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Sabrina B NEUROTRANSMISSORES E RECEPTORES 1 Neurotransmissores e receptores Introdução Você sabia que há bilhões de neurônios —e trilhões de sinapses— no seu cérebro?. A maior parte de suas sinapses são sinapses químicas, isso significa que a informação é carregada por mensageiros químicos de um neurônio para o outro. Neurotransmissores convencionais e não convencionais Existem muitos tipos diferentes de neurotransmissores, e ainda estão sendo descobertos novos! Ao longo dos anos, a ideia do que um neurotransmissor faz exatamente tem mudado e se ampliado. Como a definição se expandiu, alguns neurotransmissores recentemente descobertos podem ser considerados como "não tradicionais" ou "não convencionais" (em relação a definições anteriores). Neurotransmissores convencionais Sabrina B NEUROTRANSMISSORES E RECEPTORES 2 Os mensageiros químicos que atuam como neurotransmissores convencionais compartilham certas características básicas. Eles são armazenados em vesículas sinápticas, são liberados quando Ca2+ entram no terminal axonal em resposta à um potencial de ação, e atuam ligando-se a receptores de membrana da célula pós-sináptica. Os neurotransmissores convencionais podem ser divididos em dois grupos principais: as pequenas moléculas neurotransmissoras e os neuropeptídeos. Pequenas moléculas neurotransmissoras As pequenas moléculas neurotransmissoras são (não surpreendentemente!) vários tipos de pequenas moléculas orgânicas. Elas incluem: Sabrina B NEUROTRANSMISSORES E RECEPTORES 3 • Os aminoácidos neurotransmissores glutamato, GABA (ácido γ-aminobutírico) e glicina. Todos são aminoácidos, embora o GABA não seja um aminoácido encontrado nas proteínas. Estruturas da glicina, ácido glutâmico e GABA. Todos são aminoácidos. • As aminas biogênicas dopamina, norepinefrina, epinefrina, serotonina e histamina que são sintetizadas a partir de aminoácidos precursores. Estrutura da dopamina • Os neurotransmissores purinérgicos ATP e adenosina, que são nucleotídeos e nucleosídeos. Sabrina B NEUROTRANSMISSORES E RECEPTORES 4 Estrutura de adenosina. • A acetilcolina, que não se encaixa em nenhuma das outras categorias estruturais, mas é um neurotransmissor fundamental nas junções neuromusculares (onde os nervos se conectam com os músculos), bem como em outras sinapses. Estruturas da acetilcolina. Neuropeptídeos Os neuropeptídeos são compostos por três ou mais aminoácidos e são maiores que as pequenas moléculas transmissoras. Existem neuropeptídeos muito diferentes. Eles incluem as endorfinas e encefalinas, que inibem a dor; a substância P, que transporta os sinais da dor; e o neuropeptídeo Y, que estimula a fome e pode prevenir convulsões. Sequência de aminoácidos da encefalina: N-Tyr-Gly- Gly-Phe-Met-C. Os efeitos do neurotransmissor dependem do seu receptor Sabrina B NEUROTRANSMISSORES E RECEPTORES 5 Alguns neurotransmissores são considerados "excitatórios," provocando a deflagração de um potencial de ação no neurônio alvo. Outros são considerados "inibitórios," dificultando a deflagração de algum potencial de ação no neurônio alvo. • O glutamato é o principal transmissor excitatório do sistema nervoso central. • O GABA é o principal neurotransmissor inibitório do cérebro dos vertebrados adultos. • A glicina é o principal neurotransmissor inibitório da medula espinhal. Contudo, "excitatório" e "inibitório" não são realmente dois compartimentos no qual podemos separar os neurotransmissores. Ao invés disso, um mesmo neurotransmissor pode, às vezes, possuir um efeito excitatório ou inibitório, dependendo do contexto. Como isso pode ocorrer? Ao que parece, não existe somente um tipo de receptor para cada neurotransmissor. Em vez disso, um determinado neurotransmissor pode usualmente se ligar e ativar múltiplos receptores proteicos diferentes. Se o efeito de um certo neurotransmissor será excitatório ou inibitório em determinada sinapse, dependerá de quais de seu(s) receptor(es) estão presentes na célula (alvo) pós-sináptica. Ex: acetilcolina. Sabrina B NEUROTRANSMISSORES E RECEPTORES 6 Tipos de receptores de neurotransmissores Os receptores proteicos que são ativados por neurotransmissores podem ser divididos em duas grandes classes: • Canais iônicos ativados por ligante: Esses receptores são canais iônicos proteicos transmembranares que se abrem diretamente em resposta a ligação do ligante. • Receptores Metabotrópicos: Esses receptores não são canais iônicos. A ligação do neurotransmissor ativa uma via de sinalização, que pode indiretamente abrir ou fechar canais (ou possuem algum outro efeito). Neurotransmissores convencionais e seus tipos de receptores Neurotransmissor Canal receptor de íons ativados por ligantes? Receptor Metabotrópico? Aminoácidos GABA Sim (inibitório) Sim Glutamato Sim (excitatório) Sim Sabrina B NEUROTRANSMISSORES E RECEPTORES 7 Neurotransmissor Canal receptor de íons ativados por ligantes? Receptor Metabotrópico? Glicina Sim (inibitório) Aminas Biogênicas Dopamina Sim Norepinefrina Sim Epinefrina Sim Serotonina Sim (excitatório) Sim Histamina Sim Purinérgicos Adenosina Sim ATP Sim (excitatório) Sim Acetilcolina Sim (excitatório) Sim Neuropeptídeos (muitos) Sim Sabrina B NEUROTRANSMISSORES E RECEPTORES 8 Neurotransmissores não convencionais Todos os neurotransmissores que discutimos até agora podem ser considerados neurotransmissores "convencionais". Recentemente, várias classes de neurotransmissores que foram identificadas não seguem todas as regras usuais. Estes são considerados neurotransmissores "não convencionais" ou "não tradicionais". Duas classes de transmissores não convencionais: endocanabinoides e os neurotransmissores gasosos. Estas moléculas são não convencionais, pois não são armazenadas em vesículas sinápticas e talvez possam transmitir mensagens do neurônio pós-sináptico para o neurônio pré-sináptico. Além disso, ao invés de interagir com receptores da membrana plasmática de suas células-alvo, os neurotransmissores gasosos podem atravessar a membrana celular e agir diretamente nas moléculas dentro da célula. Outros transmissores não convencionais serão provavelmente descobertos à medida que aprendemos mais sobre como os neurônios funcionam. Com a descoberta desses novos mensageiros químicos, talvez tenhamos que mudar ainda mais nossa concepção do que significa ser um neurotransmissor. Referências: KhanAcademy/Mundo Uol Educação/e-aulas USP
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