Revisão de anatomia e fisiologia do sistema nervoso

Aula 4 da disciplina "Psicofarmacologia", ministrada ao curso de Psicologia da UNIFESSPA

1. UNIFESSP
A
Psicofarmacologia
Aula 4:
Revisão de anatomia e
fisiologia do SN

2. UNIFESSP
A
ObjetivosObjetivos
1. Revisar alguns princípios básicos da
organização do sistema nervoso central
relevantes para o estudo da psicofarmacologia
2.Analisar alguns sistemas de
neurotransmissores importantes para a
psicofarmacologia
3.Revisar princípios básicos de
neurotransmissão e sua base morfológica

3. UNIFESSP
A
Neuroanatomia básicaNeuroanatomia básica
●A neuroanatomia funcional é o estudo de sistemas e grupos de neurônios
interdependentes e em interação, e das regiões encefálicas associadas a determinadas
funções
●Os três sistemas neurais de maior interesse para a psicofarmacologia e para a
psicopatologia são os sistemas tálamo-corticais, os gânglios da base, e o sistema límbico.
–Na década de 1970, o foco da pesquisa estava no tálamo; no entanto, suas interações com o córtex
são mais importantes para as funções sensoriais, motoras, e associativas do encéfalo
–O tálamo e suas interações com o córtex cerebelar também são importantes para a cognição
–Os gânglios da base são importantes no controle motor, mas também tem papel importante na
cognição
–O sistema límbico vêm sendo há tempos implicado na experiência e expressão das emoções
●Complementação com aula prática

4. UNIFESSP
A
NeurotransmissoresNeurotransmissores
●Existem seis grandes classes de substâncias
neurotransmissoras e neuromoduladoras
–Aminoácidos
–Monoaminas
–Peptídeos
–Neurotrofinas
–Gasotransmissores
–Purinas
●Os neurônios podem liberar mais de um neurotransmissor
(inclusive ao mesmo tempo), e apresentam receptores para
diferentes tipos de transmissores

5. UNIFESSP
A
MonoaminasMonoaminas
●Seis monoaminas clássicas
–Três catecolaminas – Adrenalina (Epi), noradrenalina (NE),
dopamina (DA)
–Serotonina (5-HT)
–Acetilcolina (ACh)
–Histamina (HA)
●Pequeno número de neurônios produzem cada uma
dessas monoaminas, mas o impacto na atividade
cerebral é grande, porque apresentam projeções difusas

6. UNIFESSP
A
Serotonina: Síntese e Serotonina: Síntese e
localizaçãolocalização

7. UNIFESSP
A
Receptores de serotoninaReceptores de serotonina
Receptor Via de sinalização Ligantes
5-HT
1A
G
i
Buspirona (Agonista parcial)
5-HT
1B
G
i
Triptanos (Agonistas)
5-HT
1D
G
i
Triptanos (Agonistas)
5-HT
1E
G
i
5-HT
1F
G
i
5-HT
2A
G
q
Psicodélicos (Agonistas
parciais), antipsicóticos atípicos
(Antagonistas), Cetanserina
(Antagonista)
5-HT
2B
G
q
Cetanserina (Antagonista)
5-HT
2C
G
q
Cetanserina (Antagonista),
Lorcarserin (Agonista)
5-HT
3
Ionotrópico (canais de sódio,
canais de potássio)
Anti-eméticos (Antagonistas)
5-HT
4
G
s
Tegaserod (Pró-cinético)
5-HT
5A
G
i
5-HT
5B
G
i
5-HT
6
G
s
5-HT
7
G
s

8. UNIFESSP
A

9. UNIFESSP
A
Dopamina: Síntese e Dopamina: Síntese e
localizaçãolocalização

10. UNIFESSP
A
Receptores de dopaminaReceptores de dopamina
Receptor Via de sinalização Ligantes
D
1
G
s
D
2
G
i
Antipsicóticos de primeira
geração, antipsicóticos
atípicos (antagonistas)
D
3
G
i
Antipsicóticos de primeira
geração (antagonistas)
D
4
G
i
Antipsicóticos de primeira
geração (antagonistas)
D
5
G
s

