Como descrito brevemente no capítulo anterior, os neurotransmissores são sinais químicos liberados dos terminais nervosos pré-sinápticos para a fenda sináptica. A ligação subsequente dos neurotransmissores a receptores específicos em neurônios pós-sinápticos (ou outras classes de células alvo) altera transientemente as propriedades elétricas das células alvo, levando a uma enorme variedade de efeitos pós-sinápticos (ver Capítulos 7 e 8).
A noção de que a informação elétrica pode ser transferida de um neurônio para o próximo por meio de sinalização química foi tema de intenso debate durante a primeira metade do século XX. Uma experiência chave que sustentou esta ideia foi realizada em 1926 pelo fisiologista alemão Otto Loewi. Agindo com base numa ideia que alegadamente lhe chegou a meio da noite, Loewi provou que a estimulação eléctrica do nervo vago abranda o batimento cardíaco, libertando um sinal químico. Ele isolou e perfurou os corações de dois sapos, monitorando as taxas em que eles estavam batendo (Figura 6.1). A essência do seu experimento foi coletar o perfusato fluindo através do coração estimulado e transferi-lo para o segundo coração. Embora o segundo coração não tivesse sido estimulado, seu batimento também diminuiu, mostrando que o nervo vago regula a freqüência cardíaca, liberando um químico que se acumula no perfusato. Originalmente referido como “substância vago”, o agente foi mais tarde mostrado como sendo a acetilcolina (ACh), que ao longo dos anos se tornou o neurotransmissor mais estudado. A ACh age não apenas no coração, mas em uma variedade de alvos pós-sinápticos no sistema nervoso central e periférico, preeminentemente na junção neuromuscular dos músculos estriados e no sistema motor visceral (ver Capítulos 5 e 21).
Figure 6.1
A experiência de Loewi demonstrando neurotransmissão química. (A) Diagrama da configuração experimental. (B) Onde o nervo vago do coração de um sapo isolado foi estimulado, a freqüência cardíaca diminuiu (painel superior). Se o fluido de perfusão do coração estimulado (mais…)
O longo dos anos, surgiram vários critérios formais que identificam definitivamente uma substância como um neurotransmissor (Caixa A). No entanto, identificar os neurotransmissores ativos em qualquer sinapse em particular continua sendo uma tarefa difícil, e para muitas sinapses (particularmente no cérebro), a natureza do neurotransmissor não está bem estabelecida. Substâncias que não preencheram todos os critérios descritos no Quadro A são referidas como neurotransmissores “putativos”.
Box A
Critérios que definem um neurotransmissor.
As características distintivas dos neurotransmissores, comparadas com outras moléculas de sinalização, são clarificadas por comparação com as acções das hormonas secretadas pelo sistema endócrino. Os hormônios tipicamente influenciam células-alvo distantes da célula secretora de hormônios (ver Capítulo 8). Esta “ação à distância” é alcançada pela liberação de hormônios na corrente sanguínea. Em contraste, a distância sobre a qual os neurotransmissores agem é minúscula. Em muitas sinapses, os transmissores ligam-se apenas aos receptores da célula pós-sináptica que está directamente por baixo do terminal pré-sináptico (Figura 6.2A); em tais casos, o transmissor actua a distâncias inferiores a um micrómetro. Mesmo quando os neurotransmissores se difundem localmente para alterar as propriedades elétricas de múltiplas células pós-sinápticas (e às vezes pré-sinápticas) nas proximidades (Figura 6.2B), eles atuam apenas em distâncias de dezenas a centenas de micrômetros. Enquanto os processos axonais alongados dos neurônios permitem que os neurotransmissores sejam liberados até um metro de distância do corpo celular neuronal, esses transmissores ainda atuam apenas perto do local de liberação pré-sináptica (Figura 6.2C).
Figure 6.2
Localização da ação do neurotransmissor. Os neurotransmissores em geral agem localmente (A), alterando a excitabilidade elétrica de uma pequena região de uma única célula pós-sináptica, ou mais difusamente (B), alterando a excitabilidade elétrica de uma (mais…)
Embora a distinção entre neurotransmissores e hormônios seja geralmente clara, uma substância pode agir como um neurotransmissor em uma região do cérebro enquanto serve como um hormônio em outro lugar. Por exemplo, vasopressina e oxitocina, dois hormônios peptídeos que são liberados na circulação pela pituitária posterior, também funcionam como neurotransmissores em várias sinapses centrais. Uma série de outros peptídeos também servem como hormônios e neurotransmissores.