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BIOQ – SP1 Vias de transdução de sinais mediados por neurotransmissores; receptores transmembranares; proteína G, adenilato ciclase, cAMP, fosfolipase C, cálcio, IP3 e DAG. 1-Descrever as características bioquímicas dos principais neurotransmissores; -Neurotransmissores: moléculas liberadas pelos neurônios pré-sinápticos e são o meio de comunicação em uma sinapse química. São específicos para os receptores em que se ligam e provocam resposta excitatória ou inibitória no neurônio pós-sináptico. - Os neurotransmissores são moléculas que atuam como sinalizadores químicos entre as células nervosas -e a informação elétrica pode ser transferida de um neurônio ao seguinte mediante sinais químicos -Múltiplos neurotransmissores podem produzir diferentes tipos de respostas em neurônios pós-sinapticos. Por exemplo, um neurônio pode ser excitado por um tipo de neurotransmissor e ser inibido por outro tipo. -A velocidade das respostas pós-sinápticas produzidas por diferentes neurotransmissores também varia, permitindo o controle da sinalização elétrica em diferentes escalas de tempo. De maneira geral, os neurotransmissores de baixo peso molecular medeiam ações sinápticas rápidas, enquanto os neuropeptídeos tendem a modular mais lentamente a atividade sináptica em andamento. -muitos tipos de neurônios sintetizam e liberam dois ou mais neurotransmissores diferentes. Quando mais de um neurotransmissor está presente em um terminal nervoso, as moléculas são denominadas cotransmissores -OBS: Três critérios principais utilizados para confirmar se uma molécula atua como um neurotransmissor em determinada sinapse química: A substância deve estar presente no interior do neurônio pré-sináptico; A substância deve ser liberada em resposta à despolarização pré-sináptica e a liberação deve ser dependente de Ca2+; Receptores específicos para essa substância devem estar presentes na célula pós-sináptica. - Tradicionalmente, para que uma molécula seja rotulada como neurotransmissor, alguns critérios devem ser preenchidos: (1)A síntese da molécula ocorre no interior do neurônio, isto é, todas as enzimas de síntese, os substratos, os cofatores etc. devem estar presentes para a síntese de novo. (2)O armazenamento da molécula ocorre no interior do terminal nervoso, (p. ex., nas vesículas sinápticas, antes de sua liberação). (3)A secreção da molécula do terminal pré-sináptico ocorre em resposta a um estímulo apropriado, como um potencial de ação. (despolarização pré-sinaptica e libração dependente de Ca2+) (4)Há ligação e reconhecimento da suposta molécula de neurotransmissor na célula pós-sináptica-alvo. (5)Existência de mecanismos para a inativação e o término da atividade biológica do neurotransmissor -A eficiência da transmissão sináptica requer um controle preciso da concentração de neurotransmissores dentro da fenda sináptica. Os neurônios desenvolveram, portanto, uma sofisticada habilidade para regular a síntese, o empacotamento, a liberação e a degradação (ou remoção) de neurotransmissores para atingir os níveis desejados dessas moléculas. -A síntese de neurotransmissores de baixo peso molecular ocorre dentro dos terminais pré-sinápticos. As enzimas necessárias para a síntese do transmissor são sintetizadas no corpo neuronal e transportadas para o citoplasma do terminal nervoso a uma velocidade de 0,5 a 5 milímetros por dia, mediante um mecanismo denominado transporte axonal lento. As moléculas precursoras utilizadas por essas enzimas de síntese são normalmente captadas para o interior do terminal nervoso por proteínas transportadoras encontradas na membrana plasmática do terminal. As enzimas sintetizam os neurotransmissores no citoplasma do terminal pré-sináptico, e os transmissores são então carregados nas vesículas sinápticas por proteínas transportadoras localizadas na membrana vesicular. Para alguns neurotransmissores de baixo peso molecular, os passos finais da síntese ocorrem dentro das vesículas sinápticas. A maioria dos neurotransmissores de baixo peso é empacotada em vesículas de 40 a 60 nm de diâmetro, cujos centros parecem claros em micrografias eletrônicas; por isso, essas vesículas são referidas como