Neurotransmissores e Receptores

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SINAPSES NERVOSAS
Neurotransmissores
Profa Silvia Mitiko Nishida
Depto de Fisiologia
1
2
S1
S2
Eletromicrografia
SINAPSE NERVOSA
Tipos de Sinapse Nervosas 
1 e 1’ axo-dendritica
2 axo-axonica
3 dendro-dendrítica
4 axo-somática
Um neurônio faz sinapse com muitos neurônios 
Chegada do
Impulso nervoso no 
terminal do neurônio 1
Geração de impulso 
nervoso no neurônio 2Neurotransmissâo 
MECANISMO DA NEUROTRANSMISSÃO QUÍMICA
1. Chegada do impulso nervoso ao 
terminal
2. Abertura de Canais de Ca 
Voltagem dependentes
3. Influxo de Ca (2o mensageiro)
4. Exocitose dos NT
5. Interação NT- receptor pós-
sinaptico causando abertura de 
canais iônicos NT dependentes
6. Os NT são degradados por 
enzimas (6) 
http://www.blackwellpublishing.com/matthews/nmj.html
http://www.blackwellpublishing.com/matthews/neurotrans.html
NEUROTRANSMISSORES
Aminoácidos
-Acido-gama-amino-butirico (GABA)
-Glutamato (Glu)
-Glicina (Gly)
-Aspartato (Asp) 
Aminas
- Acetilcolina (Ach)
- Adrenalina
- Noradrenalina 
- Dopamina (DA)
- Serotonina (5-HT)
- Histamina 
Purinas
- Adenosina
- Trifosfato de adenosina (ATP)
NEUROMODULADORES
Peptideos
a) gastrinas: 
gastrina
colecistocinina
b) Hormônios da neurohipofise: 
vasopressina
ocitocina
c) Opioides
d) Secretinas
e) Somatostatinas
f) Taquicininas
g) Insulinas
Gases
NO
CO
MECANISMOS DE AÇÃO 
DOS NEUROTRANSMISSORES
1) Receptor Ionotrópico
O NT abre o canal iônico DIRETAMENTE
Efeito rápido
2) Receptor Metabotrópico
O NT abre o canal iônico INDIRETAMENTE
- freqüentemente, presença de 2º mensageiro 
para modificar a excitabilidade do neurônio 
pós-sináptico
Efeito mais demorado
AÇAO DOS NT nos receptores pós-sinapticos é de de 2 tipos: 
Qual é a vantagem da comunicação por meio de 2º Mensageiro?
- Amplificação do sinal inicial
- Modulação da excitabilidade neuronal
- regulação da atividade intracelular
Receptores acoplados a Proteína G
A Proteína G é uma proteína 
complexa formada de três 
subunidades (,  e ) e que 
funciona como um transdutor 
de sinais.
Em repouso, a subunidade 
está ligada a uma molécula de 
GDP. Quando o NT se liga ao 
receptor o GDP é trocada pelo 
GTP e a proteína G se torna 
ativa. 
A proteína G ativada age sobre 
uma molécula efetora, neste 
caso, um canal iônico, cuja 
condutância será indiretamente 
modificada. 
PA
Potencial 
pós-sinaptico
NT
Por que a sinapse química é o chip do SN?
O NT pode causar na membrana pós:
POTENCIAL PÓS-SINAPTICO EXCITATÓRIO 
a) Despolarização
entrada de cátions
POTENCIAL PÓS-SINAPTICO INIBITORIO 
a) Hiperpolarizaçâo
entrada de ânions
saída de cátions
A) PEPS
O NT é EXCITATÓRIO
Causa despolarização na membrana pós-
sináptica (p.e.entrada de Na)
b) PIPS
O NT é INIBITÓRIO
Causa hiperpolarização na membrana pós-
sináptica (p.e. entrada de Cl ou saída de K)
PEPS
PA
Os PEPS e PIPS são gerados apenas nos dendritos e no corpo celular que se propagam 
em direção a zona de gatilho do PA. 
Se o PEPS atingir o valor limiar haverá PA; se o PEPS for mais intenso que o limiar, 
haverá mais de um PA gerado pela zona de gatilho. 
