Axônio

Um axônio (do grego ἄξων áxōn, eixo), ou fibra nervosa (ou nervo fibra: ver diferenças ortográficas), é uma projeção longa e delgada de uma célula nervosa, ou neurônio, em vertebrados, que normalmente conduz impulsos elétricos conhecidos como potenciais de ação para longe do corpo da célula nervosa. A função do axônio é transmitir informações para diferentes neurônios, músculos e glândulas. Em certos neurônios sensoriais (neurônios pseudounipolares), como os do tato e calor, os axônios são chamados de fibras nervosas aferentes e o impulso elétrico viaja ao longo deles da periferia para o corpo celular e do corpo celular para a medula espinhal ao longo de outro ramo do mesmo axônio. A disfunção axônica pode ser a causa de muitos distúrbios neurológicos hereditários e adquiridos que afetam os neurônios periféricos e centrais. As fibras nervosas são classificadas em três tipos - fibras nervosas do grupo A, fibras nervosas do grupo B e fibras nervosas do grupo C. Os grupos A e B são mielinizados e o grupo C não são mielinizados. Esses grupos incluem fibras sensoriais e fibras motoras. Outra classificação agrupa apenas as fibras sensoriais como Tipo I, Tipo II, Tipo III e Tipo IV.

Um axônio é um dos dois tipos de saliências citoplasmáticas do corpo celular de um neurônio; o outro tipo é um dendrito. Os axônios se distinguem dos dendritos por várias características, incluindo forma (os dendritos geralmente se afunilam enquanto os axônios geralmente mantêm um raio constante), comprimento (os dendritos são restritos a uma pequena região ao redor do corpo celular, enquanto os axônios podem ser muito mais longos) e função (os dendritos recebem sinais enquanto os axônios os transmitem). Alguns tipos de neurônios não possuem axônio e transmitem sinais de seus dendritos. Em algumas espécies, os axônios podem emanar de dendritos conhecidos como dendritos portadores de axônio. Nenhum neurônio tem mais de um axônio; no entanto, em invertebrados, como insetos ou sanguessugas, o axônio às vezes consiste em várias regiões que funcionam mais ou menos independentemente umas das outras.

Os axônios são cobertos por uma membrana conhecida como axolema; o citoplasma de um axônio é chamado axoplasma. A maioria dos axônios se ramificam, em alguns casos muito profusamente. Os ramos finais de um axônio são chamados de telodendria. A extremidade inchada de um telodendro é conhecida como o terminal axônico que se junta ao dendron ou corpo celular de outro neurônio formando uma conexão sináptica. Os axônios fazem contato com outras células - geralmente outros neurônios, mas às vezes células musculares ou glandulares - em junções chamadas sinapses. Em algumas circunstâncias, o axônio de um neurônio pode formar uma sinapse com os dendritos do mesmo neurônio, resultando em uma autapse. Em uma sinapse, a membrana do axônio se une intimamente à membrana da célula-alvo, e estruturas moleculares especiais servem para transmitir sinais elétricos ou eletroquímicos através da lacuna. Algumas junções sinápticas aparecem ao longo do comprimento de um axônio conforme ele se estende; estes são chamados de sinapses en passant ("de passagem") e podem ser centenas ou mesmo milhares ao longo de um axônio. Outras sinapses aparecem como terminais nas extremidades dos ramos axonais.

Um único axônio, com todas as suas ramificações juntas, pode inervar várias partes do cérebro e gerar milhares de terminais sinápticos. Um feixe de axônios forma um trato nervoso no sistema nervoso central e um fascículo no sistema nervoso periférico. Nos mamíferos placentários, o maior trato de substância branca no cérebro é o corpo caloso, formado por cerca de 200 milhões de axônios no cérebro humano.

