BIOELETROGÊNESE

A atividade biológica existe quando o indivíduo relaciona-se com o meio ambiente,  e obviamente para isto, ele deve ter seus sistemas funcionando adequadamente, pois só assim seu relacionamento com o meio será pleno em todos os sentidos. Quem comanda esta relação com o meio externo, que esta em constante alteração e mantém a harmonia do meio interno são: os sistemas nervoso e endócrino.

Sistema Nervoso

O Sistema nervoso (SN), responsável entre outras coisas pela percepção sensorial (recebe as informações do ambiente: visual, auditiva, tátil, olfativa, gustativa), processamento da informação (atenção, memória, praxia, gnosia, linguagem, reflexos, etc ...). e resposta motora (motricidade), exerce sua função através de reações químicas, físicas e elétricas. O mecanismo elétrico é estudado na bioeletrogênese.

Toda célula pode ser considerada, mesmo que grosseiramente, como sendo um compartimento com uma solução aquosa. Tal compartimento separa-se de um outro compartimento (extracelular), por meio de uma membrana plasmática semi-permeável, que permite a passagem de alguns elementos livremente (Na+, K+, C1-, ...), e impede a passagem de outros elementos (proteínas). A diferença de concentração dos diversos elementos intra e extracelulares faz-se presente em vista de um complicado sistema que os mantém aparentemente desequilibrados, e que assim permite a existência de um potencial elétrico. Na verdade tal potencial só existe devido a esta diferença relativa de cargas elétricas entre o meio intracelular e o meio extracelular, sendo o intracelular negativo em relação ao extracelular.

Sabemos que o sódio, potássio e magnésio são cátions pois carregam cargas definidas como positivas (+), já o cloreto e as proteínas são ânions pois carregam cargas negativas (-). Naturalmente a distribuição destes elementos no meio intra e extracelular tem de ser desigual, afim de manter o potencial elétrico, ou seja, afim de manter o meio intracelular eletricamente negativo quando comparado com o meio extracelular. Temos um gradiente de concentração maior no meio extracelular para o sódio e cloreto, e para o meio intracelular para o potássio e proteínas. Tais elementos, exceto às proteínas trafegam pela membrana através de canais iônicos mais ou menos específicos que permitem ou não a passagem destes elementos dependendo de suas características físicas e elétricas.

Potencial elétrico

O potencial elétrico que tem como medida o volt (V), corresponde a diferença de potencial entre dois pontos por onde flui uma corrente elétrica de 1 ampère através de uma resistência de 1 ohm (1ohm=1volt/ampère). A corrente elétrica é o fluxo de cargas entre dois pontos que tem cargas diferentes (ddp= diferença de potencial). A diferença de potencial entre o meio intra e extracelular deve-se a diferença de concentração de elementos que carregam consigo carga elétrica, como o sódio (+) e o cloreto (-) no meio extracelular, e o potássio (+) e as proteínas (-) no meio intracelular, estas (as proteínas), diga-se de passagem não conseguem sair do interior da célula pois a membrana semi-permeável não é permeável a elas.

A concentração iônica não se iguala dos dois lados da membrana apesar da busca incessante do equilíbrio eletroquímico devido a “um sistema translocador de cátions”ou também denominado de “sistema ATPásico, transportador ativo primário ou ainda bomba Na/K”, que gasta energia para manter este desequilíbrio de Na+ e K+. Não conhecemos com exatidão a intimidade de tal sistema, mas postula-se que uma enzima chamada ATPase, presente na membrana da célula, tenha dois estados funcionais. O primeiro, chamado de E1, o qual teria maior afinidade ao sódio e o segundo, chamado de E2, o qual teria maior afinidade ao potássio, E1 na presença de magnésio e ATP captaria 3 moléculas de Na do meio intracelular e quando este complexo assume uma conformação instável, o Na é liberado contra seu gradiente de concentração para o meio extracelular. E1 na ausência do  Na torna-se mais ávido pelo potássio e por ter este segundo estado funcional foi chamado de E2 e agora incorpora 2 moléculas de K+ captando-o do meio extracelular e quando tal complexo torna-se instável, o K+ é liberado contra um gradiente de concentração, mas agora no meio intracelular. Através de tal sistema, as células excitáveis, em particular os neurônios mantém uma diferença de potencial entre o meio intra e extracelular. Esta diferença é chamada de potencial de repouso e se deve a difusão dos íons atraves da membrana (Na+ e K+ principalmente) e a atividade da bomba de sódio (Na+).

