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NEUROTRANSMISSORES As células nervosas se comunicam entre si e com os tecidos secretando “mensageiros químicos”, os neurotransmissores. NEUROTRANSMISSORES SÃO MOLÉCULAS QUE AGEM COMO SINAIS QUÍMICOS ENTRE CÉLULAS NERVOSAS Definição: Para ser considerado um neurotransmissor, a molécula tem que preencher os requisitos: 1 – Ser sintetizada no interior do neurônio. 2 – Ser armazenada dentro da terminação nervosa antes da liberação (vesículas). 3 – A liberação ocorre em resposta a um estímulo (na fenda sináptica). 4 – Devem interagir com um receptor (pré e pós sináptico). 5 – Existem mecanismos para interromper ou inativar sua atividade (recaptação e metabolização). Outras substâncias que não se enquadram nesse critério, são denominadas “neuromoduladores”, como o óxido nítrico (NO), adenosina, neuroesteróides, etc. Portanto: Neuromoduladores: São substâncias que atum junto com os neurotransmissores, normalmente parácrinos, aumentando (sinergia) ou diminuindo suas funções. Por exemplo: ATP-Na, CCK- Dopamina 2. Neurohormônios: Substâncias secretadas por um neurônio que atinge diretamente a circulação sanguínea 2. Classificação dos Neurotransmissores: Com base em sua semelhança química, os neurotransmissores são divididos em cinco grupos: 1 – Aminas (acetilcolina) 2 – Aminoácidos (norepinefrina, epinefrina, dopamina, 5-HT) 3 – Purinas (ATP, adenosina) 4 – Gases (óxido nítrico) 5 – Peptídeos (endorfina, traquicininas) OUTRAS INFORMAÇÕES: • Um nervo pode conter diversos neurotransmissores. • Uma atividade funcional específica pode caracterizar um tipo de neurotransmissão. • Pode haver mais de um transmissor em uma vesícula (p. ex.: trifosfato de adenosina e norepinefrina em nervos simpáticos). • Os dois principais neurotransmissores do SNA são a acetilcolina e noradrenalina. • Outros transmissores podem ser chamados de NANC (não adrenérgico não colinérgico). Neurotransmissão: A neurotransmissão esta diretamente relacionada com o potencial de ação. A liberação do neurotransmissor na fenda sináptica depende da despolarização do neurônio, assim como a ação do neurotransmissor no receptor, que interfere no potencial de repouso da célula, podendo despolarizar essa membrana (potencial de ação) como hiperpolarizar a membrana (deixar o limiar de membrana mais distante do potencial de ação). Revisão potencial de ação: O potencial de ação e causado por alterações nos fluxos de íons através da membrana das células. A diferença de potencial da célula é repouso é de poucos milivolts, sendo o lado interno da célula mais negativo. Esse lado mais negativo ocorre por um desequilíbrio iônico, onde a concentração de potássio dentro da célula e maior do que fora, e o oposto ocorre com o sódio, diferença mantida pela bomba de sódio-potássio ATPase (Sai 3 sódios e entra 2 potássios). As membranas das células em repouso são permeáveis ao potássio por apresentarem canais de potássio voltagem dependente (de vazamento). Uma mudança que traga o potencial de repouso para zero é conhecida como despolarização, enquanto o oposto, que aumente o potencial negativo dentro da célula, é chamada de hiperpolarização. Liberação dos neurotransmissores: Os neurotransmissores são liberados na sinapse, a partir das vesículas, na membrana sináptica, da seguinte maneira: 1- No estado de repouso, as vesículas estão juntas aos microtúbulos. 2- Quando um potencial de ação chega ao final do axônio, abrem-se os canais de cálcio. A entrada de cálcio é fundamental para a mobilização das vesículas. 3- As vesículas se movem em direção à membrana do axônio terminal e se ligam a um complexo de proteínas de ancoragem. 4- O neurotransmissor é liberado por exocitose. 