Coração humano

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Vista anterior do coração humano.

O coração humano é o órgão responsável pelo percurso do sangue bombeado através de todo o organismo, que é feito em aproximadamente 45 segundos em repouso. Bate cerca de 109.440 a 110.880 vezes por dia, bombeando aproximadamente 5 l de sangue.

Neste tempo o órgão bombeia sangue suficiente a uma pressão razoável, para percorrer todo o corpo nos sentidos de ida e volta, transportando assim, oxigênio e nutrientes necessários às células que sustentam as atividades orgânicas.

Circulação, localização e posição

O coração humano visto posteriormente.

O coração é o órgão central da circulação, e pode localizar-se em 3 posições no corpo:

• Levocardia - posicionamento normal do coração do lado esquerdo do torax.
• Mesocardia - anomalia que faz com que a pessoa nasça com o coração no centro do torax.
• situs inversus - anomalia que faz com que a pessoa nasça com o coração do lado direito do tórax.

Normalmente fica localizado na caixa torácica, levemente inclinado para direita e para baixo (mediastino médio). Porém, existe uma anomalia chamada Dextrocardio que faz com que o indivíduo nasça com o coração levemente inclinado para esquerda e para baixo.

É constituído por uma massa contráctil - o miocárdio - revestido interiormente por uma membrana fina - o endocárdio - e envolvido por um saco fibro-seroso, o pericárdio.

O coração é constituído por duas porções: a metade direita ou coração direito, onde circula o sangue venoso e a metade esquerda, onde circula sangue arterial. Cada uma destas metades do coração é constituída por duas cavidades, uma superior - a aurícula - e uma inferior - o ventrículo. Estas cavidades comunicam entre si pelos orifícios aurículo-ventriculares. As duas aurículas encontram-se separadas pelo septo interauricular e os dois ventrículos pelo septo interventricular.

Na cavidade atrioventricular esquerda encontra-se a valva mitral, e no orifício atrioventricular direito a valva tricúspide (são valvas que se abrem em direção ao ventrículo e se fecham para evitar o refluxo do sangue).

A circulação sanguínea é assegurada pelo batimento cardíaco, ou seja, o batimento do coração, que lança o sangue nas artérias.

O coração é um órgão muscular que, no ser humano, tem o tamanho aproximado de um punho fechado.

Constituição

Algumas artérias coronárias do coração humano.

A parte musculosa do coração tem o nome de miocárdio ou músculo cardíaco.

O coração humano apresenta quatro partes ou cavidades: na parte superior estão os átrios, divididos entre direito e o esquerdo, na parte inferior estão os ventrículos, também direito e esquerdo.

Na metade direita do coração só circula sangue venoso, na esquerda sangue arterial. A circulação do sangue nestas quatro cavidades está controlada pelas válvulas. As válvulas também servem de meio de comunicação entre os átrios e os ventrículos.

A parte direita do coração está separada da parte esquerda por um septo muscular.

Paredes do coração

O coração está envolvido pelo pericárdio, um saco membranoso composto por duas camadas. Entre essas duas camadas acha-se um espaço que contem um líquido seroso, que lubrifica a superfície do coração, protegendo-o de traumas e atritos. Separa o coração dos pulmões e das paredes do tórax.

A parede do coração propriamente dito consiste de três camadas:

1. o epicárdio é a camada externa lisa;
2. o miocárdio é a camada muscular média, espessa; é responsável pela ação de bombeamento cardíaco; é capaz de trabalhar ininterruptamente;
3. o endocárdio é a membrana que reveste o interior do coração, entra em contato com o sangue.

Externamente, encontramos a circulação coronariana, formada pelas artérias e veias coronárias, sendo estas primeiras originárias da aorta, levam o sangue oxigenado para toda a musculatura do coração.

Funcionamento

1. Átrio direito (aurícula direita)
2. Átrio esquerdo (aurícula esquerda)
3. Veia cava superior
4. Aorta
5. Artéria pulmonar
6. Veia pulmonar
7. Valva mitral (aurículo-ventricular)
8. Valva aórtica
9. Ventrículo esquerdo
10. Ventrículo direito
11. Veia cava inferior
12. Valva tricúspide (aurículo-ventricular)
13. Valva aorta (pulmonar)

O coração está constantemente a contrair e a relaxar(esse processo é chamado de sístole e diástole), para bombear todo o sangue do nosso corpo. É uma bomba hidráulica, em que os tubos de saída são as artérias e os tubos de entrada as veias; o líquido que anda a circular é o sangue. Seu sincronismo atua como se fossem duas bombas trabalhando simultaneamente. Uma das bombas engloba a átrio direito e o ventrículo direito e a outra a átrio esquerdo e oventrículo esquerdo. A função do átrio e do ventrículo direitos é arrastar o sangue para os pulmões, onde se liberta o dióxido de carbono e se fornece de oxigênio. Por outro lado, o átrio e o ventrículo esquerdos têm o trabalho de arrastar o sangue enriquecido de oxigênio para todas as partes do corpo.

