Material extra sinapse e transmissao sinaptica

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SINAPSE E TRANSMISSÃO 
SINÁPTICA
Prof. João M. Bernardes
• Uma vez que o sistema nervoso é composto 
por células distintas, torna-se necessário que 
os neurônios estejam conectados de alguma 
forma, a fim de que as informações possam 
ser transmitidas de uma célula a outra;
• Este local de conexão entre os neurônios é 
denominado sinapse;
• A transmissão de informações entre os 
neurônios, por sua vez, é chamada de 
transmissão sináptica;
• Em um pequeno número de casos a 
transmissão sináptica é caracterizada pela 
simples passagem do PA de um neurônio para 
outro;
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• Já, na maioria dos casos, a transmissão 
sináptica consiste em uma dupla conversão de 
códigos:
– A informação produzida pelo neurônio é veiculada 
eletricamente (PA) até os terminais axônicos, onde 
é convertida e veiculada quimicamente para o 
neurônio conectado;
– A seguir, essa informação química é captada pelo 
segundo neurônio e volta a ser veiculada 
eletricamente (PA).
SINAPSE
Tipos de sinapses
• Existem dois tipos diferentes de sinapses:
– Sinapses elétricas;
– Sinapses químicas.
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Sinapses elétricas
• A sinapse elétrica, mais conhecida como 
junção comunicante, é uma região de 
aproximação entre duas células, onde as 
membranas ficam separadas por um espaço 
muito pequeno (3nm = 3 x10-9m);
• A membrana dessa região possui canais 
iônicos especiais (conexons), os quais se acoplam 
e permitem o livre movimento de ións entre 
as células;
• Assim, quando uma das células produz um PA, 
a corrente iônica passa diretamente pelas 
junções comunicantes, para outra célula, 
provocando nesta um PA;
• Uma vez que, não há intermediários químicos, 
a transmissão, nas sinapses elétricas, é ultra-
rápida;
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• Apesar de sua velocidade, a transmissão de 
informações pelas junções comunicantes, não 
possibilita o processamento de informações, 
uma vez que os PA são todos transmitidos sem 
alterações;
• Assim sendo, as junções comunicantes são 
comuns nos animais invertebrados, cujos 
comportamentos são simples e 
estereotipados;
• No sistema nervoso dos seres humanos, por 
sua vez, as junções comunicantes são 
encontradas especialmente em neurônios 
imaturos, sendo úteis, particularmente, 
durante o desenvolvimento do sistema 
nervoso;
• Estruturas semelhantes as junções 
comunicantes são encontradas no coração, 
fígado e pele.
Sinapses químicas
• A sinapse química é caracterizada por um 
espaço entre membranas bastante maior que 
o das junções comunicantes (20 a 50nm), 
conhecido como fenda sináptica;
• A fenda sináptica é margeada por dois 
elementos: 
– Pré-sináptico: terminal axônico; 
– Pós-sináptico: dendritos/corpos celulares;
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• Terminais pré-sinápticos
– A principal característica dos terminais pré-
sinápticos é a presença das vesículas sinápticas, os 
quais encontram-se próximas à membrana celular
e possuem em seu interior substâncias químicas, 
denominadas, de forma genérica, transmissor 
sináptico.
• Transmissão sináptica nas sinapses químicas
– O PA é conduzido pelo axônio;
– No terminal pré-sináptico o PA causa a liberação 
dos transmissores sinápticos na fenda sináptica 
(conversão da informação elétrica em química);
– Um vez na fenda sináptica, o transmissor sináptico 
difunde-se até a membrana pós-sináptica;
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– A ação do transmissor sináptico altera o potencial 
de membrana da segunda célula (reconversão de 
informação química para elétrica), fenômeno conhecido 
como potencial pós-sináptico (PPS).
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• Essa dupla conversão de informação (elétrico para 
químico e vice-versa), permite que ocorra a 
modulação da transmissão sináptica, ou seja, 
a modificação do conteúdo de informação 
veiculado pelo primeiro neurônio;
• Essa capacidade de modular (alterar) a 
informação transmitida entre as células 
nervosas é o grande passo adaptativo 
possibilitado pelas sinapses químicas;
• Uma vez que, nas sinapses entre neurônios, 
na maioria das vezes, o que se quer é 
aumentar, diminuir ou até bloquear a 
atividade do neurônio pós-sináptico.
• Tipos de sinapses químicas
• As sinapses químicas podem ser divididas de 
acordo com sua função ou de acordo com sua 
morfologia.