Potencial de repouso da membrana

O potencial de repouso ou também chamado de potencial de membrana corresponde a diferença de potencial elétrico encontrado entre a face interna e externa da membrana plasmática semi-permeável. Tal membrana deve estar livre de nfluências (estímulos) externas e tal potencial deve ser estável e eletricamente negativo npo interior das células. Na verdade o potencial de repouso é um potencial de difusão de íons através de uma membrana plasmática semi-permeável, sendo que tal membrana funciona como um condensador que carrega-se e descarrega-se dependendo da cinética dos íons que levam consigo carga elétrica. Sendo assim, por exemplo, ao passar do meio intra para o extracelular, o potássio leva consigo carga positiva, carregando a face externa da membrana plasmática de carga positiva excedente. Chegamos então a conclusão de que quando um íon passa de um lado ao outro da membrana plasmática, ele modifica os dois meios (intra e extracelular ), pois de um ele“tira” carga elétrica e de outro ele “doa” carga elétrica.

Como podemos medir o potencial de repouso?

Basta inserirmos dois eletrodos interligados por voltímetro de alta sensibilidade, sendo um eletrodo inserido no meio intra e outro no meio extra celular. Haverá então passagem de corrente de um meio a outro (por motivos já apresentados) que modificará a posição do ponteiro que indicará a passagem de corrente (diferença de potencial), em medida de potencial (volt), em –70 mV. Está formado e mensurado o potencial de repouso.

Potencial de ação.

Um potencial de ação é uma alteração rápida do potencial de membrana, seguida por uma restauração do potencial de membrana que ocorre quando a despolarização da célula atinge seu limiar de ação. A forma do registro gráfico do potencial de ação difere muito de um tecido a outro, porém ele se propaga em um mesmo nervo ou músculo sempre com mesmo tamanho (potencial elétrico em mV), e com mesma forma. O potencial de ação é uma resposta muito maior, com uma inversão total da polaridade da membrana, sem decremento com a condução, portanto o potencial de ação não muda seja no tamanho ou enquanto vai propagando-se independente da intensidade do estímulo (Lei do tudo-ou-nada).

Resposta subliminar

Toda vez em que há alteração no potencial de membrana, mas que não é suficiente para alcançar o limiar de ação, dizemos que há um potencial local ou resposta subliminar. Esta resposta caracteriza-se pela propagação decrescente de um potencial até extinguir-se. Estímulos subliminares podem até desencadear um potencial de ação, caso alcancem o limiar.

Morfologia do registro de um potencial de ação?

O PA varia morfologicamente de tecido para tecido, sendo assim, o potencial de ação de uma célula cardíaca não tem a mesma forma que um potencial de ação de um neurônio.

De um modo geral, vamos considerar o motoneurônio: Todo o potencial de ação(PA), começa a partir do potencial de membrana (-70 mv). Segue uma fase ascendente (despolarização) que torna-se muito abrupta após alcançar o limiar de ação (-52mv), de onde o PA é deflagrado. Surge um pico (+ ou - + 20 mv), e uma fase descendente (repolarização). Depois o registro ultrapassa o potencial de membrana hiperpolarizando (- 100 mv), e volta ao potencial de membrana (-70 mv ).

Etapas de um potencial de ação?

Despolarização – Ocorre quando aumenta a condutância do Na na membrana. Cargas positivas vão entrar na célula elevando o seu potencial ate alcançar o limiar de ação (fase ascendente). Na verdade quando um estímulo atinge a célula todos os canais podem se abrir porém os canais de Na+ são mais rapidos do que os de K+.

Repolarização- Ocorre quando os canais de Na começam a fechar (chamamos de inativação dos canais de Na), e os de K estão alcançando a sua maior capacidade de condutância.

Hiperporalirização- Nesta fase os canais de K+ ainda estão bastante abertos e portanto o potencial desvia-se mais ainda no sentido do potencial de equilíbrio do K+ (para 105mv). Nesta fase o potencial de ação chega a –100mv graças a alta conduntância do K+ .