5- As vesículas são recicladas. A quantidade de vesículas que será liberada depende do local. Na junção neuromuscular, por exemplo, é liberada grande quantidade de vesículas com um único impulso. Já nas sinapses entre neurônios, é liberada uma quantidade muito menor, dependendo da soma dos estímulos que vão atingir o limiar, proporcionando um controle mais fino das respostas. Receptores: Os neurotransmissores ao se ligarem ao receptor na célula pós-sináptica causam direta ou indiretamente a mudança no fluxo de íons através da membrana. Temos: Receptores ionotrópicos (canais iônicos): • Controlam diretamente a abertura de um canal iônico. • Contém um canal iônico dentro de sua estrutura. • São proteínas transmembrana com várias subunidades (geralmente 5). • Quando o neurotransmissor se acopla ao receptor, ocorre uma mudança estrutural que permite a passagem do íons por seu interior. • Ex: Receptor nicotínico de ACh, alguns receptores de glutamato e GABA. • O receptor nicotínico é inespecífico para sódio e potássio. (despolariza) • O receptor de GABA é um canal de cloreto. (hiperpolariza) Receptores metabotrópicos: • Atuam através de segundo mensageiro, que ira controlar a abertura dos canais iônicos. • Todos os receptores metabotrópicos estão acoplados a uma proteína G (via de segundo mensageiro). • Atua de modo mais lento que os ionotrópicos. • Possuem 7 regiões transmembrana, estando acoplados à adenilato ciclase, alterando a produção de monofosfato cíclico de adenosina (cAMP), ou à via dos fosfaditilinositol, quealtera o fluxo de cálcio. • Os canais iônicos, que estão separados desse receptor, são normalmente modificados pela fosforilação. • Ex: receptor β-adrenergico (responde à norepinefrina e epinefrina) causa aumento do cAMP, que estimula uma quinase a fosforilar e ativar os canais de cálcio. Alguns receptores muscarínicos para ACh fazem o mesmo para o canal de potássio. Regulação dos Neurotransmissores: Após sua ação, os neurotransmissores devem ser removidos do espaço sináptico, e essa remoção pode ocorrer por vários mecanismos, por exemplo: • Difusão simples: principal mecanismo para remover neuropeptídios. • Ação de Enzimas: por exemplo a Acetilcolinesterase que cliva a ACh. • Reabsorção pelo neurônio pré-sináptico: catecolaminas e aminoácidos. Interferir nesse processo pode ter consequências úteis, e é utilizado com fins terapêuticos. A concentração dos neurotransmissores então pode ser manipulada por esse meio. As concentrações podem ser alteradas por: • Mudança na velocidade de síntese. • Alteração na velocidade de liberação na sinapse. • Bloqueio na captação. • Bloqueio na degradação. Mudanças em longo prazo podem ocorrer no número de receptores (aumento), como forma de adaptação em longo prazo, em situações como administração de drogas. Classes de Neurotransmissores: A – Aminoácidos • Presentes em grande quantidade devido às suas funções metabólicas. • Por muito tempo não se sabia que atuavam como neurotransmissores. Glutamato • É o mais importante neurotransmissor excitatório. • Atua nos dois tipos receptores (ionotrópicos e metabotrópicos) • Receptor de glutamato NMDA (N-metil-D-aspartato) é importante para esse neurotransmissor. • É reciclado por transportares de alta afinidade (presentes no neurônio e nas células da glia) que o convertem em glutamina, que se difunde então de volta ao neurônio. • É regenerado em glutamato novamente pela ação da glutaminase mitocondrial do neurônio. Classes de Neurotransmissores: A- Aminoácidos Presentes em grande quantidade devido às suas funções metabólicas. Por muito tempo não se sabia que atuavam como neurotransmissores. Glutamato • É o mais importante neurotransmissor excitatório. • Atua nos dois tipos receptores (ionotrópicos e metabotrópicos) • Receptor de glutamato NMDA (N-metil-D-aspartato) é importante para esseneurotransmissor. • É reciclado por transportares de alta afinidade (presentes no neurônio e nas células da glia) que o convertem em glutamina, que se difunde então de volta ao neurônio. • É regenerado em glutamato novamente pelaação da glutaminase mitocondrial do neurônio. O receptor NMDA é clinicamente importante. Contém diversos sítios de ligação moduladores, e drogas podem afetar sua função. O