As funções complexas do cérebro e do sistema nervoso são um conseqüência da interação que ocorre no âmbito das redes neurais, e não o resultado de características específicas de cada neurônio isoladamente. A transmissão de impulsos nervosos de um neurônio para outro, ou para células efetoras, depende da ação combinada de certas substâncias com determinados receptores específicos para elas. Esses mensageiros químicos são conhecidos como neurotransmissores.
Neste artigo, você vai poder entender mais sobre quais características uma substância precisa apresentar para ser considerada um neurotransmissor. Além disso, conhecerá os tipos principais, as principais funções biológicas desempenhadas e o que a falta delas pode produzir no organismo.
Um pouco mais sobre a neurotransmissão
A neurotransmissão constitui a base para a maior parte dos eventos de transferência de informação no sistema nervoso. A acuidade e a complexidade desses processos durante o desenvolvimento humano formam o substrato para atividades superiores como aprendizado, memória, percepção e cognição.
A quantidade de neurotransmissores liberada entre dois neurônios, ou na rede neural como um todo, pode aumentar ou diminuir para responder a mudanças fisiológicas. Muitos transtornos neuropsiquiátricos ocorrem por conta desse desbalanço excessivo. Nesse contexto, certos mensageiros químicos e muitas drogas podem modificar o processo de neurotransmissão, produzindo efeitos adversos ou, por outro lado, corrigindo algumas disfunções. A título de exemplo, temos as substâncias psicoativas e estimulantes do sistema nervoso central, como a cocaína, e os antidepressivos que atuam inibindo a recaptação de neurotransmissores na fenda sináptica, como é o caso da fluoxetina.
Não podemos falar sobre neurotransmissão e neurotransmissores sem falar sobre sinapse. O termo, cunhado pela primeira vez em 1897 pelo neurofisiologista Charles Sherrington, representa uma junção intercelular especializada, especificamente entre neurônios ou entre um neurônio e uma célula efetora (quase sempre glandular ou muscular).
Basicamente, ao ser acionado, o neurônio receptor passa por uma transformação química em sua membrana, o que desencadeia uma descarga elétrica através de seus prolongamentos. Essa corrente elétrica pode ser transmitida (ou inibida) por longas distâncias no cérebro, principalmente a partir da atuação dos neurotransmissores.
Por milênios, o sistema nervoso, em especial o cérebro, evoluiu e vários tipos de sinapses se formaram. Além das sinapses formadas entre axônios terminais e dendritos, já foram descobertas entre axônios e corpos celulares, músculos, outros axônios, e até mesmo outras sinapses. Em 2003, Kolb & Wishaw descobriram sinapses que conectam dendritos a outros dendritos.
É importante destacar que a neurotransmissão é um processo extremamente específico. Em outras palavras, para ser afetada por certos neurotransmissores, a célula deve ter receptores específicos para essas moléculas.
Que substância pode ser considerada neurotransmissor?
- Existe em terminais de axônio pré-sináptico
- A célula pré-sináptica contém enzimas para sintetizar a substância
- A substância é liberada em quantidades significativas quando os impulsos nervosos
terminais de alcance - Receptores específicos da substância na membrana pós-sináptica
- Aplicação da substância causa potenciais pós-sinápticos
- O bloqueio da liberação da substância evita que os impulsos pré-sinápticos
gerem potenciais pós-sinápticos
Classificação dos neurotransmissores
De maneira geral, os neurotransmissores são classificados em relação à família química a qual pertencem. A neurociência considera atualmente a existência de seis grandes grupos de substâncias neurotransmissoras. São eles:
- Aminas biogênicas: esse grupo é constituído pela acetilcolina, com características que a diferem de todo o restante, e pelas monoaminas. Estas ainda podem ser subdividas em catecolaminas, como dopamina, noradrenalina e adrenalina, e indolaminas, como a serotonina e outros derivados e a histamina.
- Aminoácidos: o grupo de aminoácidos neurotransmissores é constituído por glutamato, GABA (ácido gama-aminobutírico), glicina, aspartato dentre outros).
