Bioquímica do sistema nervoso

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Bioquímica do sistema nervoso 
 
Neuroglia: dá suporte e sustentação aos neurônios, 
envolvendo-o e mantendo-o na posição correta.
• Fornece nutrientes e oxigênio 
• Fornece isolamento que possibilita a transmissão do 
sinal elétrico 
• Participa da remoção de detritos 
 
• Oligodendrócitos 
• Astrocitos 
• Células microgliais 
• Células ependidimarias 
 
Oligodendrócitos 
• Elaboram a bainha de mielina 
• recobre o axônio e 
• “isolante” aos neurônios do SNC. 
• composta por lipídeos, colesterol e proteína. 
• O grau de mielinização e diretamente proporcional a 
condução do impulso 
 
Micróglia 
• Menores tipo celulares 
• Fagocitam detritos celulares 
• Destroem microrganismos invasores 
 
Células Ependimarias 
• Células ciliadas 
• Revestem cavidades (ventrículos) 
• Permitem a circulação do fluido cerebroespinhal por 
todo SNC e para dentro dos ventrículos 
 
Astrocitos 
• Maiores e mais numerosas células da glia. 
• Célula em formato de estrela 
• citoplasma com filamentos intermediários de proteína 
que conferem sustentação mecânica 
• Suporte Físico e nutricional aos neurônios 
• Regulam o conteúdo do fluido extracelular 
 
• Os prolongamentos dos Astrocitos atuam como 
isolantes elétricos de certas sinapses, impedindo que a 
difusão de neurotransmissores excite indesejavelmente 
sinapses vizinhas 
• Captam neurotransmissores liberados e facilitam o 
retorno dos precursores aos neurônios para 
reutilização (glutamato) 
Barreira Hematoencefálica 
•Apresentam prolongamentos celulares que recobrem 
as superfícies capilares 
 
Barreira Hematoencefálica 
Limita a acessibilidade de toxinas e outros 
componentes prejudiciais aos neurônios do SNC, 
movimento transcapilar e altamente restrito. 
1. Capilares do tipo contínuos (membrana basal 
continua) 
2. Unidas por junções comunicantes 
3. Ausência de pinocitose 
4. Prolongamento dos Astrocitos 
5. Barreira enzimática – metabolização compostos 
tóxicos e neurotransmissores 
 
Transporte através da Barreira Hematoencefálica – 
Substratos Energéticos 
Glicose – principal substrato energético do cérebro 
120g/dia – 20% do consumo em repouso 
Transporte por difusão facilitada - Transportadora 
glicose tipo 1 (GLUT 1): Neurônios - GLUT 3 que permite 
o transporte da glicose dos neurônios para o fluido 
extracelular - Células da glia GLUT 1 
Ácidos monocarboxilicos também são transportados 
por moléculas transportadoras: 
• Lactato 
• Acetato 
• Piruvato 
• corpos cetonicos (acetoacetato e β--‐ hidroxibutirato) 
 
Transporte através da Barreira Hematoencefálica – 
Aminoácidos e Vitaminas 
Transportador único de aminoácidos 
• AA neutros de cadeia longa 
(fenilalanina, leucina, tirosina, isoleucina, valina, 
triptofano, metionina e histidina) tem acesso ao fluido 
cerebroespinhal 
• AA de cadeia pequena (alanina, glicina, prolina e γ 
aminobutarato (GABA)) tem entrada restrita no SNC 
pois alteram o conteúdo de neurotransmissores. São 
principalmente sintetizados no cérebro e transportados 
ao sangue via transportador--‐A (alanina-- preferencial). 
• Atuam como precursores de neurotransmissores 
Neurônios 
Os dendritos recebem informações de axônios de 
outros neurônios enquanto os terminais axonais 
transmitem informações para o neurônio seguinte. A 
transmissão de sinais ocorre em função de alterações 
no potencial elétrico nas membranas neuronais – 
potencial de ação. 
 
 
Sinapse neuronal: A transmissão do impulso nervoso via 
sinapse requer a liberação de neurotransmissores que 
se ligam a receptores específicos. 
 
• Moléculas que atuam como sinalizadores químicos 
entre as células nervosas 
• Compreendem: 
• Moléculas pequenas contendo nitrogênio 
• glutamato, GABA, glicina, acetilcolina, dopamina, 
noradrenalina, serotonina e histamina 
• Neuropeptídeos (pequenos peptídeos sintetizados e 
processados no SNC) 
• endorfinas, substancia P, hormônios. 
 