Propagação do potencial de ação.

A velocidade de condução do potencial de ação depende de vários fatores:

1-    Diâmetro da fibra nervosa:  Quanto maior o diâmetro da fibra, maior é a velocidade de condução do potencial.

2-    Mielina:  Fibras mielinizadas conduzem muito mais rapidamente que fibras não mielinizadas, visto que as fibras mielinizadas tem menor capacitância, portanto descarregam mais rapidamente, além do mais a resistência interna não se modifica.

3-    Temperatura:  Quanto maior a temperatura, maior é a “agitação” molecular, aumentando conseqüentemente o fluxo iônico e a velocidade de condução do potencial elétrico.

SINAPSE

Mecanismo de comunicação entre os neurônios e também entre o neurônio e os orgãos efetuadores.

Os neurônios estabelecem comunicações entre si por meio de estruturas denominadas sinapses nervosas e a comunicação entre neurônios e as células musculares ocorre através de junção neuromuscular.

As sinapses nervosas podem ser químicas ou elétricas

Sinapse química. Forma de comunicação dos neurônios com outros neurônios ou com as células efetuadoras por meio de mediadores químicos denominados neurotransmissores (NT). Os NT são sintetizados pelos próprios neurônios e armazenados dentro de vesículas. Essas vesículas concentram-se no terminal axônico e quando os impulsos nervosos chegam a esses terminais os NT são liberados por meio de exocitose. A membrana do terminal que libera os NT denomina-se membrana pré-sináptica e a imediatamente vizinha, membrana pós-sinaptica. Entre elas há um espaço em torno de 100-500A chamado fenda sináptica. A interação dos NT com a membrana pós-sinaptica é realizada por meio de receptores protéicos altamente específicos. Além dos NT, os neurônios sintetizam mediadores conhecidos como neuromoduladores cujo efeito é o modular (controlar, regular) a transmissão sináptica.

Sinapse elétrica. Comunicação nervosa que dispensa mediadores químicos; a neurotransmissâo é estabelecida através da passagem direta de íons por meio das junções abertas ou comunicantes (gap junctions). Os canais iônicos ficam acoplados e formas unidades funcionais denominadas conexinas. A transmissão da informação é

Sinapse química Sinapse elétrica

muito rápida, mas oferece quase nenhuma versatilidade quanto ao controle da neurotransmissão. São particularmente úteis nas vias reflexas rápidas e nas respostas sincrônicas de alguns neurônios do SNC. Durante a fase de desenvolvimento ontogenético do SN humano os neurônios possuem ambos os tipos de sinapses, mas depois predominam as neurotransmissões químicas.

MECANISMO DA NEUROTRANSMISSÃO QUÍMICA

Liberação dos NT

Com a chegada do PA no terminal (1), os canais de Ca++ voltagem dependentes abrem-se e ocorre a difusão de Ca++ para o interior do terminal (2). O aumento de Ca++ intracelular estimula a exocitose dos NT para a fenda sináptica (3, 4). Os NT ligam-se a receptores da membrana pós-sinaptica (5) e causam mudanças de permeabilidade iônica. O fluxo resultante de íons muda o potencial de membrana pós-sinaptico transitoriamente, causando uma resposta pós-sinaptica. (6) Os NT por outro lado, são inativados por enzimas específicas

Os NT causam alterações no potencial de membrana

Os NT liberados para a fenda difundem-se até a membrana pós-sináptica e ligam-se, reversivelmente, às moléculas receptoras. Essas moléculas são de natureza protéica e se ligam especificamente ao seu mediador químico promovendo eventos elétricos. Conforme o tipo de NT, a interação causa uma mudança na condutância iônica da membrana pós-sináptica e um fluxo resultante de íons que pode levar à uma despolarização (entrada de cátions) ou hiperpolarizaçâo (saída de cátions ou entrada de anions). Essas respostas elétricas da membrana pós-sináptica são chamadas de potenciais pós-sinápticos e propagam-se passivamente a distâncias bem curtas. O intervalo de tempo que corresponde a liberação do NT até o inicio do potencial sináptico (em torno de 0,5ms) chama-se retardo sináptico. Esse retardo pode variar conforme o tipo de receptor sináptico ativado.