- Peptídios: Exemplos desta classe são as substâncias opioides, orexinas/hipocretinas, encefalinas, peptídios de origem hipofisária, NPY e substância P.
- Purinas: adenosina e ATP.
- Gases: NO (óxido nítrico) e CO (monóxido de carbono).
- Substâncias de origem lipídica: endocanabinoides, prostaglandinas etc.
Como os neurotransmissores atuam?
Os neurotransmissores podem atuar como mensageiros de sinais inibitórios ou excitatórios para o neurônio pós-sináptico. Eles produzem uma hiperpolarização ou uma despolarização de sua membrana, embora a mesma molécula possa inibir ou excitar. Isso acontece porque há um certo número de neurotransmissores, mas uma grande variedade de receptores em diferentes tipos de células.
Principais neurotransmissores do sistema nervoso
Dentre as dezenas de substâncias com capacidade de propagar um sinal elétrico entre as células neuronais, selecionamos as seis principais. Confira a seguir.
Acetilcolina
A acetilcolina foi o primeiro neurotransmissor descoberto. Este feito rendeu o prêmio Nobel de Fisiologia e Medicina de 1936 para Henry Hallet Dale (o primeiro a identificá-la 22 anos antes) e Otto Loewi (quem a categorizou como molécula neurotransmissora).
A acetilcolina está amplamente distribuída por todo o sistema nervoso central (SNC) e periférico (SNP), e também na junção neuromuscular. É o único neurotransmissor utilizado no sistema nervoso somático e um dos muitos neurotransmissores do sistema nervoso autônomo (SNA). É também o neurotransmissor de todos os gânglios autonômicos.
Um mediador sináptico muito importante para o cérebro e a mente. Desempenha papel central na modulação de determinados processos cognitivos, especialmente aprendizagem e memória. Ainda do ponto de vista da saúde mental e neurológica, perturbações do sistema colinérgico se associam a quadros patológicos importantes, como as doenças de Parkinson e Alzheimer, esquizofrenia, epilepsia e tabagismo.
Dopamina
A dopamina é um importante neurotransmissor que pode ser encontrado principalmente nos gânglios da base, como núcleo caudado e estriado, no sistema mesolímbico, na região do hipotálamo, hipófise e também na medula espinhal.
A produção de dopamina ocorre especificamente em duas áreas do sistema nervoso central: substância negra e área tegumentar ventral. Fora do sistema nervoso, ela é produzida na medula das glândulas adrenais, tendo atuação importante no sistema cardiovascular.
É o neurotransmissor da motivação. Além de regular o chamado sistema de recompensa cerebral, regula o sono, humor, atenção, aprendizagem, controle do vômito, dor e amamentação.
Contudo, apesar de desempenhar importante papel em determinadas funções emocionais e cognitivas, a dopamina é sobretudo conhecida pela sua associação com a doença de Parkinson. Ocorre nesta doença a degeneração de neurônios dopaminérgicos provenientes da substância negra, e que enviam suas projeções para o estriado. Este está envolvido no controle do movimento.
Noradrenalina
A noradrenalina é o principal neurotransmissor do sistema nervoso autônomo simpático periférico. Pode ser encontrada sobretudo no tronco cerebral e hipotálamo, e possui ação depressora sobre os neurônios do córtex cerebral. Produzida no locus coeruleus.
A noradrenalina do sistema nervoso central provém da metabolização da dopamina. É uma das monoaminas que mais influenciam o humor, ansiedade, sono e alimentação junto com a serotonina, dopamina e adrenalina.
Regula os batimentos cardíacos, pressão arterial, conversão de glicogênio em energia e outros. A liberação da noradrenalina facilita a atenção e o alerta durante o dia. A neurociência tem estudado a atuação dela em distúrbios do sono, especialmente o sono REM, mecanismos de estresse, e nos processos de aprendizado e memória.
Serotonina
Esta amina biogênica neurotransmissora pode ser encontrada sobretudo no mesencéfalo, tálamo, hipotálamo e amígdala cerebral. Possui tanto ação excitatória quanto inibitória. Apesar de serem poucos os neurônios com capacidade para produzir e liberar serotonina, existe um grande número de células que detectam esse neurotransmissor.
