ATP e potencial transmembrânico e neurônios

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BMF III – Bioquímica Módulo 5 - Aula 2 Cecilia Antonieta 82 A 
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POTENCIAL 
TRANSMEMBRANA 
NEURÔNIOS 
MEMBRANA 
Forma barreira para muitas proteínas e íons do fluido 
intra e extracelular. Permeável seletivamente a alguns 
íons (Na+, K+ e Cl-), contudo ela é variável. 
Permeabilidade alta de K+ e baixa de Na+ e não permea-
bilidade a outros íons intracelulares. 
Presença de trocador Na+/K+ ATPase que faz antiporte 
de 3 Na+ para fora e 2 K+ para dentro da célula. 
Maior concentração de Na+ do lado de fora e maior 
concentração de K+ dentro da célula. 
POTENCIAL DE REPOUSO -70 mV, criado pelo gradiente 
elétrico mantido, resulta do equilíbrio entre as forças de 
tendência de saída, e atração, do K+ pelos íons intra-
celulares. 
IMPULSO ELÉTRICO 
Evento inicia despolarização da membrana, canais de 
Na+ se abrem e ele entra, K+ vai para fora da célula e o 
potencial atinge de +20 a +30 mV. 
É gerado por despolarização que abre canais em região 
particular da membrana, induzindo mudança 
conformacional na vizinhança. A polarização e 
despolarização progressiva permitem que o impulso 
seja propagado sem diminuir a amplitude. 
ATP produzido no metabolismo degradativo é utilizado 
para manter o equilíbrio do potencial elétrico através da 
membrana do neurônio. 
SINAPSE 
Formada no espaço entre o neurônio pré e pós-
sináptico. 
TIPOS 
ELÉTRICA 
Gap junctions. 
QUÍMICA 
DIRETA neurotransmissor liga-se a um canal de íons e 
causa sua abertura ou fechamento. 
INDIRETA neurotransmissor liga-se a um receptor que 
libera ou gera segundo mensageiro que poderá reagir 
com um canal de íons, levando este a se fechar ou abrir. 
NEUROTRASMISSORES 
Encontram-se no terminal axonal pré-sináptico 
estocados em vesículas, as enzimas necessárias a sua 
síntese estão presentes no neurônio pré-sináptico, 
estimulação sob condições fisiológicas resulta em 
liberação, há mecanismo para o término de sua ação na 
fenda sináptica. 
CATEGORIAS 
Aminas biogênicas, aminoácidos e peptídeos. 
AÇÃO 
EXCITATÓRIA Ach, aspartato, dopamina, histamina, 
norepinefrina, epinefrina, glutamato, serotonina. 
INIBITÓRIA GABA e glicina. 
CLASSES DE MOLÉCULAS 
PEQUENAS Ach, aminas biogênicas, dopamina, 
norepinefrina, epinefrina, serotonina e histamina. 
AMINOÁCIDOS GABA, glutamato, glicina. 
PEPTÍDEOS 
NÃO CONVENCIONAIS NO, CO, fatores de crescimento. 
SÍNTESE 
PEQUENAS MOLÉCULAS qualquer parte do neurônio, 
citoplasma perto ao núcleo ou axônio próximo ao 
terminal sináptico. 
Ach sintetizada a partir de colina e acetato (colina 
acetiltransferase), encontrada em vários pontos do SNC 
e SNP e em todas as junções neuromusculares. 
SEROTONINA a partir de triptofano, sofre hidroxilação 
e descarboxilação, sintetizada no SNC e nas células 
cromafins. 
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CATECOLAMINAS DOPAMINA sintetizada a partir da 
tirosina, sofre hidroxilação (DOPA), descarboxilação. 
NOREPINEFRINA hidroxilação da dopamina. 
EPINEFRINA metilação da norepinefrina. 
PEPTÍDEOS ocorre no corpo da célula e exige transcrição 
gênica e translação. O neuropeptídeo é processado no 
RE, enovelado no aparelho de Golgi e estocado em 
vesículas no terminal axonal para ser liberado na fenda 
sináptica. Vários são derivados da pre-
opiomelanocortina, responsáveis por mediar respostas 
sensoriais e emocionais. 
ENCEFÁLICAS analgésicos naturais, clivagem seletiva 
e splicing de três precursores resulta na produção de 
vários opioides (endorfinas, nociceptina e 
endomorfinas. 
