Aula 4 - Sistemas de Neurotransmissão

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Sistemas Biológicos IV - UFABC 
Prof. Daniel C. Carrettiero 
 
SISTEMAS DE 
 NEUROTRANSMISSÃO 
Músculo 
Neurotransmissor B 
Neurotransmissor A 
NT inibitório 
NT excitatório 
Exemplo hipotético de um circuito neuronal.. 
Importância da Neurotransmissão!! 
(Tipo de Neurotransmissor, tipo de Receptor e morfologia) 
100 bilhões de neurônios 
Célula pós-sináptica 
 
Canal de Cálcio 
voltagem dependente 
1 
2 
3 
Neurotransmissores 
Aminoácidos 
 
 
Ácido gama-amino-butírico (GABA) 
Glutamato (Glu) 
Glicina (Gli) 
Aspartato (Asp) 
Aminas 
 
 
Acetilcolina (ACh) 
Dopamina (DA) 
Adrenalina 
Histamina 
Noradrenalina (NA) 
Serotonina (5-HT) 
Peptídeos 
 
 
Colecistocinina (CCK) 
Endorfinas / Dinorfinas 
Gastrina 
Encefalinas (ENK) 
Somatostatina 
Substância P 
Vasopressina 
Hormônio liberador de tireotrofina (TRH) 
Polipeptídeo intestinal vasoativo (VIP) 
 
Carbono 
Oxigênio 
Nitrogênio 
Hidrogênio 
Enxofre 
Glu GABA Gli 
ACh NA 
Arg Pro Lis Pro Gln Gln Fen Fen Gli Leu Met 
Substância P 
Categorias 
Outros 
(Não convencionais) 
NO (gás) 
CO (gás) 
ATP 
Adenosina 
NEUROTRANSMISSORES 
Critérios para que uma substância 
seja considerada como um neurotransmissor: 
 
-Molécula sintetizada e estocada no neurônio pré-sináptico. 
-Liberada no terminal sob estimulação. 
-Possuir receptores específicos. 
-Possuir enzimas de síntese e degradação; 
-Aplicação exógena deve mimetizar a resposta endógena. 
-Inibição das enzimas de síntese e degradação deve modificar o 
seu efeito. 
1) Aminoácidos/aminas 2)Peptídeos 
Aminoácidos e aminas: ação rápida e direta sobre a membrana pós-sináptica 
Peptídeos: ação lenta e indireta, modificando a ação dos neurotransmissores de ação rápida 
Princípio de Dale 
 
-Um NT por neurônio. 
Terminação ÉRGICO 
 
Neur. Adrenérgico 
Neur. Dopaminérgico 
Neur. Serotoninérgico 
Neur. Glutamatérgico 
Neur. Vasopresinérgico 
 
No entanto, hoje, sabe-se 
que existem mais de um 
NT por neurônio. 
processamento 
Princípio geral de um sistema de Neurotransmissão 
Para aminoácidos / aminas 
Neuroreceptores 
Receptor Ionotrópico Receptor Metabotrópico 
Efeito rápido Efeito lento 
Princípios de Neurofarmacologia 
-Muitas substancias exógenas afetam a neurotransmissâo: 
-Modos de ação 
 AGONISTAS: mimetizam o efeito do NT 
 ANTAGONISTAS: inibem a ação do NT 
1) Receptor Ionotrópico 
 
O NT abre o canal iônico DIRETAMENTE 
 
 
2) Receptor Metabotrópico 
 
O NT abre o canal iônico INDIRETAMENTE 
- freqüentemente, presença de 2º 
mensageiro para modificar a 
excitabilidade do neurônio pós-sináptico 
 
MECANISMOS DE AÇAO DOS NT 
Há dois tipos de receptores pós-sinápticos 
Sistemas acoplados a proteína G 
A proteína G regula atividade de várias moléculas biológicas 
 
a) CANAIS IONICOS 
b) ENZIMAS 
 Adenilil ciclase (cAMP) 
 Fosfolipase C (IP3 e DAG) 
Através de receptores metabotrópicos os NT produzem 
mensageiros intracelulares (2o mensageiros) e influenciam a 
funcionalidade protéica (ex: canais) e/ou a regulação da 
expressão gênica. 
Receptores acoplados a Proteína G 
A Proteína G é uma proteina 
complexa formada de três 
subunidades (,  e ) e que 
funciona como um transdutor 
de sinais. 
 
