7/28/2019 Neurocincia_03 Mensageiros Qumicos

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Os potenciais de aco so transmitidos ao longo dosaxnios at regies especializadas, designadas sinapses,onde os axnios contactam com as dendrites de outrosneurnios. As sinapses so constitudas por um terminalpr-sinptico separado, por uma pequena fenda, dacomponente ps-sinptica que se localiza numa espinhadendrtica. Normalmente, as correntes elctricasresponsveis pela propagao do potencial de aco aolongo do axnio no conseguem atravessar o espao entreas componentes pr-sinptica e ps-sinptica. Atransmisso do sinal, atravs deste espao, realizada pormensageiros qumicos chamados neurotransmissores.

Transmissores qumicos,acumulados em sacos esfricos, solibertados para as junes sinpticas

Armazenamento e libertaoOs neurotransmissores so armazenados nos terminais dosaxnios, em pequenos sacos esfricos designados vesculassinpticas. Existem vesculas de armazenamento e outras

vesculas prximas da membrana prontas a libertar osneurotransmissores. A chegada de um potencial de aco induza abertura de canais inicos que permitem a entrada de clcio(Ca2+). Esta aco leva activao de enzimas que actuam numconjunto de protenas pr-sinpticas com nomes exticos taiscomo snare, tagmin e brevin nomes realmente bonscomo exemplo desta aventura cientfica. Os neurocientistas srecentemente descobriram que estas protenas pr-sinpticas somuito dinmicas, modificando umas protenas e ligando-se aoutras. Estes processos induzem a fuso das vesculas sinpticascom a membrana, abrindo o seu interior para o espao sinpticoe, assim, libertam os mensageiros qumicos para fora doterminal nervoso.

Os mensageiros libertados difundem num pequeno espao de 20

nanmetros, que se chama fenda sinptica. As vesculassinpticas voltam sua forma quando as membranas so denovo reintroduzidas no interior do terminal nervoso. Depois denovamente formadas, as vesculas sinpticas so carregadascom neurotransmissor de modo a serem posteriormente usadasna neurotransmisso, num ciclo contnuo de reciclagem. Assimque o mensageiro atinge a estrutura ps-sinptica, um processoque ocorre muito rapidamente menos do que um milissegundo interage com estruturas moleculares especializadas,designadas receptores, na membrana do neurnio seguinte. Asclulas da glia esto sempre de guarda fenda sinptica.

Algumas destas clulas possuem micro-aspiradores,sempre prontos a remover os neurotransmissores - ostransportadores. O papel destes transportadores o deremover eficientemente o transmissor da fenda sinptica.Assim, o mensageiro qumico retirado da fenda sinpticaantes da chegada do prximo potencial de aco. Nesteprocesso nada perdido de seguida as clulas da gliaalteram o transmissor e devolvem-no aos neurnios para serde novo acumulado em vesculas sinpticas do terminalnervoso, que so armazenadas at utilizao futura. Osneurotransmissores no so removidos da sinapse s atravsdo trabalho de limpeza das clulas da glia. Por vezes, estesso bombeados de volta ao interior do terminal nervoso.

Noutros casos, os neurotransmissores so degradados poroutras molculas existentes na fenda sinptica.

Mensageiros que abrem canais inicosA interaco entre os neurotransmissores e os receptoresocorre por um processo do tipo chave e fechadura. Aligao do transmissor (a chave) com os receptores (afechadura) causa geralmente a abertura de um canal inico;estes receptores designam-se receptores ionotrpicos(consultar figura). Se o canal inico permite a entrada de iespositivos (Na+ ou Ca2+) o influxo de corrente positiva leva aexcitao. Isto produz uma oscilao no potencial demembrana designado potencial ps-sinptico excitatrio(EPSP). Normalmente, um neurnio recebe um elevadonmero de sinapses e, em qualquer momento, algumas estoactivas e outras inactivas. Quando o somatrio destes EPSPsatinge o limiar de disparo de um impulso, gera-se um novopotencial de aco que se propaga ao longo do axnio doneurnio, como foi descrito no captulo anterior.

Receptores ionotrpicos (esquerda) tm um canal atravs do qualpassam ies (como o Na+ e K+). O canal constitudo por cincosubunidades organizadas em crculo. Os receptores metabotrpicos(direita) no possuem canais, mas esto ligados a protenas G nolado interior da membrana celular que responsvel por passar a

mensagem ao interior da clula.

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Receptor

Receptor

Transmissor

(ligando)

TransmissorProteina G

Segundo

MensageiroEfector

Extracelular

Membrana plasmtica

Intracelular

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O principal neurotransmissor excitatrio no crebro oglutamato. Para que haja um controlo eficiente da actividadenervosa indispensvel que a actividade excitatria de algunsneurnios seja acompanhada pela supresso da actividadenoutros neurnios. Esta aco depende da inibio. Nassinapses inibitrias, a activao de receptores leva aberturade canais inicos que permitem o influxo de ies carregadosnegativamente e consequente alterao do potencial demembrana, designado potencial ps-sinptico inibitrio (IPSP)(consultar a Figura). Este efeito contraria as aces da

despolarizao, e assim torna mais difcil a gerao de umpotencial de aco no corpo celular do neurnio. Existem doisneurotransmissores inibitrios principais o GABA e aglicina.

