Após AVC parte do cérebro sofre danos (seja por hemorragia ou por oclusão) um dos quais a isquemia (falta de oxigênio e de glucose) e se esta for suficientemente severa e prolongada podem levar a enfarte, com consequente morte celular.
[9][27] Tudo isto leva a alterações nas redes neuronais e enfraquecimento do sistema sensitivo, motor e cognitivo.
[28] A recuperação que ocorre após AVC não restabelece totalmente as funções iniciais, visto que há perda de neurônios que desempenham funções altamente específicas. Sendo assim, é difícil distinguir se a extensão da recuperação se deve a uma verdadeira recuperação, a uma compensação comportamental ou à combinação de ambas.
Muitos dos mecanismos que estão por base na recuperação são muito similares aos envolvidos na plasticidade do cérebro não lesado,
[4] sendo que a recuperação após lesão cerebral pode continuar durante anos com a capacidade de reorganização do cérebro adulto.
[27] Esta recuperação do AVC pode assentar em mudanças, quer estruturais quer funcionais, dos circuitos neuronais que possuem funções relacionadas com aquelas que os circuitos que foram afetados possuíam. E que estes, seguem as mesmas regras que apresentam quer durante o desenvolvimento do sistema nervoso quer por experiências que sejam dependentes de plasticidade. Após AVC existem dois fatores que permitem a plasticidade no cérebro adulto: uma enorme quantidade de concessões difusas e redundantes no Sistema Nervoso Central e a formação de novos circuitos estruturais e funcionais através do remapeamento entre zonas corticais relacionadas.
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O processamento sensorial e motor é tipicamente controlado pelos neurônios do hemisfério oposto – contralateral. Contudo existem algumas vias ipsilaterais, onde o cérebro lesado restaura a função através de redes neuronais que envolvem regiões do cérebro tanto a montante como a jusante da região afetada pelo infarto. O uso de regiões contra lesionais (hemisfério contrário ao onde ocorreu a lesão) na recuperação, reduz a ativação da lateralização. No entanto, as recuperações mais bem sucedidas ocorrem em indivíduos que apresentam padrões normais de lateralização relativamente à ativação sensorial no hemisfério em que o AVC tenha ocorrido, enquanto que doentes com derrames maiores, que muitas vezes mostram ativação bilateral cortical, normalmente apresentam menor recuperação completa. A ativação bilateral pode, portanto, indicar uma incapacidade dos mecanismos compensatórios para restaurar predominantemente uma normal ativação sensorial lateralizada. Assim, apesar desta lateralização ser potencialmente complexa, pode refletir tanto o grau da lesão como o grau de extensão da recuperação.
[28] Isto indica que mesmo em adultos há uma intensa competição por território cortical disponível. Após AVC o remapeamento cortical é tanto dependente da atividade como baseado na competição.
[28] Sabemos que a aprendizagem induz mudanças nos circuitos cerebrais e que a aquisição de novas habilidades promove a modificação das redes neuronais. Assim sendo, é provável que a re-aprendizagem, que é a base da reabilitação em casos de AVC, use princípios similares nos circuitos lesionados.
[27] Um ambiente enriquecido aplicado a adultos estimula a neurogênese tanto básica como a despoletada por isquemia, sendo assim possível que os neurônios, oligodendrócitos ou astrócitos recém-formados afetem positivamente a plasticidade e a recuperação funcional após AVC. A angiogênese, possui também um papel muito importante na remodelação do tecido cerebral isquêmico.
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A reorganização cortical após lesão por AVC pode ser comparada com a que ocorre durante o desenvolvimento normal.
[28] Estudos indicam que são expressos durante o desenvolvimento cerebral, em níveis máximos, muitos genes e proteínas importantes para o crescimento neuronal, partenogénese e proliferação de espículas dendríticas, e que estes vão diminuindo ao longo do tempo. Contudo após AVC é visto um aumento destes níveis – período crítico – dando uma maior importância à rápida restauração de funções.
[27][28] Alguns dos circuitos que sobrevivem a um AVC (parcialmente afetados) tendem a sequestrar sinais sensoriais e comandos motores por mecanismos de plasticidade homeostática e hebbiana e ajudam a criar circuitos de compensação após o AVC. Estas conexões coincidentemente ativas formam um circuito comportamentalmente relevante e são, posteriormente, selecionadas para a retenção ou fortalecimento. Por outro lado, as conexões sinápticas que são ativadas fora de fase podem ser incorretamente ligadas e sendo assim são enfraquecidas.
Doentes que apresentam um quadro clinico de doença de Alzheimer ou de qualquer outra doença neurodegenerativa apresentam perda neuronal acentuada, o que responde a alguns danos que são facilmente perceptíveis, contudo a constante instabilidade que estes doentes exibem não pode ser explicada apenas pela perda ou ganho de células nervosas, sendo provável que variações na atividade das redes neuronais e talvez intoxicação por acumulação de proteínas anormais (que ocorrem em quase todos estes tipos de doenças) sejam as responsáveis por ela.
[29] Pois estas instabilidades são muito rápidas e reversíveis, não suportando a responsabilidade da perda de células neuronais.
Aglomerados de proteínas anormais desencadeiam atividade neuronal descontrolada e ativam mecanismos compensatórios tanto em receptores de neurotransmissores como nas vias de sinalização que lhes são associadas, desencadeando assim perdas sinápticas, desintegração de redes neuronais e por último falha de função neurológica.
Eliminar proteínas anormais pode reverter os défices neurológicos mesmo sem a alteração do número de neurônios, pois a plasticidade neuronal permite que o cérebro lide bem mesmo com alguma perda neuronal, sendo altamente adaptativa tanto na saúde como na doença.
Mesmo o cérebro não doente apresenta sistemas neuronais compostos por estruturas diferentes que têm a capacidade de efetuar a mesma função ou produzir o mesmo output. Tendo assim diferentes capacidades para manter as funções neurológicas.
Pensasse que estas proteínas causam diminuição da integridade e função de terminais pré-sinápticos e especializações pós-sinápticas. Muitos mecanismos podem estar envolvidos, desde excito toxicidade, inflamação, stress oxidativo entre outros processos.
Alterações crônicas na plasticidade de sinapses e neurotransmissão podem afetar a sinalização dependente de atividade ou mesmo a expressão genética, resultando na desintegração de circuitos neuronais e consequentemente perda de função neuronal. Na doença de Alzheimer a perda de sinapses excede a perda de neurônios, correlacionando melhor a depleção de sinapses e proteínas sinápticas do que a abundância de placas ou de tranças fibrilares
As redes de circuitos neuronais possuem uma variedade de células da glia que estabeleçam com os neurônios interações complexas e reciprocas. Assim sendo, acumulação de proteínas anormais pode danificar os neurônios através da produção de fatores neurotóxicos pela micróglia ou danos nas funções de suporte das astroglias.
Quase todos os processos patogênicos ativam mecanismos compensatórios. Distinção entre uma anormalidade como alteração compensatória em oposição a uma compensação co-patogênica é muito importante, podendo os tratamentos piorar em vez de melhorar a doença.
Embora a prevenção precoce da perda neuronal é claramente um objetivo de suma importância, também é importante reconhecer que uma parte dos défices associados com doenças neurodegenerativas pode refletir uma disfunção reversível da rede de circuitos.
São ainda necessários estudos multidisciplinares para definir melhor a disfunção em redes neuronais chaves em diferentes doenças neurodegenerativas. Se a importância da reversibilidade destas disfunções for confirmada pode tornar possível o encurtamento de ensaios clínicos e avaliar a grande diversidade de componentes terapêuticos.
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