Artéria pulmonar

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Artéria pulmonar
Vista anterior de um coração aberto.
Nome emLatim	truncus pulmonalis, arteria pulmonalis
Gray's	subject #141 543
Origem	ventrículo direito
Veia	veia pulmonar
MeSH	A07.231.114.715

• As artérias pulmonares levam sangue do coração para os pulmões. Elas são as únicas artérias (além das artérias umbilicais) que transportam sangue pobre em oxigênio (sangue venoso). Essa característica faz com que em livros deanatomia as artérias pulmonares sejam coloridas de azul, ao invés de vermelho, a cor do resto das artérias corporais nos livros.

No coração humano, o tronco da artéria pulmonar começa na base do ventrículo direito do coração. Ele é pequeno e largo - aproximadamente 5 cm de comprimento e 3 cm de diâmetro. Ele se ramifica em duas artérias pulmonares (esquerda e direita), que levam sangue pobre em oxigênio para o pulmão correspondente.

Aorta

• Aorta é o nome dado à maior e mais importante artéria do sistema circulatório do corpo humano. Dela se derivam todas as outras artérias do organismo. A aorta se inicia no coração, na base do ventrículo esquerdo, e termina à altura da quarta vértebra lombar, onde se divide nas artérias ilíacas comuns. Ela leva sangue oxigenado para todas partes do corpo através da circulação sistêmica.

Divisões da aorta

A artéria aorta pode ser dividida em:

• Aorta ascendente: é uma pequena porção desta artéria, que se inicia com a raiz da aorta (esta por sua vez comunica-se com o ventrículo esquerdo do coração), e segue até a altura do ângulo esternal, onde se inicia o arco da aorta. São ramos da aorta ascendente as artérias coronárias direita e esquerda.

• Arco da aorta (ou arco aórtico): é o trecho da aorta no qual seu trajeto muda de ascendente para descendente. Neste trecho. o tronco braquiocefálico, a artéria carótida comum esquerda e a artéria subclávia esquerda se originam.

• Aorta descendente: a porção terminal da aorta, vai do arco da aorta até seu final.

• Aorta torácica: vai do arco da aorta até aproximadamente o nível da 12ª vértebra torácica, onde atravessa o hiato aórtico do diafragma e se torna a aorta abdominal. Emite vários ramos, classificados em parietais e viscerais.

• Aorta abdominal: inicia-se no nível da 12ª vertebra torácica e termina à altura da quarta vértebra lombar, quando se divide nas artérias ilíacas comuns direita e esquerda. Durante seu trajeto, possui várias ramificações, que também podem ser divididas em ramos parietais (artérias frênicas inferiores, lombares, ilíacas comuns e sacral mediana) e viscerais (artérias supra-renais, renais, gonadais e tronco celíaco, artérias mesentéricas superior e inferior).

Características

A aorta é uma artéria bastante elástica. Quando o ventrículo esquerdo se contrai para forçar a saída do sangue em direção à aorta, ela se expande. Essa distensão proporciona energia potencial que irá ajudar a manter a pressão sanguínea durante a diástole, já que durante este tempo a aorta se contrai passivamente.

Doenças/patologia

• Aneurisma do seio de Valsalva
• Aneurisma da aorta
  • Aneurisma de aorta abdominal
  • Dissecção da aorta
• Coarctação da aorta
• Estenose aórtica
• Aterosclerose
• Síndrome de Marfan
• Trauma físico, como a ruptura traumática da aorta.

                                

Aorta
Ilustração mostrando a aorta em toda sua extensão.
A aorta torácica, coração e outros grandes vasos.
Gray's	subject #142
Ramos	aorta torácica, aorta abdominal
MeSH	A07.231.114.056

Veia cava superior

A veia cava superior é uma das duas principais veias sistêmicas, ou seja, que vêm do organismo e desaguam no átrio direito do coração. Ela drena o sangue que vem da cabeça e dos membros superiores. Por ela circula sangue venoso, pobre em oxigênio e rico em gás carbônico.

                                  

Átrio esquerdo

Aurícula esquerda ou átrio esquerdo é a cavidade do coração que recebe o sangue arterial, proveniente das veias pulmonares. Desagua no ventrículo esquerdo, do qual é separado pela valva mitral.

(Este artigo sobre Anatomia é um esboço. Você pode ajudar o Aqui Medicina expandindo-o).

Átrio direito

• Átrio direito ^{(português brasileiro)} ou aurícula direita ^{(português europeu)} é a cavidade do coração que recebe o sangue venoso (pobre em oxigênio), proveniente da veia cava inferior e veia cava superior. Deságua no ventrículo direito, de quem é separado pela valva tricúspide. No átrio direito encontram-se duas estruturas importantes para o automatismo cardíaco: o nó sinusal e o nodo atrioventricular (AV). O nó sinusal situa-se próximo à desembocadura da veia cava superior enquanto queo nodo AV está próximo da valva tricúspide.

