Aula 02 Transmissão sináptica, potencial de repouso e ação da membrana, neurotransmissores

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Transmissão sináptica, potencial 
de repouso e ação da 
membrana, neurotransmissores
Introdução ao potencial de membrana
Todas as células do corpo humano apresentam um potencial elétrico de sua membrana que é 
chamado simplesmente de Potencial de Membrana
Transmissão de 
sinais neurais
Contração 
muscular
Secreção glandular
2SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.
Introdução ao potencial de membrana
O potencial de repouso da membrana é mantido pela presença de três principais componentes:
1) LEC = líquido extracelular
LIC = líquido intracelular
2) Membrana plasmática
3) Proteínas inseridas na membrana
Possuem propriedades que contribuem para estabelecer o potencial de 
repouso
3SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.
Difusão: Gradiente de concentração
4SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.
Transporte ativo: Bombas iônicas
Gradiente de concentração iônica
Bomba sódio-potássio (Na+-K+-ATPase)
A bomba de Na+-K+-ATPase ajuda a 
manter o Gradiente Elétrico.
142 mEq/L
14 mEq/L
140 mEq/L
4 mEq/L
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Canal iônico: Gradiente eletroquímico
O que cria o potencial de membrana?
1. O gradiente de concentração de íons entre LIC e LEC
2. A membrana celular seletivamente permeável
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Células excitáveis: geram e propagam 
sinais elétricos
Alteram ativamente o potencial de membrana em resposta a algum estímulo 
(físico, elétrico ou químico). Ex: Neurônios e células musculares
7SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.
Mudanças no potencial de membrana
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Como a célula muda sua permeabilidade 
aos íons?
Através de canais iônicos que podem alterar o seu estado entre aberto e
fechado mediante um estímulo particular, tais como:
• pressão
• luz
• moléculas químicas
• ligantes (como neurotransmissores)
• sinais intracelulares
• voltagem
Através da inserção ou remoção de canais iônicos na membrana.
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A despolarização pode gerar: potenciais 
graduados ou potenciais de ação
Potenciais graduados são despolarizações cujo tamanho ou amplitude é
proporcional à força do estímulo.
Potenciais de ação todos são idênticos e não diminuem o seu poder quando
viajam através do neurônio. É um fenômeno tudo-ou-nada.
São deflagrados por um estímulo limiar
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Potencial graduado
A força da despolarização é determinada pela
quantidade de carga que entra na célula no
ponto de estímulo. Se mais canais se abrem, o
potencial graduado tem maior amplitude
inicial; e mais longe pode se disseminar.
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Potencial graduado
Potencial graduado sublimiar Potencial graduado supralimiar
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Como os potenciais de ação são 
propagados?
É similar à energia que passa através da série de dominós que estão caindo. 
No axônio, cada seção da membrana está em diferentes fases do potencial de ação.
14SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.
Fases do potencial de ação
Alterações na permeabilidade 
iônica (Píon) ao longo do 
axônio geram um fluxo iônico 
e ocasionam mudanças na 
voltagem.
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O canal de Na+ dependente de voltagem
Durante o potencial de membrana em 
repouso, o portão de ativação fecha o 
canal.
O estímulo despolarizante chega ao 
canal. O portão de ativação abre.
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O canal de Na+ dependente de voltagem
Com o portão de ativação aberto o Na+
entra na célula.
O portão de inativação se fecha, e a 
entrada de Na+ cessa.
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O canal de Na+ dependente de voltagem
Durante a repolarização causada pela saída de K+ da células, os dois portões 
voltam às suas posições originais.
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19SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.
A presença de dois portões 
nos canais de Na+
é importante para um 
fenômeno conhecido como 
Período Refratário
Velocidade da condução do potencial de 
ação
Parâmetros fundamentais que influenciam a velocidade de condução de um
potencial de ação nos neurônios de mamíferos:
a) Diâmetro dos neurônios: maior o 
diâmetro mais rápida é a 
condução.
b) Resistência da membrana do 
neurônio: quão menor o diâmetro 
maior a resistência 
20SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.
Velocidade da condução do potencial de 
ação
Os vertebrados desenvolveram outro mecanismo para aumentar a velocidade
de condução do potencial de ação: enrolamento dos axônios em membranas
compostas de mielina.
Mary and Richard Bunge (1975)
Exp Neurol. 2016 Sep; 283(Pt B): 431–445
21SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.
SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.
Condução 
saltatória
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Transmissão sináptica
SINAPSE: local de contato entre dois neurônios ou célula-alvo.
TRANSMISSÃO SINÁPTICA a passagem de informação através da sinapse.
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Neuroscience. Third Edition. Edited by Dale Purves, et al., 2004.
Tipos de sinapses
Sinapse Elétrica Sinapse Química
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Adaptado de: Neuroscience. Third Edition. Edited by Dale Purves, et al., 2004.
