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FISIOLOGIA Graziela Gonzaga Santana 1 CONCEITO E AÇÃO São definidos como mensageiros químicos que transportam, estimulam e equilibram os sinais entre os neurônios, ou células nervosas e outras células do corpo. Neurotransmissores são mediadores químicos das sinapses, que por sua vez são a estrutura responsável pela comunicação entre um neurônio e sua célula alvo. Eles são sintetizados a partir de um precursor (tirosina, triptofano, colina e outros alfaaminoácidos) que, vindo do meio externo para o interior do neurônio, atravessa a membrana do corpo celular da estrutura neuronal por intermédio de mecanismos especializados. O precursor e suas enzimas sintetizado-ras encaminham-se, por processos ativos de condução, para a porção terminal do neurônio (a telodendria do axônio), onde ocorre o armazenamento dos neurotransmissores em vesículas sinápticas. Esses mensageiros químicos são liberados por exocitose e pela ação de enzimas (as monoamino- oxidases) armazena-das nas mitocôndrias. Esse processo ocorre quando íons de cálcio entram no terminal axonal em resposta à um potencial de ação, e atuam ligando-se a receptores de membrana da célula pós-sináptica. Por intermédio de enzimas, em geral a catecol-O- metiltransferase (COMT), neurotransmissores são recapturados, após agirem na fenda pós sináptica, para a porção terminal do neurônio. Podem também ser metabolizados no líquido extracelular da fenda sináptica. Um único neurônio normalmente recebe sinais de muitos outros neurônios, cada qual liberando seu próprio neurotransmissor característico, com o efeito despolarizante ou hiperpolarizante característico. O potencial de membrana da célula-alvo, portanto, reflete o sinal integrado de múltiplos neurônios. A célula responde com um potencial de ação apenas se esse sinal integrado for suficiente para permitir uma despolarização. CARACTERÍSTICAS Os seguintes critérios são usados para designar, formalmente, uma substância como neurotransmissor: 1) A substância deve ser sintetizada na célula pré-sináptica. 2) A substância deve ser liberada pela célula pré-sináptica, quando estimulada. 3) Se a substância for aplicada exogenamente à membrana pós-sináptica, na concentração fisiológica apropriada, a resposta da célula pós-sináptica deve ser semelhante à resposta in vivo. 4) Existe um mecanismo especifico para remover a substância do sitio da ação (a fenda sináptica). NEUROTRANSMISSORES EXCITATÓRIOS Esses tipos de neurotransmissores têm efeitos excitatórios no neurônio, o que significa que aumentam a probabilidade de o neurônio disparar um potencial de ação. Provocam a despolarização da membrana pós- sinápticas. Alguns dos principais neurotransmissores excitatórios incluem epinefrina e norepinefrina. NEUROTRANSMISSORES INIBITÓRIOS Esses neurônios promovem a hiperpolarização da membrana pós-sinápticas. Esses tipos de neurotransmissores têm efeitos inibitórios sobre o neurônio. Eles diminuem a probabilidade de o neurônio disparar um potencial de ação. Alguns dos principais neurotransmissores inibidores incluem a serotonina e o ácido gama- aminobutírico (GABA). Alguns neurotransmissores, como a acetilcolina e a dopamina, podem criar efeitos excitatórios e 2 inibitórios, dependendo do tipo de receptores que estão presentes. EXCITATÓRIO X INIBITÓRIO Ao invés disso, um mesmo neurotransmissor pode, às vezes, possuir um efeito excitatório ou inibitório, dependendo do contexto. Isso é possível pois não existe somente um tipo de receptor para cada neurotransmissor - um determinado neurotransmissor pode usualmente se ligar e ativar múltiplos receptores diferentes. Assim, o efeito excitatório ou inibitório de um certo neurotransmissor em determinada sinapse dependerá de quais de seus receptores estão presentes na célula póssináptica. NEUROTRANSMISSORES MODULATÓRIOS Esses neurotransmissores, frequentemente