 No comando do automatismo cardíaco está o nodo sinusal, que possui um menor período refratário e portanto gera impulsos elétricos em uma frequência mais elevada que os outros focos cardíacos, inclusive o nó AV. Os impulsos gerados no nó sinusal são transmitidos para o nó AV por feixes interatriais. Ao passar pelo nodo AV ocorre a condução decremental, ou seja, há um retardo na velocidade de transmissão dos impulsos cardíacos. Só então esses impulsos serão transmitidos aos ventrículos por meio de fibras localizadas no septo interventricular. Isto é fundamental para que os átrios se contraiam antes dos ventrículos, fazendo com que o coração consiga gerar um débito cardíaco efetivo.

 A valva tricúspide é constituída por ânulo fibroso, cordas tendíneas, músculos papilares e 3 cúspides.

 Em relação ao enchimento ventricular, os átrios funcionam apenas como bomba de escorva, pois contribuem apenas com 25% desse enchimento. Durante a diástole (relaxamento ventricular) os primeiros 75% de enchimento ventricular se dão de forma passiva. A contração atrial ajuda com apenas 25%. Quando há uma fibrilação atrial (FA) os átrios não conseguem bater de forma ordenada, mas o que é mais importante durante esse ritmo cardíaco é que os ventrículos também não conseguirão se contrair de forma ordenada, pois quem os comanda é o nó sinusal (como já foi dito). Assim, a maior implicação hemodinâmica da FA está no fato de o nodo sinusal deixar de coordenar o ritmo cardíaco fazendo com que não haja débito cardíaco efetivo suficiente para suprimir o organismo. Além disso, um trombo intracavitário poderá se desprender facilmente durante esse ritmo e poderá gerar fenômenos tromboembólicos. O uso de anticoagulantes se faz necessário, não para destruir o trombo, mas sim para estabilizá-lo.

Clavícula

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Clavícula
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Clavícula, vista superior
Recursos externos
Gray's
MeSH

 A clavícula é um osso presente no esqueleto humano que liga os membros superiores ao tronco. É um osso subcutâneo e palpável e é classificada como osso longo, porém sem cavidade medular (medula óssea), mas com partes cortical (compacta) e esponjosa (trabecular). O formato dela é de um "s", com os dois terços mediais dela sendo convexos anteriormente e o terço lateral sendo côncavo anteriormente (a junção do terço medial com o terço lateral é onde mais ocorre fraturas nesse osso). Os principais acidentes ósseos deste osso são os seguintes:

• impressão do ligamento costoclavicular (onde a primeira costela passa pela clavícula. Mais medial)
• sulco do músculo subclávio (mais inferior)
• tubérculo conóide (mais lateral)
• face articular acromial (onde a clavícula articula com o acrômio da escápula)
• face articular esternal (onde a clavícula articula com o manúbrio do esterno)

Os principais músculos que se fixam (tanto proximalmente quando distalmente) na clavícula são:
Originados:

• músculo peitoral maior
• músculo esternocleidomastóideo
• músculo deltóide

Inseridos:

• músculo subclávio
• músculo trapézio                               

Clavícula, vista inferior

A clavícula, junto com o músculo deltóide e o músculo peitoral maior, dá forma ao trígono clavipeitoral, onde pode ser apalpado o processo coracóide da escápula.

Transporte ativo

O transporte ativo através da membrana celular é primariamente realizado pelas enzimas ATPases, como a importante bomba de sódio e potássio, que tem função de manter o potencial eletroquímico das células.

Muitas células possuem uma ATPase do cálcio que opera as concentrações intracelulares baixas de cálcio e controla a concentração normal (ou de reserva) deste importante mensageiro secundário. Uma outra enzima actua quando a concentração de cálcio sobe demasiadamente. Isto mostra que um íon pode ser transportado por diferentes enzimas, que não se encontram permanentemente ativas.

Há ainda dois processos em que, não apenas moléculas específicas, mas a própria estrutura da membrana celular é envolvida no transporte de matéria (principalmente de grandes moléculas) para dentro e para fora da célula:

• endocitose – em que a membrana celular envolve partículas ou fluido do exterior - fagocitose ou pinocitose - e a transporta para dentro, na forma duma vesícula; e
• exocitose – em que uma vesícula contendo material que deve ser expelido se une à membrana celular, que depois expele o seu conteúdo. A exocitose pode se subdividir em Clasmocitose, defecação celular, ou Clasmatose quando resíduos provenientes da digestão intracelular realizado pelas células é eliminado, e em secreções quando a célula descarrega substâncias no meio externo.

Nos seres humanos e animais, a secreção serve como meio que o corpo possui de eliminar resíduos metabólicos celulares que ainda tem importância funcional.

Através da fusão entre o lisossomo e bolsas formadas na fagocitose ou pinocitose, forma-se o vacúolo digestivo. Nesse vacúolo, parte das substâncias são digeridas e transformadas em moléculas menores que atravessam a membrana e se espalham no citosol. A outra parte não digerida permanece no vacúolo, que agora passa a ser vacúolo residual. A clasmocitose termina quando o vacúolo residual se funde à membrana plasmática da célula e expulsa o seu conteúdo para o meio externo.

Transporte passivo

O interior das células – o citoplasma – é basicamente uma solução aquosa de sais e substâncias orgânicas. O transporte passivo de substâncias na célula pode ser realizado através de difusão ou por osmose.