A amplitude do PEPS é diretamente 
proporcional a intensidade do 
estimulo e à freqüência dos PA
A quantidade de NT liberado 
depende da freqüência do PA
Fadiga sináptica: esgotamento de 
NT para serem liberados. 
PEPS PA Liberação de NT
A freqüência do PA determina a quantidade de NT liberado 
A membrana dos dendritos e do soma computam 
algebricamente os PEPS e PIPS.
O resultado dessas combinações determinarão se 
haverá ou não PA e com que freqüência.
Para que servem os PEPS E PIPS?
Como um neurônio que recebe milhares de 
sinais excitatórios e inibitórios processam 
esses sinais antes de gerar PA? 
SOMAÇAO DE PEPS
O mecanismo de combinação (ou 
integração) dos sinais elétricos na 
membrana pós-sináptica chama-se 
SOMAÇÃO.
Neurônio excitatório: ATIVO
Neurônio inibitório: inativo
A excitação se propagou do dendrito até o 
cone de implantação. 
Neurônio excitatório: ATIVO
Neurônio inibitório: ATIVO
A excitação causada pelo neurônio 
excitatório foi totalmente bloqueada pelo 
neurônio inibitório
Inibição pós-sináptica
Papel modulador dos Interneurônios
+
PEPS = potencial pós-sinaptico excitatorio
+ = NT excitatorio
Potenciais de Ação
-
PIPS = potencial pós-sinaptico inibitório
- = NT inibitório
+
- PEPS + PIPS
Redução/Inibição do Motoneurônio
-
-
+ -
-
+
Inibição 
pré-sináptica
Inibição 
pós-sináptica
Estimulação
pós-sináptica
Neurônio excitatório
Distribuição do sinal Concentração do sinal
Tipos de circuitos neurais
Neurônio inibitório
Neurônio excitatório
Reverberação do sinal
Modulação do sinal
Neurônio inibitório
Neurônio excitatório
Aumento da 
descriminação 
do estimulo
Neurônio inibitório
Neurônio excitatório
Neurônio motor
Músculo
interneurônio 
inibitório
interneurônio 
inibitório
interneurônios 
excitatórios
PEPS
PIPS
Liberação ou 
facilitação do sinal
Modulação do sinal
Orla subliminar
Zona de descargaZona de descarga
Circuito Facilitatório
CIRCUITOS NEURAIS
Um neurônio sozinho de nada vale.
As células nervosas são capazes de interpretar 
estímulos sensoriais ou produzir comandos 
motores porque vários neurônios funcionalmente 
relacionados estabelecem circuitos neurais. 
CIRCUITOS NEURAIS: redes de neurônios 
funcionalmente relacionados.
Rede monossinaptica
Rede polissinaptica
Memória, sinapse e NT
Hipocampo: alvo de muito estudo sobre os mecanismos sinapticos, 
especialmente das sinapses glutamatergicas.
Material complementar
(será utilizado em outros momentos)
Potenciação de longo prazo (Long-Term Potentiation) LTP: fenômeno 
onde uma estimulação pré-sináptica persistente provoca maior sensibilidade do receptor. Um 
dos mecanismos pelos quais a memória é consolidada.
1 – Glu ligam-se a receptores NMDA 
2 – Os receptores NMDA contêm canais transmembrânicos para Ca2+ que se abrem.
3- Aumenta a permeabilidade da membrana ao Ca2+.
4- A entrada de Ca2+ ativa a proteína cinase II dependente de cálcio-calmodulina 
(CaMKII).
