Sinapses: Função e Tipos

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Lara Mattar - Medicina UFR 
SINAPSES 
- As sinapses são locais de contato entre os neurônios com outros neurônios ou com células efetoras. 
- Função: transformar o sinal elétrico do neurônio pré-sináptico em sinal químico que atua sobre a célula 
pós-sináptica de modo unidirecional. 
- A maioria das sinapses transmitem a informação por meio dos neurotransmissores, que são 
substâncias que, quando chegam ao receptor, abrem ou fecham os canais iônicos da membrana ou 
desencadeiam uma cascata celular de segundos mensageiros. 
- Já os neuromoduladores são mensageiros químicos que não agem diretamente sobre a sinapses, 
porém modificam a sensibilidade neuronal aos estímulos sinápticos excitatórios ou inibitórios. 
- A memória é uma função exercida pelas sinapses, porque quando alguns tipos sensoriais passam por 
uma sequência de sinapses, elas se tornam capazes de transmitir o mesmo sinal em outras oportunidades, 
processo chamado de facilitação. Com a repetição, os sinais gerados pelo SNC podem promover os 
impulsos até mesmo na ausência de aferência sensorial. Uma vez que essas informações tenham sido 
armazenadas, elas passam a fazer parte do mecanismo de processamento do cérebro e podem ser usadas 
no futuro para comparar novas experiências sensoriais com memórias armazenadas, tendo importância 
fundamental em todas as construções lógicas e provocações de respostas efetoras imediatas. 
 
TIPOS DE SINAPSE 
- A sinapse de um axônio-corpo celular é axo-somática. 
- A sinapse de um axônio com dendrito é axo-dendridíca. No SNC, algumas sinapses axodendríticas contêm 
espinhos dendríticos, uma projeção dinâmica que contém filamentos de actina. Sua função está associada à 
memória em longo prazo e ao aprendizado. 
- A sinapse entre dois axônios é axo-axônica.
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SINAPSES ELÉTRICAS 
- As MP das células nervosas se aproximam conservando pequeno espaço entre elas (2-3nm) e se unem 
por junções comunicantes que permitem a passagem de íons de uma célula para outra, promovendo 
conexão elétrica e transmissão de impulso pelos conéxons. 
- São mais comuns em animais invertebrados, mas raras em mamíferos. No ser humano, as junções 
comunicantes (gap) das células musculares lisas e cardíacas são os equivalentes das sinapses elétricas. 
- Não necessitam de neurotransmissores para sua função. 
- São sempre interneuronais e bidirecionais, ou seja, diferente das químicas, as sinapses elétricas não são 
polarizadas, então a comunicação entre os neurônios envolvidos se faz nos dois sentidos. 
SINAPSES QUÍMICAS 
- São as mais usadas no ser humano. Compreende a grande maioria das sinapses interneuronais e todas 
as neuroefetoras, porque dependem da liberação de uma substância química. 
- Ela ocorre quando o neurônio pré-sináptico secreta substâncias (neurotransmissores) que agem em 
receptores da célula pós-sináptica, excitando ou inibindo a célula. Entre as duas membranas sinápticas, há 
a fenda sináptica. 
- São sempre unidirecionais, ou seja, os sinais sempre vão do neurônio que secreta o neurotransmissor 
para o neurônio no qual o neurotransmissor age. Isso permite que os sinais sejam direcionados para alvos 
específicos, para áreas focalizadas (funções sensoriais, motoras, de memorização precisam ser precisas). 
ANATOMIA FISIOLÓGICA DA SINAPSE QUÍMICA 
1) Terminal pré-sináptico ou botão sináptico: possui vesículas transmissoras com neurotransmissores 
que excitam ou inibem o neurônio pós-sináptico e mitocôndrias que fornecem o ATP para a síntese dos 
neurotransmissores. 
- A ligação e a fusão das vesículas sinápticas com a membrana plasmática présináptica são mediadas por 
uma família de proteínas transmembrana, denominadas SNARE (que significa “receptores de ligação do 
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SNF solúvel” = tem as VSNARES nas vesículas e as TSNARES na MP). Quando elas se interagem, ocorre a 
exocitose das vesículas. 