A difusão se dá quando a concentração interna de certa substância é menor que a externa, e as particulas tendem a entrar na célula. Quando a concentração interna é maior, as substâncias tendem a sair. A difusão pode ser auxiliada por enzimas permeases sendo classificada difusão facilitada. Quando não há ação de enzimas, é chamada difusão simples

No que se refere à osmose, quando a concentração externa de substâncias é maior que a interna, parte do líquido citoplasmático tende a sair fazendo com que a célula murche - plasmólise. Quando a concentração interna é maior, o líquido do meio externo tende a entrar na célula, dilatando-a - Turgência, entretanto existe ainda a situação em que a célula murcha e depois por motivos externos volta a obter sua quantidade normal de água,então esse fato é chamado de Deplasmolise, ou seja, uma plasmolise inversa. Neste caso, se a diferença de concentração for muito grande, pode acontecer que a célula estoure. As células que possuem vacúolos são mais resistentes à diferença de concentração, pois estas organelas, além de outras funções, agem retendo líquido.

Transporte através das membranas

Mesmo nas membranas não biológicas, como as de plástico ou celulose, há moléculas que as conseguem atravessar, em determinadas condições. Dependendo das propriedades da membrana e das moléculas (ou átomos ou íons) em presença, o transporte através das membranas classifica-se em:

• Transporte passivo – quando não envolve o consumo de energia do sistema, sendo utilizada apenas a energia cinética das moléculas; a movimentação dá-se a favor do gradiente de concentração.
• Transporte ativo – quando o transporte das moléculas envolve a utilização de energia pelo sistema; no caso da célula viva, a energia utilizada é na forma de Adenosina tri-fosfato (ATP); a movimentação das substâncias dá-se contra o gradiente de concentração.

O transporte através das membranas pode ainda ser classificado em mediado, envolve permeases (transporte ativo e difusão facilitada), e não-mediado (difusão directa).

Principais características da membrana celular

A membrana celular é responsável pela manutenção de uma substancia do meio intracelular, que é diferente do meio extracelular, e pela recepção de nutrientes e sinais químicos do meio extracelular. Para o funcionamento normal e regular das células, deve haver a seleção das substâncias que entram e o impedimento da entrada de partículas indesejáveis, ou ainda, a eliminação das que se encontram no citoplasma. Por ser o componente celular mais externo e possuir receptores específicos, a membrana tem a capacidade de reconhecer outras células e diversos tipos de moléculas, como hormônios.

As membranas celulares possuem mecanismos de adesão, de vedação do espaço intercelular e de comunicação entre as células. Os microvilos ou microvilosidades são muito freqüentes e aumentam a superfície celular.

Não confundir a membrana celular com a parede celular (das células vegetais, por exemplo), que tem uma função principalmente de proteção mecânica da célula. Devido à membrana citoplasmática não ser muito forte, as plantaspossuem a parede celular, que é mais resistente.

A membrana celular é uma camada fina e altamente estruturada de moléculas de lípidos e proteínas, organizadas de forma a manter o potencial eléctrico da célula e a controlar o que entra e sai da célula (permeabilidade selectiva da membrana). Sua estrutura só vagamente pode ser verificada com um microscópio de transmissão electrônica. Muitas vezes, esta membrana contém proteínas receptoras de moléculas específicas, os Receptores de membrana, que servem para regular o comportamento da célula e, nos organismos multicelulares, a sua organização em tecidos (ou em colónias).

Por outro lado, a membrana celular não é, nem um corpo rígido, nem homogêneo – é muitas vezes descrita como um fluido bidimensional e tem a capacidade de mudar de forma e invaginar-se para o interior da célula, formando alguns dos seus organelos.

A matriz fosfolipídica da membrana foi pela primeira vez postulada em 1825 por Gorter e Grendal; no entanto, só em 1895, Charles Overton deu força a esta teoria, tendo observado que a membrana celular apenas deixava passar algumas substâncias, todas lipossolúveis.

Composição química

Açúcares

Todas as membranas plasmáticas celulares são constituídas predominantemente por fosfolipídeos e proteínas em proporções variáveis e uma pequena fração de açúcares, na forma de oligossacarídeos. Exteriormente, na grande maioria das células animais, a membrana plasmática apresenta uma camada rica em glicídeos: o glicocálix ou glicocálice. Entre outros papeis, o glicocálix tem a função de reconhecimento químico da célula para seu exterior e tem também função protetora, impedindo que alguns tipos de vírus ou bactérias se anexem à célula.

Lipídios

Os lipídios presentes nas membranas celulares pertencem predominantemente ao grupo dos fosfolipídeos. Estas moléculas são formadas pela união de três grupos de moléculas menores: um álcool, geralmente o glicerol, duas moléculas de ácidos graxos e um grupo fosfato, que pode conter ou não uma segunda molécula de álcool. A proporção de fosfolipídeos varia muito: compõe cerca de 50% da membrana plasmática e 90% da membrana mitocondrial. A estrutura das membranas deve-se primariamente a essa camada dupla de fosfolipídios. Esses lipídios são moléculas longas com uma extremidade hidrofílica (tem afinidade com a água) e a cadeia hidrofóbica (não tem afinidade com a água). O grupo fosfato está situado nas lâminas externas da estrutura trilaminar. A parte situada entre as lâminas fosfatadas é composta pelas cadeias hidrofóbicas. As membranas animais possuem ainda o colesterol, e as células vegetais possuem outros esteróis, importantes para o controle da fluidez das membranas. Em certa temperatura, quanto maior a concentração de esteróis, menos fluida será a membrana. As células procariontes, salvo algumas exceções, não possuem esteróis.

