Sinapse glutamatérgica, neurotoxidade e Esclerose Lateral Amiotrófica - Embasado de Ruggiero et al. 2011

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DATA: 16/06/2016 
DISCENTE: Murilo Alves Chaves 
 
Sinapse glutamatérgica, neurotoxidade e Esclerose Lateral Amiotrófica 
 
A sinapse glutamatérgica se entorna sobre o mais abundante neurotransmissor 
excitatório do SNC dos mamíferos, o aminoácido glutamato (L-Glu). A sua principal função é 
de exercer mecanismos subjacentes à plasticidade sináptica. Existem dois receptores 
glutamatérgicos nesse tipo de sinapse: ionotrópicos, que tem a função de agregar no mesmo 
plexo proteico transmembranar, sítios de recepção ao ligante e canal iônico, caracterizando uma 
transmissão rápida; e metabotrópicos, dos quais estão acoplados na proteína G e tem a função 
de participar dos mecanismos de resposta intracelular através da ativação de segundos 
mensageiros, caracterizando uma transmissão mais lenta. (RUGGIERO et al., 2011) 
 
Imagem 01. Síntese de glutamato e ciclo entre neurônio e célula da glia 
 
 
(RUGGIERO et al., 2011) 
 
“A ação do glutamato liberado na fenda sináptica é limitada pela recaptação através 
de transportadores específicos em neurônios e células gliais adjacentes, os astrócitos. 
No terminal pré-sináptico, a glutamina liberada por células gliais é recaptada pelos 
neurônios e convertida em glutamato. O glutamato é transportado para dentro das 
células através de transportadores de aminoácidos excitatórios (TAEs) e armazenado 
em vesículas por transportadores vesiculares de glutamato (TVGlu).” (RUGGIERO 
et al., 2011) 
 
 
 
Ciclo de transmissão sináptica glutamatérgica: 
 
1. Despolarização de membrana do neurônio pré-sináptico, induzidos por Na+ 
2. Liberação de L-Glu dos transportadores vesiculares de glutamato (TVGlu) 
3. L-Glu se liga aos receptores do neurônio pós-sináptico: NMDA, AMPA e KA 
4. L-Glu abre os canais iônicos dos neurônios pós-sinápticos 
5. Ca2+ a Na+ adentram os canais iônicos dos neurônios pós-sinápticos 
6. K+ realiza o processo inverso do Ca2+ e Na+ acarretando os estágios finais do 
potencial de ação (polarização, hiperpolarização e repouso) 
 
Obs.: A homeostase de K+ e Na+ é adquirida com a atuação da bomba de sódio e potássio ATPase; 
assim como a homeostase de Ca2+ é estabelecida com a bomba de cálcio. ATPase 
 
7. Recaptação do L-Glu através de enzimas astrocitárias EAAT1 e EAAT2 (TAEs) 
8. Degradação do L-Glu em glutamina pela ação da glutamina sintetase 
9. Transporte da glutamina do astrócito para o neurônio pré-sináptico através de 
transportadores aminoácidos excitatórios (TAEs) 
10. Conversão de glutamina em L-Glu pela ação da enzima glutaminase 
11. Reinício do ciclo. 
 
O íon de Ca2+ funciona como um mensageiro de suma importância em vários fatores 
funcionais das células, sendo ele o responsável de regular os processos de proliferação e 
sobrevivência celular e também da morte celular. Para que isso ocorra é necessário que haja 
uma interação do cálcio entre o seu influxo, efluxo, captação e armazenamento no retículo 
endoplasmático e mitocôndrias. O influxo, ou seja, a entrada do Ca2+ nas células, é quem regula 
a excitabilidade da membrana. A partir do momento em que o L-Glu tende a uma concentração 
excessiva nas fendas sinápticas, acontece a superestimulação dos receptores de íons Ca2+ 
localizados no terminal pós-sináptico. Quando o nível de concentração de Ca2+ tende a superar 
um limiar de ativação de mecanismos regulatórios acontece a excitotoxicidade, o que culmina 
a morte neuronal, que acontece por meios de necrose ou apoptose. (RUGGIERO et al. 2011) 
A neurotoxicidade do L-Glu é trazida por conta de uma deformidade do seu mecanismo 
de captação astrocitária, que por sua vez tem a função de removê-lo da fenda sináptica. O L-
Glu, por portar a função de abrir os canais iônicos dos neurônios pós-sinápticos, acaba servindo 
como porta de influxo do Ca2+. Ao denotar a deficiência de transportadores aminoácidos 
 
