Glutamato (neurotransmissor): definição e funções

Glutamato (neurotransmissor): definição e funções 1

O glutamato medeia sinapses excitatórias mais do sistema nervoso central (SNC). É o principal mediador das informações sensoriais, motoras, cognitivas, emocionais e está envolvido na formação das memórias e na sua recuperação, estando presente em 80-90% das sinapses cerebrais.

Caso tudo isso tenha pouco mérito, também intervém na neuroplasticidade, nos processos de aprendizado e é o precursor do GABA – o principal neurotransmissor inibidor do SNC. O que mais uma molécula poderia ser solicitada?

O que é glutamato?

Possivelmente, foi um dos neurotransmissores mais estudados no sistema nervoso . Nos últimos anos, seu estudo vem aumentando devido à sua relação com várias patologias neurodegenerativas (como a doença de Alzheimer ), o que o tornou um alvo farmacológico potente em várias doenças.

Também vale ressaltar que, dada a complexidade de seus receptores, este é um dos neurotransmissores mais complicados de se estudar.

O processo de síntese

O processo de síntese de glutamato tem início no ciclo de Krebs, ou no ciclo do ácido tricarboxílico. O ciclo de Krebs é uma via metabólica ou, para nos entendermos, uma sucessão de reações químicas, a fim de produzir respiração celular nas mitocôndrias. Um ciclo metabólico pode ser entendido como o mecanismo de um relógio, no qual cada engrenagem desempenha uma função e a simples falha de uma peça pode fazer com que o relógio pare ou não marque bem as horas. Os ciclos em bioquímica são os mesmos. Uma molécula, por meio de reações enzimáticas contínuas – as engrenagens do relógio – muda sua forma e composição com o objetivo de dar origem a uma função celular. O principal precursor do glutamato será o alfa-cetoglutarato, que receberá um grupo amino por transaminação para se tornar glutamato.

Outro precursor significativo também pode ser mencionado: a glutamina. Quando a célula libera glutamato no espaço extracelular, os astrócitos – um tipo de célula glial – recuperam esse glutamato que, através de um envelope chamado glutamina sintetase, se transforma em glutamina. Então, os astrócitos liberam glutamina, que é recuperada novamente pelos neurônios para ser transformada novamente em glutamato . E possivelmente mais de um fará as seguintes perguntas: E se eles tiverem que retornar a glutamina ao glutamato no neurônio novamente, por que o astrócito converte o pobre glutamato em glutamina? Bem, eu também não sei. Talvez seja porque astrócitos e neurônios não concordam ou talvez seja porque a NeurociênciaIsso é complicado. De qualquer forma, eu queria revisar os astrócitos porque sua colaboração é responsável por 40% da rotatividade do glutamato, o que significa que a maior parte do glutamato é recuperada por essas células da glia .

Existem outros precursores e outras rotas pelas quais o glutamato é liberado e liberado no espaço extracelular. Por exemplo, existem neurônios que contêm um transportador específico de glutamato – EAAT1 / 2 – que recuperam diretamente o glutamato no neurônio e permitem que o sinal excitatório termine. Para um estudo mais aprofundado da síntese e metabolismo do glutamato, recomendo a leitura da bibliografia.

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Receptores de glutamato

Como eles geralmente nos ensinam, cada neurotransmissor tem seus receptores na célula pós-sináptica . Os receptores, localizados na membrana celular, são proteínas às quais um neurotransmissor, hormônio, neuropeptídeo etc. se ligam para dar origem a uma série de alterações no metabolismo celular da célula na qual está localizado no receptor. Nos neurônios, geralmente colocamos receptores nas células pós-sinápticas, embora não seja realmente assim.