Sinapse elétrica
• Simples em estrutura e função
• Transferência direta da corrente iônica de uma
célula para outra.
• Ocorre em sítios especializados – junções
comunicantes (Gap Junctions)
• Esses canais permitem a passagem de íons do
citoplasma de uma célula para outra -
BIDIRECIONAIS
Neurônio 
pré-sináptico
Microtúbulo
Citoplasma
Mitocôndria
Neurônio 
pós-sináptico
Íons fluem através das 
junções comunicantesMembrana 
pré-sináptica
Membrana 
pós-sináptica Canais junções comunicantes
Junção 
comunicante
3nm
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Adaptado de: Neuroscience. Third Edition. Edited by Dale Purves, et al., 2004.
Junções comunicantes
Junção comunicante
Célula 1
Célula 2
citoplasma
Canais de junções comunicantes
Célula 2
Citoplasma
Íons e pequenas 
moléculas
Canal formado por poros em 
cada membrana
Conexina
Conéxon
Junção 
comunicante
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Adaptado de: Neuroscience. Third Edition. Edited by Dale Purves, et al., 2004.
Sinapse elétrica
Po
te
n
ci
al
 d
e 
m
em
b
ra
n
a 
(m
V
)
Neurônio 
pré-sináptico
Neurônio 
pós-sináptico
Tempo (ms)
Breve atraso 
sináptico (~0,1ms)
• A sinapse elétrica é transmissão direta e
instantânea, portanto mais rápida.
• A sinapse elétrica é evolutivamente mais antiga.
• Em invertebrados é encontrada em neurônios
sensoriais e motores em circuitos neurais
mediando resposta de fuga.• Presente em todo Sistema nervoso central (SNC)
de mamíferos.
• Encontrada em regiões onde requer atividade
altamente sincronizada (embriogênese).
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Adaptado de: Neuroscience. Third Edition. Edited by Dale Purves, et al., 2004.
Sinapse química
Neurônio 
pré-sináptico Vesícula sináptica
Neurônio 
pós-sináptico
Íons fluem através de 
canais pós-sinápticos
Membrana 
pós-sináptica
Membrana pré-sináptica
Neurotransmissor liberado
Receptor
pós-sináptico
Fusão da
vesícula sináptica
Fenda 
sináptica
• Não existe comunicação direta.
• Os terminais pré e pós-sinápticos são
separados por um espaço de 20 a 50 nm,
chamado fenda sináptica.
• No terminal pré-sináptico encontram-se
pequenas organelas esféricas chamadas
vesículas sinápticas.
• As vesículas sinápticas armazenam
neurotransmissores (substâncias químicas
usadas na comunicação entre os terminais).
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Adaptado de: Neuroscience. Third Edition. Edited by Dale Purves, et al., 2004.
Sinapse química
• As vesículas sinápticas são agrupadas no
citoplasma adjacente às zonas ativas.
• No neurônio pós-sináptico forma-se uma
espessa camada proteica sob a membrana –
Densidade pós-sináptica
Regiões onde ocorrem os sítios de 
liberação de neurotransmissores
Região onde contém os receptores para 
os neurotransmissores
Terminais 
pré-sinápticos
Elementos 
pós-sinápticos
Zonas ativas
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Adaptado de: Neuroscience. Third Edition. Edited by Dale Purves, et al., 2004.
Junção 
Neuromuscular
• Axônio de um neurônio motor na
medula espinal e um músculo
esquelético
• Aspectos estruturais semelhantes aos
das sinapses químicas do SNC.
• Membrana pós-sináptica é chamada
de placa motora terminal
Neurônio motor
Fibra muscular
Mielina
Axônio
Junção 
neuromuscular
Terminais 
pré-sinápticos
Região final da 
placa motora
Vesículas 
sinápticas
Zona ativa
Fenda 
sináptica
Receptores
Dobra juncional
Fibra muscular 
pós-sináptica
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SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.
Transmissão na sinapse química
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Critérios que definem um neurotransmissor
Neurotrans-
missor presente
Terminal 
pré-sináptico
Célula pós-sináptica
Potencial 
de ação
Neurotransmissor
liberado
Receptores específicos para 
os neurotrasnmissores
Aplicação de
agonistas
e antagonistas
32Adaptado de: Neuroscience. Third Edition. Edited by Dale Purves, et al., 2004.
ACETILCOLINA
MONOAMINAS
AMINOÁCIDOS
PURINAS
PEPTÍDEOS
OUTROS
acetilcolina
INDOLAMINAS
CATECOLAMINAS
serotonina
adenosina
ATP
opioides
substância P
NO
endocanabinoides
NEUROTRANSMISSORES: exemplos 33
noradrenalina
adrenalina
dopamina
glutamato
GABA
glicina
Adaptado de: Neuroscience: exploring the brain / Mark F. Bear, Barry W. Conners,Michael A. Paradiso.—3rd ed. 2007.