denominados neuromoduladores, são capazes de afetar um número maior de neurônios ao mesmo tempo. Esses neuromoduladores também influenciam os efeitos de outros mensageiros químicos. Regulação da população de neurônios. Onde os neurotransmissores sinápticos são liberados pelos terminais dos axônios para ter um impacto de ação rápida em outros neurônios receptores, os neuromoduladores se difundem através de uma área maior e são mais lentos. CLASSIFICAÇÃO Existem várias maneiras diferentes de classificar e categorizar os neurotransmissores. Aminas biogênicas: o Monoaminas (Catecolaminas). o Indolaminas. Aminoácidos. Peptídeos. Colinérgico (Acetilcolina). Gasotransmissores. Purinas. AMINAS BIOGÊNICAS (MONOAMINAS) EPINEFRINA (ADRENALINA) Tanto um hormônio quanto um neurotransmissor. Geralmente, a epinefrina (adrenalina) é um hormônio do estresse que é liberado pelo sistema adrenal. No entanto, funciona como um neurotransmissor no cérebro. Muito similar à noradrenalina, se encarrega de desenvolver mecanismos de sobrevivência quando nos encontramos em perigo real ou até imaginário. Também cumpre algumas reações fisiológicas como a respiração e a pressão arterial. NORADRENALINA (NA) Também chamada de norepinefrina, a noradrenalina é um neurotransmissor excitatório tal qual a adrenalina. Ela atua na regulação do humor, aprendizado e memória, promovendo assim, disposição, uma vez que está relacionada à excitação física e mental. Desempenha um papel importante no estado de alerta que está envolvido na resposta de luta ou fuga do corpo. Seu papel é ajudar a mobilizar o corpo e o cérebro para agir em momentos de perigo ou estresse. Níveis deste neurotransmissor são tipicamente mais baixos durante o sono e mais altos durante períodos de estresse. Se os níveis dessa substância estiverem alterados no corpo pode levar ao aumento da frequência cardíaca e da pressão arterial. Quando reduzidos pode levar a depressão e ao aumento do estresse. HISTAMINA (HÁ) Atua como um neurotransmissor no cérebro e na medula espinhal. Ela desempenha um papel nas reações alérgicas e é produzida como parte da resposta do sistema imunológico aos patógenos. A histamina provoca a resposta inflamatória. DOPAMINA (DA) É um dos tipos de neurotransmissores mais populares, uma vez que está relacionada com a sensação de bem-estar, prazer e relaxamento. A dopamina tem origem numa zona do cérebro conhecida como substância negra e cumpre uma função muito importante no controle do nosso sistema músculo-esquelético, pelo que coordena o movimento. É conhecido como o neurotransmissor da felicidade. 3 Outra das funções importantes que este tipo de neurotransmissor cumpre é que, ao produzir um efeito despolarizador nos neurônios, faz com que exista uma excelente comunicação entre eles, o que favorece a aprendizagem, a atenção e a memória. Vários tipos de drogas viciantes aumentam os níveis de dopamina no cérebro. A doença de Parkinson, que é uma doença degenerativa que resulta em tremores e prejuízos no movimento motor, é causada pela perda de neurônios geradores de dopamina no cérebro. A principal causa da esquizofrenia aceita atualmente é a teoria dopaminérica, em que há excesso de dopamina numa área cerebral, o que leva às alucinações, delírios e desorganização. Além disso, a falta de dopamina, segundo estudos, está relacionada a dificuldades de concentração, alterações no sono, alteração de libido e de humor e ainda há a possibilidade de estar envolvida em quadros de impulsividade e agressividade. SEROTONINA (5-HT) Este tipo de neurotransmissor também cumpre uma função como hormônio. Se encontra localizado em diferentes seções do sistema nervoso central e a sua função principal é regular a atividade de outros neurotransmissores. A serotonina está diretamente implicadaem diversos processos como a digestão, a regulação dos níveis de ansiedade e estresse, a regulação