Anatomia

Um axônio mielinado típico

Um cérebro humano dissecado, mostrando matéria cinzenta e matéria branca

Os axônios são as principais linhas de transmissão do sistema nervoso e, como feixes, formam os nervos. Alguns axônios podem se estender até um metro ou mais, enquanto outros se estendem até um milímetro. Os axônios mais longos do corpo humano são os do nervo ciático, que vão da base da medula espinhal até o dedão de cada pé. O diâmetro dos axônios também é variável. A maioria dos axônios individuais tem diâmetro microscópico (normalmente cerca de um micrômetro (µm) de diâmetro). Os maiores axônios de mamíferos podem atingir um diâmetro de até 20 µm. O axônio da lula gigante, especializado em conduzir sinais muito rapidamente, tem cerca de 1 milímetro de diâmetro, o tamanho de uma grafite de lápis. O número de telodendria axonal (as estruturas ramificadas no final do axônio) também pode diferir de uma fibra nervosa para outra. Os axônios no sistema nervoso central (SNC) geralmente mostram múltiplos telodendrios, com muitos pontos finais sinápticos. Em comparação, o axônio da célula granular cerebelar é caracterizado por um único nó ramificado em forma de T, do qual se estendem duas fibras paralelas. A ramificação elaborada permite a transmissão simultânea de mensagens para um grande número de neurônios-alvo dentro de uma única região do cérebro.

Existem dois tipos de axônios no sistema nervoso: axônios mielinizados e não mielinizados. A mielina é uma camada de substância gordurosa isolante, formada por dois tipos de células gliais: as células de Schwann e os oligodendrócitos. No sistema nervoso periférico, as células de Schwann formam a bainha de mielina de um axônio mielinizado. Os oligodendrócitos formam a mielina isolante no SNC. Ao longo das fibras nervosas mielinizadas, lacunas na bainha de mielina conhecidas como nódulos de Ranvier ocorrem em intervalos uniformemente espaçados. A mielinização permite um modo especialmente rápido de propagação do impulso elétrico chamado condução saltatória.

Os axônios mielinizados dos neurônios corticais formam a maior parte do tecido neural chamado substância branca no cérebro. A mielina dá a aparência branca ao tecido em contraste com a substância cinzenta do córtex cerebral que contém os corpos celulares neuronais. Um arranjo semelhante é visto no cerebelo. Feixes de axônios mielinizados constituem os tratos nervosos no SNC. Onde esses tratos cruzam a linha média do cérebro para conectar regiões opostas, eles são chamados de comissuras. O maior deles é o corpo caloso que conecta os dois hemisférios cerebrais, e tem cerca de 20 milhões de axônios.

A estrutura de um neurônio é vista como consistindo em duas regiões funcionais separadas, ou compartimentos - o corpo celular junto com os dendritos como uma região e a região axonal como a outra.

Região axonal

A região ou compartimento axonal inclui a saliência do axônio, o segmento inicial, o resto do axônio, a telodendria do axônio e os terminais do axônio. Também inclui a bainha de mielina. Os corpos de Nissl que produzem as proteínas neuronais estão ausentes na região axonal. As proteínas necessárias para o crescimento do axônio e a remoção de resíduos precisam de uma estrutura para o transporte. Esse transporte axonal é fornecido no axoplasma por arranjos de microtúbulos e filamentos intermediários conhecidos como neurofilamentos.

Colina do axônio

Detalhe mostrando microtúbulos no axon hillock e segmento inicial.

A saliência do axônio é a área formada a partir do corpo celular do neurônio à medida que se estende para se tornar o axônio. Precede o segmento inicial. Os potenciais de ação recebidos que são somados no neurônio são transmitidos ao axônio para a geração de um potencial de ação a partir do segmento inicial.

Segmento inicial axonal

O segmento inicial axonal (AIS) é um microdomínio estrutural e funcionalmente separado do axônio. Uma função do segmento inicial é separar a parte principal de um axônio do resto do neurônio; outra função é ajudar a iniciar os potenciais de ação. Ambas as funções suportam a polaridade da célula neuronal, na qual os dendritos (e, em alguns casos, o soma) de um neurônio recebem sinais de entrada na região basal e na região apical o axônio do neurônio fornece sinais de saída.

O segmento inicial do axônio não é mielinizado e contém um complexo especializado de proteínas. Tem entre aproximadamente 20 e 60 µm de comprimento e funciona como o local de iniciação do potencial de ação. Tanto a posição no axônio quanto o comprimento do AIS podem mudar, mostrando um grau de plasticidade que pode ajustar a saída neuronal. Um AIS mais longo está associado a uma maior excitabilidade. A plasticidade também é vista na capacidade do AIS de alterar sua distribuição e manter a atividade dos circuitos neurais em um nível constante.