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• Quanto à função, as sinapses químicas podem 
ser divididas em:
– Excitatórias: a transmissão sináptica resulta na 
redução do PR do segundo neurônio (PPS 
despolarizante), o que facilita a ocorrência de um PA.
– Inibitórias: a transmissão sináptica resulta no 
aumento do PR do segundo neurônio (PPS 
hiperpolarizante), o que dificulta a ocorrência de um 
PA.
• Já, quanto à morfologia, as sinapses químicas 
podem ser divididas em:
– Assimétricas: apresentam diferença de espessura 
entre as membranas pós e pré-sináptica.
– Simétricas: as duas membranas apresentam igual 
espessura.
�As sinapses assimétricas são funcionalmente 
excitatórias, e as sinapses simétricas são inibitórias.
TRANSMISSÃO SINÁPTICA
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• A transmissão sináptica envolve a conversão 
do impulso nervoso, de natureza elétrica, em 
uma mensagem química, carreada pelos 
transmissores sinápticos, e depois novamente 
em impulsos elétricos já na célula pós-
sináptica.
• Os eventos que ocasionam a transmissão 
sináptica podem ser resumidos da seguinte 
forma:
– Síntese, transporte e armazenamento do 
transmissor sináptico;
– Deflagração e controle da liberação do 
transmissor sináptico na fenda sináptica;
– Difusão e reconhecimento do transmissor 
sináptico pelo receptor pós-sináptico;
– Deflagração do PPS;
– Desativação do transmissor sináptico.
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Transmissores sinápticos
• Os transmissores sinápticos podem ser 
divididos em dois grupos:
– Neurotransmissores;
– Neuromoduladores.
Neurotransmissores
• Atuam diretamente sobre a membrana pós-
sináptica, produzindo nela um potencial pós-
sináptico (excitatório ou inibitório);
• Em geral, apresentam ação rápida;
• São produzidos no citosol dos terminais pré-
sinápticos e, em seguida, absorvidos pelas 
vesículas sinápticas;
• Cada neurônio libera apenas um tipo de 
neurotransmissor.
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Neuromoduladores
• Atuam através da alteração metabólica da 
célula pós-sináptica;
• Em geral, apresentam ação lenta;
• São produzidas no retículo endoplasmático 
rugoso do corpo celular do neurônio, sendo 
armazenados em estruturas chamadas 
grânulos secretores no aparelho de Golgi e, 
em seguida, transportados para o terminal 
pré-sináptico;
• Cada neurônio pode liberar um ou mais 
neuromoduladores.
Liberação dos transmissores sinápticos
• Os PAs despolarizam a membrana do terminal 
pré-sináptico;
• A membrana do terminal pré-sináptico, 
contém grande número de canais voltagem-
dependente de cálcio;
• A despolarização da membrana provoca a 
abertura destes canais, ocorrendo, assim, 
influxo de íons cálcio no interior do terminal;
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• O aumento da concentração intracelular de 
cálcio faz com que as membranas das 
vesículas sinápticas se fundam com a face 
interna da membrana do terminal sináptico 
(exocitose), em áreas denominadas zonas 
ativas, as quais facilitam essa fusão;
• Liberação do neurotransmissor na fenda 
sináptica;
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• Os grânulos secretores dos 
neuromoduladores, não se fundem nas zonas 
ativas;
• Portanto, é necessário uma maior número de 
PAs para elevar suficientemente os níveis de 
cálcio para que ocorra a exocitose dos 
grânulos e, consequentemente, a liberação 
dos neuromoduladores na fenda sináptica;
�O número de vesículas e grânulos liberados na 
fenda sináptica dependerá do número de PAs 
que chegarão ao terminal pré-sináptico.
• A membrana das vesículas e grânulos 
incorporadas à membrana plasmática dos 
terminais é devolvida ao citoplasma 
(endocitose), permitindo a reutilização destas 
estruturas.
• O que acontece em períodosde grande 
atividade do terminal sináptico?
– Esgotamento das vesículas sinápticas. Solução: 
utilização de vesículas “reservas”;
– Esgotamento das “vesículas reservas”. Solução: 
terminal entra em fadiga e a transmissão é 
diminuída ou interrompida, até que sejam 
recompostas as reservas dos neurotransmissores 
e suas vesículas.
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• Após sua liberação na fenda sináptica, os 
transmissores sinápticos se conectam com os 
receptores pós-sinápticos;
• Os receptores são proteínas, embutidas na 
membrana pós-sináptica, capazes de se ligar 
quimicamente com um neurotransmissor ou 
um neromodulador específico;
Receptores pós-sinápticos e deflagração 
do PPS
• A reação química entre o transmissor e o seu 
receptor é que provoca o PPS;
• Existem duas classes de receptores sinápticos:
– Ionotrópicos;
– Metabotrópicos.