vesículas pequenas e eletronlúcidas. -Os neuropeptídeos são sintetizados no corpo neuronal, o que significa que são produzidos longe do local de secreção. Para resolver esse problema, vesículas carregadas de peptídeos são transportadas ao longo do axônio no sentido do terminal sináptico por meio de um transporte axonal rápido. Esse processo leva vesículas a uma velocidade de 400 milímetros por dia ao longo de elementos do citoesqueleto denominados microtúbulos, que são longos filamentos cilíndricos com diâmetro de 25 nm. As vesículas contendo os peptídeos se movem ao longo dos microtúbulos sobre trilhas específicas, envolvendo proteínas motoras que usam ATP, como a cinesina. Os neuropeptídeos são empacotados em vesículas com diâmetro de 90 a 250 nm, as quais são densas em micrografias eletrônicas; por isso, são denominadas vesículas grandes e eletrondensas. -Depois de um neurotransmissor ser secretado na fenda sináptica, ele deve ser removido para permitir que o neurônio pós-sináptico se envolva em outro ciclo de transmissão sináptica. A remoção de neurotransmissores pressupõe sua difusão para longe dos receptores pós-sinápticos, sua recaptação nos terminais neuronais ou pelas células gliais que cercam a sinapse, sua metabolização por enzimas específicas ou a combinação desses mecanismos. Proteínas transportadoras específicas removem a maioria dos neurotrasmissores de baixo peso (ou seus metabólitos) da fenda sináptica, devolvendo-os, muitas vezes, aos terminais sinápticos para reutilização. -São conhecidos mais de cem diferentes agentes que atuam como neurotransmissores. Esse grande número permite uma enorme diversidade na sinalização química entre os neurônios. Será útil separarmos essa infinidade de transmissores em duas amplas categorias apenas de acordo com seus tamanhos. Neuropeptídeos são moléculas transmissoras relativamente grandes, compostas de 3 a 36 aminoácidos. Aminoácidos individuais, como o glutamato e o GABA, assim como os transmissores acetilcolina, serotonina e histamina, são muito menores do que os neuropeptídeos, sendo, portanto, chamados de neurotransmissores pequenos (ou neurotransmissores de moléculas pequenas). Dentro dessa categoria de neurotransmissores de moléculas pequenas, as aminas biogênicas (dopamina, noradrenalina, adrenalina, serotonina e histamina) são frequentemente discutidas em separado, em virtude de suas propriedades químicas e ações pós-sinápticas semelhantes. 2-Identificar os principais componentes celulares envolvidos nas vias de resposta aos neurotransmissores - O “neurotransmissor” (neuro-hormônio) é liberado pelos terminais nervosos do axônio do primeiro neurônio no dendrito do segundo neurônio ou em uma célula não neuronal. Isso é mediado por um receptor de neurotransmissores na célula responsiva. Existe geralmente um segundo mensageiro, como um nucleotídio cíclico, que pode estimular a fosforilação proteica. Tipicamente, as proteínas G são encontradas mesmo abaixo da proteína receptora de neurotransmissores, que atravessa a membrana celular, onde elas atuam “acoplando” o primeiro mensageiro (p. ex., a norepinefrina) a um segundo mensageiro (p. ex., AMPc). Alguns receptores de neurotransmissores estão acoplados a canais iônicos. Os neurotransmissores são normalmente inativados após suas ações na célula-alvo. A hidrólise é um mecanismo importante para esse efeito. O exemplo mais bem estudado é o da enzima acetilcolinesterase. Pode existir, igualmente, regulação ao nível do segundo mensageiro, como o AMPc, que é quebrado pela enzima fosfodiesterase. A fosfodiesterase é inibida pela cafeína e outras metilxantinas, pelo que elas mimetizam muitos dos efeitos da neurotransmissão adrenérgica.-produção de neurotransmissores -> vesículas com neurotransmissor -> potencial -> sinapse -> liberação dos neurotransmissores no terminal pré-sinaptico -> receptores pós-sinápticos (alguns pré) -> via de sinalização (segundos-mensageiros) -> sinalização finalizada -> ptns fazem recaptação (volta pra membrana pré-sinaptica e para as vesículas -> transportadores membranares e vesiculares presentes nos astrócitos da vizinhança ou nos próprios terminadores pré-sinapticos -> sistema de transporte proteico) dos neurotransmissores e eles serão reciclados (exceto se for acetilcolina, em que enzimas degradam o neurotransmissor e impedem sua ação contínua). 