A freqüência dos impulsos nervosos determina a quantidade de NT liberados

Em cada vesícula sináptica há centenas de moléculas de NT. Quando o impulso de um único PA chegar ao terminal, um certo número de vesículas é esvaziado. Se a freqüência dos PA aumentar, proporcionalmente, mais vesículas são liberadas, pois o aumento da atividade nervosa no terminal manterá os canais de Ca++ abertos por mais tempo. Por outro lado, se a freqüência dos PA se mantiver alta por muito tempo, poderá ocorrer falta de vesículas e a neurotransmissâo poderá falhar até que o estoque de NT seja reposto.

Como desativar a neurotransmissão?

Os NT (ou os neuromoduladores) exocitados não podem permanecer ligados aos receptores permanentemente. O sistema de recepção precisa voltar rapidamente ao seu estado de repouso, prontificando-se para receber novas mensagens. Há três maneiras de inativar os mediadores químicos: a) difusão lateral; b) degradação enzimática e c) recaptação pela membrana pré-sináptica via proteínas especificas de transporte (com consumo de ATP) e assistida pelos astrócitos. A acetilcolina é o único NT que não sofre recaptação.

Os neurônios possuem dois tipos de NT

Se o NT causar despolarização na membrana pós-sináptica, o NT e a sinapse são chamados de excitatórios. Mas, se causarem hiperpolarização são chamados de inibitórios. Há vários tipos de NT excitatórios e inibitórios.

O potencial pós-sináptico despolarizante é denominado potencial pós-sináptico excitatório (PEPS) e o hiperpolarizante, potencial pós-sináptico inibitório (PIPS). Os PEPS e PIPS são, portanto, alterações localizadas no potencial de membrana causadas por aberturas de canais iônicos dependentes de NT.

A figura ilustra o efeito do NT excitatório causando uma corrente de despolarização na membrana pós-sináptica (influxo de Na+) e de NT inibitórios, causando uma corrente de hiperpolarização

(influxo de Cl-).

Os PEPs e os PIPs são respostas elétricas de baixa voltagem e as respectivas amplitudes dependem da quantidade de NT. Os potenciais pós-sinápticos são eventos elétricos causados pela abertura de canais iônicos NT dependentes cuja amplitude é baixa mas variável. Já os PA são eventos elétricos do tipo tudo-ou-nada (amplitude e duração constantes) causados pela abertura de canais iônicos (Na e K) voltagem dependentes.

OS NT agem sobre dois tipos de receptores pós-sinápticos

Receptores ionotrópicos: possuem sítios de recepção para os NT localizados em

um canal iônico com comporta. Quando o NT se liga ao sítio receptor ocorre uma mudança de conformação espacial resultando na abertura (ou fechamento) de poro iônico.

Receptores metabotrópicos: são moléculas que possuem sítios para os NT, mas que não são canais iônicos. A formação do complexo NT-receptor inicia reações bioquímicas que culmina com a abertura indireta dos canais iônicos. Nesse caso o

receptor pós-sinaptico ativa uma proteína reguladora chamada proteína G que por sua vez, aciona uma outra proteína chamada efetuadora que efetivamente, poderá mudar a conformação de um canal iônico ou então, ativar uma enzima chave que modifica o metabolismo do neurônio pós-sinaptico. Esses tipos de receptores ativam uma reação em cascata e usam um segundo mensageiro (o primeiro é NT).

Assim, nas sinapses em que os NT agem diretamente sobre receptores ionotrópicos, a neurotransmissâo é bastante rápida e nas sinapses mediadas por receptores metabotrópicos a comunicação é mais demorada.

Propriedades das comunicações neurais

1) Facilitação. Quando o neurônio estimula o outro com uma freqüência elevada durante um certo intervalo de tempo, a membrana pós-sináptica passa a responder com maior amplitude a cada estímulo isolado. Em outras palavras, ela fica mais fácil de ser despolarizada até o seu limiar (torna-se mais excitável).

2) Fadiga sináptica. Se os estímulos de alta freqüência se prolongarem, a membrana pós-sinaptica apresenta fadiga, resultando na suspensão temporária da transmissão nervosa, devido ao esgotamento do NT e à inativação dos receptores pós-sinapticos.

