04.sinapse

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Curso de Fisiologia 2012 Ciclo de Neurofisiologia 
Departamento de Fisiologia, IB Unesp-Botucatu Profa. Silvia M. Nishida 
 
 
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MECANISMOS DE COMUNICAÇÃO ENTRE OS NEURÔNIOS E DOS 
NEURÔNIOS COM OS ÓRGÃOS EFETUADORES 
 
 
 
 
Os neurônios estabelecem comunicações entre si por meio de estruturas denominadas 
sinapses nervosas. A comunicação entre os neurônios motor e as células musculares ocorre 
por meio da junção neuromuscular. 
 
 
As sinapses nervosas podem ser químicas ou elétricas 
 
Sinapse química. Forma de comunicação dos neurônios com outros neurônios ou com as 
células efetuadoras por meio de mediadores químicos denominados neurotransmissores 
(NT). Os NT são sintetizados pelos próprios neurônios e armazenados dentro de vesículas. 
Essas vesículas concentram-se no terminal axônico e quando os impulsos nervosos chegam a 
esses terminais os NT são liberados por meio de exocitose. A membrana do terminal que libera 
os NT denomina-se membrana pré-sináptica e a imediatamente vizinha, membrana pós-
sinaptica. Entre elas há um espaço em torno de 100-500A chamado fenda sináptica. A 
interação dos NT com a membrana pós-sinaptica é realizada por meio de receptores 
protéicos altamente específicos. Além dos NT, os neurônios sintetizam mediadores 
conhecidos como neuromoduladores cujo efeito é o modular (controlar, regular) a transmissão 
sináptica. 
 
Sinapse elétrica. Comunicação nervosa que dispensa mediadores químicos; a 
neurotransmissâo é estabelecida através da passagem direta de íons por meio das junções 
abertas ou comunicantes (gap junctions). Os canais iônicos ficam acoplados e formas 
unidades funcionais denominadas conexinas. A transmissão da informação é muito rápida, 
mas oferece quase nenhuma versatilidade quanto ao controle da neurotransmissão. São 
particularmente úteis nas vias reflexas rápidas e nas respostas sincrônicas de alguns neurônios 
do SNC. Durante a fase de desenvolvimento ontogenético do SN humano os neurônios 
possuem ambos os tipos de sinapses, mas depois predominam as neurotransmissões 
químicas. 
 
 
 
 
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 Sinapse química Sinapse elétrica 
 
 
MECANISMO DA NEUROTRANSMISSÃO QUÍMICA 
 
 
Liberação dos NT 
 
Com a chegada do PA no terminal (1), 
os canais de Ca
++
 voltagem 
dependentes abrem-se e ocorre a 
difusão de Ca
++ 
para o interior do 
terminal (2). O aumento de Ca
++
 
intracelular estimula a exocitose dos 
NT para a fenda sináptica (3, 4). Os NT 
ligam-se a receptores da membrana 
pós-sinaptica (5) e causam mudanças 
de permeabilidade iônica. O fluxo 
resultante de íons muda o potencial de 
membrana pós-sinaptico 
transitoriamente, causando uma 
resposta pós-sinaptica. 
Os NT por outro lado, são inativados 
por enzimas específicas (6). 
 
 
 
Os NT causam alterações no potencial de membrana 
 
Os NT liberados para a fenda difundem-se até a membrana pós-sináptica e ligam-se, 
reversivelmente, às moléculas receptoras. Essas moléculas são de natureza protéica e se 
ligam especificamente ao seu mediador químico promovendo eventos elétricos. Conforme o 
tipo de NT, a interação causa uma mudança na condutância iônica da membrana pós-sináptica 
e um fluxo resultante de íons que pode levar à uma despolarização (entrada de cátions) ou 
hiperpolarizaçâo (saída de cátions ou entrada de anions). Essas respostas elétricas da 
membrana pós-sináptica são chamadas de potenciais pós-sinápticos e propagam-se 
passivamente a distâncias bem curtas. O intervalo de tempo que corresponde a liberação do 
NT até o inicio do potencial sináptico (em torno de 0,5ms) chama-se retardo sináptico. Esse 
retardo pode variar conforme o tipo de receptor sináptico ativado. 
 
 
A freqüência dos impulsos nervosos determina a quantidade de NT liberados 
 
Em cada vesícula sináptica há centenas de moléculas de NT. Quando o impulso de um 
único PA chegar ao terminal, um certo número de vesículas é esvaziado. Se a freqüência dos 
PA aumentar, proporcionalmente, mais vesículas são liberadas, pois o aumento da atividade 
nervosa no terminal manterá os canais de Ca
++
 abertos por mais tempo. Por outro lado, se a 
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freqüência dos PA se mantiver alta por muito tempo, poderá ocorrer falta de vesículas e a 
neurotransmissâo poderá falhar até que o estoque de NT seja reposto. 
 
A neurotransmissâo química é quântica 
 
A unidade elementar da neurotransmissão química é o efeito causado pelos NT 
contidos em uma vesícula. Como cada vesícula contém a mesma quantidade de NT, a 
resposta pós-sinaptica é quântica, ou seja, a amplitude do potencial pós-sinaptico será sempre 
o múltiplo da resposta causada por uma única vesícula. 
 
Como desativar a neurotransmissão? 
 
