Sinapse

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SINAPSESINAPSE
Profa. Dra. Cláudia Herrera Tambeli
Base para compreendermos: 
• Doenças
Transmissão sináptica
• Doenças
• Mecanismo de ação de drogas
• Movimentos
• Sensações
NeurônioNeurônio SensorialSensorial
1. Na presença de estímulo1. Na presença de estímulo
Sequência de eventos que resultam na Sequência de eventos que resultam na 
transmissão do estímulo dolorosotransmissão do estímulo doloroso
Limiar
2. Desencadeia um Potencial de Ação 2. Desencadeia um Potencial de Ação 
Sequência de eventos que resultam na Sequência de eventos que resultam na 
transmissão do estímulo dolorosotransmissão do estímulo doloroso
NeurônioNeurônio SensorialSensorial
3. Propagação do Potencial de Ação3. Propagação do Potencial de Ação
Sequência de eventos que resultam na Sequência de eventos que resultam na 
transmissão do estímulo dolorosotransmissão do estímulo doloroso
NeurônioNeurônio SensorialSensorial
3. Propagação do Potencial de Ação3. Propagação do Potencial de Ação
Sequência de eventos que resultam na Sequência de eventos que resultam na 
transmissão do estímulo dolorosotransmissão do estímulo doloroso
NeurônioNeurônio SensorialSensorial
4. Transmissão Sináptica4. Transmissão Sináptica
Neurônio PósNeurônio Pós--
SinápticoSináptico
Neurônio PréNeurônio Pré--
SinápticoSináptico
Sequência de eventos que resultam na Sequência de eventos que resultam na 
transmissão do estímulo dolorosotransmissão do estímulo doloroso
5. Potencial Pós Sináptico5. Potencial Pós Sináptico
Potencial Pós SinápticoPotencial Pós Sináptico
Excitatório (PEPS)Excitatório (PEPS)
Sequência de eventos que resultam na Sequência de eventos que resultam na 
transmissão do estímulo dolorosotransmissão do estímulo doloroso
6. Potencial de Acão no Neurônio 6. Potencial de Acão no Neurônio 
PósPós--SinápticoSináptico
Sequência de eventos que resultam na Sequência de eventos que resultam na 
transmissão do estímulo dolorosotransmissão do estímulo doloroso
Transmissão sináptica
Objetivo:
Estudar os mecanismos fisiológicos envolvidos nas 
diversas etapas da transmissão sináptica
Roteiro:
1 - Tipos de sinapse: Elétrica e Química
2 - Etapas da transmissão sináptica
Síntese, armazenamento, liberação, efeitos 
pós-sinápticos, mecanismos de inativação do NT
3- Mecanismos de somação e integração sináptica
4- Mecanismos de modulação sináptica
Otto Loewi, 1926
Comprovação da existência das
Sinapses Químicas
Comprovação da 
existência das
Sinapses Elétricas
Junções Gap
N. Pós SinápticoN. Pré Sináptico
Despolarização
(corrente que não era
suficiente para desencadear
um potencial de ação)
Despolarização
Furchpan and Potter, 1957
SINAPSES
ELÉTRICAS QUÍMICAS
Raras Comuns
Sinapse elétricas ocorrem: 
Células musculares lisas
Células miocárdicas