3) Potenciação pós-tetânica. É uma forma de facilitação sináptica mais prolongada. Logo após a fadiga sináptica, a membrana pós-sinaptica se torna excessivamente sensível à estimulação. Supõe-se que o acúmulo de Ca++ dentro dos terminais pré-sinápticos facilite a liberação dos NT.

4) Potenciação em longo prazo (LTP). A potenciação pós-tetânica decai dentro de poucos minutos, mas em algumas sinapses centrais (como no hipocampo) o processo é mantido por longo tempo e parece estar associada à base da aprendizagem e memória. 5) Condução unidirecional. A condução dos impulsos nervosos através das sinapses se dá apenas unidirecionalmente, dos botões terminais para a membrana pós-sinaptica, nunca em sentido contrário, garantido o fluxo unidirecional das informações. Uma exceção é a ação de do neurotransmissor, NO que age do neurônio pós-sináptico para a o pré-sináptico.

Células marcapasso

No sistema nervoso, existem células que manifestam atividade elétrica espontânea. Uns descarregam-se ritmicamente e outros ao acaso. As células nervosas que regulam o ciclo respiratório possuem tais propriedades.

À esquerda, receptor ionotrópico. Á direita, receptor metabotrópico, mostrando dois sistema da proteína G: ação direta e via 2o mensageiro

NEUROTRANSMISSORES E NEUROMODULADORES

Um NT tem como características típicas:1. ser sintetizado pelos neurônios pré-sinápticos;2. ser armazenado dentro de vesículas e armazenados nos terminais axonicos;3. ser exocitado para a fenda sináptica com a chegada do PA; 4. possuir receptores pós-sinápticos cuja ativação causa potenciais pós-sináptico

(excitatórios ou inibitórios);5. uma vez purificado, mimetizar os mesmos efeitos fisiológicos.

Geralmente, um neurônio produz apenas um tipo de NT, excitatório ou inibitório. Não raro, entretanto, ele pode sintetizar e secretar dois tipos de mediadores químicos: um NT e outro neuromodulador. Esse último tem a função de regular o nível de excitabilidade da membrana pós-sinaptica.

Os NTs são sintetizados no próprio terminal, mas os neuromoduladores peptídicos são fabricados no corpo celular e armazenados em grânulos secretores que são transportados até o terminal. A ação dos neuromoduladores não é tipicamente a de causar potenciais de ação, mas de controlar ou regular o grau de excitabilidade da membrana pós-sinaptica, facilitando ou dificultando a deflagração dos PA nas zonas de gatilho.

Já vimos que os NT são inativados eficazmente pela combinação de vários mecanismos:

a) difusão: os NT difundem-se para fora da sinapse.b) inativação química por enzimas específicas presentes na sinapse.c) captação pré-sináptica.d) recaptação pelas células gliais (astrócitos).

CLASSES DE NEUROTRANSMISSORES E OS MECANISMOS DE AÇÃO

Vimos que os NT apresentam dois tipos de efeitos na membrana pós-sináptica: os excitatórios que causam despolarização e os inibitórios, hiperpolarizaçâo. Tanto um efeito quanto outro pode ser causado não só por um tipo exclusivo de NT, mas por vários tipos diferentes. Além disso, um mesmo NT possui não só um tipo de receptor pós-sináptico, mas vários subtipos. Todas essas características da neurotransmissâo química conferem às sinapses nervosas, uma enorme diversidade e plasticidade.

Biossíntese dos Neurotransmissores

Os NT são dos seguintes tipos químicos: aminoácidos, aminas, purinas, peptídeos e gases (Veja a lista de alguns NT na tabela).

Neurotransmissores Neuromoduladores

Aminoácidos Aminas Purinas Peptideos GasesAcido gama-amino-butirico (GABA)

Acetilcolina (ACh)

Adenosina Gastrina, CCK NO

Glutamato (Glu) Adrenalina ou Epinefrina

ATP Vasopressina, ocitocina

CO

Glicina (Gli) Dopamina InsulinaAspartato (Asp) Noradrenalina

NorepinefrinaNeuropetideo opioide

Serotonina (5HT)

