Neurofilamentos: o que são, componentes e características

Os neurofilamentos são um tipo de filamentos intermediários de 7 nanômetros de espessura presentes no citoplasma dos neurônios. Eles estão envolvidos na manutenção da estrutura neuronal e no transporte axonal.

Às vezes, as estruturas biológicas guardam muito mais segredos do que inicialmente acreditamos. No mundo da natureza, o conhecimento é praticamente infinito, pois percorre camadas e camadas morfológicas até atingem os compostos mais básicos de qualquer ser vivo, os aminoácidos e os elementos químicos que os compõem. Até onde queremos ir nessa busca pelo conhecimento?

Por um lado, temos os neurônios com suas seções delimitadas (axônio, dendritos e soma), a comunicação entre eles através das sinapses, os neurotransmissores e seus efeitos no cérebro. Todos esses tópicos já foram extensivamente abordados, mas ainda podemos ir mais fundo. Nesta oportunidade, aproveitamos para lhe mostrar tudo o que você precisa saber sobre neurofilamentos.

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Neurofilamentos: o esqueleto neural

É incrível saber que o esqueleto dos seres vivos é formado por células, mas que as células também precisam de uma "estrutura esquelética" própria para manter sua forma e funcionalidade. Quer dizer, encontramos uma organização complexa mesmo na unidade funcional mais básica que a vida nos dá.

Como não podemos abordar o papel dos neurofilamentos sem primeiro entender a organização estrutural de uma célula, vamos nos deter por um momento no citoesqueleto e sua função.

Sobre o citoesqueleto

O citoesqueleto é definido como uma rede tridimensional de proteínas que fornece suporte interno nas células, mas que também está envolvido no transporte de compostos, organização e divisão celular. Fazendo uma analogia com o mundo macroscópico observável, esta rede complexa funcionaria como as vigas de um edifício, mas também como o elevador e as escadas. Incrível verdade?

O citoesqueleto é composto por três compostos principais:

• Microfilamentos: compostos por duas cadeias de actina, uma proteína globular. Eles mantêm a forma da célula.
• Filamentos intermediários: compostos por uma família de proteínas mais heterogêneas, conferem estabilidade às organelas celulares devido às suas fortes ligações.
• Microtúbulos: formados por tubulina alba e beta, são responsáveis ​​pela movimentação de substâncias dentro da célula e sua divisão.

Deve-se notar que a estrutura e a dinâmica do citoesqueleto dependem da maneira como a célula se relaciona com o exterior (isto é, a matriz extracelular) e os estresses de tensão, rigidez e compressão que ele experimenta ao longo de sua vida. desenvolvimento. Estamos diante de um quadro dinâmico e nada rígido, que adapta-se primorosamente ao processo que a célula está passando em um determinado momento. Agora, como os neurofilamentos estão relacionados a todos os itens acima?

Navegando no citoplasma

A resposta à pergunta anterior é simples, pois essas estruturas que hoje nos interessam nada mais são do que filamentos intermediários do citoesqueleto específico dos neurônios.

Como todas as outras células, os neurônios têm um esqueleto de função estrutural e de transporte. Esta estrutura proteica é composta por três componentes, muito semelhantes aos que descrevemos com anteriormente, pois são os microtúbulos (ou neurotúbulos), neurofilamentos (filamentos intermediários) e microfilamentos. Antes de nos perdermos na morfologia dessas estruturas, vamos definir as funções do citoesqueleto neuronal:

• Mediar o movimento de organelas entre diferentes áreas do corpo neuronal.
• Fixe a localização de certos componentes (como receptores químicos de membrana) nos lugares certos para que possam funcionar.
• Determine a forma tridimensional do neurônio.

Como podemos ver, Sem essa estrutura proteica, os neurônios (e, portanto, o pensamento humano) não poderiam existir como os conhecemos. Hoje. Para entender a estrutura de um neurofilamento, temos que dissecar extensivamente sua morfologia até um nível basal. Vá em frente.

Primeiro devemos saber o “tijolo” mais basal da estrutura, a citoqueratina. Trata-se de uma proteína fibrosa essencial nos filamentos intermediários das células epiteliais, assim como nas unhas, pelos e penas dos animais. A associação de um conjunto dessas proteínas de forma linear dá origem a um monômero, e duas dessas cadeias enroladas uma na outra, a um dímero.

