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Podemos dizer que a fonte da maior parte da regulação circulatória no ser humano é o sistema nervoso?

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A regulação local do fluxo sanguíneo e dos barorreceptores estimulam os neurônios e enviam mensagens ao cérebro. então, podemos dizer que a fonte da maior parte da regulação circulatória no ser humano é o sistema nervoso?


Homeostase e regulação no corpo humano

O corpo humano é composto por trilhões de células que trabalham juntas para a manutenção de todo o organismo. Embora células, tecidos e órgãos possam desempenhar funções muito diferentes, todas as células do corpo são semelhantes em suas necessidades metabólicas. Manter um ambiente interno constante fornecendo às células o que elas precisam para sobreviver (oxigênio, nutrientes e remoção de resíduos) é necessário para o bem-estar das células individuais e de todo o corpo. Os muitos processos pelos quais o corpo controla seu ambiente interno são chamados coletivamente de homeostase. A atividade complementar dos principais sistemas do corpo mantém a homeostase.

Homeostase

Homeostase refere-se à estabilidade, equilíbrio ou equilíbrio dentro de uma célula ou do corpo. É a capacidade de um organismo de manter um ambiente interno constante. A homeostase é uma característica importante dos seres vivos. Manter um ambiente interno estável requer ajustes constantes conforme as condições mudam dentro e fora da célula. O ajuste dos sistemas dentro de uma célula é chamado de regulação homeostática. Como os ambientes interno e externo de uma célula estão mudando constantemente, os ajustes devem ser feitos continuamente para permanecer no ou próximo ao ponto de ajuste (o nível ou intervalo normal). A homeostase pode ser considerada um equilíbrio dinâmico em vez de um estado constante e imutável.

Loops de regulação de feedback

O sistema endócrino desempenha um papel importante na homeostase porque os hormônios regulam a atividade das células do corpo. A liberação de hormônios no sangue é controlada por um estímulo. Por exemplo, o estímulo causa um aumento ou uma diminuição na quantidade de hormônio secretado. Então, a resposta a um estímulo muda as condições internas e pode se tornar um novo estímulo. Esse mecanismo de autoajuste é chamado de regulação de feedback.

A regulação por feedback ocorre quando a resposta a um estímulo tem algum tipo de efeito no estímulo original. O tipo de resposta determina como o feedback é chamado. Avaliação negativa ocorre quando a resposta a um estímulo reduz o estímulo original. Feedback positivo ocorre quando a resposta a um estímulo aumenta o estímulo original.

Termorregulação: Um circuito de feedback negativo

O feedback negativo é o ciclo de feedback mais comum em sistemas biológicos. O sistema atua para reverter a direção da mudança. Como isso tende a manter as coisas constantes, permite a manutenção do equilíbrio homeostático. Por exemplo, quando a concentração de dióxido de carbono no corpo humano aumenta, os pulmões são sinalizados para aumentar sua atividade e exalar mais dióxido de carbono (sua taxa de respiração aumenta). A termorregulação é outro exemplo de feedback negativo. Quando a temperatura corporal aumenta, os receptores na pele e no hipotálamo percebem a mudança de temperatura. A mudança de temperatura (estímulo) dispara um comando do cérebro. Esse comando provoca uma resposta (a pele faz suor e os vasos sanguíneos próximos à superfície da pele se dilatam), o que ajuda a diminuir a temperatura corporal. A Figura 1 mostra como a resposta a um estímulo reduz o estímulo original em outro mecanismo de feedback negativo do corpo.

Figura 1: O controle do nível de glicose no sangue é um exemplo de feedback negativo. A concentração de glicose no sangue aumenta após uma refeição (o estímulo). O hormônio insulina é liberado pelo pâncreas e acelera o transporte de glicose do sangue para os tecidos selecionados (a resposta). As concentrações de glicose no sangue diminuem, o que diminui o estímulo original. A secreção de insulina no sangue é então diminuída.

O feedback positivo é menos comum em sistemas biológicos. O feedback positivo atua para acelerar a direção da mudança. Um exemplo de feedback positivo é a lactação (produção de leite). Conforme o bebê mama, mensagens nervosas das glândulas mamárias fazem com que o hormônio prolactina seja secretado pela glândula pituitária. Quanto mais o bebê mama, mais prolactina é liberada, o que estimula a produção de leite.

Poucos mecanismos de feedback no corpo são baseados em feedback positivo. O feedback positivo acelera a direção da mudança, o que leva ao aumento da concentração de hormônios, um estado que se afasta ainda mais da homeostase.

Interações do sistema

Cada sistema corporal contribui para a homeostase de outros sistemas e de todo o organismo. Nenhum sistema do corpo funciona isoladamente e o bem-estar da pessoa depende do bem-estar de todos os sistemas do corpo em interação. Uma interrupção em um sistema geralmente tem consequências para vários sistemas corporais adicionais. A maioria desses sistemas orgânicos é controlada por hormônios secretados pela glândula pituitária, uma parte do sistema endócrino. A Tabela 1 resume como vários sistemas do corpo trabalham juntos para manter a homeostase.

Os principais exemplos de homeostase em mamíferos são os seguintes:

• A regulação das quantidades de água e minerais no corpo. Isso é conhecido como osmorregulação. Isso acontece principalmente nos rins.
• A remoção de resíduos metabólicos. Isso é conhecido como excreção. Isso é feito pelos órgãos excretores, como rins e pulmões.
• A regulação da temperatura corporal. Isso é feito principalmente pela pele.
• A regulação do nível de glicose no sangue. Isso é feito principalmente pelo fígado e pela insulina e glucagon secretados pelo pâncreas no corpo.

Tabela 1: Tipos de regulação homeostática no corpo

Sistema endócrino

O sistema endócrino, mostrado na Figura 2, inclui glândulas que secretam hormônios na corrente sanguínea. Os hormônios são moléculas mensageiras químicas que são produzidas por células em uma parte do corpo e causam alterações nas células em outra parte do corpo. O sistema endócrino regula o metabolismo e o desenvolvimento da maioria das células e sistemas do corpo por meio de mecanismos de feedback. Por exemplo, o hormônio liberador de tireotropina (TRH) e o hormônio estimulador da tireoide (TSH) são controlados por vários mecanismos de feedback negativo. As glândulas endócrinas também liberam hormônios que afetam a cor da pele e do cabelo, o apetite e as características sexuais secundárias de homens e mulheres.

Figura 2: O sistema endócrino controla quase todos os outros sistemas do corpo por meio de mecanismos de feedback. A maioria dos mecanismos do sistema endócrino são feedback negativo.

O sistema endócrino tem um efeito regulador sobre outros sistemas de órgãos do corpo humano. No sistema muscular, os hormônios ajustam o metabolismo muscular, a produção de energia e o crescimento. No sistema nervoso, os hormônios afetam o metabolismo neural, regulam a concentração de fluidos e íons e ajudam com os hormônios reprodutivos que influenciam o desenvolvimento do cérebro.

Sistema urinário

Resíduos tóxicos se acumulam no sangue à medida que as proteínas e os ácidos nucléicos são decompostos e usados ​​pelo corpo. O sistema urinário livra o corpo desses resíduos. O sistema urinário também está diretamente envolvido na manutenção do volume sanguíneo adequado. Os rins também desempenham um papel importante na manutenção do teor correto de sal e água no corpo. Mudanças externas, como um clima quente, que levam ao excesso de perda de fluido acionam mecanismos de feedback que agem para manter o conteúdo de fluido do corpo inibindo a perda de fluido. Os rins também produzem um hormônio chamado eritropoietina, também conhecido como EPO, que estimula a produção de glóbulos vermelhos.

Sistema reprodutivo

O sistema reprodutivo faz pouco pela homeostase do organismo. O sistema reprodutivo se relaciona, em vez disso, com a manutenção da espécie. No entanto, os hormônios sexuais têm efeito em outros sistemas do corpo, e um desequilíbrio nos hormônios sexuais pode levar a vários distúrbios. Por exemplo, uma mulher cujos ovários são removidos no início da vida tem maior risco de desenvolver osteoporose, um distúrbio em que os ossos são finos e quebram facilmente. O hormônio estrogênio, produzido pelos ovários, é importante para o crescimento ósseo. Portanto, uma mulher que não produz estrogênio terá comprometimento do desenvolvimento ósseo.

Perturbação da homeostase

Muitos mecanismos homeostáticos mantêm o ambiente interno dentro de certos limites (ou pontos de ajuste). Quando as células do seu corpo não funcionam corretamente, o equilíbrio homeostático é interrompido. O desequilíbrio homeostático pode levar a um estado de doença. A doença e o mau funcionamento celular podem ser causados ​​de duas maneiras básicas: por deficiência (as células não obtêm tudo o que precisam) ou toxicidade (células sendo envenenadas por coisas de que não precisam). Quando a homeostase é interrompida, seu corpo pode corrigir ou piorar o problema, com base em certas influências. Além das influências herdadas (genéticas), existem influências externas que se baseiam nas escolhas de estilo de vida e na exposição ambiental. Esses fatores juntos influenciam a capacidade do corpo de manter o equilíbrio homeostático. O sistema endócrino de uma pessoa com diabetes tem dificuldade em manter o nível correto de glicose no sangue. Um diabético precisa verificar seus níveis de glicose no sangue muitas vezes durante o dia, conforme mostrado na Figura 3, e monitorar a ingestão diária de açúcar.

Figura 3: Uma pessoa com diabetes deve monitorar cuidadosamente a glicose no sangue. Este medidor de glicose analisa apenas uma pequena gota de sangue.

Influências internas: hereditariedade

Genética: Os genes às vezes são desligados ou ligados devido a fatores externos sobre os quais temos algum controle. Outras vezes, pouco pode ser feito para prevenir o desenvolvimento de certas doenças e distúrbios genéticos. Nesses casos, os medicamentos podem ajudar o corpo de uma pessoa a recuperar a homeostase. Um exemplo é o distúrbio metabólico diabetes tipo 1, que é um distúrbio em que o pâncreas não está mais produzindo quantidades adequadas de insulina para responder às mudanças no nível de glicose no sangue de uma pessoa. A terapia de reposição de insulina, em conjunto com a contagem de carboidratos e o monitoramento cuidadoso da concentração de glicose no sangue, é uma forma de equilibrar o manuseio da glicose pelo corpo. O câncer pode ser herdado geneticamente ou ser devido a uma mutação causada pela exposição a uma toxina, como radiação ou drogas prejudiciais. Uma pessoa também pode herdar uma predisposição para desenvolver uma doença, como uma doença cardíaca. Essas doenças podem ser retardadas ou evitadas se a pessoa ingere alimentos nutritivos, pratica atividade física regularmente e não fuma.

Influências externas: estilo de vida

Nutrição: Se sua dieta carece de certas vitaminas ou minerais, suas células funcionarão mal e você pode correr o risco de desenvolver uma doença. Por exemplo, uma mulher menstruada com ingestão inadequada de ferro na dieta ficará anêmica. A hemoglobina, a molécula que permite aos glóbulos vermelhos transportar oxigênio, requer ferro. Portanto, o sangue de uma mulher anêmica terá capacidade reduzida de transporte de oxigênio. Em casos leves, os sintomas podem ser vagos (por exemplo, fadiga), mas se a anemia for grave, o corpo tentará compensar aumentando o débito cardíaco, levando à fraqueza, batimentos cardíacos irregulares e, em casos graves, insuficiência cardíaca.