Sistema nervoso central
Células da glia
Células beta do pâncreas
Raras Comuns
Bidirecionais Unidirecionais
Rápidas Lentas
Estereotipadas Flexíveis
Não há fadiga Pode haver fadiga
SINAPSES QUÍMICAS
Entre células neurais
Entre célula neural e muscular:
JUNÇÃO NEUROMUSCULAR
Sinapse
Axoaxônica
SINAPSE ENTRE CÉLULAS NEURAIS
Sinapse
Axodendrítica SinapseAxossomática
Etapas da Transmisão Sináptica
1. Síntese
2. Armazenamento
3. Liberação
5. Inativação
4. Efeitos pós
sinápticos
Mitocôndria
Terminal
Axônico
SÍNTESE E ARMAZENAMANTO
ACETILCOLINA
Acetilcolina
Vesícula
sináptica
Enzima
Colina
Acetilcolina
NeurotransmissoresNeurotransmissores
• acetilcolina
• monoaminas
–epinefrina and norepinefrina
• acetilcolina
• monoaminas
–epinefrina and norepinefrina–epinefrina and norepinefrina
–dopamina
–serotonina
• amino ácidos (glutamato, GABA, glicina)
• peptídeos (opióides)
–epinefrina and norepinefrina
–dopamina
–serotonina
• amino ácidos (glutamato, GABA, glicina)
• peptídeos (opióides)
Potencial 
de ação
Vesícula
sináptica
Terminal
axônico
Mecanismo
Fisiológico da 
Liberação do 
Neurotransmissor
Canais de 
Ca2+ voltagem-
dependentes
Proteína de
ancoragem
Célula
Pós-sináptica
O neurotransmissor liberado
se liga a um receptor
Terminal Pré-
Sináptico
Ca++
Sináptico
Fenda
Sináptica
Neurônio Pós-Sináptico
Receptor
Receptores
IONotrópicos v METABOtrópicos
Receptores
IONotrópicos v METABOtrópicos
• Receptores IONotrópico estão associados a canais 
iônicos…portanto a ligação do neurotransmissor no 
sítio ativo do receptor, resulta diretamente na 
abertura de canais iônicos na membrana.
• Receptores IONotrópico estão associados a canais 
iônicos…portanto a ligação do neurotransmissor no 
sítio ativo do receptor, resulta diretamente na 
abertura de canais iônicos na membrana.
• Receptores METABotrópicos não estão associados a 
canais iônicos. Quando o neurotransmissor se liga ao sítio 
ativo do receptor, ele ativa uma cadeia de eventos químicos 
na célula que resulta indiretamente na abertura de canais 
iônicos na membrana. 
• Receptores METABotrópicos não estão associados a 
canais iônicos. Quando o neurotransmissor se liga ao sítio 
ativo do receptor, ele ativa uma cadeia de eventos químicos 
na célula que resulta indiretamente na abertura de canais 
iônicos na membrana. 
abertura de canais iônicos na membrana.abertura de canais iônicos na membrana.
Receptores Ionotrópicos: 
Potencial pós-sináptico rápido, de curta duração.
Sítio de 
ligação do 
receptor
Neurotransmissor
ligado ao sítio ativo 
do receptor
íons
Canal
iônico fechado
Canal
iônico aberto
Fora do neurônio
NT
Ativa
Membrana
Ativa
enzimas
Canal iônico
Receptores Metabotrópicos:
Potencial pós-sináptico lento
Dentro do neurônio
Receptor
Membrana
Proteina G
Produz
Segundo menssageiro
Pode abrir
o canal iônico
PPS v PAPPS v PA
