SUBSTÂNCIA NIGRA: FUNÇÕES, ANATOMIA E DOENÇAS - NEUROPSICOLOGIA - 2025

A substantia nigra é uma porção heterogênea do mesencéfalo, uma região específica do cérebro. Da mesma forma, é um elemento importante do sistema de gânglios da base. Constitui uma porção dorsal do cérebro que se caracteriza por ter neurônios que contêm neuromelanina, um pigmento escuro específico do cérebro.

O nome substantia nigra refere-se ao surgimento de neurônios em regiões específicas do mesencéfalo. Estes têm uma cor escura, muito semelhante ao preto.

Em termos de funções, a substância negra é composta por neurônios dopaminérgicos e gabaérgicos, e desempenha um papel importante no controle das atividades motoras.

Anatomia da substantia nigra

RM, corte horizontal. A substância preta é destacada em vermelho.

A substantia nigra é uma região do cérebro que fica dorsal aos pedúnculos cerebrais e se estende face a face ao longo do mesencéfalo.

Os primeiros estudos sobre esta substância em particular foram realizados por Mingazzini em 1888 e por Sano em 1919. Desde então, concluiu-se que a substância negra se divide em duas porções macroscópicas.

A primeira, conhecida como porção dorsal, se caracteriza por ser uma substância muito rica em neurônios com neuromelanina. A cor desse pigmento faz com que as células daquela região pareçam mais escuras do que o normal.

A outra porção da substantia nigra está localizada na região mais ventral, onde se encontra a estrutura mais volumosa da substantia nigra. Tem uma forma ovóide achatada e é caracterizada por ser mais pobre em células.

Finalmente, alguns autores defendem a existência de uma porção lateral da substantia nigra. No entanto, atualmente esta porção é considerada parte da porção ventral da substância.

Por outro lado, as duas porções da substantia nigra também podem ser facilmente diferenciadas por meio do tipo de neurotransmissores que incluem. Enquanto os neurônios da porção dorsal contêm altas concentrações de dopamina, os neurônios da porção ventral são mais ricos em GABA.

Recursos

Localização da substantia nigra marcada em vermelho

As funções da substantia nigra são certamente controversas hoje. As atividades que essas regiões do cérebro realizam ou quais funções específicas executam ainda não foram totalmente examinadas.

No entanto, os dados obtidos sobre sua atividade sugerem que a substância negra pode estar envolvida em quatro processos principais: aprendizagem, planejamento motor, movimentação ocular e busca por recompensa.

Aprendendo

A associação entre aprendizagem e substantia nigra reside na relação que essa estrutura apresenta com a doença de Parkinson. Hoje está bem estabelecido que as alterações nos neurônios da substantia nigra são um sinal de patologia degenerativa.

Fotomicrografia da substância negra em um paciente com Parkinson mostrando perda de células dopaminérgicas, bem como corpo de Lewy e patologia da neurite de Lewy. Fonte: Suraj Rajan

Nesse sentido, as alterações amnésicas que muitos sujeitos com Parkinson apresentam motivaram o início do estudo do papel da substantia nigra na aprendizagem.

Especificamente, uma equipe de pesquisadores da Universidade da Pensilvânia mostrou que a estimulação de neurônios dopaminérgicos na substantia nigra pode alterar o processo de aprendizagem.

O estudo foi realizado em um grupo de sujeitos que realizavam tratamento contra a doença de Parkinson por meio de estimulação profunda, denotando como a intervenção melhorou o aprendizado associativo dos participantes.

Caça recompensa

Na mesma pesquisa anterior, foi mostrado como a estimulação de neurônios dopaminérgicos na substância negra proporcionava sensações gratificantes nos indivíduos.

Por esse motivo, argumenta-se que essa estrutura do cérebro pode estar intimamente relacionada à busca de recompensa e ao vício.

Planejamento motor

O papel da substantia nigra no planejamento motor é uma das funções mais bem estudadas e documentadas.

Muitos estudos mostram como os neurônios da substância negra desempenham um papel vital no desenvolvimento dos movimentos corporais, fato que se reflete amplamente nos sintomas parkinsonianos que sua degeneração causa.

Movimento dos olhos

Finalmente, também foi mostrado como os neurônios da substância negra intervêm nos processos dos movimentos oculares. Esta função parece ser realizada principalmente pela substância preta reticulada.

Neurônios da substantia nigra

Três tipos principais de neurônios foram descritos no sistema nervoso. Eles diferem principalmente por seu tamanho e localização.

O primeiro tipo de neurônios são células grandes, eles são encontrados na região ventral da substantia nigra e referem-se à região conhecida como substância negra reticular.

O segundo tipo de neurônios são células um tanto menores que são classificadas como "neurônios médios". Estes são encontrados na região dorsal da substantia nigra e referem-se à substância negra compacta.

Finalmente, o terceiro tipo de neurônios são pequenas células encontradas nas duas porções da substância negra, a dorsal e a ventral. Ou seja, tanto a substantia nigra reticulada quanto a compacta substantia nigra contêm pequenos neurônios.