Atividade física: A atividade física é essencial para o bom funcionamento de nossas células e corpos. Repouso adequado e atividade física regular são exemplos de atividades que influenciam a homeostase. A falta de sono está relacionada a vários problemas de saúde, como batimento cardíaco irregular, fadiga, ansiedade e dores de cabeça. O sobrepeso e a obesidade, duas condições relacionadas à má nutrição e à falta de atividade física, afetam muito muitos sistemas orgânicos e seus mecanismos homeostáticos. Estar acima do peso ou ser obeso aumenta o risco de uma pessoa desenvolver doenças cardíacas, diabetes tipo 2 e certas formas de câncer. Ficar em forma participando regularmente de atividades aeróbicas como caminhadas, mostrado na Figura 4, ajuda a prevenir muitas dessas doenças.

Figura 4: Adicionar atividade física à sua rotina pode ser tão simples quanto caminhar por um total de 60 minutos por dia, cinco vezes por semana.

Saúde mental: Sua saúde física e mental são inseparáveis. Nossas emoções causam mudanças químicas em nossos corpos que têm vários efeitos em nossos pensamentos e sentimentos. O estresse negativo (também chamado de angústia) pode afetar negativamente a saúde mental. Demonstrou-se que a atividade física regular melhora o bem-estar físico e mental e ajuda as pessoas a lidar com o sofrimento. Entre outras coisas, a atividade física regular aumenta a capacidade do sistema cardiovascular de fornecer oxigênio às células do corpo, incluindo as células do cérebro. Medicamentos que podem ajudar a equilibrar a quantidade de certas substâncias químicas que alteram o humor no cérebro são freqüentemente prescritos para pessoas com transtornos mentais e de humor. Este é um exemplo de ajuda médica para estabilizar uma interrupção na homeostase.

Exposição Ambiental

Qualquer substância que interfira com a função celular e cause mau funcionamento celular é uma toxina celular. Existem muitas fontes diferentes de toxinas, por exemplo, drogas naturais ou sintéticas, plantas e mordidas de animais. A poluição do ar, outra forma de exposição ambiental a toxinas, é mostrada na Figura 5. Um exemplo comumente visto de exposição a toxinas celulares é por overdose de drogas. Quando uma pessoa toma muito de um medicamento que afeta o sistema nervoso central, as funções básicas da vida, como respiração e batimento cardíaco, são interrompidas. Essas interrupções podem resultar em coma, danos cerebrais e até mesmo a morte.

Figura 5: A poluição do ar pode causar exposição ambiental a toxinas celulares, como o mercúrio.

Os seis fatores descritos acima têm seus efeitos no nível celular. Uma deficiência ou falta de vias benéficas, seja causada por uma influência interna ou externa, quase sempre resultará em uma alteração prejudicial na homeostase. O excesso de toxicidade também causa desequilíbrio homeostático, resultando em mau funcionamento celular. Ao remover as influências negativas para a saúde e fornecer influências positivas adequadas à saúde, seu corpo fica mais apto a se autorregular e se autorreparar, o que mantém a homeostase.


O sistema endocanabinoide, nosso regulador universal

O sistema endocanabinóide (ECS) desempenha um papel muito importante no corpo humano para a nossa sobrevivência. Isso se deve à sua capacidade de desempenhar um papel crítico na manutenção da homeostase do corpo humano, que abrange o cérebro, o sistema endócrino e o sistema imunológico, para citar alguns. ECS é um sistema único em múltiplas dimensões. Para começar, é um sistema retrógrado que funciona após a pré-sinapse, permitindo que seja um “regulador mestre” do corpo. Em segundo lugar, ele tem um amplo escopo de influência devido à abundância de receptores canabinóides localizados em qualquer lugar, desde células imunológicas até neurônios. Finalmente, os canabinoides são rapidamente sintetizados e degradados, de forma que não permanecem no corpo por muito tempo em grandes quantidades, possivelmente permitindo que a terapia com canabinoides seja uma alternativa mais segura aos opioides ou benzodiazepínicos. Este artigo irá discutir como o ECS funciona através da regulação da função do neurotransmissor, apoptose, função mitocondrial e canais ionizados. As aplicações práticas do ECS, bem como os caminhos para doenças como epilepsia, câncer, esclerose lateral amiotrófica (ELA) e autismo, que não têm cura conhecida até agora, serão explorados.

Apesar dos vários avanços médicos, ainda existem muitas outras funções do corpo humano a serem descobertas. Alguns dos tratamentos menos eficazes encontram-se no campo da saúde mental, devido à falta de precisão e disponibilidade de testes para a função neurotransmissora, bem como para a atividade apoptótica. Os testes de neurotransmissores existentes utilizam metabólitos na urina (Hinz, Stein, Trachte, & amp Ucini 2010), no entanto, sua aplicabilidade é atualmente muito limitada. Não fomos capazes de mostrar que os níveis de neurotransmissores medidos na urina são tão precisos quanto os níveis reais no sistema nervoso central (SNC) ou sistema nervoso periférico (SNP).

Doenças apoptóticas, como câncer, síndrome da imunodeficiência adquirida (AIDS), ALS e autismo, não têm cura efetiva no momento e parecem ter patologia semelhante que envolve neurotransmissor, mitocondrial e disfunção apoptótica (Favaloro, Allocati, Graziano, Di Lio e De Laurenzi 2012).

O ECS, ao contrário do SNC, PNS e do sistema circulatório, é um dos sistemas menos estudados do corpo humano. Foi documentado que o ECS está diretamente envolvido com vários papéis na apoptose, níveis de neurotransmissores e homeostase (Basavarajappa, Nixon, & amp Arancio, 2009). ECS parece carregar um estigma por causa da palavra “cannabis”. Neste artigo, as funções e os possíveis benefícios do ECS serão discutidos.

A Estrutura e Função do Sistema Endocanbinoide

Com todos os sinais celulares complexos, mutações genéticas e influências externas, como conseguimos manter a homeostase? A resposta é o sistema endocanabinoide. Está presente em quase todo o corpo humano e funciona mantendo a homeostase do corpo humano (Alger, 2013). Isso é obtido por meio de um loop de feedback negativo que funciona pela ativação de um neurônio pós-sináptico, sintetizando e liberando os endocanabinóides à medida que eles têm como alvo vários receptores de canabinóides (CB).

Esses receptores CB são receptores acoplados à proteína G (Gambi et al., 2005), o que lhes permite influenciar diretamente os sinais de entrada. Isso funciona como um sinal de “substituição”, que difere da maioria das outras células. Como outras células têm modificadores de sinal que podem fazer qualquer coisa, desde amplificar até sinais divergentes, o neurônio está "dominando" essas células. Por exemplo, uma fratura no dedo do pé resultaria na morte celular. A resposta linfática resultante aumentaria o fluxo sanguíneo e a migração de glóbulos brancos para as áreas circundantes. O ECS, então, reconheceria o excesso de sinais linfáticos e, após decidir que não há mais necessidade de aumento da inflamação, os receptores CB nas células e tecidos imunes circundantes começarão a se ligar aos canabinóides e começar a reduzir lentamente essas respostas inflamatórias .

Um processo semelhante ocorre com sinais de dor no cérebro. A ligação e a estimulação dos receptores CB1 irão regular positivamente os neurotransmissores do ácido gama-aminobutírico (GABA), reduzindo assim os sinais de dor em todo o cérebro. Existem dois receptores principais no ECS: os receptores CB1 e CB2. Os receptores CB1 estão localizados principalmente nas células cerebrais (incluindo, mas não se limitando ao hipocampo, amígdala e hipotálamo) e não são tão densamente expressos no SNC, SNP e sistema imunológico. Por outro lado, os receptores CB2 estão localizados principalmente no SNC, PNS, sistema imunológico e dentro dos glóbulos brancos. Além disso, a existência de receptores CB3 também é hipotetizada (Iqbal, 2007).Esses receptores provavelmente serão vastos, com cada um tendo uma especialização única, apesar de serem encontrados em vários locais por todo o corpo (Mazarnes, & amp Carracosa 2006).

Os endocanibinóides

Existem vários endocanabinóides conhecidos que desempenham um papel no ECS. Todos eles parecem desempenhar um papel nos efeitos antiproliferativos, antiinflamatórios e antimetastáticos (Madia & amp Daeninck, 2016). Além disso, parece que eles têm um papel no neurotransmissor, no sistema imunológico e na função mitocondrial. Existem dois endocanabinóides principais: anandamida e 2-arquidonil glicerol (2-AG).

A anandamida é um endocanabinóide do corpo humano. Com a fórmula química C22H37NO2, é referido como a "molécula de êxtase". Pode ser liberado quando se come chocolate após um desejo (Mackie, 2008). A anandamida pode ser um canabinóide muito importante a ser manipulado para controlar os estímulos de dor. Isso se deve a uma qualidade interessante da anandamida, em que a concentração de anandamida dita o tipo e o número de receptores ativados. A anandamida também tem a capacidade de fazer ou quebrar conexões de curto prazo entre as células nervosas que afetam diretamente a memória. Especula-se se a anandamida embota e remove não apenas a dor física, mas também o desconforto psicológico. Nesse caso, isso poderia ser utilizado para ajudar indivíduos com transtorno de estresse pós-traumático (PTSD). Esse argumento tem mérito particular, pois a repressão é um mecanismo de enfrentamento bem conhecido (De Petrocellis et al., 1998). Além disso, a anandamida demonstrou ter efeitos antiproliferativos no câncer de mama. Também foi demonstrado que se liga com forte afinidade aos receptores CB1, que podem desempenhar um papel maior nos efeitos analgésicos dos endocanabinóides.

O 2-araquidonil glicerol é o endocanabinóide mais prevalente no corpo humano. Sua estrutura química é bastante semelhante à da anandamida, tendo o mesmo esqueleto de carbono, mas um grupo R diferente, C23H38O4 (Gonsiorek, 2000). É considerado um agonista completo dos receptores CB1 e CB2, desempenhando um papel importante no ECS. Devido à sua alta expressão nas células imunológicas periféricas, parece desempenhar um grande papel na antiinflamação por meio da supressão imunológica. No entanto, ele também funciona como um endocanabinóide psicoativo quando se liga aos receptores CB1 dentro das células cerebrais.

Gertsch, Pertwee e DiMarzo (2010) mostram que a cannabis contém dois fito-canabinóides muito prevalentes que têm como alvo cada receptor CB: tetrahidrocanabinol (THC) que é o fito-canabinóide ativo na cannabis que visa principalmente o receptor CB1, e β-cariofileno (a terpeno), que tem como alvo seletivo o receptor CB2 (Prakash, Pandey, Amcaoglu, Venkatesh, & amp Nagarkatti, 2009). Esses fito-canabinóides podem imitar a ação dos endocanabinóides. No entanto, é difícil medir exatamente quantos de cada um dos receptores CB estão sendo estimulados e quanto de cada fito-canabinóide está entrando na corrente sanguínea. No entanto, uma vez que a planta cannabis pode funcionar essencialmente como um estímulo em massa para o ECS, o corpo reconhece esses fito-canabinóides como endocanabinóides.