- Observa-se a existência de acúmulos elétrondensos de proteínas no lado citoplasmático da membrana 
plasmática présináptica. Essas densidades pré-sinápticas representam áreas especializadas, denominadas 
zonas ativas, em que as vesículas sinápticas são ancoradas e onde ocorre liberação dos 
neurotransmissores. 
- A membrana da vesícula acrescentada à membrana pré sináptica é recuperada por endocitose e 
reprocessada em vesículas sinápticas pelo retículo endoplasmático liso (REL) localizado na terminação 
nervosa. Verifica-se também a existência de numerosas mitocôndrias pequenas no elemento pré-sináptico. 
2) Fenda sináptica: fica entre o terminal pré e pós-sináptico e possui receptores que se ligam ao 
neurotransmissor. 
- Em geral, um axônio pré-sináptico estabelece vários desses contatos semelhantes a botões com a porção 
receptora do neurônio pós-sináptico. Com frequência o axônio do neurônio pré-sináptico segue seu trajeto 
ao longo da superfície do neurônio pós-sináptico. Nesse trajeto, estabelece vários contatos sinápticos, 
denominados botões de passagem. Em seguida, o axônio continua seu trajeto até a formação de um ramo 
terminal com uma extremidade dilatada, o botão terminal, ou bulbo terminal. O número de sinapses em um 
neurônio ou em seus prolongamentos pode variar de algumas a dezenas de milhares por neurônio e, 
aparentemente, está diretamente relacionado com o número de impulsos que um neurônio está recebendo 
e processando. 
3) Membrana pós-sináptica: contém sítios receptores, que interagem com o neurotransmissor. A 
membrana pós-sináptica caracteriza-se por apresentar uma camada subjacente elétron-densa na 
membrana pós-sináptica, que representa um complexo de proteínas interligadas, que desempenha 
numerosas funções, tais como tradução da interação neurotransmissor-receptor em um sinal intracelular, 
ancoragem dos receptores de neurotransmissores em trânsito, além de ancoragem de várias proteínas que 
modulam a atividade dos receptores. 
 
FISIOLOGIA DA SINAPSE 
SEQUÊNCIA DA TRANSMISSÃO DE SINALIZAÇÃO NAS SINAPSES QUÍMICAS 
- A despolarização que se propaga ao longo da membrana celular do axônio alcança o terminal axonal e 
promove a abertura de canais de cálcio na membrana dos botões sinápticos. Em consequência, há um 
rápido influxo de cálcio para o citosol do botão sináptico, que provoca o transporte das vesículas sinápticas 
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para a proximidade da membrana pré-sináptica, o qual depende de proteínas motoras, como a quinesina. 
Na membrana pós-sináptica, as vesículas aderem preferencialmente a regiões da membrana denominadas 
zonas ativas, devido à atuação de várias moléculas. Nesses locais, ocorre a fusão das vesículas com a 
membrana pré-sináptica e a exocitose do neurotransmissor, que se dispõe no estreito espaço da fenda 
sináptica. A fusão das vesículas depende de várias moléculas, entre as quais proteínas da família SNARE. = 
tem as VSNARES nas vesículas e as TSNARES na MP. Quando elas se interagem, ocorre a exocitose das 
vesículas. 
- A cada transmissão de impulso sináptico, centenas de vesículas liberam neurotransmissores no espaço 
da fenda sináptica, que são reconhecidos por receptores presentes na membrana pós-sináptica. Estes se 
comportam também como canais iônicos, permitindo a entrada de íons através da membrana pós-
sináptica. Este afluxo de íons provoca uma despolarização local da membrana pós-sináptica que pode ser 
conduzida ao longo da membrana dos dendritos e do pericário do neurônio pós-sináptico. Esse neurônio 
integra o sinal com muitos outros recebidos simultaneamente de outros neurônios e pode gerar um 
potencial de ação que é transmitido ao longo do seu axônio em direção às sinapses que esse neurônio 
estabelece. Assim, de maneira simplificada, pode-se dizer que essa sinapse é do tipo excitatório, e há 
sinapses que podem inibir a geração de um potencial de ação, as inibitórias. 