Neurônios dopaminérgicos

Os neurônios dopaminérgicos são muito abundantes na substância negra compacta (região dorsal), entretanto, podem estar localizados em diferentes regiões do mesencéfalo, incluindo a região ventral (substância negra reticulada).

Os neurônios dopaminérgicos são diferenciados pelas técnicas de histofluorescência e imunohistoquímica, bem como pela coloração de Nissl, uma vez que esses tipos de neurônios apresentam grandes massas de substância de Nissl.

Os neurônios dopaminérgicos têm um corpo neuronal mediano, localizado na substância negra compacta. Apresenta vários processos dendríticos principais, geralmente entre 3 e 6 processos que podem bifurcar até 4 vezes.

Um ou dois dendritos desses neurônios entram na substância reticular nigra. O axônio das células dopaminérgicas se origina de um dos principais dendritos e não é mielinizado.

O axônio não emite colaterais dentro da substância negra e percorre o hipotálamo lateral, até atingir as regiões estriadas. Os outros dendritos do neurônio ramificam-se na substância negra compacta.

Além disso, os neurônios dopaminérgicos têm uma pequena porção de neurônios "não dopaminérgicos" em forma de estrela, cujos dendritos não excedem os limites nucleares.

Tipos de substantia nigra

Seções coronais do cérebro humano que marcam os gânglios da base. Azul = corpo estriado, verde = globo pálido (segmentos externos e internos), amarelo = núcleo subtalâmico, vermelho = substância preta (pars reticulata e pars compacta). A seção certa é a mais profunda, mais próxima do tronco cerebral. Fonte: Andrew Gillies (Usuário: Anaru)

A substância nigra difere da substância branca e da substância cinzenta por sua aparência, localização, estrutura e função. No entanto, dentro da substantia nigra, duas regiões específicas também podem ser distinguidas.

Essa diferenciação responde principalmente aos tipos de neurônios incluídos na substantia nigra. Em algumas regiões, predomina um certo tipo de célula e, em outras, diferentes neurônios são conotados.

Da mesma forma, as duas regiões da substantia nigra estão associadas a diferentes funções, bem como a diferentes tipos de patologias.

As duas partes da substância negra são a parte compacta e a parte reticulada. A parte compacta inclui grupos dopaminérgicos adjacentes e a parte reticulada também envolve a porção lateral da substância negra.

Substância preta compacta

A parte compacta da substância negra é caracterizada por neurônios pretos, corados pelo pigmento da neuromelanina. Esse pigmento aumenta com a idade, de modo que os neurônios dessa região escurecem com o passar dos anos.

Esta porção da substância negra pode ser dividida entre o assoalho ventral e o assoalho dorsal. Os neurônios da parte compacta recebem sinais inibitórios dos axônios colaterais dos neurônios da parte reticulada da substância negra.

As células dopaminérgicas dessa região também inervam outras estruturas do sistema de gânglios basais, como o pálido medial, a parte reticulada da substância negra e o núcleo subtalâmico.

A sua atividade está principalmente associada a processos de aprendizagem. No entanto, o funcionamento dessa região é complexo e pouco estudado atualmente.

Alguns estudos sugerem que a degeneração dos neurônios pigmentados da substantia nigra compacta constitui o principal sinal da doença de Parkinson, razão pela qual se sugere que essa região esteja envolvida no desenvolvimento da patologia.

Em relação aos estudos eletrofisiológicos, vários autores apontam que os neurônios dessa região são caracterizados por possuírem potenciais de ação com forma de onda trifásica, com a primeira fase positiva e com duração média superior a 2,5 milissegundos.

Substância negra reticulada

A substância negra reticulada difere da substantia nigra compacta pela densidade de neurônios, que é muito menor. Na verdade, o resultado é uma região um tanto difusa e os dendritos dos neurônios são, de preferência, perpendiculares às aferências estriadas.

É composto por uma população heterogênea de neurônios GABAérgicos, principalmente neurônios de projeção grandes e médios, bem como pequenos interneurônios em forma de estrela.

A baixa densidade neuronal da substância negra reticular é anatomicamente muito semelhante à do globo pálido e do núcleo entopeduncular. De fato, por sua citologia, conexões, neuroquímica e fisiologia, a substância negra reticular pode ser considerada uma extensão dessas estruturas cerebrais.

Os neurônios médios têm um corpo neuronal de formato variável. Pode ser triangular, fusiforme, ovóide ou poligonal, geralmente contendo entre 3 e 5 dendritos primários que se originam no corpo neuronal.

Os principais dendritos da substância negra reticular se formam nos pólos dos neurônios fusiformes, dividindo-se dicotomicamente a uma curta distância do corpo. Os dendritos terciários geralmente aparecem a uma grande distância, perto dos dendritos terminais.

Os axônios dos neurônios são milienizados e se originam no corpo ou nos dendritos primários da célula. A maioria deles termina na substantia nigra reticular ou na substantia nigra compacta.

Em relação às suas funções, a substância negra reticulada parece estar associada aos processos de orientação e oculomoção. Da mesma forma, essa estrutura cerebral foi associada à doença de Parkinson e à epilepsia.

Referências

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