O AIS é altamente especializado para a condução rápida de impulsos nervosos. Isso é obtido por uma alta concentração de canais de sódio controlados por voltagem no segmento inicial onde o potencial de ação é iniciado. Os canais iônicos são acompanhados por um grande número de moléculas de adesão celular e proteínas de andaimes que os ancoram ao citoesqueleto. As interações com a anquirina G são importantes, pois é o principal organizador do AIS.

Transporte axonal

O axoplasma é o equivalente do citoplasma na célula. Os microtúbulos se formam no axoplasma na saliência do axônio. Eles estão dispostos ao longo do comprimento do axônio, em seções sobrepostas, e todos apontam na mesma direção - para os terminais do axônio. Isso é observado pelas terminações positivas dos microtúbulos. Este arranjo sobreposto fornece as rotas para o transporte de diferentes materiais do corpo celular. Estudos sobre o axoplasma mostraram o movimento de numerosas vesículas de todos os tamanhos ao longo dos filamentos do citoesqueleto - os microtúbulos e neurofilamentos, em ambas as direções entre o axônio e seus terminais e o corpo celular.

O transporte anterógrado de saída do corpo celular ao longo do axônio transporta mitocôndrias e proteínas de membrana necessárias para o crescimento até o terminal axônico. O transporte retrógrado de entrada transporta materiais residuais celulares do terminal axônico para o corpo celular. As faixas de saída e de entrada usam diferentes conjuntos de proteínas motoras. O transporte de saída é fornecido pela cinesina e o tráfego de retorno é fornecido pela dineína. A dineína é direcionada para a extremidade negativa. Existem muitas formas de proteínas motoras cinesina e dineína, e acredita-se que cada uma carrega uma carga diferente. Os estudos sobre o transporte no axônio levaram à denominação de cinesina.

Mielinização

TEM de um axônio mielinado na seção transversal.

Seção transversal de um axônio: (1) Axon (2) Nucleus (3) Schwann cel (4) Myelin bainha (5) Neurilemma

No sistema nervoso, os axônios podem ser mielinizados ou não mielinizados. Esta é a provisão de uma camada isolante, chamada bainha de mielina. A membrana de mielina é única em sua proporção relativamente alta de lipídios para proteínas.

No sistema nervoso periférico, os axônios são mielinizados por células gliais conhecidas como células de Schwann. No sistema nervoso central, a bainha de mielina é fornecida por outro tipo de célula glial, o oligodendrócito. As células de Schwann mielinizam um único axônio. Um oligodendrócito pode mielinizar até 50 axônios.

A composição da mielina é diferente nos dois tipos. No SNC, a principal proteína da mielina é a proteína proteolipídica, e no SNP é a proteína básica da mielina.

Nodos de Ranvier

Nodos de Ranvier (também conhecidos como lacunas da bainha de mielina) são segmentos curtos não mielinizados de um axônio mielinizado, que são encontrados periodicamente intercalados entre os segmentos da bainha de mielina. Portanto, no ponto do nó de Ranvier, o axônio é reduzido em diâmetro. Esses nós são áreas onde os potenciais de ação podem ser gerados. Na condução saltatória, as correntes elétricas produzidas em cada nó de Ranvier são conduzidas com pouca atenuação para o próximo nó da linha, onde permanecem fortes o suficiente para gerar outro potencial de ação. Assim, em um axônio mielinizado, os potenciais de ação efetivamente "pulam" de nodo a nodo, contornando os trechos mielinizados intermediários, resultando em uma velocidade de propagação muito mais rápida do que até mesmo o axônio não mielinizado mais rápido pode sustentar.

Terminais axônicos

Um axônio pode se dividir em muitos ramos chamados telodendria (grego para 'fim da árvore'). No final de cada telodendron está um terminal axônico (também chamado de botão sináptico ou botão terminal). Os terminais axônicos contêm vesículas sinápticas que armazenam o neurotransmissor para liberação na sinapse. Isso possibilita múltiplas conexões sinápticas com outros neurônios. Às vezes, o axônio de um neurônio pode fazer sinapse em dendritos do mesmo neurônio, quando é conhecido como autapse.

Potenciais de ação

A maioria dos axônios carrega sinais na forma de potenciais de ação, que são impulsos eletroquímicos discretos que viajam rapidamente ao longo de um axônio, começando no corpo celular e terminando em pontos onde o axônio faz contato sináptico com as células-alvo. A característica definidora de um potencial de ação é que ele é "tudo ou nada" – todo potencial de ação que um axônio gera tem essencialmente o mesmo tamanho e forma. Essa característica de tudo ou nada permite que os potenciais de ação sejam transmitidos de uma extremidade de um longo axônio para a outra sem qualquer redução de tamanho. Existem, no entanto, alguns tipos de neurônios com axônios curtos que carregam sinais eletroquímicos graduados, de amplitude variável.