3-Descrever as características bioquímicas dos receptores de neurotransmissores (canais iônicos regulados por ligantes, receptores acoplados a proteína G, receptores com domínios de cinases); -receptores para neurotransmissores são proteínas inseridas na membrana plasmática de células pós-sinápticas. Os domínios da molécula receptora que se estendem até a fenda sináptica ligam neurotransmissores liberados nesse espaço pelo neurônio pré-sináptico. A ligação de neurotransmissores, direta ou indiretamente, causa a abertura ou o fechamento de canais iônicos na membrana pós-sináptica. O fluxo iônico resultante, em geral, altera o potencial de membrana da célula pós-sináptica, mediando, então, a transferência de informação através da sinapse. -A abertura ou o fechamento de canais iônicos pós-sinápticos é realizada de diferentes maneiras pelas duas grandes famílias de receptores proteicos. (1)Os receptores em uma das famílias – denominados receptores ionotrópicos – estão ligados diretamente a canais iônicos (do grego tropos, significando movimento em resposta a um estímulo - são canais iônicos ativados por ligantes (são mais rápidos)). Esses receptores contêm dois domínios funcionais: um extracelular que liga o neurotransmissor, e um outro que se estende através da membrana, formando o canal iônico. Portanto, receptores ionotrópicos combinam as funções de ligante do neurotransmissor e de canal em uma única entidade molecular (eles também são chamados de canais iônicos ativados por ligante, refletindo essa concatenação). Esses receptores são multímeros com pelo menos quatro ou cinco subunidades proteicas, cada uma contribuindo para a formação do poro do canal iônico. (2)A segunda família de receptores para neurotransmissores são os receptores metabotrópicos, assim chamados porque o movimento resultante de íons através dos canais depende de um ou mais passos metabólicos; influenciam a atividade celular por meio de segundos mensageiros .Receptor 7TM acoplado à proteína G: O receptor possui uma extremidade NH3 e outra COOH, com 7 domínios transmembranares. Ao interagir com o neurotransmissor, o receptor sofre alterações estruturais que resultam em mudança na conformação da proteína G, sendo que as subunidades beta e gama são liberadas e a subunidade alfa se liga ao GTP, ativando enzimas. Esses receptores não têm canais iônicos como parte de sua estrutura e só podem afetar canais vizinhos mediante a ativação de moléculas intermediárias denominadas proteínas G. Por essa razão, os receptores metabotrópicos são também chamados de receptores acoplados à proteína G. Receptores metabotrópicos são proteínas monoméricas com um domínio extracelular que liga o neurotransmissor e com outro domínio intracelular que se liga a proteínas G. A ligação dos neurotransmissores a receptores metabotrópicos ativa proteínas G, as quais se dissociam do receptor e interagem diretamente com canais iônicos ou se ligam a outras proteínas efetoras, como enzimas, produzindo mensageiros intracelulares que abrem ou fecham canais iônicos. -Essas duas famílias de receptores pós-sinápticos originam potenciais com padrões de tempo bem diferentes, produzindo ações pós-sinápticas em uma faixa que varia de menos de um milissegundo a minutos, horas ou mesmo dias. Canais iônicos ativados por ligante geralmente medeiam ações pós-sinápticas rápidas. Exemplos são os PPTs produzidos nas sinapses neuromusculares pela ACo, os PEPSs produzidos em certas sinapses glutamatérgicas e os PIPSs produzidos em certas sinapses GABAérgicas. Por outro lado, a ativação de receptores metabotrópicos geralmente produz respostas muito mais lentas, variando de centenas de milissegundos a minutos ou mais. A ação lenta dos receptores metabotrópicos reflete o fato de que múltiplas proteínas precisam se ligar em uma sequência capaz de produzir uma resposta fisiológica final. É importante mencionar que um dado neurotransmissor pode ativar tanto os receptores ionotrópicos quanto os metabotrópicos para produzir tanto os PPSs rápidos quanto os lentos na mesma sinapse. Talvez o mais importante princípio