02 Aula Sinalização por potenciais de ação e sinapses como recurso neuronal na homeostase

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BIOFÍSICA DE MEMBRANAS E 
SINAPSE
Unidade 02
Bioeletrogênese
Tipos de Sinapse
Transmissão Sináptica
Msc. Nanashara Carvalho
LIC E LEC – ÍONS CONSTITUINTES
 DE REPOUSO – a célula não está gerando potencial de ação.
 CARGAS ELÉTRICAS (LIC e LEC) ≠
 FACE EXTERNA + POSITIVA 15X mais Na+ fora da célula.
 FACE INTERNA + NEGATIVA  30X mais K+ dentro da célula (e
ânions – proteínas)
ATIVIDADE ELÉTRICA MEMBRANAR
TRANSPORTE ATIVO – “BOMBA DE Na+ e K+”
TRANSPORTE ATIVO – “BOMBA DE Na+ e K+”
CANAIS IÔNICOS
SEM COMPORTA – ABERTOS PERMANENTEMENTE COMPORTA – ABERTOS POR ESTÍMULOS ESPECÍFICOS
CANAIS IÔNICOS COM COMPORTA
ABERTURA DIRETA
ABERTURA INDIRETA
 ≠ nas concentrações iônicas internas e externas  membrana
polarizada:
 Polarização: (+) face externa e (-) face interna;
 Carga elétrica interna: - 70 mV (milivolts)
POTENCIAL DE REPOUSO DA MEMBRANA
POTENCIAL DE REPOUSO DA MEMBRANA
 Estímulo altera a polaridade membranar (concentração de íons).
O POTENCIAL DE AÇÃO DEPENDE:
 ÍON (CARGA ELÉTRICA)
 PERMEABILIDADE MEMBRANAR
 CONCENTRAÇÃO IÔNICA
POTENCIAL DE AÇÃO DA MEMBRANA
VARIAÇÃO DA POLARIDADE: -70 mV  -55 mV  0 mV  30 mV
LIMIAR
REPOUSO
TEMPO (ms) 1 ms
POTENCIAL DE AÇÃO DA MEMBRANA
1. POTENCIAL DE REPOUSO - membrana polarizada (-70 mv)
2. ESTÍMULO LIMIAR - início da despolarização – nível crítico (-55 mv)
3. DESPOLARIZAÇÃO:
• Canais de Na+ abertos
• Canais de K+ fechados
• Face interna menos negativa (entrada de Na+)
• (+30 mv)  despolarização atinge ponto específico da membrana
4. REPOLARIZAÇÃO – retorno ao estado de repouso:
• Canais de Na+ fecham: ↓ entrada de Na+
• Canais de K+ abrem: ↑ saída de K+
POTENCIAL DE AÇÃO DA MEMBRANA
VARIAÇÃO DA POLARIDADE: -70 mV  -55 mV  0 mV  30 mV
POTENCIAL DE AÇÃO DA MEMBRANA
Informação gerada ou processada por um neurônio é transmitida a outro neurônio ou
célula efetora.
NEURÔNIO – célula do SN que transmite impulsos nervosos (potencial de ação) através
de sinais elétricos e químicos.
 MEMBRANA NEURONAL: eletricamente excitável  movimento de íons  gera e
conduz impulsos.
O NEURÔNIO
Núcleo
Axônio
Terminal 
axônico
(telodendrito)
Corpo Celular
Sentido do impulso nervoso
Dendritos
O NEURÔNIO
TIPOS DE NEURÔNIOS
NEURÔNIO MIELÍNICO
 Axônio é recoberto por bainha de mielina (camada lipídica).
 Bainha de mielina  isolante elétrico  impulso nervoso saltatório  nodos de
Ranvier
NEURÔNIO AMIELÍNICO
 Impulso nervoso + lento
TIPOS DE NEURÔNIOS
 Região de associação entre neurônios – Sherrington,
século XIX;
 SINAPSE – transmissão de informação entre células
(potenciais de ação);
 CÉLULAS – neurônios, células musculares (placas
motoras) e epiteliais glandulares;
SINAPSE
 Terminação pré-sináptica;
 Fenda sináptica / junção comunicante;
 Membrana pós-sináptica
TIPOS DE SINAPSE
TRANSMISSÃO (SINAPSE) ELÉTRICA:
 SNC, músculo cardíaco e liso, células epiteliais.
 Vantagem: ↑ velocidade;
 Desvantagem: ↓ modulação;
 Não polarizadas
TRANSMISSÃO (SINAPSE) QUÍMICA:
 SNC, músculo esquelético;
 + lentas;
 ↑ modulação.
 Polarizada
TIPOS DE SINAPSE
 Junções comunicantes (GAP junctions) – canais iônicos –
passagem livre de íons positivos – passagem do potencial de
ação;
 Transmissão ultra rápida;
Axônio da célula pré-sináptica
Terminal pré-sináptico
Membrana plasmática
Direção do sinal
Célula pós -sináptica
GAP junction
SINAPSE ELÉTRICA
 Junções comunicantes (GAP junctions) unem as membranas da
célula pré e pós sináptica;
 A corrente iônicas locais fluem de uma célula à outra;
 A membrana da célula pós sináptica é despolarizada ao limiar;
 Inicia-se um potencial de ação na célula pós sináptica.
