Neuromodulação - Neuromodulation

Neuromodulação é o processo fisiológico pelo qual um determinado neurônio usa um ou mais produtos químicos para regular diversas populações de neurônios. Os neuromoduladores normalmente se ligam aos receptores acoplados à proteína G metabotrópicos (GPCRs) para iniciar uma cascata de sinalização de segundo mensageiro que induz um sinal amplo e de longa duração. Essa modulação pode durar de centenas de milissegundos a vários minutos. Alguns dos efeitos dos neuromoduladores incluem: alterar a atividade de disparo intrínseco, aumentar ou diminuir as correntes dependentes de voltagem, alterar a eficácia sináptica, aumentar a atividade de disparo e reconfigurar a conectividade sináptica.

Os principais neuromoduladores do sistema nervoso central incluem: dopamina , serotonina , acetilcolina , histamina , norepinefrina e vários neuropeptídeos . Estudos recentes mostraram que o canabinóide também é um poderoso neuromodulador do SNC. Os neuromoduladores podem ser embalados em vesículas e liberados pelos neurônios, secretados como hormônios e liberados pelo sistema circulatório. Um neuromodulador pode ser conceituado como um neurotransmissor que não é reabsorvido pelo neurônio pré-sináptico ou dividido em um metabólito. Alguns neuromoduladores acabam passando uma quantidade significativa de tempo no líquido cefalorraquidiano (LCR), influenciando (ou "modulando") a atividade de vários outros neurônios do cérebro .

Sistemas neuromodulatórios

Os principais sistemas de neurotransmissores são o sistema da noradrenalina (norepinefrina), o sistema da dopamina , o sistema da serotonina e o sistema colinérgico . Drogas direcionadas ao neurotransmissor de tais sistemas afetam todo o sistema e explicam o modo de ação de muitas drogas.

A maioria dos outros neurotransmissores, por outro lado, por exemplo, glutamato , GABA e glicina , são usados ​​de forma muito geral em todo o sistema nervoso central.

Sistemas neuromoduladores
Sistema Origem Alvos Efeitos
Sistema noradrenalina Lócus coeruleus Receptores adrenérgicos em:
  • excitação (excitação é um estado fisiológico e psicológico de estar acordado ou reativo a estímulos)
  • sistema de recompensa
Campo tegmental lateral
Sistema dopaminérgico Vias da dopamina : Receptores de dopamina nas terminações da via.
Sistema de serotonina núcleo caudal dorsal da rafe Receptores de serotonina em:
núcleo rostral dorsal da rafe Receptores de serotonina em:
Sistema colinérgico Núcleo pedunculopontino e núcleos tegmentais dorsolaterais ( complexo pontomesencefalotegmental ) (principalmente) receptores M1 em:
núcleo óptico basal de Meynert (principalmente) receptores M1 em:
núcleo do septo medial (principalmente) receptores M1 em:

Sistema noradrenalina

O sistema noradrenalina consiste em cerca de 15.000 neurônios, principalmente no locus coeruleus . Isso é diminuto em comparação com os mais de 100 bilhões de neurônios no cérebro. Como ocorre com os neurônios dopaminérgicos na substância negra, os neurônios no locus coeruleus tendem a ser pigmentados com melanina . A noradrenalina é liberada pelos neurônios e atua nos receptores adrenérgicos . A noradrenalina é freqüentemente liberada de forma constante para que possa preparar as células gliais de suporte para respostas calibradas. Apesar de conter um número relativamente pequeno de neurônios, quando ativado, o sistema noradrenalina desempenha papéis importantes no cérebro, incluindo o envolvimento na supressão da resposta neuroinflamatória, estimulação da plasticidade neuronal através de LTP, regulação da captação de glutamato pelos astrócitos e LTD e consolidação da memória .

Sistema dopaminérgico

O sistema dopaminérgico ou dopaminérgico consiste em várias vias, originando-se, por exemplo, do tegmento ventral ou da substância negra . Ele atua nos receptores de dopamina .

A doença de Parkinson está, pelo menos em parte, relacionada ao abandono de células dopaminérgicas em núcleos cerebrais profundos , principalmente os neurônios pigmentados com melanina na substância negra, mas secundariamente os neurônios noradrenérgicos do locus coeruleus. Tratamentos que potencializam o efeito dos precursores da dopamina foram propostos e realizados, com sucesso moderado.

Farmacologia da dopamina

Sistema de serotonina

A serotonina criada pelo cérebro compreende cerca de 10% da serotonina total do corpo. A maioria (80-90%) é encontrada no trato gastrointestinal (GI). Viaja ao redor do cérebro ao longo do feixe medial do prosencéfalo e atua nos receptores de serotonina . No sistema nervoso periférico (como na parede intestinal), a serotonina regula o tônus ​​vascular.

