Sinapse e Neurotransmissores

Sinapse e Neurotransmissores
- sinapses
- elétricas
- químicas
Sinapses Elétricas. A
junção comunicante é uma região de aproximação entre duas células, onde as
membranas ficam separadas por um espaço exíguo de cerca de 3 nm. A membrana dessa região, em abas as
células, possui canais iônicos especiais (conexons) formados por seis subunidades protéicas idênticas chamadas
conexinas, que em certas situações se acoplam quimicamente, formando verdadeiros poros de 2 nm de diâmetro.
Nas células acopladas não há propriamente processamento de informação: os potenciais gerados em uma delas
passam quase sem alteração para a outra. Uma vantagem da sinapse elétrica é sua rapidez de transmissão, que
permite a sincronização de numerosas populações de células acopladas.
Sinapses Químicas. Nos vertebrados predominam as sinapses químicas, cuja capacidade de processamento e
informação permitiu maior complexidade funcional ao sistema nervoso. A transmissão sináptica é unidirecional, ou
seja, vai de uma célula pré-sináptica para uma pós-sináptica (terminal axônico dendrito).
Potencial de ação (informação elétrica)
Liberação de Neurotransmissores (informação química)
Potencial Pós-Sináptico (informação elétrica)
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- função
- excitatórias potencial pós-sináptico despolarizante
- inibitórias potencial pós-sináptico hiperpolarizante
- axodendríticas
- axossomáticas
- elementos - axoaxônicas
- dendrodendríticas
- sinapses classificadas - somatossomáticas
- membrana pós-sináptica mais
- assimétricas espessa que a membrana pós-sináptica
- morfologia - excitatórias
- simétricas
- as duas membranas mesma espessura
- inibitórias
Etapas de transmissão sináptica:
1- síntese, transporte e armazenamento do neurotransmissor
2- deflagração e controle da liberação de neurotransmissor na fenda sináptica
3- difusão e reconhecimento do neurotransmissor pelo receptor pós-sináptico
4- deflagração do potencial pós-sináptico
5- desativação do neurotransmissor
- um mesmo neurônio pode alojar diversas substâncias que atuam na transmissão sináptica
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- neuromodulador influencia a ação do neurotransmissor sem modifica-la essencialmente, ou seja, modula a
transmissão sináptica
- aminoácidos
- neurotransmissores - aminas
- purinas
- neuromoduladores
- peptídeos
- gases
Como se sabe, os potenciais de ação chegam ao terminal sináptico na forma de ondas de despolarização da
membrana, que alcançam também a região onde se encontram as zonas ativas, aquelas pequenas estruturas cônicas
existentes na face interna do terminal. Constatou-se que essa região da membrana é muito rica em canais de Ca ++ , e
que esses canais são dependentes de voltagem. Isso significa que a despolarização que ocorre durante os PÁs
provoca a abertura dos canais e passagem de íons Ca ++ em grande quantidade para o interior do terminal.
O fenômeno que se observa a seguir, causado pelo aumento da concentração intracelular de Ca ++ , é chamado
exocitose e consiste na fusão da membrana das vesículas com a face interna da membrana do terminal sináptico.
Tanto maior será o o número de vesículas e grânulos que sofrerão exocitose quanto mais prolongada a
despolarização provocada pelos PAs, ou seja, quanto maior a freqüência dos PAs que chegam ao terminal. Trata-se
de uma conversão „‟digital-analógica‟‟, já que consiste na passagem de um código digital, com base na freqüência
de um sinal elétrico invariável (o PA) para um código analógico, com base na amplitude de um sinal químico
variável (a quantidade de moléculas de neurotransmissor).
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- complexo molecular de natureza protéica, embutido geralmente na membrana pós-sináptica
e capaz de estabelece uma ligação química específica com um neurotransmissor ou um
neuromodulador. A reação química entre o neurotransmissor e o seu receptor é que provoca
o potencial pós-sináptico
- receptores
- 2 classes*
- ionotrópicos canais iônicos dependentes de voltagem
- metabotrópicos ligados a sistemas de segundos-mensageiros
*Além do mecanismo, há uma diferença importante entre a operação dos receptores ionotrópicos e a dos
metabotrópicos: a velocidade de ação. A ação dos receptores ionotrópicos é muito mais rápida do que a dos
metabotrópicos, que podem levar até dias para se manifestarem.