- Após seu reconhecimento por receptores, os neurotransmissores são removidos rapidamente da fenda 
sináptica por degradação enzimática no interior dela, ou são captados por endocitosepela membrana pré-
sináptica, podendo ser reutilizados no botão sináptico. Desse modo, a ação dos neurotransmissores é 
muito curta. O excesso de membrana que se acumula no terminal pré-sináptico após a fusão da membrana 
das vesículas sinápticas é captado por endocitose para ser reciclado na formação de novas vesículas 
sinápticas. 
ETAPAS DA NEUROTRANSMISSÃO 
1. Síntese do neurotransmissor (NT). 
2. Incorporação do NT nas vesículas sinápticas. 
3. Geração do potencial de ação no neurônio pré-sináptico. 
4. Chegada do potencial de ação no terminal axônico. 
5. Abertura dos canais e entrada de Ca2+ no terminal axônico. 
6. Aumento da afinidade das vesículas com a membrana neuronal. 
7. Exocitose e difusão do NT pela fenda sináptica. 
8. Ligação do NT com seus receptores na membrana pós-sináptica. 
9. Difusão do NT para além da fenda sináptica. 
10. Recaptação e/ou metabolização do MT 
LIBERAÇÃO DE VESÍCULAS 
- Quando o potencial chega ao terminal pré-sináptico, ele despolariza a membrana, permitindo a abertura 
de canais de Ca2+ dependentes de voltagem. 
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- O Ca2+ se liga a moléculas na parte interna da MP chamadas de sítios de liberação, as quais abre os 
sítios de liberação na membrana pré-sináptica. Isso permite a liberação de vesículas com 
neurotransmissores na fenda. 
- A ancoragem e a fusão das vesículas são impulsionadas principalmente pelas ações das proteínas SNARE 
e sinaptotagmina, que é a proteína alvo do cálcio. Quando o cálcio encontra com ela, ocorre a fusão pela 
união da VSNARE da vesícula com a TSNARE da membrana. (as vesículas são estruturas complexas, 
cheias de transportadores e proteínas em seu citoplasma). 
- Uma alternativa para a liberação maciça de neurotransmissor após a fusão da vesícula é o processo de 
porocitose, no qual as vesículas ancoradas nas zonas ativas liberam neurotransmissores através de um 
poro transitório, que conecta o lúmen da vesícula com a fenda sináptica. Ao mesmo tempo, a membrana 
présináptica do botão sináptico que liberou o neurotransmissor forma rapidamente vesículas endocíticas 
que retornam ao compartimento endossômico do botão para reciclagem ou recarga do neurotransmissor. 
 
PROTEÍNAS RECEPTORAS 
- As moléculas do neurotransmissor liberado ligam-se à porção extracelular dos receptores da membrana 
pós-sináptica, denominados canais regulados por transmissor. A ligação dos neurotransmissores induz uma 
mudança na conformação dessas proteínas do canal, causando a abertura de seus poros. A resposta que 
acaba sendo gerada depende do tipo do íon que entra na célula. Por exemplo, o influxo de Na+ provoca 
despolarização local na membrana pós-sináptica, que, em condições favoráveis (quantidade e duração 
suficientes da liberação de neurotransmissor), leva à abertura dos canais de Na+ regulados por voltagem, 
gerando, assim, um impulso nervoso. 
- Alguns neurotransmissores de aminoácidos e aminas podem ligar-se a receptores acoplados à proteína G, 
produzindo respostas pós-sinápticas de maior duração e mais diversas. O neurotransmissor ligase a uma 
proteína receptora transmembrana na membrana pós-sináptica. A ligação do receptor ativa proteínas G, 
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que se movem ao longo da superfície intracelular da membrana pós-sináptica, as quais, finalmente, ativam 
as proteínas efetoras. Essas proteínas efetoras podem incluir canais iônicos regulados por proteína G 
transmembrana ou enzimas que sintetizam moléculas de segundo mensageiro. Os diversos 
neurotransmissores (p. ex., acetilcolina) podem gerar diferentes ações pós-sinápticas, dependendo do 
sistema receptor sobre o qual atuam. 
