Comunicação neuronal e sinapses

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Sinapses e Neurotransmissores
Introdução à Comunicação Neuronal
O que é uma Sinapse?
Uma sinapse é definida como o ponto de contato entre duas células, onde ocorre a troca de informações.
Essa comunicação é fundamental para o funcionamento do sistema nervoso.
Transmissão Sináptica
É o processo de troca de informações que ocorre na sinapse. Envolve a transmissão de um sinal de uma
célula para outra.
Partes de um Neurônio Relevantes para a Sinapse
Terminal axonal pré-sináptico: A extremidade do axônio do neurônio que envia o sinal.
Fenda sináptica: O espaço entre o terminal axonal pré-sináptico e a célula pós-sináptica.
Dendrito pós-sináptico: A parte do neurônio que recebe o sinal.
Tipos de Sinapses
Independentemente do tipo, as sinapses são compostas por:
1. Célula pré-sináptica: A célula que envia a mensagem.
2. Célula pós-sináptica: A célula que recebe a mensagem.
A natureza da mensagem (elétrica ou química) define o tipo de sinapse.
Sinapse Elétrica
Definição: O tipo mais simples de sinapse, onde o potencial de ação flui rápida e diretamente do
neurônio pré-sináptico para o pós-sináptico. Não necessita de mediador químico devido à conexão
física entre as células.
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Características:
Conexões físicas: junções comunicantes (formadas por conexinas que se organizam em
conexons).
Sinal: elétrico.
Velocidade de transmissão: rápida.
Direcionalidade: bidirecional (embora a transmissão primária seja do pré para o pós-sináptico).
Mecanismo:
1. Chegada do potencial de ação ao terminal da célula pré-sináptica.
2. Corrente de íons atravessa as junções comunicantes.
3. Despolarização da célula pós-sináptica.
4. Desenvolvimento de potencial de ação na célula pós-sináptica.
Onde são encontradas: Músculo estriado cardíaco e músculo liso.
Sinapse Química
Definição: Um tipo mais complexo de sinapse onde uma sequência de eventos desencadeia a
liberação de um mensageiro químico (neurotransmissor) pela célula pré-sináptica. Este mensageiro é
recebido e interpretado por receptores na célula pós-sináptica.
Características:
Ausência de conexões físicas diretas: presença de fenda sináptica.
Sinal: químico (neurotransmissores).
Velocidade de transmissão: mais lenta comparada às sinapses elétricas.
Direcionalidade: unidirecional (do neurônio pré-sináptico para o pós-sináptico, com algumas
exceções).
Arranjos Estruturais Comuns:
Sinapse axodendrítica: terminal axonal em contato com um dendrito (mais comum, 80-95%).
Sinapse axossomática: terminal axonal em contato com o corpo celular.
Sinapse axoaxônica: terminal axonal em contato com outro terminal axonal.
Sinapse axoespinhosa: terminal axonal em contato com espinhos dendríticos.
Mecanismo:
1. Chegada do potencial de ação no terminal axonal pré-sináptico.
2. Abertura de canais de cálcio ( ) dependentes de voltagem.
3. Ancoragem e fusão das vesículas sinápticas com a membrana plasmática.
4. Liberação e difusão dos neurotransmissores na fenda sináptica.
5. Ligação do neurotransmissor aos receptores na célula pós-sináptica.
6. Efeito na célula pós-sináptica (depende do tipo de receptor).
Ca2+
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Mecanismos de Interrupção da Transmissão Sináptica Química
A transmissão sináptica química não é contínua e precisa ser interrompida para permitir a organização da
comunicação. Os principais mecanismos são:
1. Recaptação: O neurotransmissor é transportado de volta para o neurônio pré-sináptico ou para
células gliais.
2. Inativação enzimática: Enzimas presentes na fenda sináptica degradam o neurotransmissor.
3. Difusão: O neurotransmissor se difunde para fora da fenda sináptica.
Receptores na Célula Pós-Sináptica
O tipo de receptor na célula pós-sináptica determina a velocidade e a natureza do efeito.
Receptores Ionotrópicos
Características: São canais iônicos que se abrem diretamente quando o neurotransmissor se liga.
Efeito: Rápido e de curta duração.
Tipos:
Canais catiônicos: Permitem a passagem de íons positivos como sódio ( ) e cálcio ( ).
A entrada desses íons causa despolarização.
Canais aniônicos: Permitem a passagem de íons negativos como cloreto ( ). A entrada de
 causa hiperpolarização.
Receptores Metabotrópicos
Características: São receptores acoplados a proteínas G. A ligação do neurotransmissor (primeiro
mensageiro) desencadeia uma cascata de eventos intracelulares através de segundos mensageiros.