Metabolismo Lipídico

O ECS percorre o tecido adiposo, demonstrando seu papel na adipogênese, lipogênese e captação de glicose, todas estimuladas pelo receptor CB1. Os canabinóides são únicos por serem rapidamente sintetizados e decompostos logo após o uso, o que cria menos efeitos colaterais de longo prazo. As duas principais enzimas que quebram esses endocanabinóides são hidrolase de ácido amido graxo (FAAH) e monoacilglicerol lipase (MAGL) (Petrosino & amp Dimarzo, 2010). O sistema canabinoide endógeno é extremamente onipresente devido ao fato de que os canabinoides são sintetizados e degradados rapidamente, o que cria menos efeitos colaterais de longo prazo.

Devido à natureza ubíqua previamente declarada, o efeito de ter os níveis de canabinoides constantemente alterados por um longo período de tempo não é bem conhecido (Long et al., 2009). O que se sabe é que FAAH é a enzima preferida para a degradação da anandamida, enquanto MAGL é a enzima preferida para a degradação do 2-AG. Os inibidores dessas enzimas têm demonstrado sucesso na estimulação do ECS. É possível que, ao inibir uma ou ambas as enzimas, os níveis de vários neurotransmissores possam ser ajustados e mantidos em um estado estacionário por um longo período de tempo. Isso pode ser realizado evitando a hidrólise de certos endo / fito-canabinóides que estimulam a liberação de vários neurotransmissores.

Via Apoptótica

A apoptose, que é a morte programada das células, é um componente essencial do ciclo celular. Isso tem várias implicações para o corpo humano, como a manutenção da homeostase ou a erradicação de células cancerosas potencialmente perigosas. Embora muitas das proteínas envolvidas sejam conhecidas, os mecanismos exatos da apoptose ainda não foram elucidados. A apoptose não é a única maneira pela qual ocorre a morte celular; outro grande contribuinte para a morte celular é a necrose (Elmore, 2007). No entanto, ao contrário da apoptose, a necrose é altamente tóxica para as células e resulta em inflamação devido à lise celular, que prossegue com a morte celular.

A apoptose geralmente é causada pela ativação de várias caspases, uma família de enzimas que desempenham um papel essencial na apoptose. Caspase-2, 8, 9 e 10 são considerados iniciadores, enquanto caspase-3, 6 e 7 são algozes. As três principais vias em que a apoptose pode ocorrer são extrínseca, intrínseca e a via perforina / granzima.

Na via extrínseca, ocorre um agrupamento de receptores, bem como a ligação com seu ligante homólogo. Por exemplo, a ligação do ligando Fas ao receptor resulta no adaptador Fas associado através do domínio de morte (FAA) e na ligação do fator de necrose tumoral (TNF) ao seu receptor correspondente. Este então se liga ao domínio de morte associado ao receptor de TNF (proteína adaptadora TRADD) que se associa à procaspase-8 através da dimerização do domínio efetor de morte. Isso resulta em um complexo de sinalização indutor de morte (DISC) que catalisa a caspase-8. Caspase-8 atua como um iniciador que então dispara a fase de execução.

Por outro lado, a via intrínseca não requer estímulos externos. Em vez disso, ele depende de estímulos intracelulares que produzem sinais negativos ou positivos. Os sinais podem variar desde a perda da supressão apoptótica até a perda de fatores de crescimento e toxinas, entre outros. Esses estímulos causam alterações nas mitocôndrias, resultando em transição de permeabilidade mitocondrial (TMF), perda de potencial transmembrana e a liberação de dois grupos principais de proteínas apoptóticas, que então ativam várias caspases, como as caspases-3 e 9.

A via da granzima é única devido à capacidade da granzima B de clivar proteínas em resíduos de aspartato, resultando na ativação direta de caspase-3, um carrasco, saltando assim a fase de iniciação da apoptose. Além disso, essa via desempenha um grande papel na apoptose ativada por células T. Em um estudo conduzido por Amcaoglu, Ashok, Ugra, Mitzi e Prakash (2010), o THC demonstrou fazer com que as células sofram apoptose aumentada e espontânea, tanto em vitro e na Vivo. Curiosamente, os ratos tratados apenas com THC tiveram uma taxa mais elevada de apoptose do que os ratos tratados com THC e mitogénio (uma substância que influencia a mitose ou divisão celular). Além disso, observou-se que os linfócitos ativos regularam negativamente a expressão dos receptores CB2. No entanto, os agonistas de CB1 falharam em ter um impacto significativo na redução da apoptose ativada por THC, enquanto os agonistas de CB2 bloquearam a apoptose induzida por THC. Isso demonstra o papel do ECS no controle de vários estados de doença e inflamação.

Função Mitocondrial

As mitocôndrias são responsáveis ​​por converter carboidratos e ácidos graxos em trifosfato de adenosina (ATP) e fornecer energia para as células (Cooper, 2000). Exclusivamente, as mitocôndrias contêm seu próprio DNA. Semelhante aos genomas nucleares, as mutações podem ocorrer em genomas mitocondriais e causar distúrbios.

Uma das principais funções do ECS é a modulação da função mitocondrial. Isso pode ser feito por meio de uma variedade de caminhos compartilhados. Por exemplo, uma via à base de cálcio demonstra como a anandamida e o 2-AG podem modular o cálcio livre intracelular (Nunn, Guy, & amp Bell, 2012). Em doses baixas, a anandamida produz o resultado esperado exibindo efeitos ansiolíticos (anti-ansiedade). No entanto, em altas doses, a anandamida pode ativar o potencial transitório do receptor catiônico da subfamília V membro 1 (TRPV1), o que produziria o efeito oposto ao regular positivamente a função mitocondrial, aumentando assim a ansiedade. A anandamida tem a capacidade de induzir esses efeitos devido à sua capacidade de se ligar aos receptores CB1 nas junções pós-sinápticas, monitorando a abertura dos canais de Ca2 + dependentes de voltagem. Isso demonstra que a modulação do cálcio é mais complicada do que se pensava originalmente.

O ECS também pode modular as mitocôndrias por meio de reações redox. Mais uma vez, este é outro exemplo de como o ECS usa os receptores CB1 e CB2 como um sistema de freios e contrapesos dentro de si mesmo. Isso é evidente devido à capacidade dos receptores CB1 de aumentar as espécies reativas de oxigênio (ROS), o que resulta em uma cascata inflamatória e estresse mitocondrial. No entanto, CB2 diminui ROS, resultando no efeito oposto. Por exemplo, um indivíduo com diagnóstico de câncer pode requerer um aumento do estresse mitocondrial para estimular o apetite, e a modulação de ambos os receptores por meio de vários agonistas / antagonistas pode ajudar a controlar a atividade das mitocôndrias. Existem muitas outras vias, incluindo a ligação da ceramida e as vias mecanísticas do alvo da rapamicina (mTOR) que desempenham um papel na função mitocondrial que será discutida mais tarde neste artigo.

Um fato interessante em relação às mitocôndrias e sua estrutura é a localização do FAAH na mitocôndria, que é o ácido graxo primário que degrada a anandamida. Este parece ser um posicionamento estratégico, uma vez que a anandamida desempenha um papel na supressão da função mitocondrial. Este posicionamento permite que as mitocôndrias sempre sejam capazes de degradar a anandamida se houver um excesso de anandamida nas mitocôndrias. Não seria surpreendente descobrir que FAAH e MAGL (ácidos graxos) estão localizados em várias partes da infraestrutura celular nas quais o ECS desempenha um papel importante na regulação. Nunca é demais enfatizar o quão importante é a concentração, no que se refere ao seu efeito na função mitocondrial. Baixas concentrações de canabinóides parecem beneficiar a longevidade mitocondrial, função, ROS e permeabilidade, enquanto podem causar sérios danos às mitocôndrias em concentrações mais altas.

A função metabólica e o apetite têm uma associação direta com a função mitocondrial (Lipina, Irving, & amp Hundal, 2014). O bloqueio seletivo do receptor CB1 demonstrou ter um efeito profundo no apetite e na função metabólica, o que pode ajudar os indivíduos obesos. No entanto, também causa mudanças de humor incríveis, incluindo ansiedade e depressão. Isso ilustra um dos pontos mais importantes do ECS, que é sua interconectividade. O ECS desempenha um papel na modulação de tantas funções que, na tentativa de mudar uma, podemos acabar alterando tantas outras funções que causamos mais mal do que bem. Não é adequado do ponto de vista médico bloquear um tipo de receptor canabinoide inteiro, talvez o foco deva ser nas vias individuais que são moduladas pela ligação do receptor canabinoide. Por exemplo, o aumento de FAAH localizado ao redor da mitocôndria pode resultar na degradação da anandamida, que tem um impacto negativo nas mitocôndrias, enquanto o restante da anandamida pode funcionar separadamente e exercer suas funções em todo o corpo.

ECS e doença mental

ECS é intrigante e relativamente inexplorado em termos do papel que desempenha na saúde mental. A manipulação de ECS pode ser benéfica no tratamento de pacientes esquizofrênicos. Por exemplo, em um ensaio clínico realizado com pacientes esquizofrênicos, os níveis de anandamida foram significativamente maiores no sangue de pacientes com esquizofrenia aguda quando comparados a voluntários saudáveis ​​(7,79 ± 0,50 vs. 2,58 ± 0,28pmol / ml, De Marchi et al., 2003 )

A anandamida é o segundo endocanabinóide mais comum e é extremamente vital no corpo humano. O nível de anandamida é um indicador da acuidade da disfunção do ECS no que se refere à doença mental. A esquizofrenia, conforme resumido pelo National Institute for Mental Health (National Institute of Mental Health [NIMH], 2016b), é "um transtorno mental crônico e grave que afeta o modo como uma pessoa pensa, se sente e se comporta". As pessoas com esquizofrenia podem parecer que perderam o contato com a realidade. Embora a esquizofrenia não seja tão comum quanto outros transtornos mentais, os sintomas podem ser muito incapacitantes.

Pode-se concluir que quanto mais grave é a doença mental, maior é a disfunção no ECS. Se virmos a doença mental em um continuum, em vez de entidades separadas, isso forneceria uma visão mais precisa da doença mental. Algumas das doenças mentais mais comuns, como depressão, ansiedade e esquizofrenia, compartilham semelhanças e geralmente contêm sintomas sobrepostos quando diagnosticadas. Tristeza, pensamentos suicidas, dismorfia corporal e ataques de pânico são os sintomas gerais dessas condições. A maior diferença não é a maneira como alguém se sente, mas a intensidade de seus sentimentos.

Com base nessas informações, seria lógico supor que as doenças mentais podem ser conectadas por meio de uma série de desequilíbrios neuroquímicos semelhantes e dos sintomas resultantes. É importante notar que alguns sintomas podem se intensificar devido aos ciclos de feedback positivo ou negativo como resultado dos desequilíbrios em vários neurotransmissores, que dão a aparência de uma "nova doença". Por exemplo, pacientes esquizofrênicos podem parecer estar apenas deprimidos ou ansiosos devido à disfunção de massa dos neurotransmissores. Estes podem então ser amplificados e podem produzir novos sintomas, como alucinações ou mania extrema. No entanto, isso não significa que os desequilíbrios químicos que causam depressão ou ansiedade tenham desaparecido; eles são simplesmente amplificados ou, em alguns casos, reduzidos. Parece que as diferentes doenças mentais podem estar interconectadas em uma teia ou rede, que é mantida por meio da função neurotransmissora. Ao testar e observar a função do neurotransmissor, pode-se obter coordenadas para ver onde na web ou rede os problemas com o neurotransmissor estão ocorrendo. Erros no ECS, que influenciam o humor e a percepção, ajudariam a explicar esses erros e disfunções. Portanto, a doença mental pode ser influenciada por erros no ECS como resultado de falha de comunicação dos neurotransmissores. Como o ECS funciona como um sistema retrógrado, ele pode ter uma influência direta sobre os neurotransmissores associados. Portanto, direcionar o ECS pode ser um método de tratamento mais eficaz do que apenas abordar os próprios neurotransmissores. A abordagem atual para lidar com a doença mental concentra-se na manipulação da liberação de neurotransmissores, no entanto, isso parece mais um tratamento com band-aid do que uma cura real. Tratar os problemas homeostáticos subjacentes por meio do ECS, restaurando assim a função do neurotransmissor, parece ser uma solução mais permanente.

