Metabolismo do SNC - resumo de bioquímica PDF

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METABOLISMO DO SN I.Tipos celulares do SN: A) neurônios - constituídos de um corpo celular de onde emergem dendritos e axônios. A conexão axôniodendrito é conhecida como sinapse. A sinalização por uma sinapse requer a liberação de NT que iniciam um sinal elétrico em receptores de neurônios. São células muito diferenciadas e que, por esse motivo, têm pouca capacidade de divisão. B) células neurogliais 1. Astrócitos: são encontrados no SNC e possuem formato estrelado, que fornece suporte físico e nutricional para os neurônios. Guiam a migração neuronal durante o desenvolvimento do SNC e formam uma matriz que mantém os neurônios em local adequado. Fagocita dendritos deixados para trás pelas células, fornecem lactato como fonte de carbono para os neurônios econtrolam o meio iônico extracelular cerebral. Auxiliam na regulação do conteúdo do fluido extracelular por captação, processamento e metabolização de nutrientes e produtos de eliminação. 2. Oligodendrócitos: elaboram a bainha de mielina que recobrem os axônios de células do SNC. Formam uma matriz de sustentação para os neurônios, têm capacidade limitada para a mitose e não se replicam quando danificados. Podem mielinizar um ou mais axônios por vez. 3. Células de Schwann: fornecem sustentação para as células do SNP. Mielinizam somente um axônio. Removem detritos. 4. Células microgliais: servem como células imunologicamente responsivas com ação similar aos macrófagos na circulação. 5. Células ependimárias: células ciliadas que revestem as cavidades do SNC e da medula espinal. Podem secretar LCS e o movimento ciliado delas permite o fluxo desse líquido pelos ventrículos e entre meninges. (o LCS é amortecedor mecânico e remove resíduos metabólicos) II.Barreira hematencefálica A. Estrutura dos capilares: a barreira hematencefálica começa com as células endoteliais que formam a superfície interna dos vasos que levam sangue para o SNC. Esses capilares possuem junções de oclusão e não possuem fenestras ou transpinocitose. Elas podem metabolizar NT e formar uma barreira enzimática. A membrana basal também protege a entrada livre de compostos e é envolvida por prolongamentos de astrócitos. (para atingir os neurônios, compostos devem passar as membranas endoteliais, barreira enzimática das células endoteliais, membrana basal e talvez barreiras celulares adicionais formadas por astrócitos) B. Transporte através da Barreira Hematencefálica: os substratos energéticos passam por difusão facilita. A glicose pelo transportador GLUT3 em neurônios e GLUT1 em células gliais. Os ácidos monocarboxilícos (lactato, acetato, piruvato e corpos cetônicos) são transportados por difusão facilitata de forma mais lenta. Os aminoácidos e vitaminas são transportados todos por um mesmo canal de difusão facilitada, apresentando grande competição. Algumas proteínas, como a insulina, sofrem transcitose mediada por receptor. (pode ser mediada por absorção, que é quando a proteína se liga à membrana de forma não-específica) III.Síntese de NT pequenos nitrogenados

NT são dividos em: moléculas pequenas contendo nitrogênio e neuropeptídeos. Em geral, cada neurônio sintetiza somente os neurotransmissores eu serão usados na sinapse. Os tratos neuronais são, por esse motivo, frequentemente identificados pelo tipo de NT que produzem. Neuropeptídeos são em geral peptídeos pequenos e processados no SNC. Alguns têm alvo no SNC (como as endorfinas, que se ligam a receptores opioide e inibem a sinalização da dor) e outros são liberados na circulação. A) Características gerais da síntese de neurotransmissores: a velocidade de síntese é regulada para corresponder à velocidade de disparo do neurônio. A maioria é sintetizada a partir de aminoácidos, intermediários da glicólise e do ciclo do TCA. Ocorre em geral no citoplasma do terminal nervoso pré-sináptico. A barreira hematencefálica afeta o suprimento de precursores. A ação do NT é finalizada com a recaptação, difusão ou inativação enzimática do NT. Os NT são transportados para dentro das vesículas de armazenamento por uma bomba dependente de ATP, com posterior despolarização da membrana e causa o influxo de Ca2+ através dos VOCs. B) Dopamina, Noradrenalina e Adrenalina: 1) síntese dos NT catecolaminérgicos - a partir do L-tirosina, suprida na dieta ou sintetizada no fígado a partir de fenilalanina; hidroxilação do anel da tirosina, descarboxilação da DOPA, formando dopamina, hidroxilação. VitC é doador de elétron no processo. A adrenalina também pode ser sintetizada nos neurônios e não apenas na medula adrenal. A síntese de adrenalina depende de folato e vitB12. 2) armazenamento e liberação de catecolaminas – por mecanismo dependente de ATP. Nas vesículas, as catecolaminas existem em um complexo com ATP e proteínas com caráter ácido conhecidas como cromograninas. As vesículas são importantes porque mantêm um pronto suprimento de catecolaminas nos terminais nervosos. As catecolaminas, em alguns casos, afetam outros neurônios. Algumas vezes, elas circulam no sangue e iniciam respostas nos tecidos periféricos. 3) inativação e degradação de NT catecolaminérgicos - o processo de inativação e de degradação das catecolaminas é reaizado por MAO e COMT. A MAO está presente na membrana mitocondrial externa de muitas células e inativa as catecolaminas, no terminal pré-sináptico, que não estão em vesículas. MAO-A – inativa serotonina e noradrenalina; MAO-B – inativa feniletilaminas. A COMT é encontrada em muitas células, incluindo os eritrócitos. Atua em catecois extraneurais, assim como os que foram difundidos para fora das sinapses. 4) regulação da tirosina-hidroxilase – ativada com a despolarização do terminal nervoso. É regulada por inibição por feedback. (com a sua fosforilação, ela se torna menos sensível à inibição pelo produto final) C) Metabolismo da Serotonina: é sintetizada a partir de triptofano. Sofre hidroxilação, descarboxilação. (melatonina também é sintetizada a partir de triptofano, produzida pela glândula pineal em resposta ao ciclo claro-escuro) D) Metabolismo da Histamina: produzida pelos mastócitos e por algumas fibras neuronais. Mastócitos são células da medula óssea que armazenam e liberam altas concentrações de histamina. Elas são prevalentes no tálamo, hipotálamo, dura mater, leptomeninges e plexo coroide. Os corpos celulares dos neurônios histaminérgicos são encontrados no núcleo tuberomamilar do hipotálamo basal posterior.As fibras projetamse para dentro do córtex, tronco e medula espinal. É sintetizada a partir da histidina por um passo único. Ativa