Quando um potencial de ação atinge um terminal pré-sináptico, ele ativa o processo de transmissão sináptica. A primeira etapa é a abertura rápida dos canais de íons de cálcio na membrana do axônio, permitindo que os íons de cálcio fluam para dentro através da membrana. O aumento resultante na concentração intracelular de cálcio faz com que as vesículas sinápticas (minúsculos recipientes envolvidos por uma membrana lipídica) preenchidas com um neurotransmissor químico se fundam com a membrana do axônio e esvaziem seu conteúdo no espaço extracelular. O neurotransmissor é liberado do nervo pré-sináptico por exocitose. O neurotransmissor químico então se difunde para os receptores localizados na membrana da célula-alvo. O neurotransmissor se liga a esses receptores e os ativa. Dependendo do tipo de receptores que são ativados, o efeito na célula-alvo pode ser excitar a célula-alvo, inibi-la ou alterar seu metabolismo de alguma forma. Toda essa sequência de eventos geralmente ocorre em menos de um milésimo de segundo. Depois, dentro do terminal pré-sináptico, um novo conjunto de vesículas é movido para uma posição próxima à membrana, pronto para ser liberado quando o próximo potencial de ação chegar. O potencial de ação é a etapa elétrica final na integração das mensagens sinápticas na escala do neurônio.

(A) célula piramidal, interneuron e onda de curta duração (Axon), sobreposição das três formas de onda médias;
(B) Erro médio e padrão de tempo máximo para interneuronrons de células piramidais e axônios putativos;
(C) Lote de dispersão de razões de sinal a ruído para unidades individuais contra o tempo de perfuração para axônios, células piramidais (PYR) e interneurons (INT).

Registros extracelulares da propagação do potencial de ação em axônios foram demonstrados em animais que se movem livremente. Embora os potenciais de ação somáticos extracelulares tenham sido usados para estudar a atividade celular em animais que se movem livremente, como células locais, a atividade axonal na substância branca e cinzenta também pode ser registrada. Registros extracelulares da propagação do potencial de ação do axônio são distintos dos potenciais de ação somáticos de três maneiras: 1. O sinal tem uma duração de pico mais curta (~150μs) do que células piramidais (~500μs) ou interneurônios (~250μs). 2. A mudança de tensão é trifásica. 3. A atividade registrada em um tetrodo é vista em apenas um dos quatro fios de gravação. Em gravações de ratos que se movem livremente, os sinais axonais foram isolados em tratos de substância branca, incluindo o alvéolo e o corpo caloso, bem como a substância cinzenta do hipocampo.

Na verdade, a geração de potenciais de ação in vivo é de natureza sequencial, e esses picos sequenciais constituem os códigos digitais nos neurônios. Embora estudos anteriores indiquem uma origem axonal de um único pico evocado por pulsos de curto prazo, sinais fisiológicos in vivo desencadeiam o início de picos sequenciais nos corpos celulares dos neurônios.

Além de propagar potenciais de ação para terminais axonais, o axônio é capaz de amplificar os potenciais de ação, o que garante uma propagação segura de potenciais de ação sequenciais em direção ao terminal axonal. Em termos de mecanismos moleculares, os canais de sódio dependentes de voltagem nos axônios possuem limiar mais baixo e período refratário mais curto em resposta a pulsos de curto prazo.

Desenvolvimento e crescimento

Desenvolvimento

O desenvolvimento do axônio até seu alvo é um dos seis estágios principais no desenvolvimento geral do sistema nervoso. Estudos feitos em neurônios do hipocampo em cultura sugerem que os neurônios inicialmente produzem múltiplos neuritos que são equivalentes, mas apenas um desses neuritos está destinado a se tornar o axônio. Não está claro se a especificação do axônio precede o alongamento do axônio ou vice-versa, embora evidências recentes apontem para o último. Se um axônio que não está totalmente desenvolvido for cortado, a polaridade pode mudar e outros neuritos podem potencialmente se tornar o axônio. Essa alteração de polaridade só ocorre quando o axônio é cortado pelo menos 10 μm mais curto que os outros neuritos. Após a incisão, o neurito mais longo se tornará o futuro axônio e todos os outros neuritos, incluindo o axônio original, se transformarão em dendritos. A imposição de uma força externa a um neurito, fazendo com que ele se alongue, fará com que ele se torne um axônio. No entanto, o desenvolvimento axonal é alcançado através de uma complexa interação entre sinalização extracelular, sinalização intracelular e dinâmica do citoesqueleto.