Por sua vez, dois dímeros enrolados dão origem a uma estrutura mais espessa, o complexo tetramérico (tetra-quatro, pois é formado por um total de quatro monômeros). A união de vários complexos tetraméricos forma um protofilamento, e dois protofilamentos unidos, uma protofibrila. Finalmente, três protofibrilas enroladas dão origem ao cobiçado neurofilamento.

Então, para entender a estrutura desse filamento intermediário, temos que imaginar uma série de correntes enroladas umas nas outras. em si mesmos para dar uma estrutura "análoga" (a distâncias incríveis) à dupla hélice do DNA para todos conhecido. Cada vez mais e mais cadeias interconectadas são adicionadas entre eles, aumentando a complexidade da estrutura e a espessura dela. Assim como na fiação elétrica, quanto mais correntes e enrolamentos, maior a resistência mecânica da estrutura final.

Esses neurofilamentos, de vertiginosa complexidade estrutural, distribuem-se no citoplasma do neurônio e ligam os neurotúbulos e conectam a membrana celular, mitocôndrias e polirribossomos. Deve-se notar que são os componentes mais abundantes do citoesqueleto, pois representam o suporte estrutural interno do neurônio.

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casos práticos

Nem tudo se reduz a um mundo microscópico, pois a composição do citoesqueleto, por mais surpreendente que pareça, condiciona as respostas dos seres vivos ao ambiente e a eficiência de suas transmissões nervosas.

Por exemplo, estudos investigaram a abundância de filamentos intermediários neurais em roedores mamíferos após lesões cerebrais e subsequente exposição a laser de baixa intensidade e terapias de ultra-som com a finalidade de terapia. O dano do nervo está correlacionado com uma diminuição nos neurofilamentos dentro de cada neurônio., já que esse tipo de estresse mecânico diminui o calibre do axônio e a “saúde” (na falta de um termo mais complexo) da célula traumatizada.

Os resultados são reveladores, pois os camundongos submetidos às terapias descritas aumentaram o número desses filamentos no nível celular. Esses tipos de experimentos mostram que Terapias a laser de baixa intensidade (LBI) podem desempenhar um papel essencial na regeneração de nervos lesionados após traumas.

Além do mundo microscópico: filamentos e Alzheimer

Vamos mais longe, pois além dos estudos experimentais com roedores de laboratório, a efeito da composição e número de filamentos componentes do citoesqueleto em doenças como alzheimer.

Por exemplo, concentração sérica de neurofilamentos leves (NFL) é aumentada em pessoas com doença de Alzheimer familiar antes mesmo de os sintomas da doença começarem a aparecer. Portanto, estes poderiam atuar como bioindicadores não invasivos da patologia para controlá-la desde os estágios iniciais. Claro que ainda são necessárias mais informações e estudos para cimentar esse conhecimento, mas as bases já estão lançadas.

Resumo

Como pudemos observar, o mundo dos neurofilamentos não se reduz apenas a um arcabouço estrutural de proteínas. Passamos para escalas nanoscópicas, mas claramente os efeitos da abundância desses componentes elementos essenciais do citoesqueleto neuronal são expressos no nível comportamental e fisiológico nos seres vivos. vivo.

Isso põe em evidência a importância de cada um dos elementos que compõem nossas células. Quem iria nos dizer que a maior abundância de um filamento específico poderia ser um indicador dos estágios iniciais de uma doença como o Alzheimer?

Ao final, cada pequeno componente é mais uma peça do quebra-cabeça que dá origem à sofisticada máquina que é o corpo humano. Se um deles falhar, o efeito pode atingir níveis muito maiores do que os poucos micrômetros ou nanômetros que essa estrutura pode ocupar em um espaço físico.

Referências bibliográficas:

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• Matamala, F., Cornejo, R., Paredes, M., Farfán, E., Garrido, O., & Alves, N. (2014). Análise Comparativa do Número de Neurofilamentos em Nervos Ciáticos de Ratos Submetidos a Neuropraxia Tratados com Laser de Baixa Intensidade e Ultrassom Terapêutico. Jornal Internacional de Morfologia, 32(1), 369-374.
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