Transporte axonal

Demonstração experimental do conceito – o corpo neural (Soma) produz o material do neurónio, que depois é transportado ao longo do axónio (Weiss e Hiscoe – 1984)

Desenvolvimento do conceito a partir do anos 60 com aplicações de novas tecnologias, como métodos radiactivos, bioquímicos e histológicos.

Existem dois tipos distintos de transportes, e esta classificação baseia-se na sua velocidade:

1 - )Transportes rápidos: que se dividem em anterrógrado e retrógrado.

Características gerais: 1-)inicia-se com a síntese dos constituintes a nível do retículo endoplasmático rugoso, e depois há uma passagem obrigatória pelo aparelho de golgi. 2-)Transporta moléculas da membrana ou do lúmem e mitocôndrias.3-)É dependente de microtúbulos. O anterrógrado leva ao materiais até ao axónio e terminação axional, enquanto k o retrógrado recicla moléculas e estruturas da periferia neural. Transporte anterrógrado: transporte de estruturas visiculares-tubulares pequenas, neurotransmissores, proteínas membranares e de secreção e lípidos membranares(velocidade=200-400mm/dia)Transporte de mitocôndrias (velocidade=50-100mm/diaTransporte retrógrado: devolve ao corpo neural vesículas lissosomais, enzimas e outras moléculas e estruturas, informações sobre o metabolismo da periferia (velocidade=200-300mm/dia)Mecanismos moleculares dos transportes:Requer grandes quantidades de energia dependentes de ATPases e requerem um complexo de translocação do organito ou macromolécula, que é constituído por: 1-)Enzima motora(quinesina, para o anterrógrado e dineina citoplasmática para o retrógrado). 2-)Receptor motor, a nível do organelo e 3-)Factor ou factores acessórios. Só um tipo de receptor é activado de cada vez.

2-) Transportes lentos: que se dividem em grupoIII, SCb e SCa

Características gerais: 1-)são unidireccionais 2-)tem origem nos polissomas citoplasmáticos 3-)As estruturas do citoesqueleto(microtúbulos, neurofilamentos e microfilamentos) são agregados no corpo neural, antes do seu transporte.Os microtúbulos e neurofilamentos, aparecem como tofos ao longo do axónio sem pontes de ligação dinâmicas. Na terminação axional são degradados: os microtúbulos em dímeros de tubulina e os neurofilamentos por proteases cálcio dependentes.Os microfilamento (actina e miosina, diferentes das musculares, estão presentes no axoplasma mas muito mais concentradas nas terminações pré-sináticas e espinhas dendríticas.A clatrina terá um papel importante na formação das vesículas para transporte rápido, na reciclagem de vesículas pré-sináticas e endocitose mediada por receptores. A espectrina está envolvida na interligação dos microfilamentos com estruturas membranárias e outros componentes do citoesqueleto.

GrupoIII: transporta proteínas do tipo da miosina(velocidade=4-8mm/dia)SCb: >200 polipéptidos associados à matriz axoplasmática, microfilamentos, clatrina, espectrina e enzimas(velocidade=2-4mm/dia). Motor do cone de crescimento, génese das terminações sinápticas e espinhas dendríticas. Fornecedor do metabolismo energético. SCa: microtúbulos e neurofilamentos(velocidade=0,2-1mm/dia). Determinante nas alterações de calibre e comprimento axional, durante o desenvolvimento e regeneração.

Excitabilidade

Resposta a uma variação energética do ambiente (estímulo), com uma modificação. Propriedade geral das células, mas mais desenvolvida nas células nervosas, musculares e glandulares. Pode também ser compreendida como a capacidade de uma célula de auto-gerar um impulso electroquímico nas sua membranas.

Estímulo Condução RespostaPara que este fenómeno ocorra é necessário a presença

de células especializadas na:- recepção do estímulo - Receptores- condução do estímulo - Neurónios- resposta ao estímulo - MúsculosOs estímulos eléctricos (aplicam-se a conjuntos de fibras nervosas ou musculares) podem ser:- estímulos sublimiar: não há resposta- estímulo limiar: há resposta- estímulo submáximo: resposta não máxima

- estímulo máximo: resposta máxima- estímulo supermáximo: resposta máximaO estímulo de uma fibra nervosa ou muscular segue a lei do tudo ou nada, isto é, a resposta não aumenta com estímulos de intensidade a superior a limiar. Lei Du Bois Reymond: a excitação é função do coeficiente diferencial da densidade da corrente em relação ao tempo. A densidade da corrente é a sua intensidade referida a superfície. Isto é quanto menor for o tempo de variação da intensidade, maior é a sua capacidade estimulante.Curva de intensidade-duração: a partir de determinadas intensidades, o estímulo para provocar uma resposta deve durar um tempo (D) mínimo, Tempo útil. Para cada intensidade há um tempo útil abaixo do qual não há resposta e acima do qual a excitação não aumenta. Cada tecido tem uma curva de intensidade/duração de tempos úteis e que serve para medir a sua excitabilidade. Lapicque(1926) denominou de REOBASE a intensidade mínima necessária para estimular o tecido, correspondente a um tempo útil, que na prática é difícil de calcular. Para medir a excitabilidade dum tecido Lapicque propôs a CRONAXIAS, que é a duração necessária para obter uma resposta com um estímulo de intensidade dupla da reobase. Tecidos de reacção lenta têm reobases mais elevadas e cronaxias mais longas, que tecidos de reacção rápida.