Em repouso, a subunidade  
está ligada a uma molécula de 
GDP. Quando o NT se liga ao 
receptor o GDP é trocada pelo 
GTP e a proteína G se torna 
ativa. 
 
A proteína G ativa age sobre 
uma molécula efetora, neste 
caso, um canal iônico, cuja 
condutância será 
indiretamente modificada. 
MECANISMO 
 
A Noradrenalina liga-se ao 
receptor do tipo  ativando a 
adenilil ciclase que hidrolisa o 
ATP em cAMP, produzindo o 2o 
mensageiro. 
 
O cAMP difunde-se no citosol e 
ativa a enzima cinase A (PKA). 
 
A PKA age fosforilando canais 
iônicos e modificando a sua 
condutância. 
 
RESULTADO: neste caso, 
abertura de canais de Ca++ e 
aumento de excitabilidade da 
membrana pós-sináptica. 
 
 
Receptores acoplados a Proteína G (Adenilil ciclase e cAMP ) 
Receptores acoplados a Proteína G (Fosfolipase C, IP3 e DAG) 
Receptor metabotrópico 
 
MECANISMO 
O NT estimula, através da proteina G, a Fosfolipase C (PLC), uma enzima que hidrolisa 
o fosfolipídio em inisitol 3 fosfato (IP3) e diacilglicerol (DAG). O DAG ativa a proteina 
cinase C (PKC) e o IP3 abrem canais de Cálcio do reticulo endoplasmatico. 
 
RESULTADO: o aumento de Ca++ intracelular altera não só a excitabilidade do neurônio 
pós-sináptico como a funcionalidade de diversas proteínas e expressão gênica. 
CATECOLAMINAS 
-regulação do movimento, do humor, da atenção e das 
funções viscerais, ciclo sono-vigília 
(noradrenalina, adrenalina, dopamina) 
 
 
Noradrenalina (Nor) 
Adrenalina (Adr) 
Dopamina (DA) 
 
 
 
Catecolaminas: compartilham a mesma via de biossíntese 
que começa com a tirosina. 
Não existe enzima de degradação 
no terminal 
Catecolaminas 
Monoaminaoxidase 
(Degradação) 
Se não tiver DBH será dopaminérgico 
Neurotransmissor Receptores Agonistas Antagonistas 
Noradrenalina 
 
Receptor  
Receptor  
Fenilefrina 
Isoproterenol 
Fenoxibenzoamina 
Propanolol 
Receptores METABOTRÓPICOS 
 
Receptores  
Excitatório (fecha canais de K+) 
 
Receptores  
Excitatório (abre canais de Ca++) 
-LC (Locus Coeruleos) - conexões difusas 1: 250.000 
-Envolvido: Atenção, alerta, sono-vigília, aprendizado e memória, ansiedade 
e dor. 
-Ativado por: estímulos sensoriais novos, inesperados e não dolorosos 
oriundos do ambiente 
-Alerta o encéfalo em decorrência de eventos novos/interessantes 
Locus Ceruleos 
-Neurônios noradrenérgicos por todo o encéfalo 
-Um núcleo têm a característica de projeção difusa. 
Neurotransmissor Receptores Agonistas Antagonistas 
Dopamina D1, D2...D5 
Doença de Parkinson: degeneração dos neurônios dopaminergicos 
Tremores e paralisia espástica. 
 
Psicose: hiperatividade dos neurônios dopaminergicos 
 
Todos os receptores são metabotrópicos, acoplados a proteína G, 
cujo aumento de cAMP causa PEPS 
 
Substância Negra (SN) Área tegmental ventral (VTA) 
 
 nigroestriatal mesocorticolímbico 
 
 início mov. voluntários sist. de recompensa 
-Neurônios dopaminérgicos por todo o encéfalo 
-Dois deles têm a característica de projeção difusa. 
sistema de recompensa 
http://learn.genetics.utah.edu/content/addiction/drugs/mouse.html 
Cocaína, Metanfetamina, Maconha 
e Heroína 
http://learn.genetics.utah.edu/content/addiction/drugs/mouse.html
SEROTONINA (5-HT) 
-humor, comportamento emocional e sono 
Derivado do aminoácido Triptofano (Dieta). 
Neurotransmissor Receptores 
Serotonina 
 