11. UNIFESSP
A
Noradrenalina e adrenalina: Noradrenalina e adrenalina:
Síntese e localizaçãoSíntese e localização

12. UNIFESSP
A
Receptor Ordem de potência
dos ligantes
Mecanismo Ligantes
α
1
: A, B, D Noradrenalina >
adrenalina >>
isoprotenerol
G
q
Doxazosina,
Silodosina, Prazosina,
Tansulosina,
Alfuzosina,
Terazosina
(Antagonistas)
α
2
: A, B, C Adrenalina >
noradrenalina >>
isoprotenerol
G
i
Clonidina (Agonista),
Ioimbina
(Antagonista)
β
1
Isoprotenerol >
adrenalina =
noradrenalina
G
s
Dobutamina
(Agonista),
Propanolol,
Metoprolol, Atenolol
(Antagonistas)
β
2
Isoprotenerol >
adrenalina >>
noradrenalina
G
s
Salbutamol
(Agonista), Propanolol
(Antagonista)
β
3
Isoprotenerol =
noradrenalina >
adrenalina
G
s
Mirabegron (Agonista)

13. UNIFESSP
A
Acetilcolina: Síntese e Acetilcolina: Síntese e
localizaçãolocalização

14. UNIFESSP
A
Receptores colinérgicosReceptores colinérgicos
Receptor Via de sinalização Ligantes
Nicotínico Ionotrópico (canais de sódio,
canais de potássio)
Carbacol, nicotina
(Agonistas), Curare
(Antagonistas)
M1 G
q
Muscarina (Agonista),
Atropina, Escopolamina
(Antagonista)
M2 G
i
Muscarina (Agonista),
Atropina (Antagonista)
M3 G
q
Muscarina, Pilocarpina
(Agonista), Atropina
(Antagonista)
M4 G
i
Atropina (Antagonista)
M5 G
q
Atropina (Antagonista)

15. UNIFESSP
A
Aminoácidos excitatórios: Aminoácidos excitatórios:
GlutamatoGlutamato
●Neurotransmissor excitatório; maior
número de circuitos locais
●Envolvido em condições
neuropatológicas crônicas, como ELA
●A estimulação prolongada dos
neurônios por Glu leva a morte ou
injúria neuronal (excitotoxicidade).
–Ações excitotóxicas implicadas na doença
de Alzheimer
–Memantina (antagonista NMDA-R) atrasa
os sintomas

16. UNIFESSP
A
Aminoácidos inibitórios: Aminoácidos inibitórios:
GABAGABA
●Principal neurotransmissor inibitório em
microcircuitos e em circuitos reginais
●Alterações em neurotransmissão GABAérgica
implicada na patologia da doença de Huntington,
doença de Parkinson, demência senil, doença de
Alzheimer, e esquizofrenia
●A GAD requer vitamina B6 como co-enzima; a
deficiência dietária dessa vitamina pode levar à
diminuição na síntese do GABA
●Como as convulsões podem ser facilitadas pela
ausência de inibição, aumentos no GABA ou na
atv de seus receptores podem ser estratégias
úteis para ação anti-convulsivante
–Valproato inibe GABA transaminase, aumentando
níveis de GABA

17. UNIFESSP
A
Peptídeos neuroativosPeptídeos neuroativos
●100+ descritos até o momento
●Opióides: endorfinas, encefalinas, dinorfina
●CRF: responsividade de ACTH diminuída em
TDM e TEPT; CRF elevado no fluido
cerebroespinal em TDM; retorno aos níveis
normais após tratamento

18. UNIFESSP
A
NeurotrofinasNeurotrofinas
●O primeiro fator de crescimento descrito foi o NGF (“nerve growth factor”, fator de
crescimento do nervo)
●Polipeptídeos que apresentam função regulatória de longo prazo → pico de
concentração nas fases iniciais do desenvolvimento
●BDNF, NT-3, NT-4/5 – alta expressão no córtex e hipocampo
●Receptores tirosina cinase
●Estresse diminui BDNF e aumenta NT-3; tratamento com antidepressivos produz
efeito contrário
●Aumento da eficácia da neurotransmissão