a se ter em mente é o de que a resposta provocada por um neurotransmissor é determinada pela quantidade complementar de receptores pós-sinápticos e seus canais associados. -Independentemente da natureza do sinal de iniciação, as respostas celulares são determinadas pela presença de receptores que se ligam especificamente a moléculas sinalizadoras. A ligação de moléculas de sinalização causa uma mudança conformacional no receptor, o que dispara, então, a cascata de sinalização subsequente. Uma vez que sinais químicos podem agir tanto na membrana plasmática quanto no citoplasma (ou no núcleo) da célula- alvo, não é surpresa que receptores sejam encontrados em ambos os lados da membrana plasmática. Os receptores para moléculas de sinalização impermeáveis são proteínas que atravessam a membrana e apresentam componentes tanto na parte externa quanto na parte interna da superfície celular. O domínio extracelular desses receptores inclui o sítio de ligação para o sinal, ao passo que o domínio intracelular ativa cascatas de sinalização intracelulares após a ligação do sinal. Um grande número desses receptores foi identificado e está agrupado em três famílias definidas pelo mecanismo usado para traduzir a ligação do sinal em uma resposta celular: (1)Receptores acoplados a canais (também denominados canais iônicos ativados por ligante) possuem o receptor e as funções de transdução como parte da mesma molécula proteica. A interação do sinal químico com o sítio de ligação do receptor causa a abertura ou o fechamento de um poro do canal iônico em outra parte da mesma molécula. O consequente fluxo iônico altera o potencial de membrana da célula-alvo e, em alguns casos, pode levar à entrada de íons Ca2+ que servem como segundos mensageiros no interior da célula. (2)Receptores acoplados a enzimas também têm um sítio de ligação extracelular para sinais químicos. O domínio intracelular desses receptores é uma enzima, cuja atividade catalítica é regulada pela ligação de um sinal extracelular. A grande maioria desses receptores são proteínas-cinases que fosforilam proteínas-alvo intracelulares, frequentemente em resíduos de tirosina nessas proteínas, com alteração subsequente da função fisiológica das células-alvo. Membros notáveis desse grupo de receptores incluem a família Trk de receptores para neurotrofinas e outros receptores para fatores de crescimento. (3)Receptores acoplados à proteína G regulam reações intracelulares por um mecanismo indireto que envolve uma molécula de transdução intermediária, denominada proteína ligante de GTP (ou proteína G). Como esses receptores compartilham a característica estrutural que consiste em cruzar sete vezes a membrana plasmática, eles também são chamados de receptores transmembrana “7-passantes” (ou receptores metabotrópicos). Foram identificadas centenas de diferentes receptores acoplados à proteína G. Os exemplos mais conhecidos incluem o receptor β-adrenérgico, o receptor para acetilcolina do tipo muscarínico, os receptores metabotrópicos para glutamato, receptores para odorantes no sistema olfatório e muitos tipos de receptores para hormôniospeptídicos. A rodopsina, uma proteína sensível à luz, presente em fotorreceptores da retina, é outra forma de receptor metabotrópico acoplado a proteína G. (4)Receptores intracelulares são ativados por moléculas sinalizadoras permeáveis a célula ou lipofílicas. Muitos desses receptores levam à ativação de cascatas de sinalização que produzem ARNm e proteínas na célula-alvo. Frequentemente, esses receptores consistem em uma proteína receptora ligada a um complexo proteico inibitório. Quando a molécula sinalizadora liga-se ao receptor, o complexo inibitório dissocia-se para expor um domínio, no receptor, de ligação a ADN. Essa forma ativada do receptor pode então deslocar-se ao núcleo e interagir diretamente com ADN nuclear, alterando a transcrição. Alguns receptores intracelulares estão localizados principalmente no citoplasma, enquanto outros estão no núcleo. Em ambos os casos, uma vez que esses receptores são ativados, eles podem afetar a expressão gênica ao alterar a transcrição do ADN. 4-Descrever as principais caraterísticas estruturais e funcionais das proteínas