Generalidade
Os neurotransmissores são mensageiros químicos endógenos, que as células do sistema nervoso (os chamados neurônios) usam para se comunicarem entre si ou para estimular células musculares ou glandulares.
As sinapses químicas são locais de contato funcional entre dois neurônios ou entre um neurônio e outro gênero de células.
Existem várias classes de neurotransmissores: a classe dos aminoácidos, a classe das monoaminas, a classe dos peptídeos, a classe das aminas "vestigiais", a classe das purinas, a classe dos gases, etc.
Os neurotransmissores mais conhecidos incluem: dopamina, acetilcolina, glutamato, GABA e serotonina.
O que são neurotransmissores?
Os neurotransmissores são substâncias químicas que os neurônios - as células do sistema nervoso - usam para se comunicarem entre si, para agir nas células musculares ou para estimular uma resposta das células glandulares.
Em outras palavras, os neurotransmissores são mensageiros químicos endógenos, que permitem a comunicação interneuronal (ou seja, entre os neurônios) e a comunicação entre os neurônios e o resto do corpo.
O sistema nervoso humano usa neurotransmissores para regular ou dirigir mecanismos vitais, como batimento cardíaco, respiração pulmonar ou digestão.
Além disso, o sono noturno, a concentração, o humor e outros dependem de neurotransmissores.
NEUROTRANSMISSORES E SINAPSES QUÍMICAS
De acordo com uma definição mais especializada, os neurotransmissores são os portadores de informações ao longo do sistema das chamadas sinapses químicas.
Em neurobiologia, o termo sinapse (ou junção sináptica) indica os locais de contato funcional entre dois neurônios ou entre um neurônio e outro gênero de células (por exemplo, uma célula muscular ou uma célula glandular).
A função de uma sinapse é transmitir informações entre as células envolvidas, para produzir uma determinada resposta (por exemplo, a contração de um músculo).
O sistema nervoso humano compreende dois tipos de sinapses:
- Sinapses elétricas, nas quais a comunicação de informações depende de um fluxo de correntes elétricas através das duas células envolvidas, e
- As já mencionadas sinapses químicas, nas quais a comunicação de informações depende de um fluxo de neurotransmissores através das duas células afetadas.
Uma sinapse química clássica consiste em três componentes fundamentais, colocados em série:
- Terminal pré-sináptico do neurônio de onde vêm as informações do nervo. O neurônio em questão também é chamado de neurônio pré-sináptico;
- O espaço sináptico, que é o espaço de separação entre as duas células protagonistas da sinapse. Ele reside fora das membranas celulares e tem uma "área de extensão igual a cerca de 20-40 nanômetros;
- A membrana pós-sináptica do neurônio, célula muscular ou célula glandular à qual as informações do nervo devem chegar. Quer seja um neurônio, uma célula muscular ou uma célula glandular, a unidade celular à qual pertence a membrana pós-sináptica é chamada de elemento pós-sináptico.
A sinapse química que conecta um neurônio a uma célula muscular também é conhecida como junção neuromuscular ou placa terminal.
DESCOBERTA DE NEUROTRANSMISSORES
Figura: sinapse química
Até o início do século XX, os cientistas acreditavam que a comunicação entre neurônios e entre neurônios e outras células ocorria exclusivamente por meio de sinapses elétricas.
A ideia de que pode haver outro modo de comunicação surgiu quando alguns pesquisadores descobriram o chamado espaço sináptico.
O farmacologista alemão Otto Loewi levantou a hipótese de que o espaço sináptico poderia ser usado pelos neurônios para liberar mensageiros químicos ali. Era o ano de 1921.
Por meio de seus experimentos sobre a regulação nervosa da atividade cardíaca, Loewi se tornou o protagonista da descoberta do primeiro neurotransmissor conhecido: a acetilcolina.
Local
Nos neurônios pré-sinápticos, os neurotransmissores residem dentro de pequenas vesículas intracelulares.
Essas vesículas intercelulares são comparáveis a sacos, delimitados por uma bicamada de fosfolipídios semelhante, em vários aspectos, à bicamada fosfolipídica da membrana plasmática de uma célula eucariótica saudável genérica.
Enquanto permanecerem dentro das vesículas intracelulares, os neurotransmissores são, por assim dizer, inertes e não produzem resposta.