Sinalização extracelular

Os sinais extracelulares que se propagam através da matriz extracelular ao redor dos neurônios desempenham um papel proeminente no desenvolvimento axonal. Essas moléculas sinalizadoras incluem proteínas, fatores neurotróficos, matriz extracelular e moléculas de adesão. A netrina (também conhecida como UNC-6), uma proteína secretada, funciona na formação do axônio. Quando o receptor netrina UNC-5 sofre mutação, vários neuritos são projetados irregularmente para fora dos neurônios e, finalmente, um único axônio é estendido anteriormente. Os fatores neurotróficos - fator de crescimento nervoso (NGF), fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF) e neurotrofina-3 (NTF3) também estão envolvidos no desenvolvimento do axônio e se ligam aos receptores Trk.

A enzima de conversão de gangliosídeo gangliosídeo sialidase da membrana plasmática (PMGS), que está envolvida na ativação de TrkA na ponta dos neutritos, é necessária para o alongamento dos axônios. PMGS distribui assimetricamente para a ponta da neurite que está destinada a se tornar o futuro axônio.

Sinalização intracelular

Durante o desenvolvimento axonal, a atividade de PI3K é aumentada na ponta do axônio destinado. Interromper a atividade de PI3K inibe o desenvolvimento axonal. A ativação de PI3K resulta na produção de fosfatidilinositol (3,4,5)-trifosfato (PtdIns) que pode causar alongamento significativo de uma neurita, convertendo-a em um axônio. Como tal, a superexpressão de fosfatases que desfosforilam PtdIns leva à falha da polarização.

Dinâmica do citoesqueleto

O neurito com o menor conteúdo de filamento de actina se tornará o axônio. A concentração de PGMS e o conteúdo de f-actina são inversamente correlacionados; quando o PGMS se torna enriquecido na ponta de uma neurita, seu conteúdo de f-actina diminui substancialmente. Além disso, a exposição a drogas despolimerizadoras de actina e toxina B (que inativa a sinalização de Rho) causa a formação de múltiplos axônios. Consequentemente, a interrupção da rede de actina em um cone de crescimento promoverá sua neurite a se tornar o axônio.

Crescimento

Axon de rato de nove dias com cone de crescimento visível

Os axônios em crescimento se movem através de seu ambiente através do cone de crescimento, que está na ponta do axônio. O cone de crescimento tem uma extensão larga em forma de folha chamada lamelipódio que contém saliências chamadas filopódios. Os filopódios são o mecanismo pelo qual todo o processo adere às superfícies e explora o ambiente circundante. A actina desempenha um papel importante na mobilidade deste sistema. Ambientes com altos níveis de moléculas de adesão celular (CAMs) criam um ambiente ideal para o crescimento axonal. Isso parece fornecer um "pegajoso" superfície para os axônios crescerem. Exemplos de CAMs específicos para sistemas neurais incluem N-CAM, TAG-1 – uma glicoproteína axonal – e MAG, todos os quais fazem parte da superfamília de imunoglobulinas. Outro conjunto de moléculas chamadas moléculas de adesão à matriz extracelular também fornece um substrato pegajoso para o crescimento dos axônios. Exemplos dessas moléculas incluem laminina, fibronectina, tenascina e perlecano. Alguns destes são ligados à superfície das células e, portanto, atuam como atrativos ou repelentes de curto alcance. Outros são ligantes difusíveis e, portanto, podem ter efeitos de longo alcance.

Células chamadas células guia auxiliam na orientação do crescimento do axônio neuronal. Essas células que ajudam na orientação do axônio são tipicamente outros neurônios que às vezes são imaturos. Quando o axônio completou seu crescimento em sua conexão com o alvo, o diâmetro do axônio pode aumentar em até cinco vezes, dependendo da velocidade de condução necessária.