magnésio por exemplo bloqueia fisiologicamente o canal em seu potencial de repouso. A concentração de glutamato aumenta após traumatimos, AVC, convulsões graves, demência, Parkinson e outras, devido à liberação de glutamato pelas células lesadas e por comprometer as vias de captação desse neurotransmissor. Isso porque o excesso de glutamato é tóxico para as células nervosas. Com o excesso de glutamato, o receptor NMDA é ativado é altas quantidades de cálcio entram na célula, causando morte celular. Também pode ocorrer absorção de sódio e consequente edema celular. Os receptores NMDA ativos também aumentam a produção de óxido nítrico, também tóxico em excesso. Ácido gama-aminobutírico (GABA) � É sintetizado a partir do glutamato, pela enzima glutamato descarboxilase. � É o principal transmissor inibitório do cérebro. � Possui dois receptores: GABAA (ionotrópico) e GABAB (metabotrópico). Como o receptor GABAA tem em sua estrutura derivada de várias famílias de genes que geram uma quantidade enorme de possíveis receptores, é alvo de muitas drogas, como os benzodiazepínicos, que se ligam a ele e potencialização a ação do GABA. Glicina � Encontrada principalmente nos interneurônios inibitórios da medula óssea. � O receptor de glicina é ionotrópico. Curiosidade: A Glicina bloqueia o impulso que trafegam por neurônios motores da medula para estimular músculos esqueléticos. A estricnina bloqueia o receptor para glicina, e os impulsos motores são transmitidos sem um controle negativo, resultando em rigidez e convulsões. Revisão: Hipocampo: Região do sistema límbico, considerada a sede da memória. B – Catecolaminas � São derivados do aminoácido tirosina. � Também são conhecidas como aminas biogênicas (por conter grupos amina) � São liberados por neurônios que possuem tuberosidades ao longo do axônio (em vez de um único terminal na extremidade). � O transmissor é liberado e difunde-se pelo espaço extracelular até encontrar um receptor, atingindo ampla área de tecido. � As catecolaminas são degradadas pela oxidação do grupo amina pela enzima monoamina oxidase (MAO) e pela metilação da catecolamina-O-metil transferase (COMT). Norepinefrina � Importante neurotransmissor do sistema simpático. � É o neurotransmissor dos nervos pós-ganglionares. � Responsável por diversas características da resposta de “fuga ou luta” (aumento da frequência cardíaca, sudorese, vasoconstrição periférica, broncodilatação, etc) � Também presente no SNC, alterando o estado de vigília e atenção. � Os receptores de ambos (norepinefrina e epinefrina) são os adrenoceptores, dividos em α e β e suas subcategorias (com base na farmacologia). � A norepinefrina é mais específica para receptores α. Epinefrina � Produzida pela medula da supla-renal, sob influencia de nervos que contém ACh, também está relacionada ao mecanismo de “fuga ou luta”. � É mais ativa que a norepinefrina no coração e pulmões. � Causa redirecionamento do fluxo de sangue da pele para os músculos esqueléticos. � Efeito estimulante sobre o metabolismo hepático do glicogênio. Curiosidade: as anfetaminas causam efeitos estimulantes semelhantes às catecolaminas, os β- bloqueadores, como o atenolol, são usados no tratamento da hipertensão e da angina na doença isquêmica do coração, por seus efeitos antagônicos aos das catecolaminas. Os α1-bloqueadores (prazosina) e α2-bloqueadores (clonidina) são úteis na hipertensão. Alguns receptores β são encontrados em locais específicos, os agonistas β2 como o salbutamol é um broncodilatador, e não tem ação no coração. Dopamina � É um neurotransmissor, mas também pode ser um intermediário na síntese de norepinefrina. � Principal transmissor que nos nervos que interconectam os núcleos dos gânglios basais do cérebro e que controlam o movimento voluntário. � Encontrada também no sistema límbico, envolvida nas respostas emocionais e memória. � Na periferia, causa vasodilação. � Sofre catabolismo como as demais catecolaminas, sendo o ácido homovanílico o