térmica corporal, o sono, o apetite, o estado de humor e o desejo sexual. Desempenha um papel importante na regulação e modulação do humor, sono, ansiedade, sexualidade e apetite. Os inibidores seletivos da recaptação da serotonina, geralmente referidos como ISRSs, são um tipo de medicação antidepressiva. SSRIs trabalham para equilibrar os níveis de serotonina, bloqueando a recaptação de serotonina no cérebro, o que pode ajudar a melhorar o humor e reduzir sentimentos de ansiedade. O excesso de serotonina no cérebro ocorre apenas de forma artificial, decorrente do uso de algumas substâncias, como anfetaminas e cocaína, e do uso inadequado de medicações psiquiátricas, sem acompanhamento médico. AMINOÁCIDOS ÁCIDO GAMA-AMINOBUTÍRICO (GABA) Age como o principal mensageiro químico inibidor do corpo. O GABA contribui para a visão, controle motor e desempenha um papel na regulação da ansiedade. Os benzodiazepínicos, usados para ajudar no tratamento da ansiedade, funcionam aumentando a eficiência dos neurotransmissores GABA, o que pode aumentar a sensação de relaxamento e calma. Este tipo de neurotransmissor se encarrega de deter ou inibir a ação de alguns neurotransmissores excitatórios. O objetivo dessa ação é evitar que tenhamos certas reações de medo e ansiedade exagerados e que apenas provocam mal-estar. Neurônios e células da glia captam esse neurotransmissor através de transportadores de GABA (GAT) específicos. No meio intracelular, uma enzima mitocondrial chamada gabatransaminase (GABA-T) catalisa a conversão de GABA em semi-aldeído succínico (SSA). No final, GABA-T regenera glutamato a partir de alfa- cetoglutarato. O GABA está presente no córtex cerebral, no cerebelo, sendo liberado por diversos interneurônios localizados no cérebro e na medula espinhal. É o principal neurotransmissor inibitório do sistema nervoso central, estando presente em aproximadamente 20% das sinapses. Os neurocientistas acreditam que o GABA seja responsável pela sintonia fina e coordenação dos movimentos; há relatos de que ele desempenhe importante papel na regulação do tônus muscular. Medicamentos que aumentam a atuação deste neurotransmissor inibitório no sistema nervoso central são capazes de reduzir a ansiedade e produzir relaxamento muscular, prevenindo a hipertonia. Há hipóteses de que a deficiência de GABA possa levar a quadros de esquizofrenia. GLUTAMATO (GLU) 4 É o principal transmissor excitatório do sistema nervoso central. É um aminoácido que não chega ao cérebro a partir da corrente sanguínea. O cérebro sintetiza- o a partir da glicose e de outros nutrientes. Ele é o principal neurotransmissor excitatório no cérebro - mesmo quantidades mínimas dele podem desencadear potenciais de ação - e quantidades excessivas de glutamato podem causar excitotoxicidade resultando em morte celular. Estudos já identificaram a associação entre o glutamato e doenças como epilepsia, isquemia cerebral, tolerância e dependência a drogas, dor neuropática, ansiedade e depressão. GLICINA (GLY) É principal neurotransmissor inibitório da medula espinhal. É um aminoácido encontrado em todos os fluidos e tecidos corporais em quantidades substanciais. Além de possuir propriedades anti-inflamatórias, citoprotetoras e imunomoduladoras este aminoácido também atua como um neurotransmissor inibitório, regulando a excitabilidade de neurônios principalmente do tronco cerebral e da medula espinhal. ASPARTATO (ASP) Atua como neuromodulador excitatório, de modo similar ao glutamato. Existem indicações que o ácido aspártico possa conferir resistência à fadiga. É também um metabolito do ciclo da ureia e participa na gluconeogénese e pode ser neurotóxico. PEPTÍDEOS OCITOCINA É tanto um hormônio quanto um neurotransmissor. É produzido pelo hipotálamo e desempenha um papel no reconhecimento social, na ligação e na reprodução sexual. A ocitocina sintética, como a pitocina, é