Proteínas

As proteínas são os principais componentes funcionais das membranas celulares. A maioria das proteínas da membrana celular está mergulhada na camada dupla do fosfolipídios, interrompendo sua continuidade, são as proteínas integrais. Outras, as proteínas periféricas, estão aderentes às extremidades de proteínas integrais. Algumas proteínas atuam no transporte de substâncias para dentro ou para fora da célula. Entre estas, encontram-se glicoproteínas(proteínas ligadas a carboidratos). Algumas destas proteínas formam conexões, os fibronexos, entre o citoplasma e macromoléculas da matriz extracelular. Os grupos sangüíneos A-B-O, M-N e Rh, bem como fatores HLA, são antígenos da superfície externa da membrana.

Membrana plasmática

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.

A Membrana celular não é estanque, mas uma “porta” seletiva que a célula usa para captar os elementos do meio exterior que lhe são necessários para o seu metabolismo e para libertar as substâncias que a célula produz e que devem ser enviadas para o exterior (sejam elas produtos de excreção, das quais deve se libertar, ou secreções que a célula utiliza para várias funções relacionadas com o meio). A membrana plasmática, membrana celular ou plasmalema é a estrutura que delimita todas as células vivas, tanto as procarióticas como as eucarióticas. Ela estabelece a fronteira entre o meio intracelular, o citoplasma, e o ambiente extracelular, que pode ser a matriz dos diversos tecidos.

Aparece em eletromicrografias como duas linhas escuras separadas por uma faixa central clara, com uma espessura de 6 a 10 nm. Esta estrutura trilaminar encontra-se em todas as membranas encontradas nas células, sendo por isso chamada de unidade de membrana ou membrana unitária.

A membrana celular não é estanque, mas uma “porta” seletiva que a célula usa para captar os elementos do meio exterior que lhe são necessários para o seu metabolismo e para libertar as substâncias que a célula produz e que devem ser enviadas para o exterior (sejam elas produtos de excreção, das quais deve se libertar, ou secreções que a célula utiliza para várias funções relacionadas com o meio).

Diagrama de uma membrana plasmática (clique para ampliar).

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Efeitos de doenças e lesões

 Apesar de ser protegido pelo crânio e pelas meninges, envolvido pelo líquido cefalorraquidiano, e isolado da corrente sangüínea pela barreira hematoencefálica, a natureza sensível do cérebro o faz vulnerável a inúmeras doenças e diversos tipos de lesões. Esses problemas manifestam-se de maneira diferenciada em humanos em relação a outras espécies, por isso uma visão geral da patologia cerebral e seu possível tratamento são abordados nos artigos sobre cérebro humano, lesão cerebral, e neurologia.

Estrutura Microscópica

 O cérebro é composto de duas grandes classes de células, neurônios e células das glia. Neurônios recebem mais atenção, mas, na verdade, as células gliais são mais frequentes, formando uma proporção de pelo menos 10 para 1. Existem diversos tipos de células gliais, que realizam um grande número de funções importantes como: suporte estrutural, suporte metabólico, isolamento, e guia para o desenvolvimento.
 A característica que torna os neurônios tão importantes é a capacidade de enviar sinais uns para os outros através de longas distâncias, algo que não ocorre nas células gliais. Eles enviam esses sinais através de um axônio, uma fina fibra protoplasmática que parte do corpo celular e projeta-se, normalmente com inúmeras ramificações, para outras áreas, às vezes perto, às vezes em partes distantes do cérebro ou do corpo. A extensão de um axônio pode ser extraordinária: por exemplo, se uma célula piramidal do neocórtex fosse aumentada até que o tamanho de seu corpo fica-se do tamanho de um corpo humano, seu axônio, igualmente aumentado, seria um cabo com algumas polegadas de diâmetro, estendendo-se por mais de um quilômetro. Esses axônios transmitem sinais na forma de impulsos eletroquímicos chamados potenciais de ação, que duram menos que um milésimo de segundo e viajam através do axônio numa velocidade de 1 a 100 metros por segundo. Alguns neurônios emitem potenciais de ação constantemente, 10 a 100 vezes por segundo, normalmente em padrões temporais irregulares; outros neurônios ficam em repouso a maior parte do tempo, mas ocasionalmente emitem uma rajada de potenciais de ação.
 Axônios transmitem sinais para outros neurônios, ou para células não-neuronais, através de uma junção especializada chamada sinapse. Um único axônio pode fazer diversas conexões sinápticas. Quando um potencial de ação, viajando através do axônio, chega à sinapse, ele faz com que um composto químico chamado de neurotransmissor seja liberado. O neurotransmissor liga-se a moléculas receptoras na membrana da célula alvo. Alguns tipos de receptores neuronais são excitatórios, ou seja, eles aumentam a frequência dos potenciais de ação na célula alvo; outros receptores são inibitórios, ou seja, eles diminuem a frequência dos potenciais de ação; outros tem efeitos efeitos modulatórios complexos na célula alvo.
 Na verdade, são os axônios que preenchem a maior parte do espaço do cérebro. Normalmente, grandes grupos deles viajam juntos em aglomerados chamados tratos de fibras nervosas. Em muitos casos, cada axônio é envolto por uma grossa bainha de uma substância lipídica chamada Mielina, que serve para aumentar muito a velocidade de propagação do potencial de ação. Mielina tem a coloração branca, então partes do cérebro preenchidas exclusivamente por fibras nervosas aparecem como substância branca, por outro lado, a substância cizenta marca as áreas com altas densidades de corpos celulares neuronais.