 
excitatórios (EAAT1 e EAAT2) dos astrócitos, há um excesso de L-Glu, do qual aumenta então 
a concentração de Ca2+ causando morte celular, caracterizando a neurotoxicidade do L-Glu. 
As sinapses glutamatérgicas estão presentes nos neurônios motores do cérebro 
(superiores) e da medula espinal (inferiores). A partir do momento em que acontece disfunções 
dessas células nervosas, em função da morte celular em cadeia, a pessoa é caracterizada com 
um quadro de degeneração progressiva. Este quadro é atualmente descrito como Esclerose 
Lateral Amiotrófica (ELA). Os portadores de ELA ficam impossibilitados de enviar impulsos 
de transmissão neuromuscular, caracterizando uma posterior atrofia dos músculos por desuso, 
tudo isso por conta da afecção dos 1º neurônio superior e 2º neurônio inferior. 
O possuinte da ELA tende a se manter em repouso pois tem fraqueza muscular constante 
e frequente, no entanto, há algumas partes do corpo em que a doença não afeta por conta da 
ausência de sinapses glutamatérgicas. São elas o raciocínio intelectual, a visão, a audição, o 
paladar, o olfato e o tato. Na maioria dos casos, a esclerose lateral amiotrófica não afeta as 
funções sexual, intestinal e vesical. 
Tendem a desenvolver ELA homens brancos com mais de 60 anos de idade com mais 
frequência, no entanto, não descarta a hipótese de mulheres, pessoas negras e com menos de 60 
anos adquirirem a doença. Os pacientes com esse tipo de disfunção necessitam de pessoas 
dispostas ao cuidado e a atenção, pois não conseguem movimentar os principais músculos do 
corpo, causando então níveis de dependência diferenciais. 
Stephen Hawking, físico, cosmólogo e portador de ELA, necessita de uma câmera 3D 
de última geração acoplada a uma cadeira de rodas elétrica, fornecido pela google, para 
desenvolver suas principais atividades comunicativas e de locomoção de acordo com suas 
vontades expressadas pelos músculos da bochecha. 
 
GLOSSÁRIO 
 
Astrócitos: Células da glia em formato de estrela. Possui função de sustentação neuronal, 
proteção dos axônios desprotegidos em maneira de isolamento, possui funções fagocíticas em 
caso de lesão tecidual, participa no controle de potássio extraneuronal e contribui para a 
receptação de neurotransmissores. 
ATP: Adenosina Trifosfato: energia necessária para ATPase Na+/K+ e ATPase Ca2+ 
Efluxo: Potencial da saída de determinada substância 
Excitotoxicidade: Substância excitatória que apresenta características tóxicas a células. 
 
 
Glutamatérgico: Oriundo de ação do glutamato. 
Influxo: Potencial da entrada de determinada substância 
Mitocôndria: Organela celular responsável por gerar energia por síntese de ATP 
Neurotoxicidade: Substância que apresenta características tóxica a células do sistema nervoso: 
neurônios e células da glia. 
Plexo proteico transmembranar: Proteína que atravessa a membrana. Geralmente possui 
caráter de transporte de substâncias. 
 
REFERÊNCIA 
 
Ruggiero RN, Bueno-Júnior LS, Ross JB de, Fachim HA, Padovan-Neto FE, Merlo S, et al. 
Neurotransmissão glutamatérgica e a plasticidade sináptica. Ribeirão Preto – SP: Revista 
FMRP-USP, 2011;44(2): 143-56