- A porocitose caracteriza um tipo de secreção de neurotransmissor que não envolve a fusão de vesículas 
sinápticas com a membrana présináptica. propõe-se que a vesícula sináptica seja ancorada à membrana 
présináptica próximo de canais seletivos de Ca2+ pelas proteínas SNARE e sinaptotagmina. Quando há 
Ca2+, as membranas da vesícula e présináptica são reorganizadas para criar um poro transitório de 1 nm 
de diâmetro, que conecta o lúmen da vesícula com a fenda sináptica. Em seguida, pode ocorrer liberação 
dos neurotransmissores de maneira controlada através desses poros de membrana transitórios. 
- A MP do terminal pós-sináptico contém muitas proteínas receptoras que vão se ligar aos 
neurotransmissores. 
Elas são compostas por: 
 - Componente de ligação, que é a parte externa à MP que se liga ao neurotransmissor. 
 - Componente ionóforo que é a parte que atravessa a membrana e chega no interior celular. Pode ser: 
 - Canal iônico, que permite a passagem de tipos específicos de íons. 
 - Ativador de segundo mensageiro, uma molécula que ativa outras no interior do neurônio. 
 - Formado pela combinação do NT com o receptor quando este não é um canal iônico. 
CANAIS CATIÔNICOS 
- São canais iônicos que só permitem a passagem de cátions, como o Na+. 
- Esses canais são revestidos com cargas negativas, assim atraem íons sódio para o canal e repelem 
ânions. 
- Quando há influxo de cargas positivas, há excitação da célula e a substância que se liga aos canais 
catiônicos é um transmissor excitatório. 
CANAIS ANIÔNICOS 
- À medida em que se atrai os íons Na+, os canais vão aumentando seu diâmetro e quando chegam a um 
tamanho grande, permitem a passagem de ânios como o Cl-. 
- Quando há influxo de cargas negativas, há inibição do neurônio e as substâncias que se ligam aos canais 
aniônicos são transmissores inibitórios. 
SEGUNDOS MENSAGEIROS 
- A abertura dos canais iônicos é muito rápida, por isso eles não conseguem gerar mudanças prolongadas 
no neurônio. 
- Por isso, a inibição e excitação prolongada de neurônios é feita por segundos mensageiros, porque leva 
mais tempo. 
> PROTEÍNA G < 
- Ela esta ligada na parte transmembrana do receptor. 
- Tem as subunidades alfa (excitatória), beta e gama. 
- Quando um transmissor se liga ao receptor, a subunidade alfa se desacopla e pode se ligar a outras 
substâncias no citoplasma 
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Ex: proteína G ativa adenilato ciclase > converte ATP em AMPc > ativa PKA > fosforila canais de K+ > canais 
abertos por longos períodos 
- A subunidade alfa, por induzir a expressão genica no neurônio, altera a maquinaria metabólica da célula. 
MECANISMOS EXCITATÓRIOS 
Nas sinapses excitatórias, a liberação de neurotransmissores, tais como acetilcolina, glutamina ou 
serotonina, abre os canais de Na+ regulados por transmissor (ou outros canais catiônicos), determinando 
um influxo de Na+ que provoca reversão local da voltagem da membrana pós-sináptica até um nível limiar 
(despolarização). Isso resulta no início de um potencial de ação e geração de um impulso nervoso. 
Há 3 formas: 
1. Abertura de canais de Na+ permitindo aumento do potencial de membrana até atingir o limiar de 
excitação. 
2. Condução reduzida de canais de Cl- ou K+ com o objetivo de aumentar o potencial de membrana. 
3. Alteração no metabolismo do neurônio, como aumento do nº de receptores excitatórios ou diminuição 
dos receptores inibitórios. 
MECANISMOS INIBITÓRIOS 
Nas sinapses inibitórias, a liberação de neurotransmissores, como o ácido γaminobutírico (GABA) ou a 
glicina, abre os canais de Cl- regulados por transmissor (ou outros canais aniônicos), provocando a entrada 
do Cl- na célula e a hiperpolarização da membrana pós-sináptica, tornando-a até mesmo mais negativa. 
Nessas sinapses, a geração de um potencial de ação torna-se então mais difícil. 
Há 3 formas: 
1. Abertura de canais de Cl- na membrana pós-sináptica para diminuir o potencial de membrana. 
2. Aumentar a condutância dos íons potássio para o exterior dos neurônios para diminuir o potencial da 
membrana. 
3. Aumento do nº de receptores inibitórios ou diminuição do nº de receptores excitatórios.