Secretina, glucagon, VIPSubstancia P, Substancia K

Os NT são sintetizados a partir dos sistemas enzimáticos presentes nos terminais axônicos ou no corpo celular. Os aminoácidos, por exemplo, são sintetizados em todas as células a partir da glicose ou de proteínas decompostas. A única exceção é o GABA que é sintetizado a partir do glutamato por determinados neurônios. As aminas são todas sintetizadas no terminal sendo que a acetilcolina é sintetizada a partir da colina; a serotonina, a partir do triptofano e as catecolaminas (dopamina, adrenalina e noradrenalina), a partir da tirosina. Conhecer os passos da síntese dos NT é especialmente importante já que muitas doenças neurológicas e psiquiátricas estão associadas com falhas na síntese de NT. Por exemplo, os distúrbios na síntese de serotonina e noradrenalina causam quadros de depressão profunda.

É interessante observar que muitas outras células sintetizam essas substâncias que chamamos de NT; mas os neurônios são especialistas em armazenar e concentrar tais substâncias ou os seus percussores dentro de vesículas. Os neuromoduladores peptídicos são todos sintetizados no reticulo endoplasmático rugoso e armazenados em granulos secretores.

Princípios de Neurofarmacologia

Nosso organismo está exposto a várias substâncias tóxicas: venenos de origem animal ou vegetal metais pesados (mercúrio, chumbo e cromo) e a um monte de drogas sintéticas (fármacos). Várias substâncias são neurotóxicas e afetam especificamente a neurotransmissâo. O conhecimento básico de alguns princípios de neurofarmacologia nos serão muito úteis.

Acetil CoA

Transportador de colina

AChEColina + Acetato

Colina

ACh

Transportador de ACh

Receptorpós-

sinaptico

As substâncias exógenas que se ligam especificamente a um determinado receptor mimetizando fielmente os efeitos do NT natural são conhecidos como agonistas. Quando o contrário acontece, isto é quando o efeito natural é bloqueado, chamamos essas drogas de antagonistas.

Já vimos que um mesmo NT pode ter muitos subtipos de receptores pós-sinapticos. Por exemplo, a ACh possui dois subtipos: os receptores nicotínicos e os muscarínicos. Os receptores nicotínicos são ionotrópicos, são estimulados somente pela nicotina e estão presentes somente nas placas motoras das fibras musculares esqueléticas; já os receptores muscarínicos são metabotrópicos, são estimulados exclusivamente pela muscarina e estão restritos às fibras musculares lisas e cardíacas. Além da ação das drogas agonistas, esses receptores possuem também antagonistas específicos: o curare bloqueia apenas os receptores nicotínicos e a atropina, os receptores muscarinicos. Essas propriedades não deixam dúvidas de que os receptores colinérgicos são farmacológica e molecularmente diferentes. Isso pode tornar a compreensão da neurotransmissâo um pouco mais complicada, mas, por outro lado, quer dizer que se torna possível fabricar medicamentos bastante específicos que agem ou coração ou nas fibras musculares esqueléticas.

A tabela abaixo resume alguns subtipos de receptores e os respectivos NT:

Neurotransmissor Receptor Agonistas Antagonistas

Ach MuscarínicoNicotínico

MuscarinaNicotina

AtropinaCurare

Noradrenalina Receptor Receptor

FenilefrinaIsoproterenol

FenoxibenzoaminaPropanolol

Glutamato AMPANMDA

AMPANMDA

CNQXAP5

GABA GABAA

GABAB

MuscimolBaclofen

BicuculinaFaclofen

ACETILCOLINA

A Ach é um NT clássico e o primeiro a ser descoberto. Atua como mediador de várias sinapses nervosas centrais e periféricas.

Os neurônios colinérgicos possuem a enzima-chave a acetilcolina transferase que transfere um grupo acetil do acetil-CoA à colina. O neurônio também sintetiza a enzima acetilcolinesterase (AchE) que é secretada para a fenda sináptica e degrada o NT em colina e ácido acético. A colina é recaptada e reutilizada para síntese de novos NT.

Venenos como o gás dos nervos e os inseticidas organofosforados inibem a ação da

AchE. Esse efeito leva a uma exacerbação da atividade parassimpática e da atividade colinérgica sobre a musculatura esquelética.