Efeito: Mais lento, porém mais prolongado e com funções mais complexas.
Mecanismo Geral:
1. Neurotransmissor (primeiro mensageiro) liga-se ao receptor.
2. Ativação da proteína G.
3. A proteína G pode ativar ou inibir enzimas na membrana.
4. Formação de segundos mensageiros intracelulares (ex: AMPc, GMPc).
5. Os segundos mensageiros modulam a atividade de outras enzimas, canais iônicos ou até
mesmo a expressão gênica.
Podem levar à abertura ou fechamento de canais iônicos, alterando o potencial de membrana.
Na+ Ca2+
Cl−
Cl−
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Potenciais Pós-Sinápticos
São alterações no potencial de membrana da célula pós-sináptica em resposta à ligação de
neurotransmissores. São potenciais graduados.
Potencial Excitatório Pós-Sináptico (PEPS)
Natureza: Despolarizante.
Mecanismo: Geralmente resulta da abertura de canais para ou , levando a um influxo
desses íons.
Efeito: Aproxima a célula do limiar de excitação, facilitando a geração de um potencial de ação.
Exemplo: Um PEPS pode elevar o potencial de membrana de -70 mV para -65 mV.
Potencial Inibitório Pós-Sináptico (PIPS)
Natureza: Hiperpolarizante.
Mecanismo: Geralmente resulta da abertura de canais para (efluxo de ) ou (influxo de
).
Efeito: Afasta a célula do limiar de excitação, dificultando a geração de um potencial de ação.
Exemplo: Um PIPS pode alterar o potencial de membrana de -70 mV para -75 mV.
Somação dos Potenciais Pós-Sinápticos
A integração de múltiplos PEPS e PIPS em um dado neurônio determina se um potencial de ação será
disparado.
Somação Espacial
Ocorre quando PEPS (ou PIPS) provenientes de diferentes terminais pré-sinápticos, em locais distintos
da membrana pós-sináptica, chegam simultaneamente e se somam.
Somação Temporal
Ocorre quando PEPS (ou PIPS) provenientes do mesmo terminal pré-sináptico são disparados em
rápida sucessão, antes que o potencial anterior tenha desaparecido completamente.
Somação de PEPS e PIPS
É possível a somação entre PEPS e PIPS. O resultado final (disparo ou não de um potencial de ação)
dependerá da relação líquida entre os potenciais excitatórios e inibitórios e se o limiar de excitação
for atingido.
Na+ Ca2+
K+ K+ Cl−
Cl−
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Principais Neurotransmissores e Receptores
Neurotransmissor
Tipo de
Receptor
Tipo de Receptor
(Detalhe)
Principal
Localização
Efeitos Comuns
Acetilcolina (ACh) Colinérgico
Nicotínico (nAChR)
- Ionotrópico (RCI)
Músculos
esqueléticos,
neurônios
autonômicos, SNC
Excitatório
(músculo
esquelético)
Muscarínico (M) -
Metabotropico
(RPG)
Músculos liso e
cardíaco, glândulas,
SNC
Excitatório ou
Inibitório
(depende do
subtipo)
Glutamato Glutaminérgico
Ionotrópico (iGluR)
- AMPA, NMDA
(RCI)
SNC Excitatório
Metabotropico
(mGluR) (RPG)
SNC
Excitatório ou
Inibitório
GABA (ácido -
aminobutírico)
GABA Ionotrópico (RCI) SNC Inibitório
Metabotropico
(RPG)
SNC Inibitório
Glicina Glicina Ionotrópico (RCI)
SNC (medula
espinhal, tronco
encefálico)
Inibitório
Noradrenalina (NA)
Adrenérgico ( ,
)
Metabotropico
(RPG)
Músculos lisos e
cardíaco, glândulas,
SNC
Excitatório ou
Inibitório
Adrenalina (A)
Adrenérgico ( ,
)
Metabotropico
(RPG)
Músculos lisos e
cardíaco, glândulas,
SNC
Excitatório ou
Inibitório
γ
α
β
α
β
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Neurotransmissor
Tipo de
Receptor
Tipo de Receptor
(Detalhe)
Principal
Localização
Efeitos Comuns
Dopamina (DA) Dopamina (D)
Metabotropico
(RPG)
SNC
Excitatório ou
Inibitório
Serotonina (5-HT)
Serotonérgico
(5-HT)
Ionotrópico (RCI) e
Metabotropico
(RPG)
SNC
Excitatório ou
Inibitório
Histamina Histamina (H)
Metabotropico
(RPG)
SNC
Excitatório ou
InibitórioAdenosina Purina (P)
Metabotropico
(RPG)
SNC Inibitório
RCI: Receptor de Canal Iônico; RPG: Receptor Acoplado a Proteína G.
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