Tratamentos Atuais

Para o tratamento da depressão, os antidepressivos mais comuns são os inibidores seletivos da recaptação da serotonina (ISRS) e outros inibidores da recaptação (NIMH, 2016a). Vários inibidores de recaptação funcionam impedindo a recaptação de seus neurotransmissores específicos no cérebro, permitindo que eles permaneçam mais tempo nas sinapses e aumentem suas concentrações. No entanto, esta é apenas uma solução temporária que não aborda a causa subjacente de vários desequilíbrios de neurotransmissores. Além disso, os SSRIs têm como alvo apenas a serotonina, mas a maioria dos casos de depressão se deve a múltiplos desequilíbrios de neurotransmissores. Focar apenas em um neurotransmissor provavelmente não resultará em melhora e pode facilmente exacerbar a doença. O fato de que os ISRSs podem aumentar a depressão e os pensamentos suicidas para alguns pacientes sugere que pode não ser a melhor opção de tratamento.

Para a ansiedade, os ISRSs são um tratamento comum, no entanto, os benzodiazepínicos estão se tornando a forma de tratamento mais comum. A ação primária dos benzodiazepínicos é ligar-se a uma bolsa formada pelas subunidades alfa e gama do GABA (Griffin III, Kaye, Bueno, & amp Kaye, 2013). Isso resulta na mudança conformacional no receptor GABA-A, que induz o efeito inibitório do GABA. O GABA está altamente concentrado no sistema límbico, que é o sistema mais intimamente associado ao vício. Este é um dos problemas mais prevalentes com os benzodiazepínicos, pois focar exclusivamente no GABA aumenta a chance de dependência. A meia-vida curta da benzodiazepina contribui para a natureza extremamente viciante da droga. Os benzodiazepínicos são listados como uma droga IV (United States Drug Enforcement Administration, n.d.), o que implica que, junto com sua capacidade de tratar doenças, tem um potencial relativamente baixo de abuso. No entanto, este não é o caso. De acordo com o Instituto Nacional de Abuso de Drogas (2017), houve aproximadamente 8.700 mortes relacionadas à overdose em 2015, o que representou um aumento de 4,3 vezes em relação a 2002.

Novas direções

Como afirmado acima, existem preocupações claras sobre a forma como as doenças mentais estão sendo tratadas. Uma das maiores preocupações está relacionada à falta de testes de neurotransmissores para determinar as contribuições de vários neurotransmissores para a doença mental. A partir daí, os futuros tratamentos devem abordar as causas subjacentes, sem a utilização de substâncias viciantes.

O GABA tem uma relação única com o ECS (Sigel et al., 2011). Quando o 2-AG é ativado, ele aumenta os efeitos do GABA, causando um aumento dos neurotransmissores GABA no corpo humano (Manzanares & amp Carracosa, 2006). No entanto, quando o receptor CB1 é ativado por endocanabinóides ou fito-canabinóides, ele inibe o GABA. Isso não é surpreendente, pois o ECS é responsável pela maioria das funções homeostáticas do corpo. Se alguém ativasse o ECS do corpo introduzindo um influxo de endocanabinóides ou fito-canabinóides e predeterminasse quais receptores foram ativados, isso poderia nos dar controle bidirecional sobre o GABA que as drogas atuais não oferecem.

Por exemplo, para aumentar os níveis de GABA de um indivíduo, pode-se tomar um inibidor CB1, como o rimonabanto, que impede a ativação do CB1. Isso resultaria em 2-AG se tornando o endocanabinoide primário sintetizado devido à afinidade de 2-AG para o receptor CB2, subsequentemente aumentando a concentração de GABA. Para diminuir o GABA, pode-se utilizar um agonista de MAGL para aumentar a degradação de 2-AG. Isso resultaria em um nível estável de concentração de anandamida com uma concentração de 2-AG muito mais baixa.

Os tratamentos que afetariam diretamente o ECS podem ser mais benéficos do que os medicamentos usados ​​atualmente para tratar doenças mentais.Isso se deve à capacidade dos canabinoides de corrigir os desequilíbrios neuroquímicos, atacando a origem do problema, em vez de apenas tentar aliviar os sintomas.

Funções apoptóticas e curas potenciais para HIV, câncer, autismo, ALS e epilepsia

O HIV é geralmente causado pelo aumento da apoptose de células T CD4 + e CD8 + principalmente. Inicialmente, o HIV estimula várias cascatas celulares que eventualmente levam a mudanças conformacionais permanentes (Simon, Ho, & amp Karim, 2006). Não apenas a apoptose é aumentada nas glicoproteínas do HIV, mas a ativação celular também está aumentada, resultando em um aumento no turnover das células T. Isso parece indicar um aumento da destruição de células T, em vez de uma falta de produção de células T.

As células T são muito importantes para a resposta imune contra patógenos, parasitas extracelulares e outros possíveis organismos virais ou bacterianos (Zhu & amp William, 2008). Ao contrário do câncer, a apoptose não é suprimida, mas sim estimulada na presença do HIV. No entanto, um dos mecanismos incríveis em relação ao ECS é que, embora seja considerado um “ciclo de feedback negativo” como resultado de vários receptores e canabinóides, parece que é possível diminuir e aumentar a apoptose. Hipoteticamente, se alguém fosse capaz de reduzir a apoptose de células T que ocorre no estágio inicial do HIV, seria capaz de reverter o processo completamente e erradicar o vírus.

O câncer é o resultado de múltiplas mutações genéticas que permitem que as células se multipliquem de maneira incontrolável, evitem a apoptose, tornem-se imortais e sofram metástases. Alguns dos genes são proto-oncogenes, como Ras (Lodish, Berk, & amp Zipursky, 2000), enquanto outros são genes supressores de tumor (TSG) (Zhu, et al, 2015), como BRCA1 e BRCA2 (Lowe & amp Lin , 2000). p53 é outro TSG, que também desempenha um papel extremamente importante como uma proteína de ponto de verificação do ciclo celular envolvendo a parada do ciclo.

Formas comuns de tratamento do câncer incluem radioterapia, que explode células cancerosas com radiação na esperança de erradicar todas as células cancerosas, não é um tratamento sustentável. Existem outras intervenções farmacológicas. Por exemplo, Gleevec (mesilato de imatinibe) demonstrou ser especialmente eficaz (lista RX, 2017) como um tratamento anticâncer. Gleevec funciona como um inibidor da pequena molécula da quinase. Como a ação do Gleevec é direcionada, é uma abordagem muito mais segura. No entanto, isso torna seu uso muito seletivo, de modo que tem uma alta taxa de sucesso apenas se a anormalidade cromossômica Filadélfia estiver presente (Pray, 2008). Um problema adicional com drogas como o Glivec é seu efeito sobre a glicoproteína-p (Schinkel, 1999), que funciona como uma “bomba seletiva” na barreira hematoencefálica e em outros vários santuários do corpo. No entanto, essa função sai pela culatra com vários medicamentos anticâncer, pois tende a bombeá-los para fora na tentativa de desintoxicar o corpo.

O ECS deve ser avaliado como uma possível alternativa para o tratamento do câncer. Uma das chaves para erradicar o câncer é a indução seletiva da apoptose. Foi demonstrado que o THC desencadeia a apoptose, conforme mencionado anteriormente. Se pudéssemos determinar os canabinóides apropriados (THC, THCA, CBD, 2-AG, etc.) associados ao câncer, poderíamos adotar uma abordagem gradual para neutralizar cânceres específicos. Isso seria realizado pela injeção de canabinóides específicos no tumor canceroso por meio de um vírus ou vetor. Uma vez que CB2 tem o maior efeito na apoptose, poderíamos aumentar a ligação de CB2 utilizando um antagonista de MAGL. Isso evitaria que os canabinóides que geralmente se ligam ao receptor CB2 sejam degradados, resultando em uma concentração aumentada e prolongada de canabinóides na corrente sanguínea.

Os ácidos graxos específicos a serem bloqueados ou aumentados podem variar de câncer para câncer, assim como os canabinóides usados ​​no tratamento. Esta pode ser uma forma eficaz de induzir a apoptose dentro da célula, o que erradicaria o câncer enquanto minimizava as reações adversas comumente associadas à quimioterapia convencional. Isso poderia ser muito bem-sucedido devido ao fato de que, uma vez que certas mutações na célula resultaram em câncer, a capacidade de processar um sinal normal de p53 e outros TSG / oncogenes é perdida. Ao utilizar o ECS para substituir essas células cancerosas, essas células podem ser induzidas a atender aos novos sinais apoptóticos.

O autismo, ou transtorno do espectro do autismo (TEA), é uma doença que envolve mudanças físicas e comportamentais. As células do SNC mais afetadas são os neurônios GABAérgicos de Purkinje (Goodenowe & amp Pastural, 2011). Esses neurônios são a única saída do córtex cerebelar e desempenham um papel vital na função e no projeto dos circuitos cerebelares. A perda desses neurônios GABAérgicos específicos é uma das principais causas do autismo. Embora a apoptose que deu errado possa ser a fonte do desaparecimento desses neurônios de Purkinje, esse normalmente não é o caso. Os catalisadores mais comuns responsáveis ​​por sua destruição são o álcool e outras toxinas (Sudarov, 2013). No entanto, como os neurônios são GABAérgicos, o ECS não seria capaz de replicar esses neurônios em particular, mas a manipulação do sistema poderia nos permitir modular os sinais GABA que deveriam ocorrer dentro dos neurônios de Purkinje falecidos.

Outro indicador de autismo é a disfunção mitocondrial em massa, que pode ser detectada de várias maneiras, incluindo, mas não se limitando a: níveis de lactato plasmático, níveis de carnitina e níveis de glutationa (Goodenowe & amp Pastural, 2011). Curiosamente, o neurônio de Purkinje foi associado a certos distúrbios mitocondriais que sinalizam o autismo. Quantidades excessivas de glutamato formado pela microglia podem se formar em torno dos neurônios de Purkinje. Isso pode ser causado pela despolarização pré-sináptica de neurônios de fibra trepadeira, que desempenham um papel em picos de potencial de ação maciça (Ohtsuki, Piochon, & amp Hansel, 2009) e transbordamento sináptico, que pode resultar em toxicidade do glutamato.

Além disso, há um viés de gênero interessante no autismo, com prevalência quase quatro vezes mais em homens pré-púberes do que em mulheres pré-púberes. Isso se deve a um aumento de quatro vezes do estrogênio nas mulheres, que parece funcionar como um mecanismo protetor para as mitocôndrias, especialmente o B-estradiol. Portanto, não é surpreendente que as disfunções mitocondriais que são melhor protegidas pelo B-estradiol estejam relacionadas à toxicidade do glutamato.

