Dentre as 4 categorias químicas de neurotransmissores existentes, a categoria dos aminoácidos é a mais abundante, excedendo a atividade dos demais neurotransmissores combinados. Apesar de as enzimas envolvidas no processo de síntese desses neurotransmissores não serem exclusivas aos neurônios, os aminoácidos usados na transmissão sináptica são compartimentalizados, ou seja, não se misturam com os aminoácidos que ocorrem em outras partes do organismo.
Os aminoácidos são os principais responsáveis pelas atividades de excitação e inibição nas sinapses, e possuem 4 representantes chave: glutamato, aspartato, GABA e glicina, cujas estruturas estão ilustradas abaixo:
O n-metil-d-aspartato é um composto sintético não encontrado naturalmente no cérebro. Ele é um agonista bastante útil que pode imitar a ação do glutamato num grupo particular de receptores do mesmo.
Os aminoácidos neurotransmissores são produtos intermediários do metabolismo, com a exceção do GABA, que não é usado na síntese de proteínas e é produzido por uma enzima exclusiva dos neurônios, chamada GAD(glutamic acid decarboxylase). Além disso, os aminoácidos usados como neurotransmissores ou na sua síntese são todos não essenciais (não precisam ser ingeridos pois são produzidos pelo nosso organismo).
Agora, falaremos um pouco sobre cada um dos aminoácidos neurotransmissores:
GLUTAMATO
Se você é uma daquelas pessoas que lêem avidamente os rótulos de qualquer produto que aparece, pode ter se deparado com o nome glutamato monossódico no rótulo de uma famosa marca de realçador de sabor, e provavelmente está se perguntando “Será que há alguma relação entre essa substância e o neurotransmissor contemplado nesse post?”. A resposta é sim; o glutamato monossódico consiste no neurotransmissor presente em nosso organismo ligado a um átomo de sódio. Ao ser consumido, esse produto se dissocia e, apesar de não chegar ao cérebro, cada vez mais estudos demonstram que ele está relacionado a diversos problemas de saúde. Portanto, cuidado: o glutamato monossódico deixa seu prato gostoso, porém perigoso.
O glutamato é um produto do ciclo de Krebs (a partir do α-cetoglutarato) e possui efeitos excitatórios no SNC. Ele é produzido na mitocôndria, transportado até o citoplasma e “empacotado” em vesículas sinápticas, conforme explicado no post “SINAPSE”. Enzimas específicas de alta afinidade são responsáveis por “empacotar” o glutamato.
A atividade do glutamato na fenda sináptica é encerrada por sistemas de recaptação de alta afinidade (representados na figura pelas barras vermelhas nas membranas dos neurônios e células gliais). A maior parte da recaptação é feita para o neurônio, onde o glutamato pode ser novamente colocado em vesículas para uso subseqüente. No entanto, quando a atividade neuronal está muito elevada (neurônios muito excitados), o glutamato extracelular excede a capacidade de recaptação dos neurônios e então também é recaptado pelas células gliais, que não são capazes de produzir vesículas para transportar o glutamato, para o qual a membrana plasmática não é permeável. Então, para reciclar o glutamato absorvido pelas células gliais é feita uma reação catalizada pela enzima glutamina sintase. A glutamina, por sua vez, é capaz de permear a membrana e se difunde novamente para o neurônio, onde é metabolizada pela enzima glutaminase em glutamato, que será usado novamente.
O glutamato possui vários receptores, tanto ionotrópicos (os próprios receptores são canais iônicos) quanto metabotrópicos (receptores que mudam indiretamente a conformação dos canais iônicos). Os ionotrópicos são: ácido a-amino-3hidróxi-5- metilisoxazole-4-propriônico (AMPA), Cainato e N-metil-D-aspartato (NMDA).
*Os receptores AMPA e Cainato são semelhantes, funcionando da seguinte maneira: quando o glutamato se liga ao receptor AMPA/Cainato, o mesmo abre um canal de íons ativado por ligante, permitindo a troca de Na+ extracelular e K+ intracelular, levando à abertura de canais de Na+ ativados por voltagem e desencadeando o potencial de ação.
*Já o NDMA é possivelmente o mais complexo receptor. O nome se deve ao N-metil-D-aspartato (o nome dos receptores é frequentemente dado por substancias artificiais que se ligam a eles com mais afinidade do que seus neurotransmissores naturais). O receptor NDMA é regulado tanto por ligantes quanto por voltagem. São 5 sítios para ligantes que regulam a atividade do receptor: (1) glutamato, (2) glicina, (3) magnésio, (4) zinco e (5) fenciclidina, uma substância alucinógena também conhecida como PCP, que ligada ao receptor NDMA pode gerar psicose, apesar de esse processo ser pouco conhecido. Esses receptores podem ser submetidos a um aumento da eficiência sináptica mediado pela atividade constante dos mesmos, num processo conhecido como potencialização a longo prazo (LTP, em inglês), processo esse que pode ser crucial para algumas formas de aprendizado e memória. A inibição da atividade do receptor NDMA (e consequentemente da LTP) é considerada uma parte importante de como o álcool afeta as funções cerebrais.
Os receptores metabotrópicos se dividem em 3 grupos: (mGlu I, II e III). Esses receptores apresentam atividade predominantemente pré-sináptica com função reguladora da liberação do glutamato. A grosso modo, pode-se dizer que funcionam de modo contrário aos receptores AMPA/Cainato.
ASPARTATO
Assim como o glutamato, o aspartato é um produto do ciclo de Krebs e possui efeito excitatório. Ao atuar como ligante, abre um canal iônico, e sua inativação é dada pela reabsorção através da membrana pré-sináptica. Localizado principalmente na medula espinhal, forma um um par excitatório/inibitório com a glicina, bem como o glutamato e GABA formam um par excitatório/inibitório no encéfalo.
Devido à extensão do tópico, os neurotransmissores aminoácidos restantes (GABA e glicina) serão contemplados numa postagem futura.
Saudações cordiais e até logo!
Gabriel Bacagini Guedes – MED 91
Referencias bibliográficas:
http://www.uth.tmc.edu/nba/neuroscience/s1/i13-2.html
http://www.nutramed.com/brain/neurotransmitters_aminoacids.htm
http://www.benbest.com/science/anatmind/anatmd10.html
http://www.sistemanervoso.com/pagina.php?secao=6&materia_id=78&materiaver=1
http://www.psiquiatriageral.com.br/cerebro/neurotransmissores.htm
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