASTICIDADE NEURAL
Como apontado por SILVERTHORN (2017), a plasticidade neuronal é a capacidade adaptativa e de reorganização do sistema nervoso central (SNC), que possibilita a habilidade para alterar sua própria organização estrutural e funcionamento. Essa propriedade do SN, favorece o desenvolvimento de mudanças morfológicas muito importantes, como resultado da interação e das experiências que geram respostas e adaptação a condições variadas e a estímulos repetitivos, porém a plasticidade neural pode se apresentar de forma complexa, sendo caracterizada por algumas etapas e processos.
De acordo com TEIXEIRA (2008) alguns estudos desenvolvidos em pacientes pós-acidente vascular encefálico (AVE) demonstrou a geração de modelos específicos de ativação pós-lesão, que sugerem a possibilidade de uma reorganização morfológica funcional, tanto a nível de córtex adjacente, quanto em região de hemisfério contralateral. Investigações referentes às mudanças a nível celular que são estabelecidas, apontam que este tipo de plasticidade neural é conduzido por proliferação de brotamento axonal e sinapses neuronais.
Nesta perspectiva, de acordo com SILVA (2014) o brotamento ocorre quando há um novo crescimento a partir de um axônio, envolvendo a contribuição de vários fatores químicos e celulares, como a resposta do corpo celular, formação e alongamento de novos brotos, formação do alongamento axonal e sinaptogênese. Em relação às sinapses, outro fator que ocorre é a ativação de sinapses latentes que se caracteriza pela ativação de sinapses inativas ou residuais que recebem um estímulo e se tornam eficientes novamente.
Outro processo também presente é a supersensibilidade de desnervação, que como citado por ROQUE, (2016), ocorre após um processo de perda de neurônio, onde uma célula pós-sináptica sofre alterações relacionados a via elétrica das membranas ou por acúmulo de acetilcolina na fenda sináptica, tornando-se hipersensíveis.
3.2 ETAPAS DA PLASTICIDADE NEURAL
De acordo com BARRETT (2014) a plasticidade do SNC acontece, classicamente, por meio de três situações, sendo a primeira, o desenvolvimento. que se caracteriza pela diferenciação celular que ocorre ainda na embriogênese, onde as células indiferenciadas por expressão genética se transformam em neurônios e após um processo de proliferação, migram para os locais determinados e estabelecem conexões entre si. A maturação do SNC que se inicia no período embrionário, só acaba no período extrauterino, sofrendo influência de condições genéticas, do microambiente fetal, além do ambiente externo, que apresenta grande importância para o seu adequado desenvolvimento.
A segunda etapa, como descrito por XING e BAI (2020), é a aprendizagem, que ocorre em qualquer estágio da vida do indivíduo e torna possível o aprendizado de algo novo, além de favorecer a adaptação e modificação do comportamento, segundo o que está sendo aprendido. Para que se tenha aprendizagem é necessário a aquisição de conhecimentos e a capacidade de integrar e guardar essa aquisição, tornando possível seu recrutamento quando necessário. Durante esse processo, ocorrem inúmeras modificações no funcionamento e estrutura das células neurais e em suas diversas conexões, sendo as mais comuns, a potencialização de neurotransmissores, prolongamento de terminações sinápticas novas e o aumento de suas áreas funcionais.
Como descrito por KRAUS (2017) a terceira e última etapa é o pós lesão. Olhando fisiologicamente para um processo de lesão é visto que várias reações e eventos ocorrem simultaneamente no local exato do dano e distante dele. Verifica-se inicialmente liberação em alta concentração de neurotransmissores e aminoácidos pelas células lesadas que levam a um processo de alta excitação dos neurônios, favorecendo comprometimentos. Estes neurônios superexcitados podem liberar glutamato e alterar o equilíbrio de cálcio, gerando seu influxo para dentro das células nervosas, que por sua vez, podem ativar uma enorme variedade de enzimas tóxicas que resultam na morte dos neurônios.
Ainda, como descrito por BYRNE, (2015) na lesão encefálica, pode ocorrer também, o rompimento de vasos sanguíneos levando a isquemia cerebral que resulta na diminuição dos níveis de glicose e oxigênio nas células. Essa alteração, leva a uma insuficiência da célula neural em controlar seu gradiente transmembrana, gerando ou potencializando o influxo de cálcio para o meio interno da célula causando um efeito cascata. A depender da gravidade da lesão cerebral, o processo nocivo pode acarretar necrose de neurônios com rompimento de membrana celular, podendo ainda através da liberação de material intracitoplasmático pelas células afetadas, lesar os tecidos vizinhos ou causar apoptose em decorrência do estresse oxidativo instaurado.
Nesta perspectiva GULYAEVA (2017) reafirma que diante uma lesão os mecanismos de reorganização e reparação do SNC presentes na terceira situação, em que se há plasticidade neural, começam a agir imediatamente após a lesão nervosa, podendo seguir seu processo de recuperação por meses ou anos após. Esse processo é marcados por algumas características que ocorrem, segundo MATTSON, et al (2018), são elas: a paralisação sináptica, onde acontece um desvio da distribuição de neurotransmissores para outras regiões não lesadas, como estratégia para manter as sinapses menos sobrecarregadas e mais ativas. A hipersensibilidade de denervação, que acontece quando as células pós-sinápticas passam a não aceitar o controle químico da célula pré-sinápticas e para manter o funcionamento adequado, a célula gera o surgimento de receptores de membrana pós-sináptica. O processo de recrutamento de sinapses, onde as sinapses que fisiologicamente ficam inativas, quando as células nervosas são lesadas, essas sinapses são recrutadas e ativadas. E por fim o brotamento, que se configura na formação de novos brotos de células axonais, sendo provenientes de neurônios íntegros ou lesados.