Além de seu papel com os neurotransmissores GABA / glutamato, o ECS também demonstrou desempenhar um papel direto no controle do mau funcionamento mitocondrial. Como mencionado anteriormente, o ECS é conhecido por modular muitas vias, incluindo canais de Ca2 +, Kir, MAPK, e / iNOS, mTor e produção de ceramida. Isso demonstra que o ECS tem um firme “controle” sobre a produção mitocondrial (Nunn, Guy, & amp Bell, 2012). Por meio dessas diferentes vias, vários endocanabinoides são expressos, exibindo um sistema de diversas respostas dentro dessas vias. Estes variam de aumento / diminuição da apoptose, aumento do nNOD nos neurônios e diminuição do iNOS nos astrócitos.

Há também uma infinidade de outros controles dentro dessas vias que são tão importantes no que diz respeito à produção mitocondrial. No entanto, uma das vias mais importantes é o mTOR, que controla a função mitocondrial e a expectativa de vida. Embora o ECS seja geralmente considerado antiproliferativo, em toda a via mTOR (especificamente ativação do CB2), foi demonstrado que o ECS pode se tornar proliferativo, apenas por meio de ativação de baixo nível. Esta ativação pode fornecer tratamento para disfunção mitocondrial no autismo como resultado do controle de massa do ECS sobre as vias mitocondriais.

Uma chave para alterar a função mitocondrial em pacientes com autismo pode ser FAAH, que é a principal enzima responsável pela degradação da anandamida e do THC (Instituto Nacional de Doenças Neurológicas e Derrame, 2013). Os inibidores de FAAH são conhecidos por apresentar propriedades analgésicas, antiinflamatórias e antidepressivas em camundongos. Isso faz sentido, pois com o FAAH reduzido ou removido, o canabinóide endógeno anandamida seria mais prevalente na corrente sanguínea e é conhecido por produzir os efeitos mencionados acima por meio de interações com várias partes do cérebro e células imunológicas. Este poderia ser um possível curso de tratamento em indivíduos com autismo, uma vez que suas mitocôndrias podem ser reguladas para baixo. A inibição da FAAH permitiria a interação prolongada com a anandamida, que na concentração correta, aumentará a função mitocondrial.

Esclerose Lateral Amiotrófica (ALS)

ALS é uma doença neurodegenerativa que pode afetar células nervosas no cérebro e na medula espinhal (especificamente neurônios motores), resultando em sua morte. Consequentemente, o cérebro perde a capacidade de controlar os músculos, incluindo os do pulmão e do coração (Ahn, Johnson, & amp Benjamin, 2009). A ELA só é compreendida até certo ponto, com múltiplas teorias de que a morte celular contribui para esse processo. Uma das teorias mais salientes é que a apoptose desempenha um grande papel na ELA e é responsável pela morte de neurônios motores (Sathasivam, Ince, & amp Shaw, 2001). Foi relatado que em ALS, há mudanças nas proteínas p53 e na família Bcl-2.

O câncer é outra doença que apresenta mutações semelhantes a essas proteínas, no entanto, ocorrem efeitos opostos. No câncer, há um crescimento celular descontrolado, que contrasta com a morte celular descontrolada encontrada na ELA. No entanto, a morte celular em ALS visa especificamente os neurônios motores. Em um estudo conduzido por Ranganathan e Bowser (2010), os níveis de p53 foram encontrados elevados significativamente na medula espinhal, mas não nos neurônios motores. Este achado pode explicar parcialmente a morte de neurônios motores na ELA, e sugere que a ELA pode ser uma doença em dois níveis.

Outro problema presente na maioria dos pacientes com ELA são os níveis de glutamato (Foran & amp Trotti, 2009). A excitotoxicidade do glutamato é muito comum em doenças neurodegenerativas como a ELA. Vários transportadores de glutamato, conhecidos como a família dos transportadores de aminoácidos excitatórios (EAAT), têm um grande papel na regulação do glutamato, embora existam diferenças estruturais. EEAT-2 parece ser importante no transporte de glutamato devido à sua abundância no cérebro e no SNC. Em estudos pós-morte de pacientes com ELA, há uma clara regulação negativa de EEAT-2 presente no corno ventral da medula espinhal, demonstrando a presença de excitotoxicidade do glutamato.

A excitotoxicidade é modulada principalmente pelas vias do Ca2 +, que foi discutida na seção sobre autismo, e é influenciada pelo ECS. Portanto, não é surpresa que o glutamato seja um dos neurotransmissores que o ECS influencia. ALS parece ser o resultado de apoptose e anormalidades com transporte de glutamato. Parece que um pode atuar como catalisador para o outro. É possível que o aumento da atividade apoptótica nas caspases-8 (iniciador) e 3 (executor) possa levar ao aumento da apoptose dos neurônios motores. Esse fenômeno, então, resulta em uma desregulação do transporte de glutamato, subsequentemente causando excitotoxicidade, que pode ser o principal fator na transformação de ALS em uma doença mortal.

Nossa hipótese é que a ELA não tratada tem uma curva de crescimento exponencial, apesar de não estar aparente na revisão realizada. Uma vez que uma certa porcentagem de neurônios motores tenha morrido, há um aumento na desregulação de proteínas (como a EEAT-2), o que resulta na morte inevitável dos pacientes com ELA. Acreditamos que a regulação negativa da apoptose por meio do ECS levará, em algum momento, a uma eventual cura. Outra hipótese é que algumas outras vias potenciais podem reduzir a emissão de glutamato, mesmo após a regulação negativa de várias proteínas.

A epilepsia é uma doença complexa em que existem várias causas teorizadas, como epigenética, desequilíbrio de neurotransmissores, disfunção de canal bloqueado por íons, etc. No entanto, iremos nos concentrar nas variáveis ​​mencionadas anteriormente e seu efeito na epilepsia.

As crises epilépticas não são todas iguais (Bromfield, Cavazos, & amp Sirven, 2006), existem crises parciais e crises generalizadas. A principal causa da epilepsia é a falha da membrana em atingir seu potencial de pós-ação de equilíbrio (Bromfield et al., 2006). Os potenciais de ação são formados devido à despolarização da membrana neuronal, que estimula a liberação de neurotransmissores no terminal do axônio. Estes são provocados por mudanças líquidas positivas em vários fluxos de íons, como o ligante ou canais dependentes de voltagem, ou mudanças na compartimentalização do íon intracelular. Existem oito tipos de neurotransmissores no cérebro, no entanto, vamos nos concentrar principalmente nos principais neurotransmissores excitatórios e inibitórios, glutamato e GABA, respectivamente.

A excitabilidade neuronal tem muitas variáveis ​​que podem determinar o quão grande o efeito excitatório e inibitório pode ser, incluindo a modulação da expressão gênica, tipo ou número de canais bloqueados e mudanças nas concentrações de íons extracelulares. No entanto, notamos que muitos deles são modulados pelas funções homeostáticas do ECS (Rosenberg, Tsien, Whalley, & amp Devinsky, 2015). Existe uma ligação clara entre a cannabis e suas propriedades anticonvulsivantes, mas é importante notar a diferença entre os canabinóides exógenos na cannabis e os canabinóides endógenos que o corpo produz (Alger, 2014). Por exemplo, faz sentido que os fito-canabinóides / exógenos tenham um efeito muito mais amplo em nosso corpo. Este efeito pode ser referido como o "arco canabinoide generalizado". Ao fumar maconha, independentemente da variedade, há uma série de efeitos que geralmente ocorrem. Isso pode ser devido ao fato de que, embora imitem os canabinóides endógenos em nosso corpo, eles não foram projetados para modular nossos vários sistemas.

Uma vez que os canabinóides são de natureza endógena, poderíamos argumentar que cada endocanabinóide e receptor CB desempenham um papel específico na função homeostática do músculo, organela ou cascata que controla. Portanto, apesar do sucesso até agora alcançado com o tratamento da epilepsia com cannabis, talvez uma via de tratamento mais adequada seja utilizar o ECS diretamente. Apesar dos desafios, acreditamos que proporcionaria um tratamento mais eficaz para a epilepsia. Isso levanta a questão de como usamos as intrincadas vias do ECS para manipular os neurotransmissores e os potenciais de ação. Curiosamente, a forma mais eficiente de estimular a mobilização endotelial CB (eCB) de curto prazo seria utilizando despolarizações de membranas pós-sinápticas que duram de 1s a 10s. Os potenciais de ação também são despolarizações, envolvendo especificamente a membrana neuronal. Se a estimulação artificial de eCB é um processo semelhante a esses potenciais de ação, faria sentido que a resposta natural do corpo a esses potenciais de ação seja controlá-los com ECS devido à função homeostática dos sistemas.

Pode-se supor que um erro no ECS pode resultar em epilepsia. O tratamento mais promissor para a epilepsia pode ser a utilização dos receptores CB1 localizados em todo o cérebro, especificamente, para sua resposta aos potenciais de ação e sua capacidade de manipular GABA na epilepsia. Independentemente de saber se a falha de comunicação no ECS é a causa ou simplesmente um efeito colateral da epilepsia, um caminho possível para curá-la é manipulando o ECS com uma terapia canabinoide prolongada. Para isso, devemos direcionar a pesquisa sobre a especificidade de cada endocanabinóide e seus respectivos receptores. Assim que decifrarmos totalmente o ECS e seu papel com relação à epilepsia, seríamos capazes não apenas de interromper as crises, mas também, por meio de terapia prolongada, corrigir os erros que causam o disparo prolongado de potenciais de ação que induzem a ocorrência de crises.

O ECS é um dos sistemas, senão o mais importante em nosso corpo. Seu papel na função homeostática de nosso corpo é inegável e sua esfera de influência é incrível. Além disso, também desempenha um papel importante em doenças apoptóticas, função mitocondrial e função cerebral.

Sua contribuição é mais do que manter a homeostase, mas também tem uma profunda capacidade de regulação. Trabalhando de forma retrógrada e com uma natureza geralmente inibitória, o ECS pode atuar como um "interruptor de interrupção". No entanto, foi demonstrado que desempenha um papel inibidor ou estimulador com base no tamanho do influxo de canabinóides, resultando em uma regulação bimodal. Além disso, devido à natureza da taxa de degradação dos canabinóides, não tem tantos efeitos colaterais de longo prazo quanto a maioria dos medicamentos atualmente no mercado.

O ECS pode não apenas fornecer respostas para doenças sem cura conhecida, mas também pode mudar a forma como abordamos a medicina. Este sistema nos permitiria mudar nosso foco de intervenções farmacológicas invasivas (ou seja, SSRIs para depressão, benzodiazepínicos para ansiedade, quimioterapias para câncer) para descobrir o mistério de por que o corpo está falhando em manter a homeostase. Compreender os papéis do ECS nessas doenças confere um novo rumo à medicina, que pode erradicar o uso de algumas das terapêuticas menos toleráveis.

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O que é hipotermia?

Outro perigo do clima frio é a hipotermia, que ocorre quando a temperatura do corpo cai perigosamente para baixo & # 8211 abaixo de 95 graus Fahrenheit. Quando isso acontece, seu coração, sistema nervoso e outros órgãos não funcionam adequadamente. Se não for tratada, a hipotermia pode causar insuficiência cardíaca e respiratória e morte.