Síntese: 
• A partir de AA e precursores de vias metabólicas no 
citoplasma do terminal nervoso pré-sináptico. 
• E regulada para corresponder a velocidade de disparo 
do neurônio 
• A barreira hematoencefálica afeta o suprimento de 
precursores para a síntese de neurotransmissores 
• Depois de sintetizados os neurônios são 
transportados para dentro de vesículas 
• A liberação das vesículas (3) e em resposta ao impulso 
nervoso (Potencial de Ação --‐ (1) E entrada do Ca. 
 O influxo de Ca promove fusão das vesículas (2) A 
membrana e libera o neurotransmissor na fenda 
sináptica que irá se ligar ao receptor na membrana pôs‐ 
sináptica (4) 
 
Receptor Nicotínico 
Receptor nicotínico com 5 subunidades - Circundam o 
canal iônico -Cada subunidade tem 4 hélices 
transmembrana - M2 anfipática perto do canal ‐ M2 
resíduos de Leu = fecham canal -Acetilcolina liga- se aos 
sítios alfas - Movimenta hélices, removendo Leu 
 
Receptor Muscarínico 
• Nome derivado da Muscarina (Amanita muscaria) 
• Acoplados a proteína G 
• Ativam segundo mensageiro dentro da célula 
• 5 tipos: 
• M1, M3 e M5 – ativam fosfolipase C (PLC), 
aumentando função do órgão 
• Musculo Liso – PLC aumenta Ca no citoplasma = 
contração 
• M2 e M4 – inibe adenilciclase, diminui concentração 
do AMPc 
• Musculo cardíaco – pouco AMPc = diminui Ca+ = 
diminui contração 
• Estimulados por acetilcolina 
• Inibido pela atropina 
 
Acetilcolina 
• Síntese ocorre no terminal pre--‐sináptico 
• Armazenado em vesículas até ser liberado por 
exocitose 
• Acetil--‐Coenzima A (Acetil--‐CoA) 
• Formado a partir da oxidação da glicose a piruvato 
• Descarboxilação na Mitocôndria 
Colina: 
• Vitamina B8 
• Proveniente da dieta (Alimentos ricos em Lecitina) 
• Captada pelo terminal pre--‐sináptico 
• Hidrolise da fosfatidilcolina 
• lipídeos de membrana --‐ local de armazenamento 
para colina 
 
• A ação dos neurotransmissores e interrompida por 
meio da sua remoção da fenda sináptica. 
• Difusão simples = principal mecanismo de remoção 
dos neuropeptídeos. 
• Enzimas como acetilcolinesterase, podem destruir 
neurotransmissores remanescente. 
• Neurotransmissores excedentes podem ser captados 
pelo neurônio pre--‐ sináptico para serem reutilizados 
• maior rota de remoção de catecolaminas e 
aminoácidos. 
• Interferência na captura 
• [ ] transmissores fenda sináptica, consequências 
terapêuticas uteis 
Neurotransmissores Serotoninérgicos 
• Síntese a partir do triptofano 
• Triptofano hidroxilase 
• mecanismo semelhante a tirosina‐hidroxilase 
• descarboxilação via DOPA-descarboxilase 
• Serotonina pode ser inativada pela MAO 
Melatonina também sintetizada a partir do triptofano. 
Produzida pela glândula pineal em resposta ao ciclo 
claro-escuro --‐ [ ] aumentam no escuro 
 
 
 
Monoaminoxidase (MAO) 
• Enzima essencial para garantir a degradação das 
monoaminas, evitando que se acumulem ou que gerem 
efeitos indesejáveis 
• Causa desaminação Oxidativa => Aldeídos e Amônio 
• MAO--‐A 
• Serotonina como substrato 
• SN (neurônios e Astrocitos), fígado, TGI e placenta 
• MAO--‐B 
• Feniletilamina como substrato 
• SN (neurônios e Astrocitos) e plaquetas 
Inibidores da MAO Fármacos antidepressivos e/ou 
antiparkinsonianos 
Neurotransmissores Catecolaminérgicos 
• Sintetizados a partir do AA Tirosina 
• Neurônios dopaminérgicos – síntese termina na 
descarboxilação da DOPA 
• Tirosina--‐hidroxilase e inibida por níveis elevados de 
catecolaminas citosolicas livres e ativada após a 
despolarização do terminal nervoso 
 
 
 
 
Inativação de Catecolaminas 
• Enzimas degradativas presentes no terminal pre- 
sináptico e em células adjacentes 
• COMT (catecol--‐O--‐metiltransferase) 
• Metilacao 
• MAO (monoaminaoxidase) 
• Desaminacao 
No terminal pre--‐sináptico a MAO inativa as 
catecolaminas que não estão protegidas nas vesículas 
Metanefrina e Acido vanililmandelico são eliminados na 
urina 
 
Histamina 
• Produzida pormastócitos e fibras neuronais. 
• Fase imediata da reação alérgica 
• Neurônios não armazenam 
• Sintetizada a partir da histidina. 
• Armazenada em vesículas no terminal nervoso 
Desativação: Astrocitos tem um sistema de captação 
especifico para histamina e fazem a degradação e 
inativação 
Glutamato 
• Atua como neurotransmissor excitatório do SNC. 
• Não atravessa a barreira hematoencefálica, por isso 
deve ser sintetizado no tecido nervoso a partir de 
glicose e outros precursores. 
• As enzimas de seu metabolismo estão localizadas nos 
neurônios e nas células da glia. 
Primeiro mecanismo de síntese 
 
• Corpos cetonicos = menor produção ATP 
• Abertura canais de K sensíveis a ATP 
• Potencial de MP negativo 
• Diminui excitabilidade neuronal 
• Inibe liberação do glutamato na fenda 
• Diminui convulsões 
Ácido Gama aminobutirico - GABA 
• Neurotransmissor inibitório do SNC 
• Sintetizado a partir da descarboxilação do glutamato 
via enzima acido glutâmico--‐descarboxilase (GAD) no 
citoplasma dos neurônios GABAergicos