principal metabólito. � São conhecidos cinco receptores de dopamina. D1 e D5 aumentam a produção de cAMP, e D2, D3 e D4 inibem. Curiosidade: Problemas com o sistema dopaminérgico estão relacionados com a esquizofrenia. Serotonina (5-hidroxitriptamina – 5-HT) � É um derivado do triptofano, que é convertido em 5-hidroxitriptofano e por último 5-HT. � Os neurônios serotoninérgicos estão localizados na porção superior do tronco cerebral (núcleos de Rafe) e se projetam para o córtex cerebral e medula. � São mais ativos na vigília do que no sono. � Relacionada com os comportamentos do estado vegetativo como alimentação,comportamento sexual e controle da temperatura. � Tem efeitos sobre o humor, sendo os inibidores de sua recaptação utilizados no tratamento da depressão. � Excesso de serotonina pode causar ataque de pânico. � Já foram encontrados mais de uma dúzia de receptores para serotonina, sendo a maior parte metabotropica. Ex: O Receptor 5-HT3 é ionotrópico e produz um sinal rápido no sistema entérico. � É um potente vasoconstritor, aumenta a motilidade do trato gastrointestinal. � Os enterocromafins do intestino também podem produzir serotonina. � A via de degradação segue a das catecolaminas e forma o ácido 5- hidroxiindolacético (5-HAAA). C – Acetilcolina � É o neurotransmissor do Sistema Nervoso Autônomo parassimpático e dos gânglios simpáticos. � Tem efeitos em geral opostos ao simpático, como broncoconstrição, diminuição da frequência cardíaca, estimulação da musculatura lisa intestinal. � Atua também nos neurônios motores, levando à contração muscular. � Sintetizada a partir da colina e degradada rapidamente pela enzima acetilcolinesterase e o produto dessa transformação recaptado pela célula nervosa. � São dois tipos de receptores para acetilcolina: nicotínico (ionotrópico) e muscarínico(metabotrópico). � Os receptores nicotínicos são encontrados em gânglios e na junção neuromuscular, que abre o canal iônico e permite a passagem de sódio e potássio, e tem ação rápida. � Os receptores muscarínicos estão presentes em maior quantidade, são encontrados principalmente nos músculos lisos e glândulas. D – Óxido Nítrico � Produzido a partir da arginina, em nervos autônomos e entéricos. � Tem várias funções, como o relaxamento da musculatura lisa vascular e intestinal e regulação da produção de energia pela mitocôndria. � Em excesso pode causar morte neuronal. � Por ser um gás, não fica armazenado em vesículas. E – Outras moléculas pequenas. ATP (trifosfato de adenosina) � O ATP fica armazenado em vesículas sinápticas de nervos simpáticos, junto com a Norepinefrina. � É responsável pelos potencias excitatórios rápidos no músculo liso. � Há receptores de adenosina em todo o cérebro e tecidos vasculares. � É inibitória no SNC. Histamina � É encontrada em pequeno número de neurônios, principalmente no hipotálamo. � Controla a liberação de hormônios hipofisários, o estado de vigília e a ingestão alimentar. � Os receptores de histamina presentes no sistema nervoso são os H1 e tendem a ser sedativos, os presentes no estômago H2. Fisiologia II – Neurotransmissores – Revisão 00 – março 2014 F – Peptídeos � Mais de 50 peptídeos já foram identificados como influenciadores das funções neurais. � Os receptores para peptídeos são metabotrópicos. � Não tem vias específicas de recaptação e degradação, sendo eliminado por difusão simples e posterior degradação por peptidases. � O VIP (peptídeo intestinal vasoativo) afeta a função intestinal, inibe a contração da musculatura lisa. Causa também vasodilatação em diversas glândulas secretórias e potencializa a estimulação por ACh. � Atuam também como neuromoduladores, alterandoa ação de outros transmissores. Peptídeos opióides � Os receptores para peptídeos opióides são ligantes endógenos dos analgésicos opióides. � Esses receptores são encontrados tanto na medula espinal como no cérebro. � Também afetam as vias cerebrais do prazer.
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