Resposta graduadaResposta graduada
Desencadeado por canais 
iônicos voltagem dependentes
Desencadeado por canais 
iônicos voltagem dependentes
Causado por canais iônicos
NT dependentes
Causado por canais iônicos
NT dependentes11
PAPA PPSPPS
Resposta propagavelResposta propagavel Resposta não propagavelResposta não propagavel
Resposta tipo tudo ou nadaResposta tipo tudo ou nada Resposta graduada(depende da quantidade de 
NT liberada)
Resposta graduada
(depende da quantidade de 
NT liberada)
22
33
Potencial Pós Sináptico Excitatório
Potencial 
de ação
Potencial de 
membrana
de repouso Estímulo
Limiar
PPSE
Ionic Movements During 
Postsynaptic Potentials
Movimento iônico durante 
PEPS E PIPS
NT ligado ao sítio ativo 
do receptor
Canal iônico Membrana
Influxo de NA+
produz 
despolarização
(PEPS)
Efluxo de K+
produz 
hiperpolarização
(PIPS)
Influxo de Cl-
produz 
hiperpolarização
(PIPS)
BASES IÔNICAS DO POTENCIAL
PÓS-SINÁPTICO INIBITÓRIO
Influxo 
de Cl-Efluxo de K+
Mecanismos de Remoção do NeurotransmissorMecanismos de Remoção do Neurotransmissor
Célula
pré-sináptica
vesícula 
sináptica
Neurotransmissor pode retornar ao 
terminal axônico para ser reutilizado ou 
transportado para as células gliais
Célula
pós-sináptica
Célula
glial
Sangue
Enzima
Inativação enzimática
Difusão para fora da fenda sináptica
DIVERGÊNCIA
A COMUNICAÇÃO ENTRE A COMUNICAÇÃO ENTRE 
NEURÔNIOS NÃO É SEMPRE NEURÔNIOS NÃO É SEMPRE 
UM EVENTO 1:1UM EVENTO 1:1
A COMUNICAÇÃO ENTRE A COMUNICAÇÃO ENTRE 
NEURÔNIOS NÃO É SEMPRE NEURÔNIOS NÃO É SEMPRE 
UM EVENTO 1:1UM EVENTO 1:1
CONVERGÊNCIA
Somação & IntegraçãoSomação & Integração•PPSI & PPSE alteram o potencial •PPSI & PPSE alteram o potencial •PPSI & PPSE alteram o potencial 
de membrana
– Um único PPSE é insuficiente para 
desencadear um Potencial de ação
•PPSI & PPSE alteram o potencial 
de membrana
– Um único PPSE é insuficiente para 
desencadear um Potencial de ação
Terminal 
axônico
pré-sináptico
Três neurônios excitatórios são estimulados. 
seus potenciais graduados, separadamente, 
estão todos abaixo do limiar.
SOMAÇÃO ESPACIAL
Potencial
de ação
Zona de estímulo
Os potenciais graduados chegam
juntos à zona de estímulo e somam-se 
para gerar um sinal supralimiar.
Um potencial de ação é gerado
Dois potenciais pós-sinápticos excitatórios
são diminuídos pela somação com
um potencial de inibitório
SOMAÇÃO ESPACIAL - INTEGRAÇÃO
Potencial
de ação
Zona de estímulo
Neurônio
inibitório
NÃO
Os potenciais pós-sinápticos somados
estão abaixo do limiar, então,
nenhum potencial de ação é gerado
SOMAÇÃO TEMPORAL
estímulo
A somação causa um 
potencial de ação
PPS diminuem com o tempo
Soma de múltiplos PPS gerados a partir de impulsos sinápticos 
repetitivos provenientes de um único neurônio pré-sináptico.
estímulo
Não há 
somação
P
o
t
e
n
c
i
a
l
 