receptores pré-sinápticos e pós-sinápticos e diferentemente dos outros NT, parece não ser reciclada dentro do terminal pré-sináptico. Os astrócitos são o primeiro local de inativação e degradação. A inativação conta com uma metilação, oxidação, oxidação, desaminação e oxidação. E) Acetilcolina: i.

Síntese: a partir de acetil-CoA e colina, catalisada por acetilconesterase e ocorre no terminal présináptico. Liberado por exocitose mediada por cálcio. Os lipídeos da membrana podem formar um local de armazenamento para a colina e sua hidrólise é altamente regulada. A colina provém da metilação da etanolamina e psoterior hidrólise. A acetila provém da oxidação da glicose, provavelmente clivao no citosol para formar acetilCoA. ii. Inativação: pela acetilcolinesterase, que é inibida pela formação de uma ligação covalente com o grupo acetila. A Ach é o principal NT das junções neuromusculares. F) Glutamato e GABA i.

Síntese do Glutamato: NT excitatório do SNC. Sintetizado a partir da glicose dentro dos terminais nervosos. Redução, aminação ou transaminação. ii. Síntese do GABA: principal NT inibitório do SNC. Participa em distúrbios neurológicos e psiquiátricos. Descarboxilação do glutamato. Reciclado por reações chamadas shunt. A captação ocorre, principalmente, nas células gliais.

G) Outros aminoácidos NT 1. Aspartato: NT excitatório, que age em número menor de vias que glutamato. Feito por transaminação. Não pode atravessar a barreira hematencefalica. 2. Glicina: principal NT inibitório da medula espinal. Sintetizada a partir de serina. Necessário ácido fólico para sua síntese. Ação finalizada por recaptação por transportador de alta afinidade. 3. Conversão de arginina em óxido nítrico: NO é mensageiro biológico em vasodilatação, neurotransmissão e capacidade do sistema imunológico em destruir células tumorais e parasitas. Sintetizado a partir de arginina. Poderia atuar como mensageiro retrógrado que pode influenciar a liberação de NT do terminal pré-sináptico após a sua difusão pelo neurônio pós-sináptico. (CO e ácido araquidônico também poderiam atuar como mensageiros retrógrados no SNC) IV.Encefalopatias Metabólicas e Neuropatias A) Encefalopatia hipoglicêmica - com a queda da glicemia, o cérebro tenta utilizar glutamato e intermediários do ciclo do TCA como substratos energéticos, que são rapidamente exauridos. - morte celular em hipocampo, estruturas corticais. A deficiência de bombas de recaptação resulta no acúmulo de glutamato na fenda sináptica e pode resultar na excitotoxicidade de glutamato. B) Encefalopatia hepática - pode resultar de quantidade suficiente de oxigênio chegando ao sangue ou de um insulto direto na capacidade do cérebro em utilizar oxigênio. Resultam na diminuição da síntese de neurotransmissores. Acetilcolina é muito sensível à hipóxia. V.Síntese de lipídeos no cérebro e no SNP

O cérebro precisa sintetizar seus próprios lipídios porque eles constituem a “membrana” de suas células e porque a entrada de ácidos graxos não-essenciais é restrita devido à barreira hematencefálica. (os essenciais são captados) A. Síntese e Oxidação de Lipídeos Cerebrais A captação de ácidos graxos para dentro do SNC é insuficiente para satisfazer sua demanda energética; por isso é necessário o metabolismo aeróbico da glicose. Esses lipídeos devem ser, posteriormente, metabolizados por peroxissomos. B. Síntese de Mielina Firmemente empacotada, formada por mielina, em baixa concentração nas membranas, e cerebrosídeos, em alta concentração, que são lipídeos. As cadeias laterais longas sem carga dos ácidos graxos sintetizados no cérebro desenvolvem forte interações hidrofóbicas, permitindo empacotamento compacto da mielina. Além disso, a mielina é composta por proteínas, como a proteína proteolipídica e as proteínas básicas da mielina. A primeira promove a formação e a estabilização da estrutura das multicamadas da mielina. Já as segundas são solúveis em água e encontradas na face citoplasmática das membranas da mielina. Os anticorpos contra ela induzem a encefalite alérgica experimental (que permitiu entender as bases da esclerose múltipla, doença desmielinizante). No sistema nervoso periférico, a principal proteína é que Po, que deve ter a função de manter a mielina ESCLEROSE MÚLTIPLA: doença desmielinizante, que ocorre por um ataque autoimune, que tem fase exacerbação-remissão. A remissão ocorre por ação do SNC que tenta remielinizar por oligodendrócitos. Quando constante, a camada da bainha se afina ou a distância internodal se reduz, diminuindo a velocidade de condução. Assim, a doença progride novamente. A remissão é induzida por bloqueio do sistema imunológico....