Neuropéptido

Os neuropéptidos son moléculas do tipo dos péptidos, similares a pequenas proteínas utilizados polas neuronas para comunicarse entre si. Son moléculas de sinalización que inflúen na actividade do cerebro e o corpo de maneiras específicas. Diferentes neuropéptidos están implicados nunha ampla gama de funcións cerebrais, como a analxesia, recompensa, inxestión de comida, metabolismo, reprodución, comportamentos sociais, aprendizaxe e memoria.

Mecanismo e sínteseEditar

Os neuropéptidos son sintetizados a partir de proteínas precursoras inactivas chamadas prepropéptidos, que son cortados en varios péptidos activos pequenos. Os prepropéptidos adoitan producir múltiples copias do mesmo péptido ou moitos péptidos diferentes.[1] O número de repeticións dunha secuencia de péptido cambiou con frecuencia no decurso da evolución e serviu como caldo de cultivo para a variabilidade xenética.

Os péptidos son sintetizados no soma neuronal, e entran na vía secetora pasando a través do RER-complexo de Golgi, onde sofren un maior procesamento, despois son empaquetados en grandes vesículas de núcleo denso e son transportados ao longo do axón ou as dendritas.[2][3] As grandes vesículas de interior denso encóntranse con frecuencia en todas as partes dunha neurona, incluíndo o soma, dendritas, inchamentos axonais (varicosidades) e terminacións nerviosas, mentres que as vesículas sinápticas pequenas atópanse principalmente en grupos en localizacións presinápticas.[4][5] A liberación de grandes e pequenas vesículas é regulada de xeito diferente. Os neuropéptidos son liberados de maneira dependente do calcio para unirse a receptores acoplados á proteína G (GPCR). As vesículas grandes de núcleo denso liberan baixos volumes de neuropéptidos comparados con vesículas sinápticas e neurotransmisores. Os neuropéptidos non son recaptados inmediatamente, degradados ou reciclados e así son bioactivos durante longos períodos de tempo.[2]

A expresión peptidérxica no cerebro pode ser altamente selectiva e específica. En larvas de Drosophila, por exemplo, a hormona da eclosión exprésase en só dúas neuronas e a SIFamida exprésase en catro.[3] A diferenza da súa expresión selectiva, a actividade peptidérxica pode ser ampla e duradoira. Os neuropéptidos adoitan coliberarse con outros péptidos e neurotransmisores tradicionais. Por exemplo, o péptido intestinal vasoactivo é tipicamenrte coliberado coa acetilcolina.[6]

A diferenza da súa expresión selectiva, a acción dos péptidos pode ser ampla e diversa. Os péptidos únense a GPCRs para inducir cadoiros de sinalización que alteran a actividade celular e sináptica. Hai tamén un procesamento específico de tecidos de precursores de neuropéptidos. Diferentes tecidos adaptaron pasos de procesamento traducional que dan lugar a péptidos diferentes estrutural e funcionalmente.[2] Os péptidos poden afectar á expresión xénica, fluxo sanguíneo local, sinaptoxénese e morfoloxía das células gliais.

Dianas de receptoresEditar

A maioría dos neuropéptidos actúan sobre os receptores acoplados á proeína G (GPCRs). Os GPCRs de neuropéptidos poden ser de dúas familias: de tipo rodopsina e de tipo secretina.[7] A maioría dos péptidos activan un só GPCR, mentres que algúns activan múltiples GPCRs (por exemplo, AstA, AstC, DTK).[8] As relacións da unión péptido-GPCR están altamente conservadas entre os animais. Xunto coas relacións estruturais conservadas, algunhas funcións péptido-GPCR están tamén conservadas ao longo do reino animal. Por exemplo, a sinalización do neuropéptido F/neuropéptido Y está conservada estrutural e funcionalmente entre insectos e mamíferos.[8].

Aínda que os péptidos teñen como diana principalmente receptores metabotrópicos, hai algunhas probas de que os neuropéptidos se unen a outras dianas receptoras. En caracois e en Hydra atopáronse canles iónicas reguladas por péptidos (canles iónicas reguladas por FMRFamida).[9] Outros exemplos de dianas que non son GPCR son: péptidos similares á insulina e receptores de tirosina quinase en Drosophila e péptido natriurético atrial e hormona da eclosión con receptores guanilil-ciclase unidos a membrana en mamíferos e insectos.[10]

ExemplosEditar

Moitas poboacións de neuronas teñen fenotipos bioquímicos distintivos. Por exemplo, nunha subpoboación dunhas 3000 neuronas no núcleo arqueado do hipotálamo, coexprésanse tres péptidos anorécticos, que son: a hormona estimulante do melanocito α (α-MSH), o péptido similar á galanina e o transcrito regulado por cocaína e anfetamina (CART), e noutra subpoboación coexprésanse dous péptidos orexixénicos, o neuropéptido Y e o péptido relacionado con agutí (AGRP). Estes non so os únicos péptidos do núcleo arqueado; β-endorfina, dinorfina, encefalina, galanina, ghrelina, hormona liberadora da hormona do crecemento, neurotensina, neuromedina U e somatostatina exprésanse tamén en subpoboacións de neuronas arqueadas. Estes péptidos son todos liberados centralmente e actúan noutras neuronas en receptores específicos. As neuronas de neuropéptido Y tamén producen o neurotransmisor clásico inhibitorio GABA.