ACETILCOLINA Receptores nicotínicos Receptores muscarinicosTipo Ionotrópico MetabotrópicoMecanismo de ação Abrem canais de Na Via proteína G; abrindo canais de

K+.Subtipos M1, M2, M3, M4 e M5Agonistas Nicotina MuscarinaAntagonistas Curare AtropinaDistribuição Placa motora; SNC SNA parassimpático

CATECOLAMINAS OU AMINAS BIOGÊNICAS

O aminoácido tirosina é o precursor de três NTs que possuem o grupo catecol: noradrenalina, adrenalina e dopamina conhecidas como catecolaminas. Sofrem recaptação na membrana pré-sináptica e são enzimaticamente degradadas pela MAO (monoaminooxidades) no terminal pré-sináptico. Muitas drogas interferem com a sua recaptação prolongando a presença do NT na fenda como a anfetamina e a cocaína.

SEROTONINA

Não é uma catecolamina, pois é uma amina sem o grupo catecol. É sintetizada a partir do aminoácido essencial triptofano.

Os neurônios serotonérgicos centrais parecem estar envolvidos na regulação da temperatura, percepção sensorial, na indução do sono e na regulação dos níveis de humor.

Como as catecolaminas são recaptadas pela membrana pré-sináptica e degradadas pela MAO.

ADRENALINANORADRENALINA

Receptores Receptores

Tipo Metabotrópico MetabotrópicoMecanismo de ação Proteína G; cAMP

Abrem canais de CaProteína G; Proteína G; cAMPFecham canais de K+

Subtipos 1, 2 1, 2Agonsitas Fenilefrina Isoprotereno

lAntagonistas Fenoxibenzoamina Propanolol

DOPAMINA Receptores Tipo MetabotrópicoMecanismo de ação Proteína G; cAMP Abrem canais de Ca++

Subtipos D1, D2, D3, D4 e D5AgonistasAntagonistas

Drogas que atuam bloqueando a sua recaptação como fluoxetina (Prozac) são utilizados nos tratamentos antidepressivos.

AMINOÁCIDOS (glutamato, aspartato, gaba, glicina)

Glutamato e Aspartato

Mais da metade dos neurônios do SNC utiliza o Glutamato (Glu) e Aspartato (Asp), principais NT excitatórios do SNC sendo que o Glu responde por 75% da atividade despolarizante. Os receptores para o Glu são do tipo:

O Glu possui quatro tipos de receptores, sendo três deles ionotrópicos: AMPA: canal iônico para cátions (Na) produzindo despolarização rápidaKainato: parecido com o AMPA NMDA: canais para dois cátions (Na e Ca) produzindo despolarização lenta e persistente.

GABA, GLICINA

O ácido -aminobutírico (GABA) é um aminoácido que não entra na síntese de proteínas e só está presente nos neurônios gabaégicos. É o principal NT inibitório do SNC. Os receptores são de dois subtipos:

GABAA: Ionotópicos que abrem canais de Cl- e hiperpolarizam a membrana.

GABAB Metabotópicos que estão acoplados a proteína G e aumentam a condutância para os íons K+, hiperpolarizando a membrana.

As drogas conhecidas como tranqüilizantes benzodiazepínicos (ansiolíticos) estimulam estes receptores, aumentando o nível de inibição do SNC e são utilizadas nos tratamentos da ansiedade e da convulsão. Já os barbituricos têm o mesmo efeito, agindo em outro sitio de ligação; são tão potentes que são utilizados como anestésicos gerais.

A Glicina é um NT inibitório que aumenta a condutância para o Cl - na membrana pós-sináptica dos neurônios espinhais. A sua presença é essencial para que os receptores NMDA funcionem.

A bactéria Clostridium entra no organismo por lesões de pele tais como cortes, arranhaduras, mordidas de animais e causa o tétano. A bactéria possui toxinas que agem competitivamente sobre os receptores de glicina, removendo a sua ação inibidora sobre os neurônios motores do tronco encefálico e da medula espinhal. São os sintomas: rigidez muscular em todo o corpo, principalmente no pescoço, dificuldade para abrir a boca (trismo) e engolir, riso sardônico produzido por espasmos dos músculos da face. A contratura muscular pode atingir os músculos respiratórios.

A estricnina é um veneno alcalóide de sementes de Strichnos nux vomica que antagonizam os efeitos da Gli, causando convulsão e morte.