Mecanismo de ação
Premissa: para entender o mecanismo de ação dos neurotransmissores é bom ter em mente as sinapses químicas e sua composição, descritas anteriormente.
Os neurotransmissores permanecem confinados dentro das vesículas intracelulares, até que chegue um sinal de origem nervosa capaz de estimular a liberação das vesículas do neurônio recipiente.
A liberação das vesículas ocorre próximo ao terminal pré-sináptico do neurônio recipiente e envolve a liberação de neurotransmissores no espaço sináptico.
No espaço sináptico, os neurotransmissores são livres para interagir com a membrana pós-sináptica da célula nervosa, muscular ou glandular, localizada nas imediações e formando parte da sinapse química.
A interação entre os neurotransmissores e a membrana pós-sináptica é possível graças à presença, nesta última, de determinadas proteínas, propriamente chamadas de receptores de membrana.
O contato entre neurotransmissores e receptores de membrana transforma o sinal nervoso inicial (aquele que estimulou a liberação de vesículas intracelulares) em uma resposta celular muito específica. Por exemplo, a resposta celular produzida pela interação entre os neurotransmissores e a membrana pós-sináptica de uma célula muscular pode consistir na contração do tecido muscular ao qual pertence a referida célula.
Na conclusão deste quadro esquemático de como funcionam os neurotransmissores, é importante relatar o seguinte último aspecto: a resposta celular específica mencionada acima "de fato depende do tipo de neurotransmissor e do tipo de receptores presentes na membrana pós-sináptica.
QUAL É O POTENCIAL DE AÇÃO?
Em neurobiologia, o sinal nervoso que estimula a liberação de vesículas intracelulares é denominado potencial de ação.
Por definição, o potencial de ação é o fenômeno que ocorre em um neurônio genérico e que envolve uma rápida mudança na carga elétrica entre o interior e o exterior da membrana celular do neurônio envolvido.
Diante disso, não deveria ser surpresa quando, falando em sinais nervosos, os especialistas os comparam aos impulsos elétricos: um sinal nervoso é um evento do tipo elétrico em todos os aspectos.
CARACTERÍSTICAS DA RESPOSTA CELULAR
Segundo a linguagem dos neurobiologistas, a resposta celular induzida pelos neurotransmissores, ao nível da membrana pós-sináptica, pode ser excitatória ou inibitória.
Uma resposta excitatória é uma reação destinada a promover a criação de um impulso nervoso no elemento pós-sináptico.
Uma resposta inibitória, por outro lado, é uma reação destinada a inibir a criação de um impulso nervoso no elemento pós-sináptico.
Classificação
Existem muitos neurotransmissores humanos conhecidos e sua lista tende a crescer à medida que os neurobiologistas regularmente descobrem novos.
O grande número de neurotransmissores reconhecidos tornou imprescindível a classificação dessas moléculas químicas, a fim de simplificar sua consulta.
Existem vários critérios de classificação; o mais comum é aquele que distingue os neurotransmissores com base na classe de moléculas a que pertencem.
As principais classes de moléculas às quais pertencem os neurotransmissores humanos são:
- A classe de aminoácidos ou derivados de aminoácidos. Esta classe inclui: glutamato (ou ácido glutâmico), aspartato (ou ácido aspártico), ácido gama-aminobutírico (mais conhecido como GABA) e glicina.
- A classe dos peptídeos. Esta classe inclui: somatostatina, opioides, substância P, algumas secretinas (secretina, glucagon, etc.), algumas taquicininas (neurocinina A, neurocinina B, etc.), algumas gastrinas, galanina, neurotensina e os chamados transcritos regulados pela cocaína e anfetamina.
- A classe das monoaminas. Esta classe inclui: dopamina, norepinefrina, epinefrina, histamina, serotonina e melatonina.
- A classe das chamadas "aminas vestigiais". Incluídos nesta classe estão: tiramina, tri-iodotironamina, 2-feniletilamina (ou 2-feniletilamina), octopamina e triptamina (ou triptamina).
- A classe das purinas. Esta classe inclui: trifosfato de adenosina e adenosina.
- A classe do gás. Esta classe inclui: óxido nítrico (NO), monóxido de carbono (CO) e sulfeto de hidrogênio (H2S).
- De outros. Todos os neurotransmissores que não podem ser incluídos em nenhuma das classes anteriores, como a já mencionada acetilcolina ou anandamida, são classificados como "outros".