Síntese e 
Armazenamento
Núcleo
Peptídeo 
precursor
Ribossomo
Retículo
endoplasmático rugoso
Complexo 
de Golgi
Grânulos 
secretores
Peptídeo 
neurotransmissor ativo
Vesículas
sinápticas
Molécula 
precursora
Vesícula
sináptica
Neurotransmissor
Proteína de 
transporte
Enzima 
sintetizadora
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Liberação de neurotransmissores: 
Exocitose – dependente de Ca+2
Pré-sináptico
Zona 
ativa
Vesícula 
sináptica
Fenda
sináptica
Canal de cálcio 
dependente de voltagem
Pós-sináptico
Moléculas 
neurotransmissoras
Adaptado de: Neuroscience: exploring the brain / Mark F. Bear, Barry W. Conners,Michael A. Paradiso.—3rd ed. 2007. 35
Ação dos neurotransmissores: 
Receptores
Íons
Neurotransmissor
Sítio de união do 
neurotransmissor
Canais 
abertos
Íons fluem através 
da membrana
intracelular
extracelular
Sítio de união do 
neurotransmissor
Neurotrans-
Proteína efetora
Proteína G
Íons
Íons fluem 
através da 
membrana
Canal 
iônico 
aberto
Proteína G 
é ativada
Subunidade da proteína G ou 
mensageiros intracelulares 
modulam canais iônicos
missor
Receptor
Menssageiros
intracelulares
Adaptado de: Neuroscience. Third Edition. Edited by Dale Purves, et al., 2004. 36
Término da ação de neurotransmissores
SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. 37
Recaptação - Glutamato
BERNE, Robert M.; LEVY, Matthew N. (Ed.). Fisiologia. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1996. 38
Degradação enzimática - Acetilcolina
SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. 39
SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.
Respostas pós-sinápticas
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Potenciais pós sinápticos excitatórios e inibitórios
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Potenciais pós sinápticos excitatórios e inibitórios
Limiar
Potencial 
de ação
Sinapse ativada 
por glutamato Sinapse ativada por GABA
Tempo (ms)
Sinapse ativada por GABA
Limiar
Limiar
excitatório
inibitório
PEPS
PIPS
PIPS
Adaptado de: Neuroscience. Third Edition. Edited by Dale Purves, et al., 2004. 42
SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.
Integração sináptica - temporal
Sem somação Somação causando um pontencial de ação
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Integração sináptica 
Espacial
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Duas ou mais sinapses estão 
ativas, semelhantemente, e, por 
conseguinte “somando” seus 
efeitos individuais no PEPS
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Inibição sináptica 
Pós-sináptica global
Todos os alvos do neurônio pós-sinápticos
são inibidos igualmente.
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Inibição sináptica 
Pré-sináptica seletiva
Um neurônio inibidor faz uma sinapse no
colateral do neurônio pré-sináptico e
seletivamente inibe um alvo.
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Alterações na transmissão sináptica
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Várias doenças do SNC estão relacionadas a problemas na transmissão sináptica:
Apresentam um evento em comum
Excitotoxicidade
Parkinson
Alzheimer
Depressão
Epilepsia
48Pinto e Resende, 2014
http://dx.doi.org/10.15729/nanocellnews.2014.12.02.003
Revisão Transmissão Sináptica
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Transmissão 
sináptica
Sinapse
Contato entre dois 
neurônios
Elétrica
Química
Alteração
Excitotoxicidade
Transferência direta da corrente iônica
Junções comunicantes
Bidirecionais
Mais rápidas
Não existe comunicação direta
Espaço: FENDA SINÁPTICA
Presença de substâncias químicas NEUROTRANSMISSORES
Aminas, aminoácidos, 
peptídeos, purinas, gases
Liberação 
dependente de 
Ca2+
Exocitose
Receptores
Canais iônicos
Acoplados à proteína G
Término da ação
Recaptação
Degradação
DifusãoParkinson/ Alzheimer
Depressão/ Epilepsia
Assista
Assista aos vídeos:
- Bioeletrogênese (7 aulas).
Disponível em: 
https://www.youtube.com/watch?v=PEOTW02wPdk&list=PL5ugSwwNpL9ovQ4VO91o8KCuMm
ofH1glz
- Transmissão sináptica (4 aulas).
Disponível em: 
https://www.youtube.com/watch?v=XwHWfXPeT_Q&list=PL5ugSwwNpL9rm7cRfVSzfb1_AleAy
pSw2
https://www.youtube.com/watch?v=PEOTW02wPdk&list=PL5ugSwwNpL9ovQ4VO91o8KCuMmofH1glz
https://www.youtube.com/watch?v=XwHWfXPeT_Q&list=PL5ugSwwNpL9rm7cRfVSzfb1_AleAypSw2