Primatas (incluindo humanos)

Ver artigo principal: Cérebro humano

O cérebro primata contém a mesma estrutura que o cérebro de outros mamíferos, mas é consideravelmente maior em relação ao tamanho do corpo. Esse aumento de tamanho relaciona-se principalmente com uma grande expansão do córtex, com destaque para as áreas relativas a visão e antecipação. A rede de processamento visual dos primatas é muito complexa, incluindo pelo menos 30 áreas diferenciáveis, com uma desconcertante rede de interconexões. Esses fatos contribuem para que o processamento visual utilize quase metade do cérebro. A outra parte do cérebro que tem grande aumento é o córtex pré-frontal, cujas funções são difíceis de sumarizar sucintamente, mas relacionam-se com planejamento, memória de trabalho, motivação, atenção, e controle de funções.

Mamíferos

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 O rombencéfalo e o mesencéfalo dos mamíferos são em geral similares aos de outros vertebrados, mas diferenças gritantes aparecem no prosencéfalo, que é não só muito aumentado, mas diferenciado em sua estrutura. Nos mamíferos, a maior parte da superfície dos hemisférios cerebrais é coberta por um isocórtex de seis camadas, mais complexo que o pallium de três camadas visto na maioria dos vertebrados. O hipocampo dos mamíferos também possui estrutura diferente.
Infelizmente, a história evolucionária destas características mamíferas, especialmente o córtex de seis camadas, é difícil de reconstituir. Isto principalmente pela falta de um elo perdido. Os ancestrais dos mamíferos, chamados sinápsidas, separam-se dos ancestrais dos répteis modernos e aves por volta de 350 milhões de anos atrás. Entretanto, a ramificação mais recente que vingou entre os mamíferos foi a separação entre monotremados (ornitorrinco e équidna), marsupiais (gambá, canguru) e placentários (maioria dos mamíferos atuais), que aconteceu em torno de 120 milhões de anos atrás. Os cérebros dos monotremados e dos marsupiais são diferentes dos cérebros placentários em alguns aspectos, mas possuem as estruturas corticais e do hipocampo inteiramente mamíferas. Assim, estas estruturas devem ter evoluído entre 350 e 120 milhões de anos atrás, período que não deixou evidências senão fósseis, que não conservam tecidos moles como o cérebro.

Vertebrados

Origem: Wikpédia, a enciclopédia livre.

 Os cérebros dos vertebrados são feitos de um tecido muito mole, de textura comparável à da geleia. Quando vivo, o tecido cerebral é rosado por fora e branco por dentro, com pequenas variações de cor. Nos vertebrados, o cérebro é circundado por um sistema de membranas de tecido conjuntivo chamadas meninges, que o separam do crânio. Esta cobertura em três camadas é composta (de fora para dentro) pela dura-máter (mãe dura), aracnóide-máter (mãe-aranha), e pia-máter (mãe macia). A aracnóide e a pia são fisicamente conectadas, e frequentemente consideradas uma única camada, a pia-aracnóide. Sob a aracnóide fica o espaço sub-aracnóide, que contém fluido cérebro-espinal (FCE), que circula pelos pequenos espaços inter-celulares e por cavidades chamadas ventrículos, e serve para nutrir, sustentar e proteger o tecido cerebral. Vaso sanguíneo entram no sistema nervoso central pelo espaço perivascular acima da pia-máter. As células das paredes destes vasos são firmemente unidas, formando a barreira sangue-cérebro, que protege o cérebro de toxinas que possam entrar pelo sangue.

 

 Cérebro de um tubarão.

 Os primeiros vertebrados apareceram há mais de 500 milhões de anos (Ma), durante o período Cambriano, e talvez lembrassem uma enguia. Os tubarões apareceram por volta de 450 Ma, anfíbios 400 Ma, répteis por volta de 350 Ma e mamíferos uns 200 Ma.
Não seria correto dizer que qualquer espécie atual é mais primitiva do que outra, já que todas têm sua história evolutiva igualmente longas, mas os cérebros dos modernos peixe-bruxa, lampreias, tubarões, anfíbios, répteis e mamíferos apresentam uma gradação de tamanho e complexidade que, grosso modo, segue a sequência evolutiva. Todos estes cérebros contêm basicamente o mesmo conjunto de elementos anatômicos, mas muitos destes são rudimentares no peixe-bruxa, enquanto nos mamíferos as partes frontais são altamente elaboradas e expandidas.