- ativação{ canal iônico
- potencial pós-sináptico excitatório (PPSE) despolarização ( Na+ intracelular)
- potencial pós-sináptico inibitório (PPSI) hiperpolarização ( Cl - ou K + intra)
- receptores
- receptores despolarizantes excitatórios
- canal Na + , K + , Ca ++
- NMDA - atua lentamente
- dependente de voltagem
- glutamatérgicos - ionotrópicos - despolarização retira Mg ++ { receptor
- canal{ Na + , K +
- não-NMDA
- atua com rapidez
- metabotrópico
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- receptores hiperpolarizantes inibitórios
- ionotrópico
- gabaérgicos - GABAa
- canal de Cl -
- GABAb metabotrópico
Receptores Metabotrópicos. Como os receptores metabotrópicos não são canais iônicos, a transmissão da
mensagem química se exerce indiretamente, isto é, através de reações químicas intracelulares que podem fosforilar
canais iônicos independentes do receptor situados nas regiões adjacentes da membrana, ou então provocar outros
efeitos. Na maioria dos casos, essas reações intracelulares são iniciadas por uma molécula intermediária ancorada
ao receptor pela face interna da membrana pós-sináptica, chamada proteína G, a “proteína que liga GTP”. Na
situação de “repouso”, a proteína G tem três subunidades (α, β e γ) com uma molécula de GDP ligada à subunidade
α. Quando o neurotransmissor ou o neuromodulador mudam a conformação alostérica do receptor, a proteína G
libera o seu GDP e o substitui por um GTP retirado do citossol. A incorporação do GTP separa a subunidade α do
complexo, e esta “desliza” internamente na membrana até encontrar nas proximidades outras proteínas integrais da
membrana, que realizam diferentes funções. Estas últimas são chamadas proteínas efetoras, porque são elas que
vão completar o efeito da transmissão sináptica, seja transformando a mensagem química em um potencial póssináptico,
seja provocando reações bioquímicas diversas no neurônio pós-sináptico, que influenciarão de maneira
indireta a transmissão.
Além do mecanismo, há uma diferença importante entre a operação dos receptores ionotrópicos e a dos
metabotrópicos: a velocidade de ação. No primeiro caso, quando o neurotransmissor se liga ao receptor, em menos
de 1 milissegundo já aparece um potencial sináptico. No segundo, esse tempo se estende a dezenas de
milissegundos. A ação dos receptores metabotrópicos que utilizam segundos mensageiros, e dos que utilizam a
tirosina-quinase, é ainda mais lenta. Pode nem mesmo chegar a ativar canais iônicos, e seu efeito se torna
altamente indireto, através da regulação do neurônio pós-sináptico. Neste caso falamos de neuromodulação, e
chamamos de neuromoduladores os ligantes desses receptores.
- proteína G
ativação adenilato-ciclase ↑ AMPc ativação PKA
↑ IP3 abertura canais de Ca ++ retículo ↑ [Ca] ++
ativação fosfolipase C
DAG ativação PKC alteração{ metabolismo
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Pode-se concluir que o trabalho dos neurotransmissores consiste na reconversão da mensagem química em
mensagem elétrica. A quantidade de neurotransmissor liberado na fenda, proporcional à freqüência de PAs que
afluem ao terminal, determinará por sua vez um PPS cuja amplitude será proporcional à quantidade de moléculas
que atingem os receptores. Isso significa que a transmissão sináptica pode amplificar ou atenuar a mensagem
original.
Neuromoduladores. Neuromoduladores são substâncias químicas liberadas na fenda sináptica, cujas ações
pós-sinápticas modulam, isto é, influenciam a ação mais rápida e eficiente dos neurotransmissores. Geralmente, os
neuromoduladores são peptídeos e gases.
- difusão lateral{ fenda sináptica
- Interrupção{ transmissão sináptica - recaptação{ neurotransmissor
- degradação enzimática{ neurotransmissor
- zona de disparo região de mais baixo limiar da membrana neuronal. Nessa região existe uma alta
concentração de canais de Na+ dependentes de voltagem
- integração sináptica
- cotransmissão utilização{ 2 ou + neurotransmissores{ mesma fenda sináptica
- coativação ativação{ receptores diferentes
- interação entre potenciais sinápticos
- somação temporal
- somação espacial
Topografia sináptica. A influência das sinapses depende de sua posição na „‟arquitetura‟‟ do neurônio. Uma
sinapse excitatória situada na ponta de um dendrito precisa produzir um PPSE de grande amplitude para, ao menos,
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facilitar a zona de disparo, porque o espalhamento eletrônico da despolarização pós-sináptica é passivo e, portanto,
decai em amplitude com a distância. Evidentemente, o problema é ainda maior quando o dendrito é longo. O
oposto também é verdadeiro: uma sinapse situada no soma tem grande possibilidade de influenciar a zona de
disparo, pela sua proximidade dela. É por isso que as sinapses inibitórias tendem a se localizar estrategicamente no
soma dos neurônios. Essa posição lhes confere um alto poder de controle sobre a atividade neuronal.
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