Sistema nervoso autónomo

Com excepção dos músculos esqueléticos todos os órgãos periféricos recebem inervação deste sistema e mesmo os músculos esqueléticos possuem nervos autónomos vasomotores. É um sistema propriamente efector e involuntário, sistema motor involuntário visceral, em contraste com o sistema motor voluntário, somático.Divisão classificação e funções gerais:Simpático: aumenta a actividade corporal, a glicémia, a resistência a fadiga, reage as situações hemorrágicas ou de falta de O 2 , inibe a motilidade intestinal e encerra os esfíncteres.Parassimpático: conservação energética, estimulação da secreção glandular e da motilidade e absorção gastro-intestinal, relaxamento dos esfíncteres.Entérico: inervação intrínseca do aparelho gastro-intestinal, do pâncreas e da vesícula biliar. Organizado em plexos entra a camada muscular e endotelial. Mientérico e submocoso. Tem um funcionamento autónomo, mas é regulado por inervação extrínseca do parassimpático( pre-ganglio vago e nervos pélvicos) e simpático(pós-ganglionares).Mediadores de cação pós-ganglionar: Parassimpático: o principal é a acetilcolina activada em receptores muscarínicos. Também se libertam péptidos com acção moduladora. Simpático: o principal é a noradrenalina, com um péptido para além dos receptores peptidérgicos há diversos receptores adrenérgicos: alfa 1 e 2 e beta 1 e 2.Regulação central do sistema autónomo:O córtex cerebral, o hipocampo, o cort. Entorinal, o tálamo, os gânglios de baie e as formações reticulares enviam informação para o hipotálamo, que depois a direciona para os núcleos do tronco (que por sua vez enviam para os neurónios pré-ganglionares) e envia também hormonas k vão para o órgão alvo.O hipotálamo ñ é indispensável para a regulação autónoma de algumas funções, como a respiratória e cardiovascular, cujo centro é o bulbar, em particular o núcleo do tractus solitarius, que recebe informações do sistema límbico, do hipotálamo, doutros núcleos do tronco e aferentes sensoriais viscerais e envia informação para o sistema límbico, hipotálamo, outros núcleos do tronco, nervo dorsal do vago e nervo ambíguo.

Neurotransmissores: libertação e acção

O cérebro humano tem pelo menos 1011 neurónios e 1014 sinapses. O genoma humano ñ tem mais que 60.000 70.000 genes.

A área excitável do corpo celular gera uma frequência de potencial de ação, por alteração do potencial de membrana, desencadeada pelas várias aferências nas dendrites e no soma. Depois há uma propagação unidireccional até a terminação axonal e há a libertação do neurotransmissor.Libertação por vesículas(exocitose), dependente de cálcio.Libertação citoplasmática(por transportadores), dependente de sódio

Vesículas:Sinápticas (pequenas, 50nm) transporte por endossomas e sobretudo a partir deste por reciclagem com endocitose. Contem transmissores do tipo I e II sintetizados localmente com enzimas levadas por transporte axonal lento.Secretórias (grandes, >70nm) geradas no ap. de golgi e levadas por transporte axonal rápido, frequente/, para zonas ñ sinápticas. Contêm

precursores neuropeptídicos e por vezes, transmissores do tipo I. Não há reciclagem.

Receptores:Receptores de acção rápida ionotrópicos: excitatórios e inibitórios. Receptores de acção lenta, metabotrópicos: podem ser acoplados a proteínas G, associados a ionóforos e associados a enzimas e 2º memsageiro. Receptores com actividade enzimática

Classificação dos neurotransmissores:Tipo I: Aminoácidos, como o glutamato, a glicina, responsáveis por 90% das sinapses do SN. Têm transmissão rápida Tipo II: incluem os neurotransmissores clássicos. Têm transmissão lenta e acções moduladoras.Tipo III: incluem os neuropéptidos, possuem actividade moduladora.

Transdução receptora:1-) Acoplamento do receptor a enzimas efectoras ou canais iónicos através de proteínas G.2-) Directa activação dos canais iónicos pelos ligandos3-) Receptores com actividade enzimática

A libertação por exocitose:Pequenas vesículas sinápticas: a fosforilação da sinapsina I, aumentada pelo cálcio, permite a deslocação das vesículas para um compartimento de libertação(zona activa)Vesículas secretórias: ver capítulo da secreção neurotransmissora.

Regulação da libertação por receptores présinápticos:

Auto-receptores: regulação do neurotrasnmissor por retroacção negativa.Hetero-receptores: a libertação da membrana é regulada positiva ou negativamente por outro neurotransmissor, por interacção na extremidade axonal.

Potencias de acção:Simples: acumulação concentrada de cálcio extracelular, permitindo a libertação pelas pequenas vesículas sinápticas.Múltiplo: permite uma acumulação citoplasmática de cálcio suficiente para a libertação pelas grandes vesículas sinápticas.

Regulação da actividade receptora:1-)Dessensibilização: diminuiçaõ da resposta receptora do neurotransmissor após contínua exposição ao seu antagonista. Pode ser homóloga, activando-se a proteína A pela actividade do próprio receptor, ou heteróloga, activando-se a proteína A por outros receptores.1.1-)Para receptores acoplados a ionóforos: leva pelo menos milisegundos e envolve uma alteração conformacional do receptor, não sendo dependente, mas podendo ser acelerado por fosforilação.1.2-) Para receptores associados as proteínas G: leva dezenas de minutos envolve a desassociação do receptor com a proteína G e com efector, implicando a fosforilação.2-)Down-Regulation: Diminuição da resposta após estimulação crónica do tecido por agonista, com diminuiçaõ do número de receptores, acontecimento lento. Reflexo dos mecanismos de síntes/degradação dos receptores, variando com o seu tipo. Alternativamente, a administração de um antagonista pode reduzir a estimulação pelo agonista, com aumento do número de receptores à superfície – up regulation.