Os neurofilamentos são um tipo de filamentos intermediários de 7 nanômetros de espessura encontrados no citoplasma dos neurônios. Eles estão envolvidos na manutenção da estrutura neural e no transporte de axônios.
Às vezes, as estruturas biológicas contêm muito mais segredos do que pensávamos inicialmente. No mundo natural, o conhecimento é praticamente infinito, pois abrange camadas e camadas morfológicas para chegar aos compostos mais básicos de todos os seres vivos, os aminoácidos e os elementos químicos que os compõem. Até onde queremos ir nessa busca pelo conhecimento?
Por um lado, temos neurônios com suas seções demarcadas (axônio, dendritos e soma), a comunicação entre eles por meio de sinapses, neurotransmissores e seus efeitos no cérebro. Todos esses problemas já foram abordados extensivamente, mas sempre podemos emagrecer. Nesta ocasião, aproveitamos para mostrar a vocês tudo que você precisa saber sobre neurofilamentos.
Neurofilamentos: o esqueleto neuronal
É incrível saber que o esqueleto dos seres vivos é feito de células, mas estas também precisam de sua própria “estrutura esquelética” para manter sua forma e funcionalidade. Em outras palavras, isso quer dizer encontramos uma organização complexa até a unidade funcional mais elementar que a vida nos dá.
Uma vez que não podemos discutir o papel dos neurofilamentos sem primeiro compreender a organização estrutural de uma célula, vamos nos concentrar por um momento no citoesqueleto e sua função.
Sobre o citoesqueleto
O citoesqueleto é definido como uma rede tridimensional de proteínas que fornecem suporte interno às células, Mas também envolvido no transporte de compostos, organização e divisão celular. Faça um análogo com o mundo macroscópico observável, esta rede complexa funcionaria como as vigas de um edifício, mas também como o elevador e as escadas. Incrível, certo?
O citoesqueleto é composto por três compostos principais:
- Microfilamentos: compostos por duas cadeias de actina, uma proteína globular. Eles retêm a forma da célula.
- Filamentos intermediários: compostos por uma família mais heterogênea de proteínas, conferem estabilidade às organelas celulares por suas fortes ligações.
- Microtúbulos: formados pela aurora e pela beta-tubulina, são responsáveis pela movimentação das substâncias dentro da célula e sua divisão.
Deve-se notar que a estrutura e a dinâmica do citoesqueleto dependem de como a célula se relaciona com o exterior (isto é, a matriz extracelular) e as tensões, rigidez e tensões compressivas que esta experiência experimenta ao longo de seu desenvolvimento. Estamos perante um quadro dinâmico e à toa rígido, que adapta-se perfeitamente ao processo pelo qual a célula está passando a qualquer momento. Agora, como os neurofilamentos se relacionam com todos os itens acima?
Navegue no citoplasma
A resposta para a pergunta acima é simples, uma vez que essas estruturas que nos afetam hoje nada mais são do que filamentos citoesqueléticos intermediários específicos de neurônios.
Como outras células, neurônios têm um esqueleto estrutural e um transportador. Essa rede de proteínas é formada por três componentes, muito semelhantes aos que descrevemos anteriormente, pois são microtúbulos (ou neurotúbulos), neurofilamentos (filamentos intermediários) e microfilamentos. Antes de nos perdermos na morfologia dessas estruturas, definimos as funções do citoesqueleto neuronal:
- Intervir no movimento das organelas entre diferentes áreas do corpo neuronal.
- Fixe a localização de certos componentes (como receptores químicos de membrana) nos lugares certos para eles funcionarem.
- Determine a forma tridimensional do neurônio.
Como podemos ver, sem esta rede de proteínas, os neurônios (e, portanto, o pensamento humano) não poderiam existir como os conhecemos hoje. Para entender a estrutura de um neurofilamento, precisamos dissecar amplamente sua morfologia em um nível basal. Vamos fazer isso.
Você tem que saber primeiro o “tijolo” mais básico da estrutura, a citoqueratina. É uma proteína fibrosa essencial nos filamentos intermediários das células epiteliais, bem como nas unhas, cabelos e penas de animais. A associação de um conjunto dessas proteínas de forma linear dá origem a um monômero, e duas dessas cadeias enroladas entre si, a um dímero.
Por sua vez, dois dímeros laminados dão origem a uma estrutura mais espessa, o complexo tetrâmero (tetra-quatro, pois consiste em um total de quatro monômeros). A união de vários complexos tetraméricos forma um protofilamento e dois protofilamentos unidos em uma protofibrila. Finalmente, três protofibrilas enroladas dão origem ao neurofilamento desejado.