Os sintomas de hipotermia moderada a grave incluem:

  • Muitos tremores ou uma parada no tremor
  • Falta de coordenação
  • Fala arrastada
  • Confusão
  • Pulso fraco
  • Respiração lenta e superficial
  • Sonolência

Seu corpo luta contra a hipotermia mantendo seu núcleo o mais quente possível. Isso causa falta de circulação, especialmente nas extremidades do corpo, como dedos das mãos e dos pés, o que pode resultar em congelamento.

Estágios de congelamento

Existem três estágios de congelamento - congelamento, superficial e avançado.

  • Frostnip é a forma mais branda e o estágio inicial de congelamento. Pode ser como alfinetes e agulhas, latejante, dor ou dormência.
  • O segundo estágio do congelamento é superficial e pode ser identificado pela pele ficando branca ou muito pálida e dura. Após o tratamento de reaquecimento, a pele pode parecer azul ou roxa e bolhas cheias de líquido podem aparecer.
  • O congelamento severo afeta todas as camadas da pele. Você pode perder a sensação e a capacidade de usar articulações ou músculos. A pele afetada pode ficar preta e dura à medida que o tecido morre, danificando tendões, músculos, nervos e ossos.

O Frostnip pode ser tratado em casa envolvendo curativos esterilizados ao redor da área infectada. Você deve sempre procurar atendimento médico se ocorrerem sintomas de congelamento superficial ou severo. Outros sintomas de ulceração pelo frio incluem febre, tontura e mal-estar geral.

RELACIONADO: Sintomas de hipotermia e tratamento de primeiros socorros

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Mecanismo universal de regulação em células vegetais descoberto

Todas as células vegetais obtêm sua energia principalmente de duas organelas que contêm - cloroplastos (responsáveis ​​pela fotossíntese) e mitocôndrias (responsáveis ​​pelo ciclo bioquímico da respiração que converte açúcares em energia). Porém, grande parte dos genes de uma célula vegetal em suas mitocôndrias e cloroplastos pode desenvolver defeitos, comprometendo sua função. No entanto, as células vegetais desenvolveram uma ferramenta incrível chamada editossomo de RNA (um grande complexo de proteínas) para reparar esses tipos de erros. Ele pode modificar o RNA mensageiro defeituoso que resulta do DNA defeituoso pela transformação (desaminação) de certos nucleotídeos do mRNA.

Correção automática de erros em células vegetais

A correção automática de erros em plantas foi descoberta há cerca de 30 anos por uma equipe chefiada pelo fisiologista Axel Brennicke e dois outros grupos simultaneamente. Esse mecanismo converte certos nucleotídeos de citidina no RNA mensageiro em uridina, a fim de corrigir erros no DNA do cloroplasto ou no DNA mitocondrial. A edição de RNA é, portanto, essencial para processos como fotossíntese e respiração celular em plantas. Anos mais tarde, outros estudos mostraram que um grupo de proteínas conhecidas como proteínas PPR com domínios DYW desempenham um papel central na edição de RNA de plantas. Essas proteínas PPR com domínios DYW são transcritas no núcleo da célula e migram através das células para cloroplastos e mitocôndrias. No entanto, eles são inativos em seu caminho para essas organelas. Somente quando estão dentro das organelas, eles se tornam ativos e executam sua função em um sítio de mRNA específico. Como essa ativação funciona, no entanto, tem sido um mistério até agora.

Não funciona em tubo de ensaio

Por muitos anos, não foi possível produzir sinteticamente essas proteínas PPR do tipo DYW em laboratório para estudar sua função e estrutura mais de perto. Só agora uma equipe germano-japonesa chefiada pelo biólogo estrutural e bioquímico Dr. Gert Weber do Joint Protein Crystallography Group em Helmholtz-Zentrum Berlin e Freie Universit & aumlt Berlin conseguiu fazê-lo.

Agora: estrutura 3D da proteína chave decodificada

O grupo do Prof. Mizuki Takenaka já havia sido capaz de produzir o domínio DYW em bactérias. Takenaka conduz pesquisas na Universidade de Kyoto desde 2018 e já trabalhou no laboratório de Axel Brennicke em Ulm, Alemanha. Tatiana Barthel (University of Greifswald e agora no HZB) foi então capaz de cultivar os primeiros cristais de proteína do domínio DYW. Um grande número desses cristais delicados foi agora analisado nas linhas de luz MX de BESSY II para que a arquitetura tridimensional do domínio DYW pudesse ser decodificada. "Graças ao Joint Research Group co-localizado em HZB e FU Berlin, temos a capacidade de medir o tempo do feixe muito rapidamente quando necessário, o que foi crucial", disse o Dr. Manfred Weiss, que é responsável pelas linhas de luz MX na BESSY II e coautor do estudo.

Mecanismo de ativação descoberto

Esta arquitetura tridimensional realmente forneceu a pista crucial para o mecanismo de ativação do domínio DYW que se aplica a todas as plantas. É devido a um átomo de zinco localizado no centro do domínio DYW que pode acelerar a desaminação de citidina em uridina como um catalisador. Para que isso aconteça, no entanto, o zinco deve estar perfeitamente posicionado. O interruptor de ativação é fornecido por um domínio de passagem muito incomum na vizinhança imediata do centro catalítico - a análise estrutural mostra que esse domínio de passagem pode assumir duas posições diferentes, ligando ou desligando a enzima. "O movimento do domínio de passagem regula a extensão em que o íon zinco está disponível para a reação catalítica", explica Weber.

Uma molécula como uma tesoura

Agora ficou claro por que fazer com que as proteínas PPR do tipo DYW reagissem com o RNA no tubo de ensaio tem sido difícil até agora: essas proteínas PPR são nominalmente inativas e requerem ativação. Nas células vegetais, eles são produzidos primeiro no núcleo da célula e, em seguida, muito provavelmente migram em um estado inativado para as organelas, onde são ativados. “Isso é ideal, porque caso contrário essas moléculas estariam ativas ao longo do caminho, alterando várias moléculas de RNA de forma descontrolada e prejudicial à célula”, diz Weber.

Ferramenta de reparo universal

Este trabalho é um avanço para a biologia molecular de plantas porque descreve um nível adicional de regulação sofisticada em cloroplastos e mitocôndrias. Os resultados são fundamentais para a ciência das plantas, mas também podem ter um papel importante em nossas vidas diárias. O domínio DYW pode fornecer uma ferramenta útil para edição de RNA controlável e específica do site C-para-U e U-para-C. Isso poderia abrir novas aplicações médicas e de bioengenharia, como a reprogramação de certos genes mitocondriais sem alterar o DNA nuclear de uma célula.


15.1 Divisões do Sistema Nervoso Autônomo

O sistema nervoso pode ser dividido em duas partes funcionais: o sistema nervoso somático e o sistema nervoso autônomo. As principais diferenças entre os dois sistemas são evidentes nas respostas que cada um produz. O sistema nervoso somático causa contração dos músculos esqueléticos. O sistema nervoso autônomo controla o músculo cardíaco e liso, bem como o tecido glandular. O sistema nervoso somático está associado a respostas voluntárias (embora muitas possam acontecer sem percepção consciente, como a respiração), e o sistema nervoso autônomo está associado a respostas involuntárias, como aquelas relacionadas à homeostase.

O sistema nervoso autônomo regula muitos dos órgãos internos por meio de um equilíbrio de dois aspectos, ou divisões. Além do sistema endócrino, o sistema nervoso autônomo é fundamental nos mecanismos homeostáticos do corpo. As duas divisões do sistema nervoso autônomo são a divisão simpática e a divisão parassimpática. O sistema simpático está associado à resposta lutar ou fugir, e a atividade parassimpática é referida pelo epíteto de repouso e digestão. A homeostase é o equilíbrio entre os dois sistemas. Em cada efetor alvo, a inervação dupla determina a atividade. Por exemplo, o coração recebe conexões das divisões simpática e parassimpática. Um faz com que a frequência cardíaca aumente, enquanto o outro causa uma diminuição da frequência cardíaca.

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Assista a este vídeo para saber mais sobre a adrenalina e a resposta lutar ou fugir. Quando alguém diz que tem uma descarga de adrenalina, a imagem de bungee jumpers ou paraquedistas geralmente vem à mente. Mas a adrenalina, também conhecida como epinefrina, é uma substância química importante na coordenação da resposta de luta ou fuga do corpo. Neste vídeo, você examina a fisiologia da resposta lutar ou fugir, conforme idealizada para um bombeiro. A reação de seu corpo é o resultado da divisão simpática do sistema nervoso autônomo, causando mudanças em todo o sistema enquanto se prepara para respostas extremas. Quais são as duas mudanças que a adrenalina traz para ajudar na resposta do músculo esquelético?

Divisão Simpática do Sistema Nervoso Autônomo

Para responder a uma ameaça - lutar ou fugir - o sistema simpático causa efeitos divergentes, pois muitos órgãos efetores diferentes são ativados juntos para um propósito comum. Mais oxigênio precisa ser inalado e fornecido ao músculo esquelético. Os sistemas respiratório, cardiovascular e musculoesquelético são todos ativados juntos. Além disso, a transpiração impede que o excesso de calor proveniente da contração muscular cause superaquecimento no corpo. O sistema digestivo é desligado para que o sangue não absorva nutrientes quando deveria levar oxigênio para os músculos esqueléticos. Para coordenar todas essas respostas, as conexões no sistema simpático divergem de uma região limitada do sistema nervoso central (SNC) para uma ampla gama de gânglios que se projetam para os vários órgãos efetores simultaneamente. O complexo conjunto de estruturas que compõem a saída do sistema simpático torna possível que esses efetores díspares se unam em uma mudança sistêmica coordenada.

A divisão simpática do sistema nervoso autônomo influencia os vários sistemas de órgãos do corpo por meio de conexões que emergem da medula espinhal torácica e lombar superior. É conhecido como sistema toracolombar para refletir essa base anatômica. Um neurônio central no corno lateral de qualquer uma dessas regiões espinhais projeta-se para os gânglios adjacentes à coluna vertebral através das raízes espinhais ventrais. A maioria dos gânglios do sistema simpático pertence a uma rede de gânglios da cadeia simpática que corre ao longo da coluna vertebral. Os gânglios aparecem como uma série de grupos de neurônios ligados por pontes axonais. Normalmente existem 23 gânglios na cadeia em cada lado da coluna vertebral. Três correspondem à região cervical, 12 à região torácica, quatro à região lombar e quatro à região sacral. Os níveis cervical e sacral não estão conectados à medula espinhal diretamente através das raízes espinhais, mas por meio de conexões ascendentes ou descendentes através das pontes dentro da cadeia.

Um diagrama que mostra as conexões do sistema simpático é algo como um diagrama de circuito que mostra as conexões elétricas entre diferentes receptáculos e dispositivos. Na Figura 15.2, os “circuitos” do sistema simpático são simplificados intencionalmente.

Para continuar com a analogia do diagrama de circuito, existem três tipos diferentes de “junções” que operam dentro do sistema simpático (Figura 15.3). O primeiro tipo é mais direto: o nervo simpático se projeta para o gânglio da cadeia no mesmo nível do efetor-alvo (o órgão, tecido ou glândula a ser inervado). Um exemplo desse tipo é o nervo espinhal T1 que faz sinapses com o gânglio da cadeia T1 para inervar a traqueia. As fibras deste ramo são chamadas de rami comunicantes brancos (singular = ramus comunicans), são mielinizadas e, portanto, referidas como brancas (ver Figura 15.3uma)O axônio do neurônio central (a fibra pré-ganglionar mostrada como uma linha sólida) faz sinapses com o neurônio ganglionar (com a fibra pós-ganglionar mostrada como uma linha tracejada). Esse neurônio então se projeta para um efetor alvo - neste caso, a traquéia - por meio de ramos comunicantes cinza, que são axônios amielínicos.