Farmacologia da serotonina

  • Os inibidores seletivos da recaptação da serotonina (SSRIs), como a fluoxetina, são antidepressivos amplamente usados ​​que bloqueiam especificamente a recaptação da serotonina, com menos efeito em outros transmissores.
  • Os antidepressivos tricíclicos também bloqueiam a recaptação de aminas biogênicas da sinapse, mas podem afetar principalmente a serotonina ou a norepinefrina ou ambas. Eles normalmente levam de 4 a 6 semanas para aliviar quaisquer sintomas de depressão. Eles são considerados como tendo efeitos imediatos e de longo prazo.
  • Os inibidores da monoamina oxidase permitem a recaptação de neurotransmissores de amina biogênica da sinapse, mas inibem uma enzima que normalmente destrói (metaboliza) alguns dos transmissores após sua recaptação. Mais neurotransmissores (especialmente serotonina , noradrenalina e dopamina ) estão disponíveis para liberação nas sinapses. Os IMAOs levam várias semanas para aliviar os sintomas da depressão.

Embora as alterações na neuroquímica sejam encontradas imediatamente após a ingestão desses antidepressivos, os sintomas podem não começar a melhorar até várias semanas após a administração. O aumento dos níveis do transmissor na sinapse por si só não alivia a depressão ou ansiedade.

Sistema colinérgico

O sistema colinérgico consiste em neurônios de projeção do núcleo pedunculopontino , núcleo tegmental laterodorsal e prosencéfalo basal e interneurônios do estriado e núcleo accumbens. Ainda não está claro se a acetilcolina, como neuromodulador, atua por meio da transmissão de volume ou da transmissão sináptica clássica, pois há evidências que apóiam ambas as teorias. A acetilcolina liga-se aos receptores muscarínicos metabotrópicos (mAChR) e aos receptores nicotínicos ionotrópicos (nAChR). Descobriu-se que o sistema colinérgico está envolvido na resposta a pistas relacionadas à via de recompensa, aumentando a detecção de sinal e a atenção sensorial, regulando a homeostase, mediando a resposta ao estresse e codificando a formação de memórias.

GABA

O ácido gama-aminobutírico (GABA) tem um efeito inibitório sobre a atividade do cérebro e da medula espinhal.

Neuropeptídeos

Os neuropeptídeos são pequenas proteínas usadas para comunicação no sistema nervoso. Os neuropeptídeos representam a classe mais diversa de moléculas de sinalização. Existem 90 genes conhecidos que codificam precursores de neuropeptídeos humanos. Em invertebrados, existem cerca de 50 genes conhecidos que codificam precursores de neuropeptídeos. A maioria dos neuropeptídeos liga-se aos receptores acoplados à proteína G; no entanto, alguns neuropeptídeos bloqueiam diretamente os canais iônicos ou agem através dos receptores da quinase.

  • Peptídeos opióides - uma grande família de neuropeptídeos endógenos que são amplamente distribuídos por todo o sistema nervoso central e periférico. Drogas opiáceas, como heroína e morfina, atuam nos receptores desses neurotransmissores.
  1. Endorfina
  2. Encefalinas
  3. Dinorfinas

Sistemas neuromusculares

Os neuromoduladores podem alterar a saída de um sistema fisiológico agindo nas entradas associadas (por exemplo, geradores de padrão central ). No entanto, o trabalho de modelagem sugere que isso por si só é insuficiente, porque a transformação neuromuscular da entrada neural para a produção muscular pode ser ajustada para intervalos específicos de entrada. Stern et al. (2007) sugerem que os neuromoduladores devem agir não apenas no sistema de entrada, mas devem mudar a própria transformação para produzir as contrações adequadas dos músculos como saída.

Transmissão de volume

Os sistemas neurotransmissores são sistemas de neurônios no cérebro que expressam certos tipos de neurotransmissores e, portanto, formam sistemas distintos. A ativação do sistema causa efeitos em grandes volumes do cérebro, chamados de transmissão de volume . A transmissão de volume é a difusão de neurotransmissores através do fluido extracelular do cérebro liberado em pontos que podem estar distantes das células-alvo com a ativação resultante de receptores extra-sinápticos e com um curso de tempo mais longo do que a transmissão em uma única sinapse. Essa ação transmissora prolongada é chamada de transmissão tônica , em contraste com a transmissão fásica que ocorre rapidamente em sinapses únicas.

Outros usos

Neuromodulação também se refere a uma classe emergente de terapias médicas que visam o sistema nervoso para restauração da função (como em implantes cocleares ), alívio da dor ou controle de sintomas, como tremor visto em distúrbios do movimento como a doença de Parkinson . As terapias consistem principalmente em estimulação elétrica direcionada ou infusão de medicamentos no líquido cefalorraquidiano usando administração intratecal de drogas, como baclofeno para espasticidade . Dispositivos de estimulação elétrica incluem sistemas de estimulação cerebral profunda (DBS), coloquialmente referidos como "marcapassos cerebrais", estimuladores da medula espinhal (SCS) e estimuladores do nervo vago (VNS), que são implantados usando procedimentos minimamente invasivos ou dispositivos de estimulação elétrica nervosa transcutânea , que são totalmente externos, entre outros.

Veja também

Referências

links externos