 

 Cérebro de um camundongo ou rato-doméstico.

 Todos os cérebros vertebrados partilham de uma mesma forma fundamental, que pode ser apreciada mais facilmente examinando como eles se desenvolvem. O sistema nervoso aparece na forma de uma fina tira de tecido que corre pelo dorso do embrião. Esta tira engrossa e então se dobra para formar um tubo oco. A extremidade frontal do tubo se desenvolve e forma o cérebro. Em sua forma mais recente, o cérebro aparece como três protuberâncias, que finalmente formarão o posencéfalo, o mesencéfalo e o rombencéfalo.
Em muitas classes de vertebrados, o tamanho destas três partes permanece similar no adulto, mas nos mamíferos o posencéfalo fica muito maior que as outras partes, e o mesencéfalo bem pequeno.
Geralmente, os neuroanatomistas dividem o cérebro em seis regiões principais: o telencéfalo (hemisférios cerebrais), o diencéfalo (tálamo e hipotálamo), mesencéfalo, cerebelo, ponte e medula. Cada área destas, por sua vez, possui uma estrutura interna complexa. Algumas áreas, como o córtex e o cerebelo, constituem-se de camadas, dobradas ou enroladas para caberem no espaço disponível. Outras áreas são constituídas de aglomerados de numerosos pequenos núcleos. Se forem feitas distinções estritas baseadas na estrutura neural, química e conectividade, milhares de áreas diferentes podem ser identificadas no cérebro dos vertebrados.
Alguns ramos de evolução dos vertebrados levaram a mudanças substanciais no formato cerebral, especialmente no posencéfalo. O cérebro do tubarão apresenta os elementos básicos numa disposição simples, mas nos peixes teleósteos (grande maioria das espécies modernas), o posencéfalo tornou-se revirado, como uma meia virada do avesso. Nas aves, também, há grandes mudanças no formato. Por muito tempo se pensou que uma das principais estruturas do posencéfalo das aves, o espinha dorsal ventricular, correspondesse ao gânglio basal dos mamíferos, mas hoje acredita-se estar mais relacionado ao neocórtex.

Principais regiões anatômicas do cérebro dos vertebrados.

Diversas áreas cerebrais mantêm a mesma identidade entre todos os vertebrados, do peixes-bruxa ao ser humano. Segue uma lista de algumas das áreas mais importantes, com breve descrição de suas funções como são entendidas atualmente (mas note-se que ainda existe algum grau de discordância a respeito das funções da maioria das áreas):

• A medula, ao longo do cordão espinhal, contém vários pequenos núcleos envolvidos numa ampla variedade de funções sensórias e motoras.
• O hipotálamo é uma pequena região na base do posencéfalo, cuja complexidade não corresponde ao tamanho. É composto de numerosos pequenos núcleos, cada um com conexões distintas e neuroquímica idem. O hipotálamo é a estação central de controle dos ciclos de sono/alerta, controle de fome e sede, controle da liberação de hormônios e muitas outras funções biológicas críticas.
• Como o hipotálamo, o tálamo é um conjunto de núcleos com funções diversas. Alguns estão envolvidos em retransmitir informações dos e para os hemisférios cerebrais. Outros estão envolvidos na motivação. A região subtalâmica (zona incerta) parece conter sistemas geradores de ação para diversos tipos de comportamentos "consumatórios", incluindo comer, beber, defecação e cópula.
• O cerebelo modula as informações de outros sistemas cerebrais para fazê-las mais precisas. A remoção do cerebelo não impede um animal de fazer nada em particular, mas deixa suas ações hesitantes e desajeitadas. Tal precisão não é inata, mas aprendida por tentativa e erro. Aprender a andar de bicicleta é exemplo de um tipo de plasticidade neural que acontece majoritariamente dentro do cerebelo.
• O teto, também chamado de "teto óptico" permite direcionar ações a determinado ponto no espaço. Nos mamíferos, é chamado de colículo superior, e sua função mais bem estudada é a de direcionar os movimentos oculares. Mas também dirige o movimento de alcançar. O teto recebe fortes estímulos visuais, mas também estímulos de outros sentidos que são úteis ao direcionamento de ações, como estímulos auditivos em corujas, estímulos dos órgãos termo-sensíveis em cobras, etc. Em alguns quais peixes, o teto é a maior porção do cérebro.
• O pálio é uma camada de matéria cinzenta que fica na superfície do posencéfalo. Nos répteis e mamíferos, ela é chamada de córtex. O pálio está relacionado a múltiplas funções, incluindo o olfato e a memória espacial. Nos mamíferos, em que o córtex domina o cérebro, ele assume funções de várias regiões subcorticais.
• O hipocampo, estritamente falando, é encontrado apenas em mamíferos. No entanto, a região da qual ele deriva, o pallium medial, tem correspondentes em todos os vertebrados. Há evidências de que esta parte do cérebro está envolvida na memória espacial e navegação de aves, peixes, répteis e mamíferos.
• Os gânglios basais são um grupo de estruturas interconectadas do posencéfalo, das quais nosso entendimento aumentou consideravelmente nos últimos anos. A função primária dos gânglios basais parece ser a de seleção de ação. Eles mandam sinais inibitórios para todas as partes do cérebro que possam gerar ações, e nas circunstâncias certas pode liberar a inibição, de modo que os sistemas de geração de ação executem suas ações. Recompensas e punições têm seus efeitos neurais mais importantes sobre os gânglios basais.
• O bulbo olfativo é uma estrutura especial que processa os sinais sensórios olfativos e envia seus resultados para a parte olfativa do pálio. É um elemento significativo do cérebro de muitos vertebrados, mas é muito reduzido nos primatas.