G; -Receptores acoplados à proteína G e receptores acoplados a enzimas podem ativar cascatas de reações bioquímicas que acabam por modificar a função de proteínas-alvo. Para esses dois tipos de receptores, o acoplamento entre a ativação do receptor e seus efeitos subsequentes é feito por proteínas ligantes de GTP. Existem duas classes gerais de proteínas ligantes de GTP (Figura 7.5). (1)Proteínas G heterotriméricas são compostas de três subunidades distintas (α, β e γ). Existem muitas subunidades α, β e γ diferentes, possibilitando um número muito grande de permutações de proteínas G. Independentemente da composição específica da proteína G heterotrimérica, sua subunidade α liga tanto GTP quanto GDP a nucleotídeos de guanina. A ligação de GDP permite à subunidade α ligar-se às subunidades β e γ para formar um trímero inativo. A ligação de um sinal extracelular ao receptor acoplado à proteína G leva a proteína a se ligar ao receptor, causando a substituição de GDP por GTP. Quando o GTP está ligado à proteína G, a subunidade α dissocia-se do complexo βγ e ativa a proteína G. Após a ativação, tanto a subunidade α ligada ao GTP como o complexo βγ livre podem ligar-se a moléculas efetoras, mediando uma variedade de respostas na célula-alvo. (2)A segunda classe de proteínas ligantes de GTP são as proteínas G monoméricas (também referidas como proteínas G pequenas). Essas GTPases monoméricas também propagam sinais a partir de receptores de superfície celular ativados em alvos intracelulares, como o citoesqueleto e o aparato de tráfego vesicular da célula. A primeira proteína G monomérica conhecida foi descoberta em um vírus causador de tumor do tipo sarcoma em ratos, sendo chamada de ras (de rat sarcoma). Ras é uma molécula que auxilia na regulação da diferenciação e da proliferação celular propagando sinais a partir de receptores cinases até o núcleo; a forma viral da ras é defeituosa, o que habilita o vírus a causar uma proliferação celular descontrolada, causando o tumor. Desde então, um grande número de GTPases monoméricas foi identificado, e elas podem ser distribuídas em cinco subfamílias diferentes, apresentando várias funções. -O término da sinalização pelas proteínas G heterotriméricas e monoméricas é determinado pela hidrólise de GTP em GDP. A velocidade da hidrólise do GTP é uma propriedade importante de cada proteína G específica, que pode ser regulada por outras proteínas, denominadas proteínas ativadoras de GTPases (GAP, de GTPase- activating protein). Ao hidrolisar GTP, as GAPs levam as proteínas G a retornarem ao seu estado inativo. As GAPs foram inicialmente identificadas como reguladoras de proteínas G monoméricas, mas recentemente se descobriu proteínas similares que regulam as subunidades α de proteínas G heterotriméricas. Portanto, proteínas G monoméricas e heterotriméricas funcionam como cronômetros moleculares que são ativadas quando acopladas à GTP e tornam-se inativadas após terem hidrolisado o GTP à GDP. Proteínas G ativadas alteram a função de muitos efetores subsequentes. A maioria desses efetores são enzimas que produzem segundos mensageiros intracelulares. Exemplos de enzimas efetoras são adenilato-ciclase, guanilato-ciclase e fosfolipase C, entre outras. Os segundos mensageiros produzidos por essas enzimas desencadeiam cascatas de sinalização bioquímicas complexas. As proteínas G, além de ativar moléculas efetoras, podem também se ligar e ativar diretamente canais iônicos. Por exemplo, alguns neurônios, assim como células cardíacas e musculares, possuem receptores acoplados à proteína G que ligam acetilcolina. -Em resumo, a ligação de sinais químicos aos seus receptores ativa cascatas de eventos de transdução de sinal no citosol de células-alvo. Nessas cascatas, proteínas G têm uma função fundamental por serem elementos de transdução molecular que acoplam receptores de membrana aos seus efetores moleculares no interior da célula. A diversidade de proteínas G e de seus alvos subsequentes proporciona muitos tipos de respostas fisiológicas. Ao regularem diretamente a abertura de canais iônicos, proteínas G podem influenciar o potencial de membrana de células-alvo. 5-Descrever a propagação de sinais mediados por receptores transmembranares com sete hélices; (n° 3) 6-Identificar os principais segundos mensageiros envolvidos na resposta aos neurotransmissores; -Neurônios usam muitos segundos mensageiros diferentes como sinais intracelulares. Esses mensageiros diferem no mecanismo pelos quais são produzidos e removidos, bem como em seus alvos e efeitos subsequentes na cascata. -Segundos Mensageiros: Cálcio, IP3, Nucleotídeos cíclicos (AMPc e GMPc), DAG. -Cálcio: -O íon cálcio (Ca Cálcio. 