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1 Helano Brilhante – Med79 - UFGC 1 Farmacologia – Sistema Nervoso Central 1. Introdução ▪ Basicamente, o SNC é subdividido em encéfalo e em medula espinhal. ▪ Encéfalo – Dividido em CEREBRO (TELENCEFALO +DIENCEFALO), em CEREBELO e em TRONCO ENCEFALICO (MESENCEFALO + PONTE + BULBO). ▪ Neurônio – Constitui a unidade básica do sistema nervoso, ou seja, é a celular base desse sistema. Apresenta como principal função a reação a estímulos e a promoção da propagação de respostas para outros neurônios e para outras partes do organismo. ▪ Os neurônios são formados por dendritos, que captam o estimulo, pelo corpo celular, que processa esse estimulo e pelos axônios, que propagam o potencial de ação responsivo. 2 Helano Brilhante – Med79 - UFGC 2 ▪ Agora, vejamos como ocorre o processo de comunicação entre os neurônios, ou seja, como a informação é processada e transmitida até a execução do comando especifico pelo tecido alvo. ▪ De modo geral, pode-se afirmar que a comunicação no interior do neurônio, ou seja, a transmissão do potencial de ação, ocorre por meio de estímulos elétricos, enquanto a comunicação entre dois neurônios distintos ocorre por meio de neurotransmissores. ▪ Antes de analisarmos cada um desses processo, vamos relembrar um pouco de fisiologia das membranas celulares. ▪ Potencial de Ação – Processo que envolve alterações nas cargas elétricas celulares, especificamente uma despolarização, conduzindo a uma excitação celular. Basicamente, é o potencial de ação que permite a uma célula, nesse caso, o neurônio, a execução de sua função. ▪ Para que ocorra o potencial de ação, por sua vez, é necessário que, inicialmente, haja entrada de cargas positivas no interior celular, conduzindo ao processo de despolarização, como mostrado no gráfico acima. ▪ Esses íons, em geral, são Na+, que entram pela ação da bomba de sódio potássio, ou íons Ca2+, que entram por proteínas de membrana. ▪ Obs.: Lembre-se que na atuação da bomba de sódio potássio, tem-se a entrada de 3 íons sódio e a saída de 2 íons potássio. ▪ Repare bem, o que ocorre, em suma, é que o interior celular, antes negativo, torna-se positivo, enquanto o 3 Helano Brilhante – Med79 - UFGC 3 exterior, antes positivo, torna-se negativo. Daí o nome “despolarização”. ▪ Uma vez que muitos canais de sódio e de cálcio se abrem ao mesmo tempo, o potencial de ação é atingido e, somente assim, o impulso nervoso consegue ser propagado por toda a extensão do axônio, até atingir a fenda sináptica, onde haverá a liberação de neurotransmissores. 2. Neurotransmissores do SNC a) Glutamato ▪ Sintetizado a partir do ALFA-CETO-GLUTARATO, oriundo do Ciclo de Krebs, por meio da enzima GABA-TRANSAMINASE. ▪ Consiste em um neurotransmissor excitatório, sintetizado nos chamados NEURONIOS GLUTAMATÉRGICOS. ▪ O glutamato configura um neurotransmissor excitatório, sendo os seus principais receptores: i. NMDA – Canais de Ca2+ e de K+ residentes no hipocampo, na medula e no córtex cerebral. Atuam elevando a entrada de cálcio, ou seja, promovendo a despolarização. Um ponto importante acerca desse tipo de receptor é a demanda pela presença do aminoácido glicina para seu funcionamento. ii. AMPA – Canais de Na+ e de K+ residentes no hipocampo e no córtex cerebral. Atuam elevando o influxo de sódio e de cálcio, bem como o efluxo de potássio (hiperpolarização). 4 Helano Brilhante – Med79 - UFGC 4 iii. Cainato – Canais de Na+ e de K+ residentes no hipocampo e no cerebelo. Atuam elevando o influxo de sódio e o efluxo de potássio, ou seja, promovendo a despolarização. iv. Receptores Metabotrópicos (proteína G) – Residentes no hipocampo, no neocórtex e no cerebelo. Esse tipo de receptor, por sua vez, pode ser subdividido em 3 subgrupos. Vejamos: ➢ Subgrupo I – Promovem a despolarização por meio da ativação da ADENILATO-CICLASE e da FOFOSLIPASE C (PLC). ➢ Subgrupo II e Subgrupo III – Promovem a hiperpolarização por meio da inibição da ADENILATO-CICLASE, da inibição do influxo de cálcio e da promoção do efluxo de potássio. 