freqüentemente usada como auxílio no trabalho de parto e parto. Tanto a ocitocina quanto a pitocina fazem com que o útero se contraia durante o trabalho de parto. ENDORFINA Relacionada à dor e à euforia. Uma potente ação analgésica e ao ser liberada estimula a sensação de bem-estar, conforto, melhor estado de humor e alegria. O processo de produção e liberação da Endorfina pela glândula hipófise acontece durante e depois de uma atividade física. É uma hormona, uma substância química que, transportada pelo sangue, faz comunicação com outras células, este é o hormônio do bem estar. Melhora o sistema nervoso central, proporcionando a elevação da auto estima, reduzindo sintomas depressivos e de ansiedade, além de manter o controle do apetite. Esses mensageiros químicos são produzidos naturalmente pelo corpo em resposta à dor, mas também podem ser desencadeados por outras atividades, como o exercício aeróbico. ACETILCOLINA (ACH) É o único neurotransmissor da sua classe. Encontrado nos sistemas nervosos central e periférico, é o principal neurotransmissor associado aos neurônios motores. Ela desempenha um papel nos movimentos musculares, bem como na memória e na aprendizagem. É um neurotransmissor fundamental nas junções neuromusculares (onde os nervos se conectam com os músculos). Foi o primeiro neurotransmissor descoberto (1921). Ele está relacionado diretamente com a regulação da memória, do aprendizado e do sono. Possui funções excitatórias e inibitórias, isto é, pode facilitar o impulso elétrico em um neurônio ou pode inibi-lo. Em função disso, o funcionamento cerebral pode ser comprometido se houver déficit dele no organismo, causando hiperatividade, déficit de atenção, Mal de Alzheimer, etc. Sistema respiratório – esse neurotransmissor propicia o fechamento do esfíncter pós-capilar, gerando o enchimento dos capilares sinusoides 5 venosos e extravasamento de líquidos, além disso aumenta o volume da submucosa e vasodilatação. Sistema cardiovascular – nesse sistema, os efeitos da acetilcolina incluem vasodilatação, diminuição da frequência cardíaca, redução da força de contração cardíaca e queda da condução nervosa nos nodos sinoatrial e atrioventricular. GASOTRANSMISSORES OXIDO NÍTRICO (NO) Desempenha um papel na afetação dos músculos lisos, relaxando-os para permitir que os vasos sanguíneos se dilatem e aumentem o fluxo sanguíneo para certas áreas do corpo. Pode atuar em todas as células adjacentes paracrinamente e autócrinamente, sem ser preciso estar envolvida uma sinapse física. Esta propriedade pensa-se que poderá estar envolvida na formação da memória. MONÓXIDO DE CARBONO (CO) É geralmente conhecido como sendo um gás incolor e inodoro que pode ter efeitos tóxicos e potencialmente fatais quando as pessoas são expostas a altos níveis da substância. No entanto, também é produzido naturalmente pelo corpo onde atua como um neurotransmissor que ajuda a modular a resposta inflamatória do corpo. As anormalidades em seu metabolismo foram associadas a uma variedade de doenças, incluindo neurodegenerações, hipertensão, insuficiência cardíaca e inflamação patológica. PURINAS ADENOSINA Atua como neuromodulador no cérebro e está envolvida na supressão da excitação e melhora do sono. Nenhum cérebro a adenosina é um neurotransmissor inibitório. Este os meios, adenosina pode atuar como um calmante do sistema nervoso central. Em normais, promove o sono e suprime o despertar. Quando acordado os níveis de adenosina na elevação do cérebro cada hora. TRIFOSFATO DE ADENOSINA (ATP) Age como um neurotransmissor nos sistemas nervoso central e periférico. Desempenha um papel no controle autonômico, na transdução sensoriale na comunicação com as células da glia. A pesquisa sugere que também pode ter uma parte em alguns problemas neurológicos, incluindo dor, trauma e distúrbios neurodegenerativos. 6
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