2+) talvez seja o mensageiro intracelular mais comum em neurônios. De fato, poucas funções neuronais estão livres da influência – direta ou indireta – de Ca2+. Em todos os casos, a informação é transmitida por uma elevação transitória na concentração citoplasmática de cálcio, o que permite que o Ca2+ se ligue a um grande número de proteínas ligantes de Ca2+, que servem como alvos moleculares. Um dos alvos de Ca2+ mais amplamente estudado é a calmodulina, uma proteína ligante de Ca2+ abundante no citosol de todas as células. A ligação de Ca2+ à calmodulina ativa essa proteína, a qual inicia seus efeitos pela ligação a outros alvos subsequentes, como proteínas cinases. -Os íons Ca 2+ que atuam como sinais intracelulares entram no citosol por um ou mais tipos de canais iônicos permeáveis a Ca2+. Esses podem ser canais de Ca2+ dependentes de voltagem ou canais ativados por ligantes presentes na membrana plasmática, ambos permitindo o fluxo de Ca2+ a favor de seu gradiente a partir do meio extracelular para o interior da célula. Além desses, outros canais permitem a liberação de Ca2+ do interior do retículo endoplasmático ao citosol. Esses canais intracelulares de liberação de Ca2+ são controlados de modo que podem abrir ou fechar em resposta a vários sinais intracelulares. Um desses canais é o receptor para inositol trisfosfato (IP3). Como o nome indica, esses canais são ativados por IP3, um segundo mensageiro -Nucleotídeos cíclicos: Outro grupo importante de segundos mensageiros são os nucleotídeos cíclicos, especificamente o monofosfato de adenosina cíclico (AMPc) e o monofosfato de guanina cíclico (GMPc) -Diacilglicerol e IP3: Notavelmente, lipídeos de membrana também podem ser convertidos em segundos mensageiros intracelulares. Os dois mensageiros mais importantes desse tipo são produzidos a partir de fosfatidilinositol bisfosfato (PIP2). 7-Descrever o papel do AMP-cíclico na cascata de sinais induzida por neurotransmissores; -O AMP cíclico é produzido quando proteínas G ativam adenilato-ciclase na membrana plasmática. Essa enzima converte ATP em AMPc aoremover dois grupamentos fosfatos do ATP. O GMP cíclico é produzido de maneira semelhante a partir de GTP pela ação da guanilato-ciclase. Assim que a concentração de AMPc ou GMPc é elevada, esses nucleotídeos podem ligar-se a duas classes distintas de alvos. Os alvos mais comuns da ação de nucleotídeos cíclicos são proteínas-cinases, seja a proteína-cinase dependente de AMPc (PKA), seja a proteína cinase dependente de GMPc (PKG). Essas enzimas medeiam muitas respostas fisiológicas ao fosforilarem proteínas-alvo. -Além disso, AMPc e GMPc podem ligar-se a determinados canais iônicos, desse modo influenciando a sinalização neuronal. Os canais iônicos ativados por nucleotídeos cíclicos são particularmente importantes na fototransdução e em outros processos de transdução sensorial, como o olfato. Sinais que empregam nucleotídeos cíclicos são degradados por fosfodiesterases, enzimas que hidrolisam as ligações fosfodiéster, convertendo AMPc em AMP ou GMPc em GMP 8-Descrever o papel do IP3 e do DAG na cascata de sinais induzida por neurotransmissores; - fosfatidilinositol bisfosfato (PIP2), componente lipídico, é hidrolisado por fosfolipase C, uma enzima ativada por certas proteínas G e por íons cálcio. A fosfolipase C quebra o PIP2 em duas moléculas menores que atuam como segundos mensageiros. Um desses mensageiros é o diacilglicerol (DAG), uma molécula que permanece na membrana e ativa a proteína cinase C, a qual, por sua vez, fosforila substratos proteicos tanto na membrana plasmática quanto em outras localizações celulares. O outro mensageiro é o inositol trisfosfato (IP3), uma molécula que sai da membrana plasmática e difunde-se no citosol -O IP3 liga-se a receptores IP3, canais que liberam Ca2+ do retículo endoplasmático. Assim, a ação de IP3 é produzir ainda outro segundo mensageiro (talvez, nesse caso, um terceiro mensageiro!) que dispara um espectro completo de reações no citosol. As ações do DAG e IP3 são terminadas por enzimas que convertem essas duas moléculas em formas inertes que podem ser recicladas para produzir novas moléculas de PIP2. As concentrações intracelulares desses segundos mensageiros sofrem alterações dinâmicas com o tempo, permitindo um controle muito preciso de seus alvos subsequentes. Esses sinais podem ser localizados em pequenos compartimentos no interior de uma única célula, ou podem se difundir entre as células através de junções comunicantes 9-Descrever as principais ações neurotransmissoras da Glicina; -A distribuição do aminoácido neutro glicina no sistema nervoso central é mais localizada do que aquela do GABA. Cerca de metade das sinapses inibitórias da medula espinhal utiliza a glicina; a maioria das demais sinapses inibitórias utiliza o GABA. A glicina é sintetizada a partir da serina pela isoforma mitocondrial da serina hidroximetiltransferase e é transportada para dentro das vesículas sinápticas pelo mesmo transportador vesicular de aminoácidos inibitórios que carrega o GABA em vesículas. Uma vez liberada da célula pré-sináptica, a glicina é rapidamente removida da fenda sináptica por transportadores de glicina na membrana plasmática. Mutações em genes que codificam algumas dessas enzimas resultam em hiperglicinemia, uma doença devastadora em neonatos, caracterizada por letargia, convulsões e retardo mental. -É um importante neurotransmissor inibitório na medula espinhal e no tronco cerebral -Em altas concentrações na substância cinzenta da medula espinhal -Produz hiperpolarização inibitória que é indistinguível da resposta sináptica inibitória 10-Identificar as principais características bioquímicas dos receptores de glicina; -Os receptores para a glicina são também canais de Cl– ativados por ligantes, sua estrutura geral espelhando a dos receptores GABA. Os receptores para a glicina são pentâmeros que consistem em misturas de quatro produtos de genes que codificam as subunidades α, que ligam a glicina, juntamente à subunidade acessória β. -Não existem receptores metabotrópicos específicos para a glicina -No cérebro adulto, as principais formas de receptores de glicina são homômeros das subunidades alfa ou um complexo heterômero de subunidades alfa e beta -Os receptores só com subunidades alfa são sensíveis à glicina e à estricnina -Os receptores de glicina estão envolvidos na regulação dos ritmos respiratórios, do controle motor e do tônus muscular, bem como no processamento dos sinais da dor -Os receptores para a glicina são fortemente bloqueados pela estricnina, o que pode ser responsável pelas propriedades tóxicas desse alcaloide de plantas - O receptor de glicina nos neurônios motores é ionotrópico e é bloqueado pela estricnina, que permite a propagação dos impulsos sem um controle negativo, que contribuem para a rigidez e as convulsões causadas por essa toxina; estricnina ⇾ bloqueia tanto a resposta inibitória sináptica quanto a resposta à glicina -Encontrado principalmente na célula de Rentchel na medula que promovem impulsos que inibem os neurônios motores -Toxina tetânica (age seletivamente para impedir a liberação de glicina dos interneurônios inibidores na medula espinhal ⇾ hiperexcitabilidade reflexa excessiva e violentos espasmos musculares) inibe a glicina e a droga estriquinina também (antagonista) 11-Reconhecer os mecanismos bioquímicos da síntese e liberação dos aminoácidos neurotransmissores; -Remoção da glicina do espaço extracelular ⇾ transportadores GlyT1 e GlyT2 -GlyT1 ⇾ está nos astrócitos e é expresso pela maior parte do SNC -GlyT2 ⇾ expresso nos neurônios glicinérgicos na medula espinhal, córtex cerebral e cerebelo 12-Descrever os principais locais de atuação da glicina como neurotransmissor (localização dos receptores) - é encontrada principalmente nos interneurônios inibitórios da medula espinhal, onde bloqueia os impulsos que migram ao longo da medula para os neurônios motores que estimulam o músculo esquelético