SINAPSE ELÉTRICA
Canal formado pela união dos poros em
cada membrana
Íons e pequenas
moléculas
Citoplasma – Célula 2
Citoplasma – Célula 1
Canais da junção comunicante
Conexina
Conéxon
Canal intracelular
• 1 hemicanal = 1 conexon
• 1 conexon = 6 conexinas
• poros de até 1,5 nm – passagem de íons e metabólitos
JUNÇÕES COMUNICANTES
• Ocorrência:
• musculatura lisa;
• músculo cardíaco (discos intercalares);
• SNC (dendritos);
• Modulação dos canais iônicos:
• pH intracelular;
• íons Ca2+
• Insensíveis à drogas – refratárias à manipulação farmacológica
SINAPSE ELÉTRICA
Axônio
Vesícula sináptica
Fenda sináptica
Dendrito
Receptor
Neurotransmissor
SINAPSE QUÍMICA
MORFOLOGIA – 3 elementos básicos:
1. Terminal pré sináptico;
2. Fenda sináptica – 20 nm a 40 nm;
3. Membrana pós sináptica – receptores;
1
2
3
SINAPSE QUÍMICA
 SINAPSE ENTRE UMA FIBRA MUSCULAR E UM
MOTONEURÔNIO:
• EXTREMIDADE TERMINAL DE UM
MOTONEURÔNIO + SARCOLEMA DA FIBRA
MUSCULAR  PLACA MOTORA (SINAPSE)
• MOTONEURÔNIO/ NEURÔNIO MOTOR:
estimula a fibra muscular.
JUNÇÃO NEUROMUSCULAR
POTENCIAL DE AÇÃO (CÉLULA PRÉ-
SINÁPTICA) 
CANAIS DE Ca2+
LIBERAÇÃO DE NEUROTRANSMISSORES NA 
FENDA SINÁPTICA
RECEPTORES NA MEMBRANA PÓS-
SINÁPTICA
VARIAÇÃO DO POTENCIAL DE AÇÃO NA 
MEMBRANA PÓS-SINÁPTICA
SINAPSE QUÍMICA - NEUROTRANSMISSÃO
SINAPSE QUÍMICA
EXCITATÓRIA
 Potencial de ação pós sináptico excitatório rápido (PPSE);
1. PA na extremidade da membrana pré sináptica;
2. Neurotransmissor liberado;
3. ↑ permeabilidade de íons Na+;
4. Na+ despolariza membrana pós sináptica – interrompe o fluxo do PA;
TIPOS DE SINAPSE QUÍMICA
INIBITÓRIA
 Potencial de ação pós sináptico inibitório (PPSI).
1. PA na extremidade da membrana pré sináptica;
2. Neurotransmissor liberado;
3. ↑ entrada de íons Cl- ou ↑ saída de K+;
4. Hiperpolariza membrana pós sináptica – interrompe o fluxo do PA;
TIPOS DE SINAPSE QUÍMICA
AGENTE AÇÃO EFEITO
TOXINA BOTULÍNICA Bloqueia a liberação de ACh dos
terminais pré sinápticos
Bloqueio total da transmissão
neuromuscular – paralisia e morte.
CURARE
(ex. estricnina)
Compete com a ACh pelo receptor
nicotínico na placa motora
Diminui o potencial de ação da placa 
motora – relaxamento muscular, 
paralisia e morte.
NEOSTIGMINA 
(anticolinesterásico)
Inibe AChE (Acetilcolinesterase) –
impede a degradação da ACh
Prolonga a ação da Ach a placa 
motora – tratamento de miastenia
grave
HEMICOLÍNIO Bloqueio da recaptação de COLINA no
axônio terminal
Diminui a síntese de ACh no terminal 
pré sináptico
ALTERAÇÕES EM JUNÇÕES NEUROMUSCULARES
TIPOS DE SINAPSE
ELÉTRICA QUÍMICA
TRANSMISSÃO “Gap junctions” – troca direta de íons 
entre as células.
Mediador químico – neurotransmissor.
RETARDO ~0 1 – 5 ms; 0,3 ms (mais rápidas).
DIREÇÃO Bidirecionais. Unidirecionais (condução em mão única).
EFEITO Excitatórias. Excitatórias e inibitórias.
DURAÇÃO Curta. Efeitos pós-sinápticos prolongados.
PLASTICIDADE Nenhuma Modam-se morfológica e funcionalmente
AMPLIFICAÇÃO Não. Eficiência demanda que o terminal
pré-sináptico seja > que o pós-sináptico.
Sim. Liberam quantum de transmissor na 
fenda.
FENDA 3,5 nm 20 – 40 nm
SINAPSE ELÉTRICA x QUÍMICA
VÍDEO – “Bomba de Na++/ K+