A diminuição da liberação de serotonina no sistema nervoso central está associada a transtornos afetivos e de humor, como agressividade, depressão e ansiedade. Há evidências de que ela atue na regulação do ritmo circadiano, sono e apetite. Diversos estudos já testaram medicamentos com atuação nas vias serotoninérgicas buscando tratar, além da ansiedade e depressão, também obesidade, enxaqueca e esquizofrenia.
Drogas como ecstasy e LSD mimetizam a atuação da serotonina no cérebro.
Glutamato
O glutamato é o aminoácido livre mais abundante do sistema nervoso central. Além disso, atua como principal neurotransmissor excitatório, sendo extremamente importante para o desenvolvimento neural, plasticidade sináptica, aprendizado e memória.
Estudos já identificaram a associação entre o glutamato e doenças como epilepsia, isquemia cerebral, tolerância e dependência a drogas, dor neuropática, ansiedade e depressão.
Produzido em excesso, o glutamato é tóxico para as células nervosas. A doença de Lou Gherig é prova disso, onde a hiperprodução deste neurotransmissor causa morte neuronal por todo o cérebro e medula.
Ácido gama-aminobutírico (GABA)
O GABA está presente no córtex cerebral, no cerebelo, sendo liberado por diversos interneurônios localizados no cérebro e na medula espinhal. É o principal neurotransmissor inibitório do sistema nervoso central, estando presente em aproximadamente 20% das sinapses.
Os neurocientistas acreditam que o GABA seja responsável pela sintonia fina e coordenação dos movimentos; há relatos de que ele desempenhe importante papel na regulação do tônus muscular.
Medicamentos que aumentam a atuação deste neurotransmissor inibitório no sistema nervoso central são capazes de reduzir a ansiedade e produzir relaxamento muscular, prevenindo a hipertonia. Há hipóteses de que a deficiência de GABA possa levar a quadros de esquizofrenia.
No entanto, a linha de pesquisa mais importante acerca desse neurotransmissor está relacionada à ansiedade. Duas evidências apontam para essa correlação: (1) há grandes concentrações de GABA no sistema límbico e (2) a atuação dos benzodiazepínicos, ansiolíticos que interagem em grande parte com receptores gabaérgicos.
Duas descobertas provocantes
Hoje, se perguntarmos aos neurocientistas, eles provavelmente dirão que a maioria dos neurônios libera o mesmo neurotransmissor de seus axônios – e é por isso que você lê por aí a denominação de neurônios “dopaminérgicos” ou “serotoninérgicos”, liberando dopamina ou serotonina, respectivamente. Mas novos trabalhos na área descobriram que os neurônios não são fixos no que diz respeito às substâncias químicas que liberam.
Algumas células alteram o tipo de neurotransmissores que liberam dependendo das circunstâncias, por vezes liberando até cinco tipos diferentes. Os cientistas chamam esse fenômeno de “troca de neurotransmissores”.
Há indícios de que os neurônios nem mesmo sejam capazes de monopolizar a produção de moléculas neurotransmissoras. Em 2004, pesquisadores descobriram que células gliais podem liberar glutamato em sinapses no hipocampo, ajudando a sincronizar a atividade de sinalização.
Apenas dois exemplos de como a neurofisiologia é um terreno de verdadeiras verdades temporárias.
Referências e Leitura Complementar:
- Sheffler, Z. M., Reddy, V., & Pillarisetty, L. S. (2022). Physiology, neurotransmitters. StatPearls. ➞ Ler Artigo
- Hyman, S. E. (2005). Neurotransmitters. Current Biology, 15(5), R154-R158. ➞ Ler Artigo
- Dana Foundation. Neurotransmitters. (acessado em 28/12/2023). ➞ Ler Artigo
- Wood, H. (2004). A new release from astrocytes. Nature Reviews Neuroscience, 5(7), 516-516. ➞ Ler Artigo
- Spitzer, N. C. (2015). Neurotransmitter switching? No surprise. Neuron, 86(5), 1131-1144. ➞ Ler Artigo