19. UNIFESSP
A
GasotransmissoresGasotransmissores
●H
2
S, NO CO
–Não são armazenados em vesículas; gerados por demanda
–Não são liberados por mecanismos dependentes de cálcio
–Inativação passiva
–Ação limitada pela difusão, permitindo ação em vários alvos
ao mesmo tempo
–Podem agir como transmissores retrógrados
●NO é o prototípico
–Síntese por NOS

20. UNIFESSP
A
Síntese e ações do NOSíntese e ações do NO

21. UNIFESSP
A

22. UNIFESSP
A
Adenosina e ATPAdenosina e ATP
●A adenosina é uma purina, e o ATP é derivado da
adenosina
●Receptores P
1
(alta afinidade por adenosina) e P2
(alta afinidade por ATP)
●Adenosina diminui a liberação de alguns
neurotransmissores; o ATP é normalmente co-
liberado com catecolaminas

23. UNIFESSP
A
Receptores purinérgicosReceptores purinérgicos
Receptor Via de sinalização Ligantes
A
1
G
i
Teofilina, cafeína (Antagonistas)
A
2A
G
s
Teofilina, cafeína (Antagonistas)
A
2B
G
s
Teofilina, cafeína (Antagonistas)
A
3
G
i
Teofilina, cafeína (Antagonistas)
P2X Ionotrópico
P2RY
1
G
q
P2RY
2
G
q
P2RY
4
G
i
e G
q
P2RY
6
G
q
P2YR
11
G
s
e G
q
P2YR
12
G
i
Clopidogrel
P2YR
13
G
i
P2YR
14
G
i

24. UNIFESSP
A

25. UNIFESSP
A
Neurônios e gliócitosNeurônios e gliócitos
●Multiplicidade de propriedades morfológicas e fisiológicas
–Presença vs. ausência de axônio e dendritos
–Excitabilidade
–Propriedades passivas de membrana
–Funções
●A propriedade comum a todos os neurônios é “a capacidade de gerar sinais
elétricos que funcionam como unidades de informação”.
●Os gliócitos apresentam função de “infraestrutura”, dando sustentação aos
neurônios, conduzindo nutrientes, controlando as concentrações de íons no
meio extracelular, armazenando glicogênio, participando dos mecanismos
de cicatrização e defesa do SNC, e processando informação

26. UNIFESSP
A
Diversidade morfológicaDiversidade morfológica
dos neurôniosdos neurônios
LENT, R. Cem bilhões de neurônios? Conceitos fundamentais de neurociência. 2.ed. Rio de Janeiro: Atheneu, 2002

27. UNIFESSP
A
Diversidade morfológicaDiversidade morfológica
dos neurôniosdos neurônios
PAREKH, R.; ASCOLI, G. A. Neuronal morphology goes digital: A research hub for cellular and system neuroscience. Neuron, v. 77, pp.
1017-1038, 2013. doi: 10.1016/j.neuron.2013.03.008

28. UNIFESSP
A
Um exemplo de gliócito com Um exemplo de gliócito com
função sináptica: O astrócitofunção sináptica: O astrócito
NAVARRETE, M.; ARAQUE, A. The Cajal school and the physiological role of astrocytes: A way of thinking. Frontiers in Neuroanatomy, v.
8, art. 33, 2014. doi: 10.3389/fnana.2014.00033

29. UNIFESSP
A
O neurônio é a principal O neurônio é a principal
unidade sinalizadora do SNunidade sinalizadora do SN
●A estrutura geral do neurônio serve à sua
função:
–Os dendritos são a principal região de integração
–O soma propaga o sinal e contém as organelas
para as respostas de longo prazo
–O axônio conduz o P. A. e, nos terminais, libera
neurotransmissor