Os invertebrados tamén teñen moitos neuropéptidos. O CCAP ten varias funcións como a regulación do ritmo cardíaco, a alatostatina e a proctolina regulan a inxestión de alimentos e o crecemento, o bursicon controla o escurecemento da cutícula e a corazonina ten un papel na pigmentación da cutícula e a muda.

Os sinais dos péptidos xogan un papel no procesamento da información que é diferente da dos neurotransmisores convencionais, e moitos parecen estar particularmente asociados con comportamentos específicos. Por exemplo, a oxitocina e a vasopresina teñen efectos notables e específicos nos comportamentos sociais, incluíndo o comportamento materno e o emparellamento. A seguinte é unha lista de péptidos neuroactivos que coexisten con outros neurotransmisores. Os nomes dos neurotransmisores móstranse en letra grosa.

Norepinefrina (noradrenalina). En neuronas do grupo de células A2 no núcleo do tracto solitario, a norepinefrina coexiste coa:

GABA

Acetilcolina

Dopamina

Epinefrina (adrenalina)

Serotonina (5-HT)

Algunhas neuronas producen outros péptidos. Por exemplo, a vasopresina coexiste coa dinorfina e a galanina en neuronas magnocelulares dos núcleos supraóptico e paraventricular e coa CRF (en neuronas parvocelulares do núcleo paraventricular).

A oxitocina no núcleo supraóptico coexiste coa encefalina, dinorfina, transcrito regulado por cocaína e anfetamina (CART) e colecistoquinina.

NotasEditar

  1. Elphick, Maurice R.; Mirabeau, Olivier; Larhammar, Dan (2018-02-01). "Evolution of neuropeptide signalling systems". Journal of Experimental Biology (en inglés) 221 (3): jeb151092. ISSN 0022-0949. PMC 5818035. PMID 29440283. doi:10.1242/jeb.151092. 
  2. 2,0 2,1 2,2 Mains, Richard E.; Eipper, Betty A. (1999). "The Neuropeptides". Basic Neurochemistry: Molecular, Cellular and Medical Aspects. 6th Edition. 
  3. 3,0 3,1 Nässel, Dick R.; Zandawala, Meet (August 2019). "Recent advances in neuropeptide signaling in Drosophila, from genes to physiology and behavior". Progress in Neurobiology 179: 101607. ISSN 1873-5118. PMID 30905728. doi:10.1016/j.pneurobio.2019.02.003. 
  4. van den Pol AN (October 2012). "Neuropeptide transmission in brain circuits". Neuron 76 (1): 98–115. PMC 3918222. PMID 23040809. doi:10.1016/j.neuron.2012.09.014. 
  5. Leng G, Ludwig M (December 2008). "Neurotransmitters and peptides: whispered secrets and public announcements". The Journal of Physiology 586 (23): 5625–32. PMC 2655398. PMID 18845614. doi:10.1113/jphysiol.2008.159103. 
  6. Dori, I.; Parnavelas, J. G. (1989-07-01). "The cholinergic innervation of the rat cerebral cortex shows two distinct phases in development". Experimental Brain Research (en inglés) 76 (2): 417–423. ISSN 1432-1106. PMID 2767193. doi:10.1007/BF00247899. 
  7. Brody, Thomas; Cravchik, Anibal (2000-07-24). "Drosophila melanogasterG Protein–Coupled Receptors". Journal of Cell Biology (en inglés) 150 (2): F83–F88. ISSN 0021-9525. PMC 2180217. PMID 10908591. doi:10.1083/jcb.150.2.F83. 
  8. 8,0 8,1 Nässel, Dick R.; Winther, Åsa M. E. (2010-09-01). "Drosophila neuropeptides in regulation of physiology and behavior". Progress in Neurobiology (en inglés) 92 (1): 42–104. ISSN 0301-0082. PMID 20447440. doi:10.1016/j.pneurobio.2010.04.010. 
  9. Dürrnagel, Stefan; Kuhn, Anne; Tsiairis, Charisios D.; Williamson, Michael; Kalbacher, Hubert; Grimmelikhuijzen, Cornelis J. P.; Holstein, Thomas W.; Gründer, Stefan (2010-04-16). "Three Homologous Subunits Form a High Affinity Peptide-gated Ion Channel in Hydra". Journal of Biological Chemistry (en inglés) 285 (16): 11958–11965. ISSN 0021-9258. PMC 2852933. PMID 20159980. doi:10.1074/jbc.M109.059998. 
  10. Chang, Jer-Cherng; Yang, Ruey-Bing; Adams, Michael E.; Lu, Kuang-Hui (2009-08-11). "Receptor guanylyl cyclases in Inka cells targeted by eclosion hormone". Proceedings of the National Academy of Sciences (en inglés) 106 (32): 13371–13376. Bibcode:2009PNAS..10613371C. ISSN 0027-8424. PMC 2726410. PMID 19666575. doi:10.1073/pnas.0812593106. 

Véxase taménEditar

Ligazóns externasEditar