Eles também geralmente nos ensinam na primeira corrida que existem dois tipos principais de receptores: ionotrópico e metabotrópico. Os ionotrópicos são aqueles em que quando o ligante se liga – a “chave” do receptor – abre canais que permitem a passagem de íons para a célula. Metabotrópicos, por outro lado, quando o ligante se liga causam alterações na célula através de segundos mensageiros. Nesta revisão, falarei sobre os principais tipos de receptores ionotrópicos de glutamato, embora eu recomende o estudo da literatura para o conhecimento dos receptores metabotrópicos. A seguir, cito os principais receptores ionotrópicos:

  • Receptor NMDA.
  • Receptor AMPA.
  • Receptor Kainado.

Receptores NMDA e AMPA e sua estreita relação

Acredita-se que ambos os tipos de receptores sejam macromoléculas formadas por quatro domínios transmembranares – isto é, são formadas por quatro subunidades que cruzam a bicamada lipídica da membrana celular – e ambos são receptores de glutamato que abrirão canais catiônicos – íons carregados positivamente. Mas, mesmo assim, eles são significativamente diferentes.

Uma de suas diferenças é o limite no qual elas são ativadas. Primeiro, os receptores AMPA são muito mais rápidos de ativar; enquanto os receptores NMDA não podem ser ativados até que o neurônio tenha um potencial de membrana de cerca de -50mV – um neurônio quando inativado geralmente fica em torno de -70mV. Segundo, a etapa dos cátions será diferente em cada caso. Os receptores AMPA atingirão potenciais de membrana muito mais altos do que os receptores NMDA, que entrarão em colapso muito mais modestamente. Em troca, os receptores NMDA alcançarão ativações muito mais sustentadas no tempo do que as do AMPA. Portanto, o AMPA é ativado rapidamente e produz potenciais excitatórios mais fortes, mas é desativado rapidamente.. E os do NMDA levam tempo para serem ativados, mas conseguem manter os potenciais excitatórios que geram por muito mais tempo.

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Para entender melhor, vamos imaginar que somos soldados e que nossas armas representam os diferentes receptores. Imagine que o espaço extracelular é uma vala. Temos dois tipos de armas: revólver e granadas. As romãs são simples e rápidas de usar: você remove o anel, tira-o e espera que ele exploda. Eles têm muito potencial destrutivo, mas depois que jogamos todos eles, acabou. O revólver é uma arma que precisa ser carregada porque você precisa remover o tambor e colocar as balas uma a uma. Mas, uma vez carregado, temos seis tiros com os quais podemos sobreviver por um tempo, embora com muito menos potencial do que uma granada. Nossos revólveres cerebrais são receptores NMDA e nossas granadas AMPA.

Excesso de glutamato e seus perigos

Eles dizem que em excesso nada é bom e, no caso do glutamato, é atendido. A seguir , mencionaremos algumas patologias e problemas neurológicos nos quais um excesso de glutamato está relacionado .

1. Análogos de glutamato podem causar exotoxicidade

Drogas análogas ao glutamato – isto é, que cumprem a mesma função que essa – como a NMDA – à qual o receptor NMDA deve seu nome – podem causar efeitos neurodegenerativos em altas doses nas regiões mais vulneráveis ​​do cérebro , como o núcleo arqueado do cérebro. hipotálamo Os mecanismos envolvidos nessa neurodegeneração são diversos e envolvem diferentes tipos de receptores de glutamato.

2. Algumas neurotoxinas que podemos ingerir em nossa dieta exercem morte neuronal por excesso de glutamato

Diferentes venenos de alguns animais e plantas exercem seus efeitos pelas vias nervosas do glutamato. Um exemplo é o veneno das sementes de Cycas Circinalis, uma planta venenosa que podemos encontrar na ilha de Guam, no Pacífico. Esse veneno causou uma alta prevalência de esclerose lateral amiotrófica nessa ilha, onde seus habitantes a ingeriam diariamente, acreditando que era benigna.