30. UNIFESSP
A

31. UNIFESSP
A
O neurônio é a principal O neurônio é a principal
unidade sinalizadora do SNunidade sinalizadora do SN

32. UNIFESSP
A
Tipos morfológicos e Tipos morfológicos e
funcionais de sinapsefuncionais de sinapse
●Quanto à função:
–Excitatórias (PPSE)
–Inibitórias (PPSI)
●Quanto à localização subcelular:
–Axodendrítica
–Axossomática
–Axoaxônica
–Dendrodendrítica
–Somatossomática
●Quanto à morfologia:
–Assimétricas: membrana pós-sináptica + espessa
que a pré-sináptica; vesículas esféricas;
normalmente excitatórias
–Simétricas: membrana pós-sináptica = pré-sináptica;
vesículas achatadas; normalmente inibitórias

33. UNIFESSP
A
A membrana plasmática e os sinais A membrana plasmática e os sinais
elétricos do sistema nervosoelétricos do sistema nervoso

34. UNIFESSP
A
A membrana plasmática e os sinais A membrana plasmática e os sinais
elétricos do sistema nervosoelétricos do sistema nervoso
●Os canais iônicos são proteínas integrais de
membrana que apresentam permeabilidade
seletiva a diferentes espécies iônicas
–Permeabilidade contínua ou em resposta a
estímulos (mecânicos, elétricos, ou químicos) –
comportas
●Canais de cátions (sódio, potássio, cálcio) e
ânions (principalmente cloreto)

35. UNIFESSP
A
Gradientes eletroquímicosGradientes eletroquímicos

36. UNIFESSP
A
Potencial de repousoPotencial de repouso
●Em repouso, o potencial elétrico é negativo, refletindo a separação de cargas
positivas e negativas através da membrana
●O potencial de repouso da membrana do neurônio é mais próximo do potencial de
equilíbrio do K
+
, sugerindo que essa espécie iônica é importante para o repouso
–Como o gradiente químico do K
+
sobrepuja o gradiente elétrico contrário, em repouso o K
+

flui na direção do gradiente
–A saída do K
+
produz um gradiente elétrico no sentido contrário
–O gradiente elétrico e o gradiente químico do K
+
se equilibram, produzindo um potencial de
equilíbrio do K
+
●Diferenças numéricas apontam para o papel de outras espécies iônicas
●Bomba de sódio-potássio restaura os gradientes químicos constantemente

37. UNIFESSP
A
Potencial pós-sinápticoPotencial pós-sináptico

38. UNIFESSP
A
Potencial pós-sinápticoPotencial pós-sináptico
Na
+
K
+
Cl
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
NT inibitório
NT excitatório
PPSE
PPSI

39. UNIFESSP
A
Somação espacial e temporalSomação espacial e temporal

40. UNIFESSP
A
Circuitos dendríticos Circuitos dendríticos
excitatórios e inibitóriosexcitatórios e inibitórios
Fibra excitatória (E)
Fibra inibitória (I)
Fibra inibitória (I)
Fibra excitatória (E)

41. UNIFESSP
A
Circuitos dendríticos Circuitos dendríticos
excitatórios e inibitóriosexcitatórios e inibitórios

42. UNIFESSP
A
A propagação do PA no axônioA propagação do PA no axônio

43. UNIFESSP
A
Acoplamento excitação-Acoplamento excitação-
secreção no SNCsecreção no SNC

44. UNIFESSP
A
Acoplamento excitação-Acoplamento excitação-
secreção no SNCsecreção no SNC

45. UNIFESSP
A
Resumo da integração sinápticaResumo da integração sináptica
1) Síntese do neurotransmissor e
armazenamento em vesículas
2) Propagação do potencial de ação
até o terminal
3) Abertura de canais de cálcio
dependentes de voltagem
4) Exocitose (dependente de [Ca
2+
])
5) Ligação do neurotransmissor ao
receptor e efeitos celulares
6) Recaptação e/ou degradação do
neurotransmissor
7) Degradação de segundos
mensageiros