Invertebrados

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.

 Em muitos invertebrados - insetos, moluscos, vermes de vários tipos, etc. - os componentes do cérebro e a sua organização difere tanto do padrão dos vertebrados que se torna difícil fazer comparações com algum significado, exceto com base na genética. Dois grupos de invertebrados possuem cérebros notávelmente complexos: artrópodes (insetos, crustáceos, aracnídeos, e outros) e cefalópodes (polvos, lulas e moluscos semelhantes). Os cérebros dos artrópodes e cefalópodes chegam de dois cordões neurais paralelos que se estendem pelo corpo do animal. Artrópodes possuem um cérebro central com três divisões e grandes lobos ópticos atrás de cada olho, para processamento visual. Cefalópodes têm os maiores cérebros entre os invertebrados. O cérebro do polvo, em particular, é altamente desenvolvido, comparável em complexidade com os cérebros de alguns vertebrados.
Somente uns poucos invertebrados tiveram seus cérebros estudados intensivamente. A grande lesma-do-mar Aplysia foi escolhida pelo prêmio Nobel de neurofisiologia Eric Kandel, pela simplicidade e acessibilidade de seu sistema nervoso, como modelo para o estudo das bases celulares do aprendizado e memória, e submetida a centenas de experimentos. Os cérebros invertebrados mais amplamente estudados, entretanto, pertencem à mosca-da-fruta Drosophila e à pequena nematoda Caenorhabditis elegans.

Drosophila.

 

 Pela abundância de técnicas disponíveis para estudar sua genética, a mosca-da-fruta tornou-se o objeto natural no estudo do papel dos genes no desenvolvimento do cérebro. Notavelmente, muitos aspectos neurogenéticos da Drosophila mostraram-se relevantes para os humanos. Os primeiros genes do relógio biológico, por exemplo, foram identificados ao se examinar Drosophilae mutantes que apresentavam ciclos irregulares na atividade diária. Uma pesquisa nos genomas dos vertebraos descobriu um conjunto de genes análogos que desempenham papel similar no relógio biológico de camundongos - e portanto, quase que certamente no relógio biológico humano.
Como a Drosophila, a C. elegans foi estudada amplamente por sua importância para a genética. No início dos anos 1970, Sydney Brenner a escolheu como organismos modelo para estudar o modo como os genes controlam o desenvolvimento. Uma das vantagens de trabalhar com este verme é que a estrutura corporal é bastante estereotipado: o sistema nervoso da forma hermafrodita possui exatamente 302 neurônios, sempre nos mesmos lugares, formando conexões sinápticas idênticas em cada verme. Num projeto heróico, a equipe de Brenner fatiou vermes em milhares de seções ultra-finas e fotografou cada seção num microscópio eletrônico, então encaixou visualmente as fibras de seção para seção, a fim de mapear cada neurônio e cada sinapse de todo o corpo. Nada que se aproxime deste nível de detalhe está disponível para outro organismo, e a informação obtida permitiu uma multitude de estudos que não teria sido possível de outro modo.

Bilatérios

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.

Com exceção de umas poucas formas primitivas como as esponjas e águas-vivas, todos os animais existentes são bilaterais, ou seja, animais cujo corpo apresenta simetria bilateral (isto é, o lado direito e o esquerdo são imagens espelhadas um do outro).
Imagina-se que todos os bilatérios descendam de um ancestral comum, surgido no início do período Cambriano, entre 550 e 600 milhões de anos atrás. Este ancestral tinha a forma de um simples verme tubular de corpo segmentado, e num nível abstrato, este formato de verme continua presente no esquema dos corpos e sistemas nervosos de todos os bilatérios modernos, inclusive o ser humano. A forma geral de corpo bilatério é a de um tubo com uma cavidade digestiva oca indo da boca ao ânus, e um cordão neural com um alargamento (um gânglio) para cada segmento corporal, com um gânglio excepcionalmente grande na frente, chamado de "cérebro".

Estrutura corporal genérica de um animal bilatério. O sistema nervoso é formado por um cordão neural com alargamentos segmentais, e um "cérebro" na frente.

(Nerve cord = Cordão nervoso)

(Brain = Cérebro)

(Mouth = Boca)

(Gut = Intestino)

(Anus = ¬¬ )