Então, para entender a estrutura dessa fita intermediária, temos que imaginar uma série de fitas girando em torno de si mesmas para dar uma estrutura “analógica” (poupando distâncias incríveis) à dupla hélice de DNA conhecida por todos. Toda vez mais e mais cadeias interconectadas são adicionadas, aumentando a complexidade da estrutura e a espessura da mesma. Tal como acontece com a fiação elétrica, quanto mais correntes e enrolamentos houver, maior será a resistência mecânica da tira final.
Esses neurofilamentos, de complexidade estrutural vertiginosa, se distribuem no citoplasma do neurônio e geram pontes de união com os neurotúbulos e conectam a membrana celular, mitocôndrias e polirribossomos. Deve-se notar que eles são os componentes mais abundantes do citoesqueleto, pois representam o suporte estrutural interno do neurônio.
estudos de caso
Nem tudo se resume a um mundo microscópico, como a composição do citoesqueleto, por mais surpreendente que possa parecer, condiciona as respostas dos seres vivos ao meio ambiente e a eficiência de suas transmissões nervosas.
Por exemplo, estudos investigaram a abundância de filamentos intermediários neuronais em roedores mamíferos após lesão cerebral e subsequente exposição a laser de baixa intensidade e terapias de ultrassom para fins terapêuticos. O dano ao nervo se correlaciona com uma diminuição dos neurofilamentos em cada neurônioComo esse tipo de estresse mecânico diminui o calibre do axônio e a “saúde” (na ausência de um termo mais complexo) da célula submetida ao trauma.
Os resultados são reveladores, pois os ratos submetidos às terapias descritas aumentaram o número desses filamentos ao nível celular. Esses experimentos mostram que A terapia a laser de baixa intensidade (LBI) pode desempenhar um papel vital na regeneração do nervo lesionado após o trauma.
Além do mundo microscópico: filamentos e doença de Alzheimer
Vamos além, porque além dos estudos experimentais em roedores de laboratório, estuda-se o efeito da composição e do número de filamentos constituintes do citoesqueleto em doenças como a doença de Alzheimer.
Por exemplo, a concentração sérica de neurofilamento leve (NFL) está aumentada em pessoas antes mesmo que os sintomas da doença comecem a aparecer. Portanto, eles poderiam atuar como bioindicadores não invasivos da patologia para controlá-la desde os estágios iniciais. É claro que mais informações e estudos ainda são necessários para consolidar esse conhecimento, mas as bases já foram lançadas.
resumo
Como vimos, o mundo dos neurofilamentos não é apenas reduzido a uma estrutura protéica estrutural. Nós evoluímos em escalas nanoscópicas, mas claramente os efeitos da abundância desses componentes essenciais do citoesqueleto neuronal são expressos no nível comportamental e fisiológico nos seres vivos.
Isso destaca a importância de cada um dos elementos que compõem nossas células. Quem nos diria que uma abundância maior de um determinado filamento pode ser um indicador dos estágios iniciais de uma doença como o Alzheimer?
No fim, cada pequeno componente é mais uma peça do quebra-cabeça que dá origem à sofisticada máquina que é o corpo humano. Se qualquer um deles falhar, o efeito pode atingir níveis muito maiores do que os poucos micrômetros ou nanômetros que essa estrutura pode ocupar no espaço físico.
Referências bibliográficas:
- Chesta, CAA (2006). Isolamento e análise do grau de fosforilação dos neurofilamentos do líquido cefalorraquidiano de pacientes com paraparesia espástica tropical (Tese de doutorado, Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular, Faculdade de Ciências Químicas e Farmacêuticas, Universidade do Chile)
- Matamala, F., Cornejo, R., Parets, M., Farfán, E., Garrido, O., e Alves, N. (2014). Análise comparativa do número de neurofilamentos em nervos ciáticos de ratos submetidos à neuropraxia tratados com laser de baixa intensidade e ultrassom terapêutico. International Journal of Morphology, 32 (1), 369-374.
- Neurofilament, Clinic of the University of Navarre. Coletado em 30 de agosto em https://www.cun.es/diccionario-medico/terminos/neurofilamento
- Neurofilament, FLENI (Neurologia, neurocirurgia e reabilitação). Coletado em 30 de agosto em https://www.fleni.org.ar/patologias-tratamientos/neurofilamento/
- Weston, Serum Light PS Neurofilament in Familial Alzheimer’s Disease.