d
e
 
m
e
m
b
r
a
n
a
 
(
m
V
)
Tempo (mseg)
Limiar
P
o
t
e
n
c
i
a
l
 
d
e
 
m
e
m
b
r
a
n
a
 
(
m
V
)
Tempo (mseg)
Limiar
Modulação SinápticaModulação Sináptica
Inibição pré-sináptica
Inibição pós-sináptica
Inibição pré-sináptica
Inibição pós-sináptica
Inibição pré-sináptica
Neurônio
excitatório
Potencial de ação (PA)
Neurônio inibitório
Terminal axônico
pré-sináptico
Não há liberação
de neurotransmissor
Sem resposta
Resposta
Resposta
Neurônio excitatório ativado PA deflagrado Neurônio inibitório ativado
Neurotransmissor liberado
Neurônio
excitatório
Inibição pós-sináptica
Não há
nenhuma
resposta
Neurônio inibitório
Neurônio + e – ativado
Sinal modulado
abaixo do limiar
O potencial de ação
não é deflagrado Não há resposta
O que ganhamos em termos práticos 
ao estudar o mecanismo da 
transmissão sináptica??
1.1. PodemosPodemos entenderentender comocomo diferentesdiferentes
substânciassubstâncias atuamatuam no no cerebrocerebro ((váriasváriassubstânciassubstâncias atuamatuam no no cerebrocerebro ((váriasvárias
substânciassubstâncias atuamatuam emem diferentesdiferentes etapasetapas da da 
transmissãotransmissão sinápticasináptica))
2.2. Podemos entender o mecanismo de várias Podemos entender o mecanismo de várias 
doençasdoenças
3.3. PodemosPodemos usarusar essesesses conhecimentosconhecimentos parapara
tratartratar pacientespacientes..
Depressão e Serotonina
Depressão está associada à uma redução de monoaminas na transmissão 
sináptica. A serotonina é a monoamina mais associada à depressão
Qual o mecanismo de ação do Prozac?
Inibidor Seletivo da Recaptação de Serotonina: inibibe a proteina carreadora 
de serotonina sem afetar as outras monoamines
ProzacProzac
Recaptação
Entre célula neural e muscular:Entre célula neural e muscular:
JUNÇÃO NEUROMUSCULARJUNÇÃO NEUROMUSCULAR
SINAPSES QUÍMICAS
Junção
Neuromuscular
Transmissão rápida e confiável
Um PA no axônio motor sempre causa
um PA na fibra muscular que ele inerva
Potencial de Placa Motora ouPotencial de Placa Motora ou
Potencial de Placa Motora em MiniaturaPotencial de Placa Motora em Miniatura
Potencial de Placa Motora
Potencial de Ação
Estímulo
Limiar
PPM
Potencial de
Membrana
de repouso
INTERNALIZAÇÃOINTERNALIZAÇÃO
LIGAÇÃOLIGAÇÃO
A toxina botulínica (tipo A) se liga ao terminal do A toxina botulínica (tipo A) se liga ao terminal do 
neurônio motor e é seletiva para os terminaisneurônio motor e é seletiva para os terminais
neurais colinérgicos.neurais colinérgicos.
MECANISMO DE AÇÃO DO BOTOXMECANISMO DE AÇÃO DO BOTOX
A toxina é internalizada por endocitoseA toxina é internalizada por endocitose
BLOQUEIOBLOQUEIO
Qual o mecanismo de ação da toxina?Qual o mecanismo de ação da toxina?
A toxina bloqueia a liberação de acetilcolina ao A toxina bloqueia a liberação de acetilcolina ao 
degradar a enzima citoplasmática SNAPdegradar a enzima citoplasmática SNAP--25 25 
necessária ao processo de liberação do necessária ao processo de liberação do 
neurotransmissorneurotransmissor
O que isso provoca?O que isso provoca?
Isso nibe o processo de contração muscularIsso nibe o processo de contração muscular
RAMIFICAÇÃO NEURALRAMIFICAÇÃO NEURAL
Evidências indicam que a denervação produzida Evidências indicam que a denervação produzida 
pela toxina botulínica tipo A resulta em expansão pela toxina botulínica tipo A resulta em expansão 
da região da placa motora e estimulação do da região da placa motora e estimulação do 
crescimento de ramificações colateraiscrescimento de ramificações colaterais
RESTABELECIMENTO DA CONEXÃO NEURONALRESTABELECIMENTO DA CONEXÃO NEURONAL
Uma ramificação neuronal estabelece umaUma ramificação neuronal estabelece uma
nova juncão neuromuscular e a atividade nova juncão neuromuscular e a atividade 
muscular retorna gradativamente após 3 meses. muscular retorna gradativamente após 3 meses. 
Uma nova aplicação é necessária para manter Uma nova aplicação é necessária para manter 
o efeito clínico desejado.o efeito clínico desejado.
AlteraçõesAlterações nana JNMJNM
Ex. Curare: paralisia
Qual o mecanismo de ação do curare?
Bloqueio do receptor nicotínico da acetilcolina nas sinapses excitatórias 
nicotínicas
Porque isso resulta em paralisia?
Porque o neurotransmissor da JNM é a acetilcolina
Curare
Acetilcolina
Efeitos Pós
Sinapticos
PoliomielitePoliomielite
Vírus da polio invade o neurônio motorVírus da polio invade o neurônio motor
e produz degeneração neuronale produz degeneração neuronal
Resultando em denervação Resultando em denervação 
da fibra muscularda fibra muscular
Destruição do neurônio infectado Destruição do neurônio infectado 
resulta em degeneração axonal e resulta em degeneração axonal e 
denervação da fibra muscular que denervação da fibra muscular que 
ele inervaele inerva
Esse processo resulta emEsse processo resulta em
perda da função muscular e perda da função muscular e 
paralisia muscular paralisia muscular 
Qual é a causa da doença?
Doença auto imune causada pelo desenvolvimento 
de anticorpos contra os receptores nicotínicos
de acetilcolina
Miastenia Gravis
Fraqueza muscular
Qual o efeito dessa causa sobre a JNM?Qual o efeito dessa causa sobre a JNM?
Um déficit na transmissão dos impulsos 
dos motoneurônios para os músculos
Qual o tratamento farmacológico 
indicado?
Drogas inibidoras da acetilcolinesterase