5 HT1A, 5 HT1B , 5 HT1C , 5 HT1D, 5HT2, 5HT3 e 5HT4 
Drogas como o Prozac são utilizados como anti-depressivos. 
Agem inibindo a recaptaçâo do NT, prolongando os efeitos do 5HT 
Triptofano 
Hidroxilase 
5HTP 
descarboxilase 
Núcleos serotoninérgicos da rafe 
-Bulbares medula esp. modulam sinais sensoriais relacionados à dor 
-Ponte e mesencéfalo inervam difusamente o encéfalo 
-Ativos durante a vigília e inibidos durante o sono 
-Controle do humor e comportamento emocional 
-Neurônios serotoninérgicos por todo o encéfalo 
-Núcleos da rafe têm a característica de projeção difusa: 
http://learn.genetics.utah.edu/content/addiction/drugs/mouse.html 
Êxtase, LSD 
http://learn.genetics.utah.edu/content/addiction/drugs/mouse.html
ACETILCOLINA (ACo) 
-Alerta, sono-vigília. 
 
-neurotransmissor da junção neuro-muscular 
(sintetizada pelos neurônios motores da medula 
espinhal e do tronco encefálico. 
 
-outros circuitos específicos no SNP e SNC 
-acetil coenzima A - produto da respiração celular na mitocôndria 
-colina - metabolismo de lipídios 
Acetilcolinesterase (AChE) 
-Degrada Acetilcolina 
Neurotransmissor Receptores AgonistasAntagonistas 
Acetilcolina 
 
Muscarínico 
Nicotínico 
Muscarina 
Nicotina 
Atropina 
Curare 
Receptor Nicotínico 
 Ionotrópico 
 Fibras musculares esqueléticas 
 Abertura de canais de Na (despolarização) 
 
Receptor Muscarínico 
 Metabotrópico 
 Fibras musculares cardíacas 
 - abertura de canais de K (hiperpolarizaçâo) 
 Fibras musculares lisas 
 
 
 
IMPORTANCIA CLÍNICA DAS SINAPSES COLINÉRGICAS 
 
Venenos de Cobra (alfa-toxinas): ligam-se a receptores nicotínicos e 
causam bloqueio da neurotransmissão. Paralisia muscular (morte por 
parada respiratória). 
 
Curare: extraída de uma planta tem o mesmo efeito. Usado 
farmacologicamente como relaxante muscular. 
 
Miastenia grave: uma doença auto-imune em que o corpo produz anti-
corpos contra os receptores de Ach. 
Paralisia muscular 
 
Doença de Alzheimer: degeneração de neurônios colinérgicos do SNC 
(encéfalo) 
 
 
-Complexo prosencefálico basal 
-n. septo medial e n. basal de Meynert 
-doença de Alzheimer 
-Aprendizado e memória 
Complexo do mesencéfalo 
-tálamo-modulando a retransmissão 
-proj. ascendentes 
Reg. geral da excitabilidade no alerta e ciclo sono vigília 
-Neurônios Colinérgicos por todo o encéfalo 
-Dois deles têm a característica de projeção difusa: 
GLUTAMATO 
Sintetizado a partir da Glicose. 
Esta presente em todas as células 
 
 
O que diferencia um neurônio glutamatérgico 
de outros, se todos sintetizam Glutamato?? 
Neurônio sintetiza transportador 
Glutaminase 
Neurotransmissor Receptores Agonistas Antagonistas 
Glutamato AMPA 
NMDA 
Kainato 
AMPA 
NMDA 
CNQX 
AP5 
IONOTRÓPICO 
 
-Receptores AMPA 
 Excitatório (rápido) 
 Abrem canais de Na e K 
 
-Receptores NMDA 
 Excitatório (lento) 
 Abrem canais de Ca, Na e K 
 
METABOTRÓPICO 
 
-Receptores Kainato 
 
É o mais importante NT excitatório do SNC 
Mecanismo de ação do 
Glutamato 
O canal NMDA em repouso está obstruído pelo 
Mg++. 
 
Mesmo com o Glu em seu receptor, o Mg++ só 
será removido depois que o canal AMPA tenha 
despolarizado parcialmente a membrana. 
 