5 Helano Brilhante – Med79 - UFGC 5 b) GABA ▪ Sintetizado a partir do GLUTAMATO por meio de um processo de descarboxilação, realizado pela enzima GLUTAMATO-DESCARBOXILASE. ▪ Ao contrário do glutamato, o GABA configura um neurotransmissor do tipo INIBITORIO. ▪ Em relação aos seus receptores, o GABA apresenta tipos ionotrópicos e tipos metabotrópicos. Vejamos: i. GABA A – Receptor ionotrópico pentamérico, localizados na membrana plasmática do neurônio. Note que esse receptor apresenta canal de cloreto em sua superfície, de modo que, a partir da ligação do GABA, tem-se facilitação da abertura de tal canal, bem como a maior entrada do ânion cloreto, promovendo, assim, hiperpolarização celular, ou seja, a diminuição de sua atividade. Além disso, é importante destacar a presença de outros sítios, como o dos benzodiazepínicos, nos quais os fármacos dessa classe se ligam, promovendo, assim como o GABA, elevação da atividade dos canais de cloreto e, por conseguinte, hiperpolarização do neurônio. 6 Helano Brilhante – Med79 - UFGC 6 ii. GABA B – Receptores do tipo metabotrópicos, ou seja, ligados à proteína G. Após sua ligação, tem-se o aumento do efluxo de potássio, bem como o fechamento dos canais de cálcio, promovendo, assim, processo de hiperpolarização celular. Além disso, também pode ser verificada a inativação da FOSFOLIPASE C, o que corrobora o processo de diminuição da atividade celular. ▪ Em relação a esse neurotransmissor e a seus receptores, faz-se imprescindível a notação de suas aplicações farmacológicas, especialmente em situações que demandam relaxamento e determinado grau de rebaixamento da consciência. Por exemplo, em casos de ansiedade patológica ou em crises convulsivas, tem-se o uso de fármacos capazes de modular a atividade dos receptores 7 Helano Brilhante – Med79 - UFGC 7 gabaérgicos, a exemplo de benzodiazepínicos e de barbitúricos. 8 Helano Brilhante – Med79 - UFGC 8 c) Acetilcolina ▪ Produzida a partir da COLINA em união com a ACETIL-COA por ação da enzima ACETIL-COLINA-TRANSFERASE, sendo transferida para armazenamento em vesículas sinápticas e posterior liberação mediante despolarização de membrana, via influxo de cálcio. ▪ Lembre-se que a acetilcolina também é um neurotransmissor do sistema nervoso autônomo. ▪ Em relação a seus receptores, a acetilcolina apresenta receptores do tipo muscarínicos e receptores do tipo nicotínicos, podendo ser pré ou pós sinápticos. Vejamos: i. Receptor M1 – Presente no SNC, desempenhando funções não totalmente elucidadas, mas, em princípio, excitatórias e relacionadas à atenção, ao despertar e à analgesia. O mecanismo de atuação desse receptor ocorre via proteína Gq. ii. Receptor M4 – Presente no SNC, desempenha funções inibitórias, a exemplo da hiperpolarização de membrana. O mecanismo de atuação consiste na inibição da atuação colinérgica, bem como no efluxo de potássio. iii. Receptor M5 – Presente no SNC, desemprenha funções excitatórias. Seu mecanismo e suas respostas são semelhantes àquelas descritas em M1. iv. Receptor Nn – Presente no SNC, desempenhando funções excitatórias semelhantes às descritas em M1. 9 Helano Brilhante – Med79 - UFGC 9 ▪ Outro ponto de destaque em relação à acetilcolina são as suas vias de distribuição ao longo do SNC. Note-se que tais vias, que nascem de núcleos específicos, configuram a localização dos principais neurônios responsáveis pela síntese desse neurotransmissor. Vejamos: i. Núcleo Tegmental Pedunculopontino – A partir desse núcleo, a acetilcolina será liberada principalmente para regiões do diencéfalo.ii. Núcleo Basal – A partir desse núcleo, a acetilcolina será liberada para a região cortical. iii. Núcleo Septal Medial – A partir desse núcleo, a acetilcolina será produzida e liberada no próprio diencéfalo. ▪ Em relação a sua relevância farmacológica, faz-se possível o destaque de 3 tópicos principais, a saber o processo de aprendizado e de memória, a doença de Parkinson e a regulação da pressão arterial. d) Dopamina ▪ Neurotransmissor sintetizado a partir da tirosina, por meio da enzima TIROSINA HIDROXILASE, que converte