5- A cinase fosforila o receptor AMPA., tornando-se permeável a íons Na+
6- a membrana fica desporalizada e mais sesnivel 
7 – A longo prazo, atividade aumentada da CaMKII aumenta o número de receptores 
AMPA na sinapse
SAIBA MAIS:
http://www.sumanasinc.com/webcontent/animations/content/receptors.html
http://www.bristol.ac.uk/synaptic/receptors/
Os gliocitos removem os NT
Receptor NMDA
Glutamato: principal NT excitatório do SNC
Dois receptores: ionotropicos e metabotrópicos
Três variantes IONOTRÓPICAS
NMDA
AMPA
KAINATO
RECEPTOR IONOTRÓPICO 
Glutamato: principal NT excitatório do SNC
Dois receptores: ionotrópicos e metabotrópicos
RECEPTOR IONOTRÓPICO (Mglu) 
Divididos três grupos
I- acoplados a PLC e sinalização de cálcio intracelular
II e III- negativamente acoplados AC
Princípios de Neurofarmacologia
Acetil CoA
Transportador 
de colina
AChE
Colina + Acetato
Colina
ACh
Transportador 
de ACh
Etapas da biossíntese e degradação 
enzimática do NT 
Liberação do NT
Sítios receptores pré e pós-sinápticos
Onde as drogas 
podem agir?
Receptor
pós-sinaptico
Classificação das drogas
Muitas substancias exógenas afetam aneurotransmissâo:
Modos de ação
AGONISTAS: mimetizam o efeito do NT
ANTAGONISTAS: inibem a ação do NT 
Neurotransmissor Receptores Agonistas Antagonistas
Acetilcolina Muscarínico
Nicotínico
Muscarina
Nicotina
Atropina
Curare
Receptor Nicotínico
Ionotrópico
Fibras musculares esqueléticas
Abertura de canais de Na (despolarização)
Receptor Muscarínico
Metabotrópico
Fibras musculares cardíacas 
- abertura de canais de K (hiperpolarizaçâo)
Fibras musculares lisas
Ach
O canal foi diretamente aberto 
pela Ach
Receptor nicotínico e 
ionotrópico
O canal foi indiretamente aberto pela Ach
Receptor muscarínico e metabotrópico
Patenteado pelos EUA na década de 40; usado na produção de 
relaxante muscular.
Curare: Bloqueia os 
receptores nicotínicos 
causando paralisia muscular
Botox®: forma comercial da toxina botulínica A, produzida pela 
bactéria Clostridium botulinum.
Mecanismo de ação: inibe a liberação de Ach do terminal sinaptico 
causando bloqueio da neurotransmissao.
Em baixas doses: atenuação das rugas de expressão!
IMPORTANCIA CLINICA: SINAPSES COLINÉRGICAS
Venenos de Cobra (alfa-toxinas): ligam-se a receptores nicotínicos e causam 
bloqueio da neurotransmissâo. Paralisia muscular (morte por parada 
respiratória).
Curare: extraída de uma planta tem o mesmo efeito. Usado farmacologicamente 
como relaxante muscular.
Toxina botulínica: 220g mata todos os seres vivos do planeta!!
compromete a liberação de Ach das sinapses colinérgicas. 
Miastenia grave: uma doença auto-imune em que o corpo produz anti-corpos 
contra os receptores de Ach.
Paralisia muscular
Doença de Alzheimer: degeneração de neurônios colinérgicos do SNC 
(encéfalo)
 da contração
SNA PSSNMS
Acetilcolina: possui 2 tipos de receptores
Músculo 
Cardíaco
Receptor 
muscarínico
Músculo
Esquelético
Receptor 
nicotínico
 da Contração  da contração
 da contração
SNA PS
Músculo 
Liso
Receptor 
muscarínico
AMINAS BIOGÊNICAS
Noradrenalina (Nor)
Adrenalina (Adr)
Dopamina (DA)
Serotonina (5-HT) 
Catecolaminas: compartilham a mesma via de biossíntese 
que começa com a tirosina. 
Neurotransmissor Receptores Agonistas Antagonistas
Noradrenalina Receptor 
Receptor 
Fenilefrina
Isoproterenol
Fenoxibenzoamina
Propanolol
Receptores METABOTRÓPICOS
Receptores 
Excitatório (abre canais de Ca++)
Receptores 
Excitatório (fecha canais de K+)
Neurotransmissor Receptores Agonistas Antagonistas
Dopamina D1, D2...D5
Doença de Parkinson: degeneração dos neurônios dopaminergicos
Tremores e paralisia espástica.