Receptores ionotrópicos
• São canais iônicos ligando-dependentes;
• Quando o transmissor sináptico se liga ao 
receptor ionotrófico, esse, através de uma 
reação química, muda de conformação
tridimensional, abrindo o canal e permitindo a 
passagem de íons através da membrana;
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• Se o receptor permitir a entrada de sódio, ele 
é chamado de excitatório ou despolarizante;
• Uma vez que aproxima o potencial da 
membrana pós-sináptica do limiar para o 
desencadeamento de um PA;
• O PA correspondente é denominado potencial 
pós-sináptico excitatório (PPSE);
• Se o receptor permitir a entrada de cloreto 
e/ou a saída de potássio, ele é chamado de 
inibitório ou hiperpolarizante;
• Uma vez que afasta o potencial da membrana 
pós-sináptica do limiar para o disparo de um 
PA;
• O potencial hiperpolarizante é denominado 
potencial pós-sináptico inibitório (PPSI).
Receptores metabotrópicos
• Não são canais iônicos;
• Esses receptores promovem uma cascata de 
reações químicas intracelulares, através das 
quais as informações são transmitidas;
• Na maioria dos casos as reações intracelulares 
são iniciadas por uma molécula ligada ao 
receptor pela face interna da membrana 
celular, chamada proteína G;
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• Quando ativada, a proteína G aciona uma 
outra proteína, chamada efetuadora;
• No caso dos neurotransmissores, a proteína 
efetuadora, acionada pela proteína G, é 
frequentemente um canal iônico, o qual se 
abre e ocasiona um PPS (excitatório ou 
inibitório);
• Já, no caso dos neuromoduladores, a proteína 
G não atua sobre um canal iônico, mas sobre 
uma enzima que se encontra na membrana 
pós-sináptica;
• Esta enzima, quando ativada, produz um 
mensageiro químico intermediário, chamado, 
segundo mensageiro;
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• O segundo mensageiro pode atuar de duas 
formas:
– Ativar uma cascata enzimática, envolvendo várias 
etapas, até se expressar como um PPS (excitatório 
ou inibitório);
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– Ativar uma cascata enzimática que produza 
alterações metabólicas intracelulares que nem 
cheguem a produzir PPS, mas produzam 
alterações no desempenho funcional do neurônio, 
como, por exemplo, através da produção de mais 
receptores para a membrana pós-sináptica.
• Qual a vantagem em usar segundos 
mensageiros?
– Ativação de um maior número de canais iônicos;
– Capacidade de alterar
o metabolismo celular.
• Velocidade dos diferentes receptores:
– Ionotrópicos: menos de 1 milisegundo;
– Metabotrópicos sem segundo mensageiro: até 
100 milisegudos;
– Metabotrópicos com segundo mensageiro: 1 
segundo ou mais.
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Desativação dos transmissores 
sinápticos
• A desativação dos transmissores sinápticos, ou 
seja, a interrupção da transmissão sináptica, 
ocorre por dois meios:
– Recaptação do transmissor;
– Degradação enzimática do transmissor.
INTEGRAÇÃO SINÁPTICA
• Uma sinapse isolada é uma situação 
praticamente inexistente no sistema nervoso, 
principalmente nos seres humanos (no ser humano 
cada neurônio recebe em média 10 mil [!] sinapses);
• Assim sendo, o neurônio deve reunir e 
associar as diferentes informações vindas de 
cada sinapse, para, só então, elaborar uma 
resposta, fenômeno denominado integração 
sináptica;
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• A integração sináptica depende de 4 fatores:
– O tipo de estímulo: excitatório ou inibitório;
– A frequência de cada tipo de estímulo (somação 
temporal);
– O local em que cada tipo de estímulo ocorre 
(topografia sináptica);
– A quantidade de sinapses existentes nos locais em 
que cada tipo de estímulo ocorre (somação 
espacial).
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BIBLIOGRAFIA
• GUYTON, A. C. Fisiologia humana. 6 ed. Rio de Janeiro: Guanabara 
Koogan, 1988.
• GUYTON, A. C. Neurociência básica: anatomia e fisiologia. 2 ed. Rio 
de Janeiro: Guanabara Koogan, 1993.
• LENT, R. Cem bilhões de neurônios: conceitos fundamentais de 
neurociência. São Paulo: Atheneu, 2001.