Discuta a importância do metabolismo energético para o funcionamento do sistema nervoso central.
Passo 1
O enunciado pede para a gente discutir por que o metabolismo energético é fundamental para o funcionamento do sistema nervoso central (SNC). O conteúdo envolve bioenergética celular, com ênfase em vias metabólicas (glicólise, ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa), acoplamento astrócito-neurônio e como a falta de energia compromete funções neurais.
Passo 2
O SNC é extremamente exigente em energia: embora pese apenas ∼ 2 % do corpo, consome cerca de
do oxigênio e
da glicose circulante. Essa alta demanda se deve à manutenção dos gradientes iônicos transmembrana (NA
/K
-ATPase), essenciais para potenciais de ação e repolarização neuronal. Cada potencial de ação requer consumo de
para restabelecer concentrações iônicas.
Passo 3
As principais vias metabólicas são:
- Captação de glicose pela barreira hematoencefálica via transportadores GLUT1 (astrócitos) e GLUT3 (neurônios).
- Glicólise no citosol, convertendo
em piruvato e gerando 2 mol de por glicose. - No interior mitocondrial, o piruvato entra no ciclo de Krebs, produzindo NADH e FADH
. - A cadeia respiratória (fosforilação oxidativa) usa O
para gerar ∼ 30–34 mol de por glicose.
Passo 4
Existe o modelo do “lactato shuttle”: astrócitos realizam glicólise mais rapidamente e liberam lactato, que é captado pelos neurônios como substrato oxidativo. Assim, o lactato vira combustível alternativo ao piruvato direto e sustenta a síntese de
nos neurônios durante alta atividade sináptica.
Passo 5
O
produzido mantém:
- Bomba NA
/K -ATPase, garantindo excitabilidade elétrica. - Recaptação de neurotransmissores (via transportadores dependentes de gradiente de Na
). - Síntese e liberação de neurotransmissores (exocitose).
- Mecanismos de plasticidade (potenciação de longa duração), que consomem energia para remodelar sinapses.
Passo 6
Quando o fornecimento de oxigênio ou glicose cai (hipóxia, isquemia, hipoglicemia), o SNC sofre rápido déficit de
. Isso leva a falha da bomba iônica, edema celular, liberação excessiva de glutamato e morte neuronal (excitotoxicidade). Distúrbios crônicos de metabolismo energético estão associados a doenças neurodegenerativas (Alzheimer, Parkinson).
Resposta
O metabolismo energético no SNC é vital porque abastece praticamente todas as funções neurais — desde potenciais de ação até liberação de neurotransmissores e plasticidade sináptica. Sem produção contínua de
pelas vias de glicólise, ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa (e com o suporte do lactato shuttle astrócito-neurônio), os neurônios perdem rapidamente sua excitabilidade e entram em colapso funcional, contribuindo para quadros de isquemia, neurodegeneração e comprometimento cognitivo.