Em alguns casos, os efetores alvo estão localizados na parte superior ou inferior do segmento espinhal no qual a fibra pré-ganglionar emerge. Com relação à “fiação” envolvida, a sinapse com o neurônio ganglionar ocorre nos gânglios da cadeia superior ou inferior à localização do neurônio central. Um exemplo disso é o nervo espinhal T1 que inerva o olho. O nervo espinhal sobe através da cadeia até atingir o gânglio cervical superior, onde faz sinapses com o neurônio pós-ganglionar (ver Figura 15.3b) Os gânglios cervicais são chamados de gânglios paravertebrais, devido à sua localização adjacente aos gânglios pré-vertebrais na cadeia simpática.

Nem todos os axônios dos neurônios centrais terminam nos gânglios da cadeia. Ramos adicionais da raiz do nervo ventral continuam através da cadeia e para um dos gânglios colaterais como o nervo esplâncnico maior ou o nervo esplâncnico menor. Por exemplo, o nervo esplâncnico maior no nível de T5 faz sinapses com um gânglio colateral fora da cadeia antes de fazer a conexão com os nervos pós-ganglionares que inervam o estômago (ver Figura 15.3c).

Os gânglios colaterais, também chamados de gânglios pré-vertebrais, estão situados anteriormente à coluna vertebral e recebem estímulos dos nervos esplâncnicos, bem como dos neurônios simpáticos centrais. Estão associados aos órgãos de controle da cavidade abdominal e também são considerados parte do sistema nervoso entérico. Os três gânglios colaterais são o gânglio celíaco, o gânglio mesentérico superior e o gânglio mesentérico inferior (ver Figura 15.2). A palavra celíaco é derivada da palavra latina “celoma”, que se refere a uma cavidade corporal (neste caso, a cavidade abdominal), e a palavra mesentérica se refere ao sistema digestivo.

Um axônio do neurônio central que se projeta para um gânglio simpático é referido como uma fibra pré-ganglionar ou neurônio e representa a saída do SNC para o gânglio. Como os gânglios simpáticos são adjacentes à coluna vertebral, as fibras simpáticas pré-ganglionares são relativamente curtas e mielinizadas. Uma fibra pós-ganglionar - o axônio de um neurônio ganglionar que se projeta para o efetor alvo - representa a saída de um gânglio que influencia diretamente o órgão. Em comparação com as fibras pré-ganglionares, as fibras simpáticas pós-ganglionares são longas devido à distância relativamente maior do gânglio ao efetor alvo. Essas fibras são amielínicas. (Observe que o termo "neurônio pós-ganglionar" pode ser usado para descrever a projeção de um gânglio para o alvo. O problema com esse uso é que o corpo celular está no gânglio e apenas a fibra é pós-ganglionar. Normalmente, o termo neurônio aplica-se a toda a célula.)

Um tipo de fibra simpática pré-ganglionar não termina em um gânglio. Esses são os axônios dos neurônios simpáticos centrais que se projetam para a medula adrenal, a porção interna da glândula adrenal. Esses axônios ainda são chamados de fibras pré-ganglionares, mas o alvo não é um gânglio. A medula adrenal libera moléculas de sinalização na corrente sanguínea, em vez de usar axônios para se comunicar com as estruturas-alvo. As células da medula adrenal que são contatadas pelas fibras pré-ganglionares são chamadas de células cromafins. Essas células são células neurossecretoras que se desenvolvem a partir da crista neural junto com os gânglios simpáticos, reforçando a ideia de que a glândula é, funcionalmente, um gânglio simpático.

As projeções da divisão simpática do sistema nervoso autônomo divergem amplamente, resultando em uma ampla influência do sistema por todo o corpo. Em resposta a uma ameaça, o sistema simpático aumentaria a freqüência cardíaca e respiratória e faria com que o fluxo sanguíneo para o músculo esquelético aumentasse e o fluxo sanguíneo para o sistema digestivo diminuísse. A secreção das glândulas sudoríparas também deve aumentar como parte de uma resposta integrada. Todas essas mudanças fisiológicas terão que ocorrer juntas para fugir da leoa caçadora, ou o equivalente moderno. Essa divergência é vista nos padrões de ramificação dos neurônios simpáticos pré-ganglionares - um único neurônio simpático pré-ganglionar pode ter de 10 a 20 alvos. Um axônio que deixa um neurônio central do corno lateral na medula espinhal toracolombar passará pelo ramo comunicante branco e entrará na cadeia simpática, onde se ramificará em direção a uma variedade de alvos. No nível da medula espinhal em que a fibra simpática pré-ganglionar sai da medula espinhal, um ramo fará sinapse em um neurônio no gânglio da cadeia adjacente. Alguns ramos se estendem para cima ou para baixo até um nível diferente dos gânglios da cadeia. Outros ramos passarão pelos gânglios da cadeia e se projetarão através de um dos nervos esplâncnicos para um gânglio colateral. Finalmente, alguns ramos podem se projetar através dos nervos esplâncnicos para a medula adrenal. Todos esses ramos significam que um neurônio pré-ganglionar pode influenciar diferentes regiões do sistema simpático de maneira muito ampla, agindo em órgãos amplamente distribuídos.

Divisão Parassimpática do Sistema Nervoso Autônomo

A divisão parassimpática do sistema nervoso autônomo é denominada porque seus neurônios centrais estão localizados em cada lado da região toracolombar da medula espinhal (para- = “ao lado” ou “próximo”). O sistema parassimpático também pode ser referido como sistema craniossacral (ou fluxo) porque os neurônios pré-ganglionares estão localizados nos núcleos do tronco encefálico e no corno lateral da medula espinhal sacral.

As conexões, ou “circuitos” da divisão parassimpática são semelhantes ao layout geral da divisão simpática, com algumas diferenças específicas (Figura 15.4). As fibras pré-ganglionares da região craniana viajam nos nervos cranianos, enquanto as fibras pré-ganglionares da região sacral viajam nos nervos espinhais. Os alvos dessas fibras são os gânglios terminais, que estão localizados perto - ou mesmo dentro - do efetor alvo. Esses gânglios são freqüentemente chamados de gânglios intramurais quando são encontrados dentro das paredes do órgão-alvo. A fibra pós-ganglionar projeta-se dos gânglios terminais a uma curta distância do efetor-alvo ou do tecido-alvo específico dentro do órgão. Comparando os comprimentos relativos dos axônios no sistema parassimpático, as fibras pré-ganglionares são longas e as fibras pós-ganglionares são curtas porque os gânglios estão próximos - e às vezes dentro - dos efetores alvo.

O componente craniano do sistema parassimpático é baseado em determinados núcleos do tronco cerebral. No mesencéfalo, o núcleo de Edinger-Westphal faz parte do complexo oculomotor, e os axônios desses neurônios viajam com as fibras do nervo oculomotor (nervo craniano III) que inervam os músculos extraoculares. As fibras parassimpáticas pré-ganglionares dentro do nervo craniano III terminam no gânglio ciliar, que está localizado na órbita posterior. As fibras parassimpáticas pós-ganglionares então se projetam para o músculo liso da íris para controlar o tamanho da pupila. Na medula superior, os núcleos salivadores contêm neurônios com axônios que se projetam através dos nervos facial e glossofaríngeo para os gânglios que controlam as glândulas salivares. A produção de lágrima é influenciada por fibras parassimpáticas no nervo facial, que ativam um gânglio e, por fim, a glândula lacrimal (lacrimal). Os neurônios do núcleo dorsal do nervo vago e do núcleo ambíguo projetam-se através do nervo vago (nervo craniano X) até os gânglios terminais das cavidades torácica e abdominal. As fibras pré-ganglionares parassimpáticas influenciam principalmente o coração, brônquios e esôfago na cavidade torácica e estômago, fígado, pâncreas, vesícula biliar e intestino delgado da cavidade abdominal. As fibras pós-ganglionares dos gânglios ativadas pelo nervo vago são frequentemente incorporadas à estrutura do órgão, como o plexo mesentérico dos órgãos do trato digestivo e os gânglios intramurais.

Sinalização Química no Sistema Nervoso Autônomo

Onde um neurônio autônomo se conecta a um alvo, ocorre uma sinapse. O sinal elétrico do potencial de ação provoca a liberação de uma molécula sinalizadora, que se ligará às proteínas receptoras da célula-alvo. As sinapses do sistema autônomo são classificadas como colinérgicas, significando que a acetilcolina (ACh) é liberada, ou adrenérgicas, significando que a norepinefrina é liberada. Os termos colinérgico e adrenérgico referem-se não apenas à molécula sinalizadora que é liberada, mas também à classe de receptores a que cada uma se liga.

O sistema colinérgico inclui duas classes de receptores: o receptor nicotínico e o receptor muscarínico. Ambos os tipos de receptor se ligam à ACh e causam alterações na célula-alvo. O receptor nicotínico é um canal catiônico controlado por ligante e o receptor muscarínico é um receptor acoplado à proteína G. Os receptores são nomeados e diferenciados por outras moléculas que se ligam a eles. Enquanto a nicotina se liga ao receptor nicotínico e a muscarina ao receptor muscarínico, não há reatividade cruzada entre os receptores. A situação é semelhante a fechaduras e chaves. Imagine duas fechaduras - uma para uma sala de aula e outra para um escritório - que são abertas por duas chaves separadas. A chave da sala de aula não abre a porta do escritório e a chave do escritório não abre a porta da sala de aula. Isso é semelhante à especificidade da nicotina e da muscarina para seus receptores. No entanto, uma chave mestra pode abrir várias fechaduras, como uma chave mestra para o Departamento de Biologia que abre as portas da sala de aula e do escritório. Isso é semelhante à ACh que se liga a ambos os tipos de receptores. As moléculas que definem esses receptores não são cruciais - são simplesmente ferramentas para os pesquisadores usarem em laboratório. Essas moléculas são exógenas, o que significa que são feitas fora do corpo humano, então um pesquisador pode usá-las sem quaisquer resultados endógenos confusos (resultados causados ​​pelas moléculas produzidas no corpo).

O sistema adrenérgico também possui dois tipos de receptores, denominados receptor alfa (α) -adrenérgico e receptor beta (β) -adrenérgico. Ao contrário dos receptores colinérgicos, esses tipos de receptores não são classificados pelos medicamentos que podem se ligar a eles. Todos eles são receptores acoplados à proteína G. Existem dois tipos de receptores α-adrenérgicos, denominados α1, e α2, e existem três tipos de receptores β-adrenérgicos, denominados β1, β2 e β3. Um aspecto adicional do sistema adrenérgico é que existe uma segunda molécula sinalizadora chamada epinefrina. A diferença química entre a norepinefrina e a epinefrina é a adição de um grupo metil (CH3) na epinefrina. O prefixo "nor-" na verdade se refere a essa diferença química, na qual um grupo metil está faltando.