Exemplos mais conhecidos
Alguns neurotransmissores são decididamente mais famosos do que outros, tanto porque são conhecidos e estudados há mais tempo, quanto porque desempenham funções de considerável interesse biológico.
Entre os neurotransmissores mais famosos merecem destaque:
- Glutamato.É o principal neurotransmissor excitatório do sistema nervoso central: segundo dizem os neurobiologistas, mais de 90% das chamadas sinapses excitatórias fazem uso dele.
Ao lado de sua função excitatória, o glutamato também está envolvido em processos de aprendizagem (aprendizagem entendida como um processo de armazenamento de dados no cérebro) e memória.
Segundo alguns estudos científicos, estaria implicado em doenças como: doença de Alzheimer, doença de Huntington, esclerose lateral amiotrófica (mais conhecida como ELA) e doença de Parkinson. - GABA. É o principal neurotransmissor inibitório do sistema nervoso central: de acordo com os últimos estudos da biologia, cerca de 90% das chamadas sinapses inibitórias o fariam.
Devido às suas propriedades inibitórias, o GABA é um dos principais alvos das drogas sedativas e tranquilizantes. - Acetilcolina É um neurotransmissor com função excitatória nos músculos: nas junções neuromusculares, de fato, sua presença aciona aqueles mecanismos que contraem as células dos tecidos musculares envolvidos.
Além de atuar no nível muscular, a acetilcolina também influencia o funcionamento dos órgãos controlados pelo chamado sistema nervoso autônomo, cuja influência no sistema nervoso autônomo pode ser tanto excitatória quanto inibitória. - Dopamina. Pertencente à família das catecolaminas, é um neurotransmissor que desempenha inúmeras funções, tanto ao nível do sistema nervoso central como ao nível do sistema nervoso periférico.
Ao nível do sistema nervoso central, a dopamina participa: no controle do movimento, na secreção do hormônio prolactina, no controle das habilidades motoras, nos mecanismos de recompensa e prazer, no controle das habilidades de atenção, no mecanismo do sono, no controle do comportamento , o controle de certas funções cognitivas, o controle do humor e, finalmente, os mecanismos subjacentes à aprendizagem.
Já ao nível do sistema nervoso periférico, atua como: vasodilatador, estimulante da excreção de sódio, fator que favorece a motilidade intestinal, fator que reduz a atividade linfocitária e, por fim, fator que reduz a secreção de insulina. - Serotonina. É um neurotransmissor presente principalmente no intestino e, embora em menor extensão do que nas células do intestino, nos neurônios do sistema nervoso central.
Dos efeitos inibitórios, a serotonina parece regular o apetite, o sono, os processos de memória e aprendizagem, a temperatura corporal, o humor, alguns aspectos do comportamento, contração muscular, algumas funções do sistema cardiovascular e algumas funções do sistema endócrino.
Do ponto de vista patológico, parece ter um papel no desenvolvimento da depressão e doenças relacionadas. Isso explica a existência no mercado dos chamados inibidores seletivos da recaptação da serotonina, antidepressivos utilizados no tratamento das formas mais ou menos graves de depressão. - Histamina: é um neurotransmissor com sede prevalente no sistema nervoso central, precisamente ao nível do hipotálamo e dos mastócitos presentes no cérebro e na medula espinhal.
- Norepinefrina e epinefrina A norepinefrina está concentrada principalmente no sistema nervoso central e tem a função de mobilizar o cérebro e o corpo para a ação (portanto, tem um efeito excitatório). Por exemplo, no cérebro, promove processos de excitação, alerta, concentração e memória; no resto do corpo, aumenta a frequência cardíaca e a pressão arterial, estimula a liberação de glicose dos pontos de armazenamento, aumenta o fluxo de sangue para os músculos esqueléticos , reduz o fluxo sanguíneo para o sistema gastrointestinal e promove o esvaziamento da bexiga e intestinos.
A adrenalina está presente, em grande parte, nas células das glândulas supra-renais e, em pequenas quantidades, no sistema nervoso central.
Este neurotransmissor tem efeitos excitatórios e participa de processos como: o aumento do sangue para os músculos esqueléticos, o aumento da frequência cardíaca e a dilatação das pupilas.
Tanto a norepinefrina quanto a epinefrina são neurotransmissores derivados da tirosina.