Também foi descoberto por meio de pesquisas que se os axônios de um neurônio fossem danificados, desde que o soma (o corpo celular de um neurônio) não fosse danificado, os axônios se regenerariam e refaziam as conexões sinápticas com os neurônios com o ajuda de células de orientação. Isso também é conhecido como neurorregeneração.

Nogo-A é um tipo de componente inibidor do crescimento de neurites que está presente nas membranas de mielina do sistema nervoso central (encontrado em um axônio). Tem um papel crucial na restrição da regeneração axonal no sistema nervoso central de mamíferos adultos. Em estudos recentes, se o Nogo-A for bloqueado e neutralizado, é possível induzir a regeneração axonal de longa distância, o que leva ao aumento da recuperação funcional em ratos e na medula espinhal de camundongos. Isso ainda não foi feito em humanos. Um estudo recente também descobriu que macrófagos ativados por meio de uma via inflamatória específica ativada pelo receptor Dectina-1 são capazes de promover a recuperação do axônio, mas também causando neurotoxicidade no neurônio.

Regulação de comprimento

Os axônios variam amplamente em comprimento, de alguns micrômetros até metros em alguns animais. Isso enfatiza que deve haver um mecanismo de regulação do comprimento celular permitindo que os neurônios sintam o comprimento de seus axônios e controlem seu crescimento de acordo. Descobriu-se que as proteínas motoras desempenham um papel importante na regulação do comprimento dos axônios. Com base nessa observação, os pesquisadores desenvolveram um modelo explícito para o crescimento axonal, descrevendo como as proteínas motoras podem afetar o comprimento do axônio no nível molecular. Esses estudos sugerem que as proteínas motoras carregam moléculas de sinalização do soma para o cone de crescimento e vice-versa, cuja concentração oscila no tempo com uma frequência dependente do comprimento.

Classificação

Os axônios dos neurônios no sistema nervoso periférico humano podem ser classificados com base em suas características físicas e propriedades de condução de sinal. Sabe-se que os axônios têm espessuras diferentes (de 0,1 a 20 µm) e acredita-se que essas diferenças estejam relacionadas à velocidade com que um potencial de ação pode viajar ao longo do axônio - sua velocidade de condutância. Erlanger e Gasser comprovaram essa hipótese e identificaram vários tipos de fibras nervosas, estabelecendo uma relação entre o diâmetro de um axônio e sua velocidade de condução nervosa. Eles publicaram suas descobertas em 1941, dando a primeira classificação dos axônios.

Os axônios são classificados em dois sistemas. O primeiro, introduzido por Erlanger e Gasser, agrupou as fibras em três grupos principais usando as letras A, B e C. Esses grupos, grupo A, grupo B e grupo C incluem tanto as fibras sensoriais (aferentes) quanto as fibras motoras (eferentes). O primeiro grupo A foi subdividido em fibras alfa, beta, gama e delta - Aα, Aβ, Aγ e Aδ. Os neurônios motores das diferentes fibras motoras eram os neurônios motores inferiores - neurônio motor alfa, neurônio motor beta e neurônio motor gama tendo as fibras nervosas Aα, Aβ e Aγ, respectivamente.

Descobertas posteriores de outros pesquisadores identificaram dois grupos de fibras Aa que eram fibras sensoriais. Estes foram então introduzidos em um sistema que incluía apenas fibras sensoriais (embora algumas delas fossem nervos mistos e também fibras motoras). Este sistema refere-se aos grupos sensoriais como Tipos e usa algarismos romanos: Tipo Ia, Tipo Ib, Tipo II, Tipo III e Tipo IV.

Motor

Os neurônios motores inferiores têm dois tipos de fibras:

Sensual

Diferentes receptores sensoriais inervam diferentes tipos de fibras nervosas. Os proprioceptores são inervados por fibras sensoriais tipo Ia, Ib e II, os mecanorreceptores por fibras sensoriais tipo II e III e os nociceptores e termorreceptores por fibras sensoriais tipo III e IV.

Autônomo

O sistema nervoso autônomo possui dois tipos de fibras periféricas:

Significado clínico

Em ordem de grau de gravidade, a lesão de um nervo pode ser descrita como neuropraxia, axonotmese ou neurotmese. A concussão é considerada uma forma leve de lesão axonal difusa. A lesão axonal também pode causar cromatólise central. A disfunção dos axônios no sistema nervoso é uma das principais causas de muitos distúrbios neurológicos hereditários que afetam os neurônios periféricos e centrais.