O termo adrenérgico deve lembrá-lo da palavra adrenalina, que está associada à resposta lutar ou fugir descrita no início do capítulo. Adrenalina e epinefrina são dois nomes para a mesma molécula. A glândula adrenal (em latim, ad- = “em cima de” renal = “rim”) secreta adrenalina. A terminação "-ine" refere-se ao produto químico sendo derivado, ou extraído, da glândula adrenal. Uma construção semelhante do grego em vez do latim resulta na palavra epinefrina (epi- = “acima” nephr- = “rim”). No uso científico, a epinefrina é preferida nos Estados Unidos, enquanto a adrenalina é preferida na Grã-Bretanha, porque “adrenalina” já foi um nome de medicamento patenteado registrado nos Estados Unidos. Embora a droga não seja mais vendida, a convenção de se referir a essa molécula por dois nomes diferentes persiste. Da mesma forma, norepinefrina e noradrenalina são dois nomes para a mesma molécula.

Tendo compreendido os sistemas colinérgico e adrenérgico, seu papel no sistema autônomo é relativamente simples de entender. Todas as fibras pré-ganglionares, tanto simpáticas quanto parassimpáticas, liberam ACh. Todos os neurônios ganglionares - os alvos dessas fibras pré-ganglionares - têm receptores nicotínicos em suas membranas celulares. O receptor nicotínico é um canal catiônico controlado por ligante que resulta na despolarização da membrana pós-sináptica. As fibras parassimpáticas pós-ganglionares também liberam ACh, mas os receptores em seus alvos são receptores muscarínicos, que são receptores acoplados à proteína G e não causam exclusivamente despolarização da membrana pós-sináptica. As fibras simpáticas pós-ganglionares liberam norepinefrina, exceto as fibras que se projetam para as glândulas sudoríparas e para os vasos sanguíneos associados aos músculos esqueléticos, que liberam ACh (Tabela 15.1).

Simpático Parassimpático
Pré-ganglionar Acetilcolina → receptor nicotínico Acetilcolina → receptor nicotínico
Pós-ganglionar Norepinefrina → receptores α- ou β-adrenérgicos
Acetilcolina → receptor muscarínico (associado às glândulas sudoríparas e aos vasos sanguíneos associados apenas aos músculos esqueléticos
Acetilcolina → receptor muscarínico

As moléculas de sinalização podem pertencer a dois grandes grupos. Os neurotransmissores são liberados nas sinapses, enquanto os hormônios são liberados na corrente sanguínea. Essas são definições simplistas, mas podem ajudar a esclarecer esse ponto. A acetilcolina pode ser considerada um neurotransmissor porque é liberada pelos axônios nas sinapses. O sistema adrenérgico, entretanto, apresenta um desafio. As fibras simpáticas pós-ganglionares liberam norepinefrina, que pode ser considerada um neurotransmissor. Mas a medula adrenal libera epinefrina e norepinefrina para a circulação, portanto, elas devem ser consideradas hormônios.

O que é referido aqui como sinapses pode não se enquadrar na definição mais estrita de sinapse. Algumas fontes irão se referir à conexão entre uma fibra pós-ganglionar e um efetor alvo, pois os neurotransmissores de junções neuroefetoras, conforme definido acima, seriam chamados de neuromoduladores. A estrutura das conexões pós-ganglionares não é o bulbo terminal sináptico típico encontrado na junção neuromuscular, mas sim cadeias de protuberâncias ao longo do comprimento de uma fibra pós-ganglionar chamada de varicosidade (Figura 15.5).

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Lutar ou fugir? E quanto ao susto e ao congelamento?

O uso original do epíteto “lutar ou fugir” vem de um cientista chamado Walter Cannon que trabalhou em Harvard em 1915. O conceito de homeostase e o funcionamento do sistema simpático foram introduzidos na França no século anterior. Cannon expandiu a ideia e introduziu a ideia de que um animal responde a uma ameaça preparando-se para resistir e lutar ou fugir. A natureza dessa resposta foi totalmente explicada em um livro sobre a fisiologia da dor, fome, medo e raiva.

Quando os alunos aprendem sobre o sistema simpático e a resposta de lutar ou fugir, eles geralmente param e se perguntam sobre outras respostas. Se você se deparasse com uma leoa correndo em sua direção, conforme retratado no início deste capítulo, você correria ou se manteria firme? Algumas pessoas diriam que congelariam e não saberiam o que fazer. Portanto, o que o sistema autônomo faz não é realmente mais do que lutar, fugir, descansar ou digerir. E o que dizer do medo e da paralisia diante de uma ameaça?

O epíteto comum de "lutar ou fugir" está sendo ampliado para "lutar, fugir ou assustar" ou mesmo "lutar, fugir, assustar ou congelar". A contribuição original de Cannon foi uma frase cativante para expressar um pouco do que o sistema nervoso faz em resposta a uma ameaça, mas está incompleta. O sistema simpático é responsável pelas respostas fisiológicas aos estados emocionais. Pode-se dizer que o nome “simpático” significa que (sym- = “juntos” -pathos = “dor”, “sofrimento” ou “emoção”).

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Assista a este vídeo para aprender mais sobre o sistema nervoso. Conforme descrito neste vídeo, o sistema nervoso tem uma maneira de lidar com ameaças e estresse que é separada do controle consciente do sistema nervoso somático. O sistema vem de uma época em que as ameaças diziam respeito à sobrevivência, mas na era moderna, essas respostas se tornam parte do estresse e da ansiedade. Este vídeo descreve como o sistema autônomo é apenas parte da resposta a ameaças ou fatores de estresse. Que outro sistema orgânico está envolvido e que parte do cérebro coordena os dois sistemas para toda a resposta, incluindo epinefrina (adrenalina) e cortisol?


Os aceleradores, ou nervos simpáticos, transportam os impulsos nervosos da medula oblonga no cérebro para o coração. O coração responde aumentando a taxa de contração e a força das contrações. O exercício é uma forma de ativar essa via e pode aumentar sua frequência cardíaca para até 180 batimentos por minuto. Isso aumentará a quantidade de sangue bombeado pelo coração e enviado para os músculos em exercício.

Quando você se exercita, suas células usam mais oxigênio e mais dióxido de carbono é produzido. O aumento da concentração de dióxido de carbono é registrado por receptores especiais na aorta e nas artérias carótidas, e essa informação é passada para a medula oblonga. Outro efeito do exercício é que a bomba muscular trabalha mais. A bomba muscular é a contração dos músculos ao redor das veias, que empurra o sangue de volta para o coração. Quanto mais forte a bomba muscular funcionar, mais sangue é enviado para o átrio direito do coração. À medida que o átrio se alonga para acomodar o sangue extra, os receptores de alongamento no músculo cardíaco transmitem a informação para a medula oblonga. Essas duas fontes de informação causarão a ativação da via que aumentará sua frequência cardíaca, aliviando assim o átrio cheio e movendo o dióxido de carbono em excesso para os pulmões para expulsão do corpo.


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@ shell4life - Eu acredito que os ataques de pânico são causados ​​pelo nervosismo. Pode ser a ansiedade com a qual você está lidando há algum tempo ou uma situação repentina que o faz sentir medo.

Quando seus nervos começam a reagir à ansiedade, fica difícil respirar. Você pode hiperventilar e sentir que está prestes a desmaiar.

Eu costumava ter ataques de pânico e me sentia como se estivesse saindo da realidade. Tive que colocar minha cabeça entre os joelhos e respirar profundamente, e isso pareceu neutralizar os nervos que estavam me fazendo hiperventilar. shell4life 8 de fevereiro de 2013

Como o sistema nervoso e o respiratório entram em ação quando uma pessoa está tendo um ataque de pânico? Eu tive meu primeiro na semana passada e me senti nervosa e sem fôlego. StarJo 7 de fevereiro de 2013

@ seag47 - Provavelmente é a mesma coisa que acontece quando você prende a respiração por muito tempo e sente uma necessidade irresistível de respirar.Eu tive que prender a respiração em uma ressonância magnética antes, e depois de cerca de trinta segundos, eu tive que começar a deixar um pouco do ar sair e respirar rapidamente para sobreviver, porque eu simplesmente não conseguia mantê-lo por mais tempo. seag47 7 de fevereiro de 2013

Eu definitivamente recebi o sinal para diminuir a velocidade enquanto corria antes. Eu fico sem fôlego com muita facilidade, então sempre que corro mesmo por uma curta distância, meu peito começa a doer e tenho que parar.

Nunca pensei que meu sistema nervoso entrasse nisso. Sempre presumi que o motivo pelo qual parei foi porque não conseguia recuperar o fôlego, mas também porque meus nervos disseram ao meu cérebro que eu precisava parar.


Como o corpo humano mantém a homeostase?

O corpo humano é uma máquina requintada, em parte porque mantém a funcionalidade em uma variedade de ambientes. Os humanos podem prosperar em condições que vão do Ártico ao Equador, e com uma variedade de dietas e estilos de vida. Parte da razão para essa adaptabilidade é a capacidade do corpo de manter a homeostase.

Homeostase é uma palavra sofisticada que significa "equilíbrio" e envolve muitas variáveis ​​entrelaçadas que são surpreendentes de se considerar. A temperatura está entre as mais simples delas. O corpo transpira para se refrescar e estremece para se manter aquecido. Mas o corpo humano é mestre em equilibrar muitos outros fatores. A maioria é mais sutil, envolvendo a regulação de hormônios e outras substâncias químicas corporais. Todos os sistemas do corpo se auto-regulam usando uma coordenação intrincada de três funções principais: recepção de sinal, controle centralizado e ação.

Todos os sistemas do corpo trabalham juntos para manter o equilíbrio do corpo, mas vários sistemas têm funções específicas. Dois dos sistemas mais importantes para manter a homeostase são os sistemas nervoso e endócrino. Funções corporais básicas, como frequência cardíaca e respiração, podem ser estimuladas ou reduzidas sob controle neural. O sistema nervoso ajuda a regular a respiração e os sistemas urinário e digestivo e interage com o sistema endócrino. Por exemplo, parte do cérebro ativa a glândula pituitária para liberar hormônios metabólicos em resposta às mudanças nas demandas calóricas. Os hormônios também ajudam a ajustar o equilíbrio de fluidos e eletrólitos do corpo, entre outras funções importantes em todos os sistemas do corpo. Menos energeticamente dispendiosos, mas não menos importantes, os papéis na manutenção da homeostase incluem a capacidade do sistema linfático de combater infecções, a manutenção do sistema respiratório de oxigênio e níveis de pH adequados e a remoção de toxinas do sangue pelo sistema urinário.

O corpo humano enfrenta muitos desafios para a manutenção do equilíbrio. Uma dieta que carece dos nutrientes certos nas quantidades certas induzirá o corpo a compensar ou adoecer. A exposição a drogas, álcool e outras toxinas aumenta as funções excretórias, para que essas substâncias não se acumulem e danifiquem as células do corpo. O estresse e a depressão podem desafiar os sistemas respiratório, cardiovascular e endócrino e, assim, enfraquecer suas respectivas habilidades de manter a homeostase. E sono insuficiente pode sobrecarregar todos os sistemas do corpo, prejudicando o equilíbrio do corpo. Portanto, embora o corpo humano seja uma entidade incrível com habilidades requintadas para contrabalançar os insultos, estilos de vida e escolhas saudáveis ​​podem ajudar muito.


A hipertensão é um assassino & ldquosilent & rdquo

Você pode não sentir que algo está errado, mas a pressão alta pode estar silenciosamente causando danos que podem ameaçar sua saúde. A melhor prevenção é saber seus números e fazer as alterações necessárias para prevenir e controlar a hipertensão.

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