3. O glutamato contribui para a morte neuronal devido à isquemia

O glutamato é o principal neurotransmissor em distúrbios cerebrais agudos, como ataque cardíaco, parada cardíaca, hipóxia pré / perinatal. Nesses eventos em que há falta de oxigênio no tecido cerebral, os neurônios permanecem em um estado de despolarização permanente; por causa de diferentes processos bioquímicos. Isso implica a liberação permanente de glutamato das células, com a subsequente ativação sustentada dos receptores de glutamato. O receptor NMDA é especialmente permeável ao cálcio em comparação com outros receptores ionotrópicos, e o excesso de cálcio leva à morte neuronal. Portanto, a hiperatividade dos receptores glutamatérgicos leva à morte neuronal devido ao aumento do cálcio intraneuronal.

4. Epilepsia

A relação entre glutamato e epilepsia está bem documentada. A atividade epiléptica é considerada especialmente relacionada aos receptores AMPA, embora à medida que a epilepsia progrida, os receptores NMDA se tornem importantes.

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O glutamato é bom? O glutamato é ruim?

Geralmente, quando você lê esses tipos de texto, acaba humanizando as moléculas colocando rótulos de “bom” ou “ruim” – que tem um nome e é chamado antropomorfismo , muito popular na época medieval. A realidade está longe desses julgamentos simplistas.

Numa sociedade em que geramos um conceito de “saúde”, é fácil para alguns dos mecanismos da natureza nos incomodarem. O problema é que a natureza não entende “saúde”. Nós criamos isso através da medicina, indústrias farmacêuticas e psicologia. É um conceito social e, como qualquer conceito social, está sujeito ao avanço das sociedades, humanas ou científicas. Os avanços mostram que o glutamato está relacionado a um bom número de patologias, como Alzheimer ou Esquizofrenia . Este não é um mau olho da evolução para o ser humano, mas um desajuste bioquímico de um conceito que a natureza ainda não entende: a sociedade humana no século XXI.

E como sempre, por que estudar isso? Nesse caso, acho que a resposta é muito clara. Devido ao papel que o glutamato tem em várias patologias neurodegenerativas, ele resulta em um alvo farmacológico importante – embora também complexo . Alguns exemplos dessas doenças, embora não tenhamos falado sobre eles nesta revisão, porque acredito que uma entrada possa ser escrita exclusivamente sobre isso, são a doença de Alzheimer e a esquizofrenia. Subjetivamente, acho a busca por novos medicamentos para a esquizofrenia especialmente interessante por dois motivos: basicamente, a prevalência dessa doença e o custo de saúde envolvido; e os efeitos adversos dos antipsicóticos atuais que, em muitos casos, dificultam a adesão terapêutica.

Texto corrigido e editado por Frederic Muniente Peix

Referências bibliográficas:

Livros:

  • Siegel, G. (2006). Neuroquímica básica Amsterdã: Elsevier.

Artigos:

  • Citri, A. & Malenka, R. (2007). O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da terapia de reposição hormonal em pacientes com insuficiência renal crônica. http://dx.doi.org/10.1038/sj.npp.1301559
  • Hardingham, G. & Bading, H. (2010). Sinalização do receptor NMDA sináptico versus extra-sináptico: implicações para distúrbios neurodegenerativos. Nature Reviews Neuroscience, 11 (10), 682-696. http://dx.doi.org/10.1038/nrn2911
  • Hardingham, G. & Bading, H. (2010). Sinalização do receptor NMDA sináptico versus extra-sináptico: implicações para distúrbios neurodegenerativos. Nature Reviews Neuroscience, 11 (10), 682-696. http://dx.doi.org/10.1038/nrn2911
  • Kerchner, G. & Nicoll, R. (2008). Sinapses silenciosas e o surgimento de um mecanismo pós-sináptico para LTP. Nature Reviews Neuroscience, 9 (11), 813-825. http://dx.doi.org/10.1038/nrn2501
  • Papouin, T. & Oliet, S. (2014). Organização, controle e função de receptores extra-sinápticos de NMDA Transações Filosóficas da Royal Society B: Ciências Biológicas, 369 (1654), 20130601-20130601. http://dx.doi.org/10.1098/rstb.2013.0601

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