3.3 ADAPTAÇÕES DO SN LESADO
Segundo COSTANZO (2011) e BARRETT et al. (2014), ao ser acometido por uma lesão cerebral localizada, onde se há perda de função motora ou sensitiva, a capacidade do cérebro de se reorganizar dependerá da presença ou não de circuitos neurais alternativos que trabalharam para substituir ou transmitir as estruturas morfo funcionais prejudicadas. Como exposto por BORELHA e SACCHELLI, (2009) áreas corticais diferentes apresentam diferentes níveis de plasticidade, neste sentido, pacientes com lesões cerebrais diferentes terão diversas possibilidades de recuperação de acordo com as áreas acometidas.
De acordo com VANPUTTE (2017) as variáveis que podem afetar a recuperação funcional após uma lesão cortical, são: etiologia e progresso patológico, localização da lesão, extensão e gravidade do comprometimento neurológico, idade de início, condições ambientais, tempo transcorrido desde o início da lesão, estilo de vida, especificidades individuais da organização e funções cerebrais e fatores agravantes externos e internos existentes.
3.4 POSSIBILIDADES DE PLASTICIDADE EM ADULTOS
Segundo JOHANSSON (2020) algum tempo atrás, acreditava-se que depois de uma lesão encefálica as conexões neurais eram totalmente prejudicadas e perdidas, sendo esse quadro irreversível. Contudo, como descrito TOLAHUNASE ET AL (2018), hoje se sabe que quando acometido por uma lesão cerebral, o indivíduo em seu processo de recuperação apresenta um SNC alterado ou atípico, não apenas em termos de disfunções e perdas, mas também em termos de ativação de conexões sinápticas, vias e circuitos modificadas, esses fatores são os responsáveis pela evolução clínica observadas no sistema neuromuscular dos pacientes acometidos. Com isso, o indivíduo adquire a capacidade de reaprender espontaneamente ou por meio de estímulos, as tarefas e atividades as quais ele realizava normalmente antes da lesão. Porém, como exposto por CONSTANZO (2011), esse processo pode ser difícil, gradual e lento, devendo ser valorizado todos os pequenos e grandes progressos atingidos dia após dia.
Se tratando de neurogênese, HORDACRE, et al (2018) afirma que no cérebro adulto, este processo é modulado por meio de diversos mecanismos patológicos e fisiológicos. O aprendizado e a realização de exercícios físicos são reconhecidos como importantes mediadores da neurogênese, ao mesmo que, o uso crônico de drogas e álcool e privação de sono, são tidos como grandes inibidores deste processo.
De acordo com CASSILHAS, et al (2016) A reabilitação de lesões cerebrais, pode favorecer a reconexão de circuitos neuronais prejudicados e quando ocorre uma perda pequena dessa conectividade neural, tende-se a ter uma recuperação espontânea e autônoma, enquanto que em uma perda maior e mais grave pode haver lesões permanentes da função, sendo que o nível e a especificidade dos estímulos facilitadores e os objetivos precisos de tratamento presentes na reabilitação podem impactar consideravelmente esse prognóstico. Ainda segundo HOTTING e BRIGITTE (2013) existem evidências fortes de que alguns meses de exercício físico regular, tratamento fisioterapêutico com estímulos sensoriais e motores em que haja especificidade de tarefa e repetição, levam a efeitos positivos e significativos no funcionamento cognitivo e na aprendizagem motora, repercutindo na melhorar da funcionalidade.
- CONCLUSÃO
Com tudo, a neuroplasticidade se apresenta como uma estratégia muito importante para a aquisição de habilidades motoras e aprendizado, por possibilitar que o SNC possa reaprender e se reorganizar em diversas situações, sendo assim, crucial conhecer os mecanismos celulares e funcionais dos envolvidos na neuroplasticidade das células neurais, hora que isso contribui para o esclarecimento dos fatores envolvidos as causas de desequilíbrios e alterações cinesio patológicas relacionadas aos impactos na funcionalidade dos pacientes com lesões encefálicas, o que deve ser colocado como um importante objetivo da intervenção terapêutica, objetivando a busca pelo máximo ganho possível de qualidade de vida e independência funcional desses indivíduos.
REFERÊNCIAS
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ROQUE, B. S.; LUKACHEWSKI, J. M.; BARBOSA, C. P.; Neuroplasticidade–Uma abordagem teórica. Revista Uningá, v. 47, n. 1, 2016.
1Graduação em Fisioterapia
2Pós-graduação em Gestão Hospitalar
3Mestrado em ciências do envelhecimento
4Graduação em Medicina
5Graduação em Medicina
6Graduação em Medicina
7Graduação em Medicina
8Graduanda em Engenharia Biotecnológica
9Graduanda em Medicina