A transmisso sinptica um processo bastante rpido: otempo dispendido desde a chegada de um potencial de aco sinapse at gerao de um EPSP no neurnio seguinte muito curto - 1/1000 de um segundo. Diferentes neurnios tmque sincronizar a libertao de glutamato em neurnios alvo,aproveitando a pequena oportunidade em que os EPSPs sepodem converter num novo impulso. De igual modo, ainibio tem que operar dentro do mesmo intervalo de tempo,para exercer uma aco inibitria eficiente.

O potencial sinptico excitatrio (EPSP) uma mudanano potencial de membrana de -70 mV at um valorprximo de 0 mV. Um potencial sinptico inibitrio(IPSP) resulta em efeito oposto.

Mensageiros moduladoresA procura de novos neurotransmissores excitatrios einibitrios revelou a existncia de um grande nmero de outrosagentes qumicos libertados pelos neurnios. Muitos destesagentes influenciam mecanismos neuronais atravs da suainteraco com protenas localizadas nas membranas dosneurnios - receptores metabotrpicos. Estes receptores nopossuem canais inicos, no esto exclusivamente localizadosna regio da sinapse e, ainda de modo mais distinto, no geram

potenciais de aco. Estes receptores so vistos hoje em diacomo receptores envolvidos na regulao ou modulao dosdiversos processos intracelulares. Assim, a aco desencadeadapelos receptores metabotrpicos designadaneuromodulao.

Os receptores metabotrpicos so normalmente encontradosem complexos de protenas que ligam funcionalmente oexterior com o interior da clula e, uma vez activados, afectamo metabolismo celular atravs de enzimas. Quando umreceptor metabotrpico reconhece e liga um neurotransmissorprovoca a activao colectiva de enzimas associadas membrana, incluindo molculas de sinalizao como asprotenas G. A ligao de um transmissor a um local dereconhecimento do tipo metabotrpico pode ser comparada aco iniciada por uma chave de ignio do automvel. Noabre a porta a ies, na membrana, tal como fazem os

receptores ionotrpicos, mas induz a rpida formao desegundos mensageiros, e desencadeia uma sequncia deacontecimentos bioqumicos(consultar a Figura).Amaquinaria metablica do neurnio inicia o trabalho erapidamente desligada. Os efeitos da neuromodulaoincluem modificaes em canais inicos, receptores,transportadores e at na expresso de genes. Estasmodificaes ocorrem mais lentamente e so maisduradouras do que as modificaes desencadeadas pelostransmissores excitatrios e inibitrios e, alm disso, as

modificaes produzidas tm impacto em locais distantes dasinapse. Apesar de no iniciarem potenciais de aco, osreceptores metabotrpicos tm efeitos profundos no trfegodo impulso atravs de redes neuronais.

Identificando os mensageirosEntre os diversos mensageiros que actuam em receptoresassociados a protenas G encontram-se a acetilcolina, dopaminae noradrenalina. Os neurnios que libertam estesneurotransmissores exercem diversos efeitos nas clulas alvo, etm, alm disso, uma organizao anatmica admirvel, j que,sendo em pequeno nmero, os seus axnios distribuem-selargamente por todo o crebro (consultar a Figura). Existemsomente cerca de 1600 neurnios noradrenrgicos no crebro

humano, mas enviam axnios para todas as partes do crebro eda medula espinhal. Estes transmissores com propriedadesneuromoduladoras no enviam informao sensorial fina, masajustam o funcionamento de conjuntos neuronais optimizando asua actividade e funo.

A noradrenalina libertada em resposta a modificaes nomeio e em resposta a stress, e ajuda o indivduo a organizarrespostas complexas a estes desafios. A resposta do organismoao stress envolve, por vezes, conjuntos diversos de redesneuronais. A dopamina est associada a diversas condiesinterpretadas de modo gratificante para o organismo(consultar captulo 4). Em contraste, a acetilcolinadesempenha um papel duplo, actuando em receptoresionotrpicos e metabotrpicos. A acetilcolina foi o primeiro

neurotransmissor a ser descoberto. Usa mecanismos inicosna sinalizao da juno de neurnios motores com fibras demsculo estriado. No entanto, tambm pode funcionar comoneuromodulador: isto acontece, por exemplo, quando nosconcentramos em algo afinando a actividade de neurniosno crebro de modo a concentrar toda a energia na informaorelevante.

As clulas com noradrenalina esto localizadas nolocus coeruleus (LC). Os axnios destas clulasdistribuem-se atravs do mesencfalo, hipotlamo(Hipot), cerebelo (C) e crtex cerebral.

Um excelente local de internet sobre a sinapse em: http://synapses.mcg.edu/index.asp8

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