Na membrana pós-sináptica 
há receptores AMPA e NMDA 
para o glutamato. 
 
1) O Glu abre os canais 
iônicos AMPA; 
 
2) a despolarização abre os 
canais iônicos NMDA 
NMDA 
O canal NMDA só se abrirá na presença de um co-transmissor, a Glicina. 
GABA 
-encontrado somente em neurônios que o utilizam. 
-Enzima GAD (glutamato descarboxilase) converte Glutamato em 
Gaba 
-amplamente distribuído no SNC 
-Degradado pela enzima GABA transaminase 
 
Sintetizado a partir do Glutamato 
 
 
E o mais importante NT inibitório do SNC 
Gabatransaminase (GABA-T) 
glutamato descarboxilase (GAD) 
Neurotransmissor Receptor Agonista Antagonista 
GABA GABAA 
GABAB 
Muscimol 
Baclofen 
Bicuculina 
Faclofen 
Ambos são inibitórios 
 
GABAA : ionotrópico 
Abrem canais de Cl diretamente 
Causam hiperpolarizaçâo 
 
GABAB: metabotrópico 
Abrem canais de K indiretamente 
Causam hiperpolarizaçâo 
 
 
Benzodiazepinicos e os 
Barbituricos são potentes 
agonistas que agem nos 
receptores GABAA (exacerbam o 
efeito inibitorio) 
 
 
http://learn.genetics.utah.edu/content/addiction/drugs/mouse.html 
Álcool 
http://learn.genetics.utah.edu/content/addiction/drugs/mouse.html
PEPTÍDEOS 
NT NÃO CONVENCIONAIS 
-Óxido Nítrico 
-Monóxido de Carbono 
-ATP 
-Adenosina 
Oxido nítrico 
Bibliografia: 
 
Neurociências: desvendando o sistema nervoso. Bear, 3 edição, 2008. 
Cem Bilhões de neurônios. Roberto Lent. 
 
 
 
 
 
 
FIM 
 
Obrigado! 
Estudo dirigido: 
 
Tópicos importantes para estudo 
 
 
1) Quais as principais características de um circuito neuronal 
2) Quais as categorias de neurotransmissores 
3) Quais os principais grupos de receptores 
4) Defina agonista e Antagonista 
5) Qual a principal diferença de neurônios aminérgicos e aminoacidérgicos dos 
neurônios peptídérgicos 
6) Princípios geral de um sistema de neurotransmissão 
7) Sistema catecolaminérgicos e suas particularidades. 
8) Sistemas serotoninérgicos e suas particularidades 
9) Sistema colinérgicos e suas particularidades 
10) Sistema aminoacidérgicos (Glutamato e Gaba) e suas particularidades 
11) Quais os principais sistemas modulatórios de projeção difusa no SNC 
(Nor, DA, ACo, 5-HT) 
12) Sistema peptídérgicos e suas particularidades 
13) Interferência dos sistemas de neurotransmissão e as drogas psicoativas 
14) Conceitos de proteína G, sinalização intracelular e seus efeitos na 
neurotransmissão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Qual é a vantagem da comunicação por meio de 2º Mensageiro? 
- Amplificação do sinal 
- Modulação da excitabilidade neuronal 
Receptor metabotrópico 
 noradrenergico 
 
MECANISMO 
A Noradrenalina liga-se ao receptor do tipo  
ativando a adenilciclase que hidroloza o ATP em 
cAMP, produzindo o 2o mensageiro. 
 
O cAMP difunde-se até o citosol e ativa a enzima 
quinase A (PKA). 
 
A PKA age fosforilando canais iônicos e 
modificando a sua condutância. 
 
RESULTADO: abertura de canais de Ca++ e aumento 
de excitabilidade da membrana pós-sináptica. 
 
 
Prot G, Adenilciclase e cAMP 
Receptor metabotrópico 
 2 noradrenergico 
 
MECANISMO 
O NT se liga ao receptor e ativa uma proteina G que 
age inibindo a adenilciclase. 
 
A  de cAMP  atividade das PKAs. 
 
A fosforilaçao não ocorre nos canais iônicos de K. 
 
RESULTADO: o fechamento dos canais de K+ 
aumenta a excitabilidade da membrana pós-
sináptica.