tirosina em L-DOPA, e por meio da enzima L-AMINOACIDO AROMATICO DESCARBOXILASE, que converte DOPA em DOPAMINA. ▪ Lembre-se que a via supracitada é a mesma responsável pela síntese de NORADRENALINA, de modo que interferências farmacológicas na dopamina, por exemplo, podem afetar também a noradrenalina. ▪ A dopamina no SNC conta com algumas vias, as quais se responsabilizam por sua distribuição. Vejamos: i. Mesolímbica – Relacionada à comportamentos e às emoções, sendo sua hiperatividade relacionada a sintomas psicóticos positivos. ii. Mesocortical – Responsável pelas emoções e pelos comportamentos. iii. Nigroestriada – Responsável pela coordenação dos movimentos voluntários. iv. Tuberoinfundibular – Relacionada à secreção hormonal, especialmente a prolactina. 10 Helano Brilhante – Med79 - UFGC 10 ▪ No que tange aos receptores dopaminérgicos, tem-se sua divisão básica em duas grandes famílias, sendo D1 excitatória e D2 inibitória. Vejamos: i. Família D1 – Configura receptores do tipo metabotrópicos, os quais atuam por intermédio de proteína Gs, ou seja, aumentando os níveis de AMPc, promovendo excitação. No SNC, apresenta-se no ESTRIADO e no NEOCORTEX, como D1, e no HIPOCAMPO e no HIPOTALAMO como D5. ii. Família D2 – Configura receptores do tipo metabotrópicos, os quais atuam por meio de proteínas Gi, minorando os níveis de AMPc, promovendo o efluxo de potássio e, por conseguinte, acarretando hiperpolarização. No SNC, apresenta-se no ESTRIADO, na SUBSTANCIA NEGRA e na HIPOFISE como D2. No TUBERCULO OLFATORIO, no NÚCLEO ACUMBENS e no HIPOTALAMO como D3 e, por fim, no CORTEX FRONTAL, na MEDULA OBLONGA e no MESENCEFALO como D4. 11 Helano Brilhante – Med79 - UFGC 11 ▪ Em relação às importâncias farmacológicas da dopamina, pode-se elencar sua atuação na doença de Parkinson, a alteração de suas vias por antidepressivos e por psicoestimulantes, sua participação no controle da emese e da estimulação de alguns hormônios. e) Noradrenalina ▪ Produzida a partir da DOPAMINA pela ação da enzima DOPAMINA-BETA-HIDROXILASE. ▪ Veja, na medula da adrenal, existe uma outra importante enzima, a FENILETANOLAMINA-N-METILTRANSFERASE, responsável pela conversão da noradrenalina em ADRENALINA (EPINEFRINA). ▪ Em relação às vias noradrenérgicas, tem-se que elas se encontram bastante próximas às vias serotoninérgicas, por exemplo. De modo geral, tais vias se originam no núcleo LOCUS CERULEUS, de onde se dispersão, dirigindo- se principalmente rumo ao córtex cerebral. 12 Helano Brilhante – Med79 - UFGC 12 ▪ Em relação aos receptores noradrenérgicos residentes no SNC, tem-se a seguinte organização: i. Alfa 1 – Atuam na FOSFOLIPASE C, produzindo IP3 e DAG; ii. Alfa 2 – Receptores inibitórios pré sinápticos. Atuam inibindo a ADENILATO-CICLASE, logo, reduzindo os níveis de AMPc. iii. Beta 1 e Beta 2 – Receptores excitatórios, agem na ADENILATO-CICLASE, elevando os níveis de AMPc. ▪ No que tange às implicações farmacológicas da noradrenalina, pode-se citar o controle da PA, o controle do estado de humor, o ciclo sono/vigília e o estado de estresse do indivíduo. f) Serotonina ▪ Oriunda do aminoácido TRIPTOFANO, que sofre ação da enzima TRIPTOFANO-HIDROXILASE, sendo convertido em 5- HIDROXITRIPTOFANO, o qual sofre ação de outra enzima, a L-AMINOACIDO AROMATICO DESCARBOXILASE, sendo convertido em 5-HIDROXITRIPTAMINA (SEROTONINA ou 5HT). ▪ Em relação às vias serotoninérgicas no SNC, note-se que elas apresentam uma colocalização com as vias 13 Helano Brilhante – Med79 - UFGC 13 noradrenérgicas, sendo originadas no NÚCLEO DA RAFE e disseminada a várias regiões, desde diencéfalo até córtex cerebral, passando pelo cerebelo e pela medula espinal. ▪ No caso dos receptores serotoninérgicos, tem-se vários subtipos, os quais podem ser tanto excitatórios, quanto inibitórios. Vejamos: ▪ No tocante à importância farmacológica da serotonina, pode-se citar sua ação na modulação humoral, ou seja, antidepressiva, bem como a modulação de suas vias por fármacos antipsicóticos, antieméticos e ansiolíticos.
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