Quando um axônio é esmagado, um processo ativo de degeneração axonal ocorre na parte do axônio mais distante do corpo celular. Essa degeneração ocorre rapidamente após a lesão, com a parte do axônio sendo selada nas membranas e quebrada por macrófagos. Isso é conhecido como degeneração walleriana. A morte de um axônio também pode ocorrer em muitas doenças neurodegenerativas, particularmente quando o transporte axonal é prejudicado, isso é conhecido como degeneração tipo Walleriana. Estudos sugerem que a degeneração acontece como resultado da proteína axonal NMNAT2, sendo impedida de atingir todo o axônio.

A desmielinização dos axônios causa a multiplicidade de sintomas neurológicos encontrados na doença esclerose múltipla.

Dismielinização é a formação anormal da bainha de mielina. Isso está implicado em várias leucodistrofias e também na esquizofrenia.

Uma lesão cerebral traumática grave pode resultar em lesões generalizadas nos tratos nervosos, danificando os axônios em uma condição conhecida como lesão axonal difusa. Isso pode levar a um estado vegetativo persistente. Foi demonstrado em estudos com ratos que o dano axonal de uma única lesão cerebral traumática leve pode deixar uma suscetibilidade a mais danos, após repetidas lesões cerebrais traumáticas leves.

Um conduíte de orientação nervosa é um meio artificial de guiar o crescimento do axônio para permitir a neuroregeneração e é um dos muitos tratamentos usados para diferentes tipos de lesões nervosas.

História

O anatomista alemão Otto Friedrich Karl Deiters é geralmente creditado com a descoberta do axônio, distinguindo-o dos dendritos. O suíço Rüdolf Albert von Kölliker e o alemão Robert Remak foram os primeiros a identificar e caracterizar o segmento inicial do axônio. Kölliker nomeou o axônio em 1896. Louis-Antoine Ranvier foi o primeiro a descrever as lacunas ou nós encontrados nos axônios e, por essa contribuição, essas características axonais são agora comumente chamadas de nós de Ranvier. Santiago Ramón y Cajal, um anatomista espanhol, propôs que os axônios eram os componentes de saída dos neurônios, descrevendo sua funcionalidade. Joseph Erlanger e Herbert Gasser desenvolveram anteriormente o sistema de classificação para fibras nervosas periféricas, com base na velocidade de condução axonal, mielinização, tamanho da fibra etc. descrição da base iônica do potencial de ação, levando à formulação do modelo de Hodgkin-Huxley. Hodgkin e Huxley receberam em conjunto o Prêmio Nobel por este trabalho em 1963. As fórmulas detalhando a condutância axonal foram estendidas aos vertebrados nas equações de Frankenhaeuser-Huxley. A compreensão da base bioquímica para a propagação do potencial de ação avançou ainda mais e inclui muitos detalhes sobre os canais iônicos individuais.

Outros animais

Os axônios em invertebrados foram extensivamente estudados. A lula costeira, frequentemente usada como organismo modelo, tem o axônio mais longo conhecido. A lula gigante tem o maior axônio conhecido. Seu tamanho varia de 0,5 (normalmente) a 1 mm de diâmetro e é usado no controle de seu sistema de propulsão a jato. A velocidade de condução mais rápida registrada de 210 m/s, é encontrada nos axônios embainhados de alguns camarões pelágicos Penaeid e a faixa usual é entre 90 e 200 metros/s (cf. 100–120 m/s para o axônio vertebrado mielinizado mais rápido).

Em outros casos, como observado em estudos com ratos, um axônio se origina de um dendrito; diz-se que esses axônios têm "origem dendrítica". Alguns axônios com origem dendrítica também têm uma extensão "proximal" segmento inicial que começa diretamente na origem do axônio, enquanto outros têm um segmento "distal" segmento inicial, visivelmente separado da origem do axônio. Em muitas espécies, alguns dos neurônios têm axônios que emanam do dendrito e não do corpo celular, e estes são conhecidos como dendritos portadores de axônios. Em muitos casos, um axônio se origina em uma saliência axônica no soma; diz-se que esses axônios têm "origem somática". Alguns axônios de origem somática têm uma extensão "proximal" segmento inicial adjacente à saliência do axônio, enquanto outros têm um segmento "distal" segmento inicial, separado do soma por uma saliência axônica estendida.