Psicose: hiperatividade dos neurônios dopaminergicos.
Toxoplasmose (Toxoplasma gondii) . O parasita transforma-se em 
cistos e fabricam tirosina hidroxilase que estimula a produção de 
dopamina. O aumento de DA causa surtos psicóticos e outras 
alterações de comportamento que se assemelham à esquizofrenia e 
ao transtorno bipolar.
Todos os receptores são metabotrópicos, acoplados a proteína G, cujo 
aumento de cAMP causa PEPS 
Neurotransmissor Receptores
Serotonina 5 HT1A, 5 HT1B , 5 HT1C , 5 HT1D, 5HT2, 5HT3 e 5HT4
A 5-HT participa na regulação da 
temperatura, percepção 
sensorial, indução do sono e na 
regulação dos níveis de humor
Drogas como o Prozac são 
utilizados como anti-depressivos.
Agem inibindo a recaptaçâo do 
NT, prolongando os efeitos do 
5HT
Positron emission tomography (PET) scan
Vermelho: elevada taxa de utilização de glicose (metabolismo elevado)
Amarelo e azul: pouca ou nenhuma
Neurotransmissor Receptores Agonistas Antagonistas
Glutamato AMPA
NMDA
Kainato
AMPA
NMDA
CNQX
AP5
IONOTRÓPICO
Receptores AMPA (não-NMDA)
Excitatório (rápido)
Abrem canais de Na 
Receptores NMDA
Excitatório (lento)
Abrem canais de Ca, Na e K
METABOTRÓPICO 
Receptores Kainato
E o mais importante NT excitatório do SNC
 
Neurotransmissor Receptores Agonistas Antagonistas
GABA
GABAA Barbitúricos
Benzodiazepínicos
Bicuculina
GABAB
GABAA: Ionotópicos; abrem canais de Cl
- e 
hiperpolarizam a membrana (entrada do ion). 
GABAB :Metabotrópicos; estão acoplados a proteína 
G e aumentam a condutância para os íons K+, 
hiperpolarizando a membrana (saída do ion).
Neurotransmissor Receptores Agonistas Antagonistas
NO
-
-
O NO é lipossolúvel e liga-se a proteínas intracelulares;
Ação muito fugaz sendo dificil de ser estudado.
Também tem ação parácrina.
Substância 
Química
Receptor Tipo Localização Agonista Antagonista
Ach Colinergico
a) Nicotinico
b) muscarinico
RCl
RPG
m. Esquel.; g. autonom. e SNC
m. liso, cardíaco, glândulas e 
SNC
Nicotina 
Muscarina
Curare
Atropina 
Noradrenalina Adrenérgico
a) Alfa
b) Beta
RPG
m. liso, cardíaco, glândulas e 
SNC
-
-
Ergotamina
Propanolol
Dopamina Dopamina (D) RPG SNC bromocriptina antipsicoticos
Serotonina Serotonérgico (5-HT) RC SNC Sumatriptano LSD
Histamina Histamina (His) RPG SNC - Cimetidina
Glutamato Glutaminérgico ionotropico (iGluR)
a) AMPA
b) NMDA
Glutaminérgico ionotropico (mGluR)
RC
RC
RPG
SNC
SNC
SNC
-
-
Quiscalato
-
-
-
Gaba GABA RC SNC Álcool, 
barbituricos
Picrotoxina
Glicina Glicina RC SNC - Strcnina
Adenosina Purina (P) RPG SNC - -
NO N/A N/A SNC - -
As sinapses neuromusculares são diferentes das sinapses nervosas.
SINAPSE NERVOSA JUNÇÃO NEUROMUSCULAR
NT
Vários excitatórios e 
inibitórios
Ùnico excitatório (acetilcolina), 
No de vesículas 1 PA: 1vesicula 1 PA: 200 vesículas
PPS 0,1mV 50mV
Excitabilidade
É necessário vários PA para 
liberar muitas vesículas e 
somações 
Um único PA causa a resposta 
motora
Esquelética
JUNÇOES NEURO-MUSCULARES: sinapses entre o neurônio e a célula muscular
Lisa