ESTOCAGEM 
VESÍCULAS PEQUENAS livres ou ligadas a proteínas do 
citoesqueleto (actina). 
GRANDES contém pequenas moléculas neurotrans-
missoras, peptídeos e enzimas (síntese de 
norepinefrina). 
BIOGÊNESE DAS VESÍCULAS proteínas constituintes da 
membrana são sintetizadas no REG e carreadas em 
vesículas do complexo de Golgi para o terminal pré-
sináptico, mediante proteínas motoras (cinesina e 
dineína citoplasmática) ao longo de microtúbulos ou 
miosinas ao longo de filamentos de actina. 
LIBERAÇÃO 
ENTRADA DE CÁLCIO potencial de ação do nervo pré-
sináptico abre o canal de voltagem de Ca2+. 
MOBILIZAÇÃO DAS VESÍCULAS SINÁPTICAS Ca2+ ativa 
Ca2+ CAMquinases I e II. 
Ca2+ -CAMquinase II fosforila a proteína regulatória 
sinapsina, prevenindo que as vesículas se liguem a 
proteínas do citoesqueleto e aumentando a quantidade 
de vesículas livres. Vesículas entram na zona ativa no 
terminal pré-sináptico. 
CALMODULINA pode se ligar à sinapsina e impedir 
competitivamente sua interação com a actina. 
LIGAÇÃO DAS VESÍCULAS À MEMBRANA proteínas 
especializadas localizadas na membrana das vesículas, 
outra membrana pré-sináptica e algumas no citoplasma 
entre membranas. 
SINAPSINA regulação da atividade das vesículas. 
SINAPTOFISINA membrana da vesícula, contribui 
para a formação de um canal da vesicula para a 
membrana pré-sináptica, permitindo a liberação de NT. 
SINAPTOTAGMINA membrana da vesícula, interage 
via Ca2+, envolvida na fixação da vesícula à membrana. 
SINTAXINA membrana plasmática pré-sináptica, liga-
se à sinaptotagmina e medeia sua interação com os 
canais de Ca2+. 
SINAPTOBREVINA/VAMP membrana associada a 
vesícula, envolvida no transporte e exocitose. 
1 vertebrados e invertebrados, principal componente 
da membrana das vesículas sinápticas. 
2 isoforma mais abundante no cérebro de camundongo, 
amplamente distribuída. 
FUSÃO E EXOCITOSE 
RECICLAGEM DAS VESÍCULAS após a fusão das vesículas 
com membrana celular, se afasta e forma uma película 
de proteína clatrina que a separa da membrana pré-
sináptica. A seguir a película de clatrina é removida e 
ocorre reconstituição da vesícula. 
ATIVAÇÃO DOS RECEPTORES 
IONOTRÓPICOS comunicação direta e rápida, 
geralmente são constituídos por proteínas com 5 
subunidades embebidas na membrana celular. 
Síndrome miastenica de Lambert-Eaton autoimu-
ne, anticorpos atacam CaV em terminais pré-sináp-
ticos. Não ocorre entrada de Ca2+ e, consequente-
mente, não há mobilização de vesículas de Ach. 
Toxina botulínica atua localmente, bloqueando a 
liberação de neurotransmissores das vesículas. 
Liga-se a SV2 e sinaptobrevina e é internalizada por 
endocitose em vesículas cobertas com clatrina. 
Cliva SNAP-25 (A) e rompe a cadeia da 
sinaptobrevina (B), interferindo na formação do 
complexo SNARE necessário para ancoragem e 
fusão das vesículas na zona ativa. 
Toxina tetânica transportada ao longo dos axônios 
até a medula espinal (cliva VAMP2, vesículas não 
conseguem se fundir à membrana neuronal), onde 
inibe terminais interneurônios glicinérgicos, como 
resultado não ocorre regulação da inibição por 
feedback, resultando na superexcitação do 
neurônio e contração muscular. 
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METABOTRÓPICOS canal direto com ação lenta, 
composto por proteína transmembrânica conectada a 
uma proteína G, variedade de sinais intracelulares. 
INATIVAÇÃO 
PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS presentes na 
membrana pré-sináptica, transportam neurotransmis-
sores de volta para a célula pré-sináptica onde será 
novamente estocada ou sofrerá reação enzimática. 
DIFUSÃO neuropeptídios se difundem rapidamente no 
meio circulante, se afastando dos receptores. 
INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA