TRANSMISSÃO SINÁPTICA E NEUROTRANSMISSORES

Prévia do material em texto

TRANSMISSÃO SINÁPTICA E NEUROTRANSMISSORES
FISIOLOGIA MÉDICA E BIOFÍSICA I – MEDICINA UNISINOS
10
Victória Bauler Jones ATM 2025/2 Medicina Unisinos
1. NEURÔNIO
É a unidade funcional do sistema nervoso.
Geram e propagam atividades elétricas (impulsos nervosos).
Composição: 
Dendritos – ramificações que recebem a informação de chegada para o corpo celular e aumentam a área de contato
Corpo celular (soma) – processa informação, é o centro metabólico, onde se encontra o núcleo e organelas para direcionar a atividade celular.
Axônio – nasce no cone de implantação, é nele que encontramos a zona de disparo e sua parte final é chamada telodendro. A parte final se ramifica formando o botão sináptico. Sua função é conduzir a informação até o próximo neurônio. 
Classificação dos neurônios:
· CLASSIFICAÇÃO PELA ESTRUTURA
BIPOLAR: formado por duas fibras relativamente iguais se estendendo a partir de um corpo celular central (um axônio e um dentrito). 
PSEUDOUNIPOLAR: tem somente um processo que se estende do corpo celular e logo se divide no processo perifério (único axônio – recebe e envia)
MULTIPOLAR:possui um único axônio e vários dendritos 
· CLASSIFICAÇÃO PELA FUNÇÃO
SENSITIVOS (AFERENTES): trazem os impulsos sensoriais para o sistema nervoso central. Geralmente pseudounipolares (corpos celulares no SNC e fibras + receptores no SNP) e bipolares
MOTORES (EFERENTES): levam os impulsos para o meio externo. Geralmente multipolares
INTERNEURÔNIOS: situam inteiramente no SNC, fazem a comunicação do SNC. Possuem variedade de formas e consequentemente processos de ramificações complexos
OUTROS TIPOS DE CÉLULAS NERVOSAS
· GLIÓCITOS:
ASTRÓCITO – rede funcional (possui junções comunicantes), responsável pela nutrição e sustentação
MICRÓGLIA – células de defesa, células fagocitária
OLIGODENDRÓCITO – compõe a bainha de mielina do SNC
CÉLULAS SHAWN – compõe a bainha de mielina do SNP
2. SINAPSE
Sinapse é uma junção especializada onde um terminal axônico contata com um neurônio ou com uma célula efetora. 
Essa junção é composta pelo terminal pré-sináptico de um axônio (região terminal do axônio) e uma membrana pós-sináptica ( superfície receptora )
COMPONENTES:
Neurônio pré sináptico – célula nervosa que conduz o impulso nervoso em direção a uma sinapse (transporta informação).
Célula pós sináptica – célula que recebe o sinal do neurônio pré-sináptico, pode ser um neurônio pós-sináptico ou célula efetora. 
· TIPOS DE CONTATOS SINÁPTICOS
SINAPSE AXODENDRÍTICA: axônio faz contato direto com dendrito
SINAPSE AXOAXÔNICA: axônio faz contato com outro axônio
SINAPSE DENDRODENDRÍTICA: dendrito conecta-se a outro dendrito
SINAPSE AXOSSOMÁTICA: axônio contato outro neurônio pelo soma. 
· TIPOS DE SINAPSES
SINAPSE ELÉTRICA
Caracterizadas por canais que conduzem a eletricidade por fluxo de corrente iônica direta. Esses canais conectam a célula pré-sináptica à célula pós-sináptica, liga seus citoplasmas permitindo continuidade entre as células.
É evolutivamente mais antiga.
É uma sinapse bidirecional e mais rápida que a sinapse química.
Ocorre em músculos lisos e músculo estriado cardíaco.
· ESTRUTURA
JUNÇÕES COMUNICANTES (JUNÇÕES GAP) – são elas que conectam uma célula a outra. São canais proteicos formados por 6 proteínas conexinas que compõem o conexons. E dois conexons foram a junção. São estruturas tubulares.
· TRANSMISSÃO
Direta, instantânea = mais rápida.
A corrente elétrica flui através dos neurônios por potenciais graduados, os quais abrem canais de íons dependentes de voltagem e caso esses potenciais forem despolarizantes o suficiente (atingirem o limiar) gera um potencial de ação. O potencial de ação abre mais canais de íons dependentes de voltagem, permitindo o fluxo de cargas positivas para o lado interno da membrana pós-sinápticas. A corrente flui pelas junções.
SINAPSE QUÍMICA
Unidirecional = permite que os sinais sejam, direcionados para alvos específicos, ou seja áreas focalizadas.
Ocorre através de substâncias químicas = neurotransmissores.
· ESTRUTURA
Fenda sináptica - região que separa o termina l pré-sináptico da superfície da membrana pós-sináptica. Espaço entre as células, o qual é preenchida por matriz extracelular com fibras que ancoram as células. 
Elementos pré-sináptico - é o terminal axonal que apresenta pequenas vesículas sinápticas que irão conter neurotransmissores (substâncias químicas para comunicação entre os terminais) e contém várias mitocôndrias para produção de ATP.
Zona ativa – é a região do terminal pré-sináptico que possui sítios de liberação de neurotransmissores (acumulação densa de proteínas na zona pré-sináptica)
Densidade pós sináptica – camada espessa proteica (acumulação densa de proteínas) na região pós-sináptica. Aqui também contém receptores de neurotransmissores que convertem os sinais químicos em potenciais graduados. 
· TIPOS
CONFORME A MORFOLOGIA:
Sinapses I Gray = regiões pré e pós sinápticas assimétricas. Geralmente excitatórias
Sinapses II Gray = regiões pré e pós sinápticas simétricas. Geralmente inibitórias
CONFORME A FUNÇÃO:
Sinapse excitatória = despolariza a membrana pós-sináptica (deixa a membrana menos negativa no seu interior)
Sinapse inibitória = hiperpolariza a membrana pós-sináptica (a membrana fica mais negativa que seu potencial de repouso)
· TRANMISSÃO
1) SINTESE DO NEUROTRANSMISSOR
Primeiro, para ser considerados um neurotransmissor um mensageiro químico deve preencher quatro critérios: 
· Dever ser sintetizada no neurônio
· Estar presente no terminal pré-sináptico em quantidades suficientes para exercer a ação definida na célula pós-sináptica
· Quando liberada em concentrações suficientes, deve mimetizar a ação do transmissor endógeno (ex.: ativar os meus receptores e segundos mensageiros da cél pós-sináptica = gerar mesma cascata comunicação intracelular)
· Possuir um mecanismo especifico para ser retirado da fenda sináptica.
A sua síntese pode ocorrer tanto no corpo celular quanto no terminal axonal. Por isso possuímos duas divisões de neurotransmissores: 
· DE BAIXO PESO MOLECULAR: sintetizados e empacotados nas vesículas diretamente na região pré-sináptica (no entanto as enzimas necessárias para sua síntese são produzidas no corpo celular e são levadas pela via axonal lenta, pelo transporte anterógrado (proteína cinesina). São moléculas pequenas, por exemplo:
- aminoácidos: glutamato, aspartato, glicina e GABA. (OBS: transmissões mais rápidas do SNC são mediadas por neurotransmissores de aminoácidos)
- aminas: dopamina e epinefrina, histamina, noradrenalina e serotonina
- acetilcolina
· PEPTIDÉRGICOS: sintetizados no soma e o resultante é empacotado em vesículas e transportado para o terminal axonal via axonal rápida, pelo transporte anterógrado (proteína cinesina). São moléculas derivadas de peptídeos grandes, por exemplo:
- colecistoquinina, endorfinas, encefalinas, neuropeptídeo Y, somatostatina, substancia P, hormônio liberador de tireotrofina e peptídeo intestinal vasoativo
· NÃO CONVENCIONAIS: não são armazenados em vesículas sinápticas
 - por exemplo: endocanabionoides e neurotransmissores gasosos (ácido nítrico)
!! : Um terminal axonal pode apresentar mais de um tipo de neurotransmissor.
OBS: 
2) LIBERAÇÃO DO NEUROTRANMISSOR
A liberação dos neurotransmissores na fenda sináptica ocorre por exocitose. 
a) Um potencial de ação despolariza a membrana do terminal axonal, mudando seu potencial, abre os canais de Ca+² dependentes de voltagem. Há fluxo de cálcios para dentro da membrana.
b) O Ca+² liga-se a proteínas que iniciam a exocitose das vesículas. As vesículas se fundem a membrana celular do terminal axonal (zona ativa) com auxílio de proteínas de membrana. Assim, os neurotransmissores se difundem para a fenda sináptica.
Cada vesícula sináptica contém a mesma quantidade de neurotransmissor, logo mensurar a magnitude da resposta na célula alvo é determinado pela quantidade de vesículas liberaram os neurotransmissores.
POTENCIAL DE AÇÃO = INTENSO ESTIMULO =LIBERAÇÃO DE VESÍCULAS = LIBERAÇÃO DE NEUROTRANSMISSORAfinal o cálcio é responsável pela ativação da maquinaria proteica que mobiliza as vesículas e ancora elas na zona ativa. Essa maquinaria proteica é chamada COMPLEXO SNARE várias proteínas que formam o complexo para ancoragem e processo de exocitose. São elas:
· SINAPSINAS: mediam as interações entre as vesículas e o citoesqueleto. Com o influxo (entrada) de Ca+² torna-se fosforilada e libera as vesículas antes ancoradas no citoesqueleto
· SNAP: envolvidas no arreste e direcionamento das vesículas em direção à zona ativa do terminal
· SITAXINAS e NEUREXINAS: proteínas de membrana axonal envolvidas no ancoramento, fusão e liberação do neurotransmissor. Contribuem para formação do poro de fusão
· SINAPTOTAGMINAS: proteína da vesícula, envolvida também no ancoramento, fusão e liberação do neurotransmissor na membrana axonal. Também contribui para a formação do poro. 
Os neurotransmissores peptídicos também são liberados por grânulos secretores, por exocitose dependente do cálcio. No então, sua liberação geralmente requer ondas de potencial de alta frequência utilizando todo Ca em todo terminal, pois seu peso é maior e estão longe da zona ativa. Por isso a liberação dos peptidérgicos é mais lenta que comparada aos neurotransmissores de menor peso molecular.
OBSERAVAÇÃO:
As neurotoxinas que bloqueiam a liberação de neurotransmissores, incluindo as toxinas botulínicas e tetânica, exercem a sua ação inibindo proteínas específicas do mecanismo de exocitose = não permitem a exocitose das vesículas.
3) MECANISMO DE AÇÃO NEUROTRANSMISSORES
Os neurotransmissores se ligam aos seus receptores na membrana da célula pós-sináptica e geram uma resposta na célula alvo (potencial pós-sináptico excitatório ou potencial pós-sináptico inibitório).
Cada tipo de neurotransmissor possui especifico receptor, mas pode se ligar mais de um receptor, pois existes subtipos de receptores. Isso permite que um mesmo neurotransmissor tenha efeito diferentes em tecidos diferentes. (Exceto oxido nítrico)
Os receptores podem ser:
IONOTRÓPICOS – contém sítio de ligação para neurotransmissor que abrem canais que alteram o fluxo de íons. Ativam canais iônicos dependentes de ligante. Alguns receptores inotrópicos são para íons específicos, mas também existem os mais abrangentes (exemplo canais catiônicos). Resposta rápida.
METABOTRÓPICO – o neurotransmissor abre o canal iônico indiretamente através de segundos mensageiros ou proteína G (ativam outras moléculas intracelulares). Efeito mais demorado. 
4) DEGRADAÇÃO E RECICLAGEM DE NEUROTRANSMISORES
A remoção de neurotransmissores pode ser feita de 3 maneiras: 
· DIFUSÃO: o neurotransmissor liberado se difunde para longe da fenda sináptica, a molécula química se distancia dos seus receptores.
· DEGRADAÇÃO ENZIMATICA: o neurotransmissor ira ser inativo por degradação enzimática. Exemplo o neurotransmissor acetilcolina é degradado pela enzima acetilcolinesterase.
· CAPTAÇÃO/RECAPTAÇÃO CELULAR: os neurotransmissores são transportados ativamente de volta ao neurônio que os liberou – receptação. Ou os neurotransmissores são transportados para a neuroglia adjacente – captação. Essa movimentação dos neurotransmissores é feita pelas proteínas de membrana chamadas transportadoras de neurotransmissores. Exemplo o caso da noradrenalina.
Portanto, uma das características mais importantes da sinalização neural é sua curta duração, ela deve-se a rápida remoção ou inativação dos neurotransmissores na fenda sináptica. 
Assim, o fim da sinapse é decretado quando um neurotransmissor é removido da fenda, o que sinaliza para os neurotransmissores ligados a seus receptores se liberem, finalizando sua atividade. 
 
Os neurotransmissores possuem uma grande gama de variedade. São divididos em: acetilcolina, aminas, aminoácidos, peptídeos, purinas e gases e lipídeos.
Os neurotransmissores também possuem substancias que conectam ao seus receptores. Caso a substancia inibir a abertura dos canais é ANTAGONISTA. Mas se a substancia ativa a abertura dos canais é AGONISTA.
OBS: RPG = abertura canais metabotrópicos com auxílio da proteína G.
ACETILCOLINA (Ach)
Recepto inotrópico – colinérgico nicotínico (encontrados em gânglios autonômicos, junções neuromusculares e vias do SNC)
Receptores metabotrópico – colinérgico muscarínico ligado a proteína G (encontrados em efeitos parassimpáticos no coração, musculo liso e glândulas) 
Antagonistas: curare e atropina
Agonistas: nicotina e muscarina
Sintetizada a partir da colina (molécula encontrada nos fosfolipídios das membranas) e da acetil-coenzima A (acetil-CoA intermediário metabólico que dá continuidade ao processo respiratório e produção de ATP)
Síntese de baixo peso molecular = produto do terminal axonal. 
Encontrado nos músculos esqueléticos e na divisão autonômica do SNP e SNC.
Abre canais de K e Na.
Gera potenciais pós-sinápticos excitatórios.
GLUTAMATO 
Receptor ionotrópico – AMPA, NMDA e cainato glutamatérgicos
Agonistas: AMPA, NMDA e cainato glutamatérgicos
Também possui receptor metabotrópico 
Neutransmissor excitatório: gera potenciais pós-sinápticos excitatórios
Produzido a partir de a-cetoglutarato.
Captado pelos astrócitos e convertido em glutamina (enzima glutamina sintetase)
Ocorre no cérebro e na medula espinhal 
GABA
Receptor inotrópico – poros de Cl- = influxo de íons cloro e hiperpolarização
Também possui receptores metabotrópicos – ativam os canais de cloro via proteína G = influxo de íons cloro e hiperpolarização
Principal neurotransmissor inibitório.
Ocorre no cérebro e na medula espinhal (grandes quantidades no SNC). 
Sintetizado a partir do glutamato em reação catalisada por ácido glutâmico descarboxilase
GLICINA
Principal neurotransmissor em interneurônios da medula espinhal
Inibitório 
Sintetizada a partir serina.
Receptores ionotrópico glutamatérgicos – NMDA
· POTENCIAIS ELETRICOS DAS SINAPSES
- Na membrana pós-sináptica ao receber os estímulos, esses irão ser conduzidos na membrana por potenciais graduados (potenciais locais que geram pequenos desvios de potencial da membrana). 
- O potencial graduado deve ser conduzido até a zona de disparo do neurônio, podendo perder intensidade ou não:
PERDEU INTENSIDADE: ao percorrer o neurônio até sua zona de disparo, o potencial graduado perde intensidade, de forma que não despolariza a membrana suficientemente que passe do seu limiar. Ou seja, não inicia potencial de ação. Potencial graduado é hiperpolarizante – é potencial pós-sináptico inibitório (PIPS)
CHEGA COM MESMA INTENSIDADE: com estimulo forte o potencial graduado não perde intensidade ao decorrer do caminho até a zona de disparo, dessa maneira seu potencial está perto do limiar, despolarizando a membrana de forma suficiente para gerar um potencial de ação. Potencial graduado é deposlarizante – é potencial pós-sináptico excitatório (PEPS)
· POTENCIAIS ELÉTRICOS PÓS-SINÁPTICO INIBITÓRIO
Os potenciais graduados não são fortes o suficientes (não são intensos). 
Os estímulos tendem a levar o potencial de membrana para longe do limiar = hiperpolarizam (parte interna da membrana fica mais negativa que o potencial de repouso). 
Aumento de íons Cl- no interior da célula = abre canais de cloro.
Não gera potencial de ação = efeito inibitório.
Principais neurotransmissores que causam = glicina e GABA.
· POTENCIAIS ELÉTRICOS PÓS-SINÁPTICOS EXITATÓRIO 
Os potenciais graduados são fortes o suficiente (intensos)
Os estímulos tendem a trazer o potencial de membrana para perto do limiar de geração do potencial de ação = despolarizam PA (parte interna da membrana fica mais positiva do que o potencial de repouso)
Aumento de íons Na no interior da célula = abre canais de Na.
Principais neurotransmissores que causam = glutamato e acetilcolina
· INTEGRAÇÃO SINÁPTICA
Vias que integram informações de múltiplos neurônios.
Quando dois ou mais neurônios pré-sinápticos convergem nos dendritos ou no corpo celular de uma única célula pós-sináptica, a resposta da célula é determina pela soma dos sinais de entrada dos neurôniospré-sinápticos
A soma determina atividade do neurônio pós-sináptico, resultando em potenciais pós-sinápticos excitatórios ou potenciais pós-sinápticos inibitórios.
SOMAÇÃO = processo pelo qual os potenciais graduados, que irão gerar potenciais de ação, se somam A SOMAÇÃO RESULTA EM UM P.A.
· INTEGRAÇÃO SINÁPTICA SOMAÇÃO TEMPORAL 
Potenciais graduados vindos do neurônio pré-sinápticos se chegarem na zona de gatilho em tempos quase iguais, somam-se seus potencias graduados excitatórios e geram um sinal supralimiar = desencadeia e aumentam a intensidade do potencial de ação.
Se os potenciais graduados vindos do neurônio pré-sináptico não chegarem a zona de gatilho, mesmo que em tempos iguais = não desencadeia potencial de ação, gera um potencial pós sináptico inibitório. 
Importante: os PEPSs podem ou não contribuir para o
potencial de ação propagado por um neurônio na
dependência de vários fatores, inclusive do número de
sinapses excitatórias concomitantemente, da
distância da sinapse à zona de gatilho e das
propriedades da membrana dendrítica.
Os potenciais podem vir de um mesmo neurônio pré-sináptico ou de vários diferentes. 
É a somação de ponteciais pós-sinápticos em resposta a estímulos que acontecem no mesmo local da membrana da célula pós-sináptica, mas em períodos diferentes.
· INTEGRAÇÃO SINÁPTICA SOMAÇÃO ESPACIAL
Potenciais graduados vindos do neurônios pré-sinápticos originários de lugares diferentes. 
Podem ser excitatórios – potenciais graduados que chegam a zona de disparo, se somam e geram um potencial de ação = potencial pós sináptico excitatório.
Ou inibitórios – potenciais graduados tanto excitatórios como inibitórios chegam a zona de disparo, mas o potencial inibitório não permite a formação de um potencial de ação, forma um sinal sublimiar – potencial pós sináptico inibitório.
A somação espacial é a somação de potenciais pós-sinápticos em resposta a estímulos que ocorrem em diferentes locais da membrana de uma célula pós-sináptica ao mesmo tempo