 Os NT (ou os neuromoduladores) exocitados não podem permanecer ligados aos 
receptores permanentemente. O sistema de recepção precisa voltar rapidamente ao seu 
estado de repouso, prontificando-se para receber novas mensagens. Há três maneiras de 
inativar os mediadores químicos: a) difusão lateral; b) degradação enzimática e c) recaptação 
pela membrana pré-sináptica via proteínas especificas de transporte (com consumo de ATP) e 
assistida pelos astrócitos. A acetilcolina é o único NT que não sofre recaptação. 
 
 
Os neurônios possuem dois tipos de NT 
 
Se o NT causar despolarização 
na membrana pós-sináptica, o 
NT e a sinapse são chamados 
de excitatórios. Mas, se 
causarem hiperpolarização são 
chamados de inibitórios. Há 
vários tipos de NT excitatórios e 
inibitórios. 
 
O potencial pós-sináptico 
despolarizante é denominado 
potencial pós-sináptico 
excitatório (PEPS) e o 
hiperpolarizante, potencial pós-
sináptico inibitório (PIPS). Os 
PEPS e PIPS são, portanto, 
alterações localizadas no 
potencial de membrana 
causadas por aberturas de 
canais iônicos dependentes de 
NT. 
 
A figura ilustra o efeito do NT 
excitatório causando uma 
corrente de despolarização na 
membrana pós-sináptica (influxo 
de Na
+
) e de NT inibitórios, 
causando uma corrente de 
hiperpolarização (influxo de Cl
-
). 
 
Os PEPs e os PIPs são 
respostas elétricas de baixa 
voltagem e as respectivas 
amplitudes dependem da 
quantidade de NT. Os 
potenciais pós-sinápticos são 
eventos elétricos causados pela 
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abertura de canais iônicos NT dependentes cuja amplitude é baixa mas variável. Já os PA são 
eventos elétricos do tipo tudo-ou-nada (amplitude e duração constantes) causados pela 
abertura de canais iônicos (Na e K) voltagem dependentes. 
 
OS NT agem sobre dois tipos de receptores pós-sinápticos 
 
 Receptores ionotrópicos: possuem sítios de recepção para os NT localizados em um 
canal iônico com comporta. Quando o NT se liga ao sítio receptor ocorre uma mudança de 
conformação espacial resultando na abertura (ou fechamento) de poro iônico. 
 
Receptores metabotrópicos: são moléculas que possuem sítios para os NT, mas que 
não são canais iônicos. A formação do complexo NT-receptor inicia reações bioquímicas que 
culmina com a abertura indireta dos canais iônicos. Nesse caso o receptor pós-sinaptico ativa 
uma proteína reguladora chamada proteína G que por sua vez, aciona uma outra proteína 
chamada efetuadora que efetivamente, poderá mudar a conformação de um canal iônico ou 
então, ativaruma enzima chave que modifica o metabolismo do neurônio pós-sinaptico. Esses 
tipos de receptores ativam uma reação em cascata e usam um segundo mensageiro (o 
primeiro é NT). 
Assim, nas sinapses em que os NT agem diretamente sobre receptores ionotrópicos, a 
neurotransmissâo é bastante rápida e nas sinapses mediadas por receptores metabotrópicos a 
comunicação é mais demorada. 
 
 
A proteína G é uma molécula que fica ancorada na membrana citoplasmática e possui 
três subunidades (,  e ). Quando ela está em repouso, a unidade  está ligada a uma 
molécula de GDP. Quando o NT se liga ao receptor, a proteína G troca a molécula de GDP 
pelo GTP e a subunidade  desliza-se pela membrana até encontrar uma molécula efetora. 
Por exemplo, quando a acetilcolina liberada pelos terminais nervosos se liga ao seu 
receptor nas fibras musculares cardíacas, a subunidade  age abrindo os canais de K e a sua 
saída e causa PIPS. A hiperpolarização torna a fibra cardíaca menos excitável e como 
conseqüência, ocorre a redução na freqüência de batimento do coração. Outro NT, o GABA 
possui receptores metabotrópicos no SNC que agem de maneira semelhante, causando PIPS 
também pela abertura de canais de K. 
 
 
Proteína G e o sistema da adenilciclase 
 
A proteína G pode não só atuar diretamente sobre o canal iônico como também 
estimular a geração de 2º mensageiros e acionar outras proteínas efetuadoras intracelulares. 
A adenilciclase é uma das enzimas-chaves que uma vez ativada pela proteína G produz um 2º 
mensageiro conhecido como cAMP. Conforme a célula-alvo, encontraremos subtipos de 
proteínas G (Gs, Gi e Go). 
 
O NT Noradrenalina, por exemplo, quando se liga ao receptor do tipo , ativa o sítio 
Gs da proteína G. A subunidade  ativa a enzima-chave adenilciclase (AC) que a partir do 
ATP produzirá o 2
o
 mensageiro, o cAMP. O cAMP tem a função de ativar uma enzima quinase 
 
 
À esquerda, receptor ionotrópico. Á direita, receptor metabotrópico, mostrando dois sistema da proteína G: ação direta e via 2
o
 
mensageiro 
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A (PKA) cuja função é a de fosforilar canais de Ca
++
. A entrada de cátions torna a membrana 
pós-sináptica mais fácil de ser excitada. 
Um outro tipo de receptor da mesma noradrenalina é um tipo 2 que tem efeito 
antagônico, ou seja, a inibe a AC. A inibição da enzima deixará de produzir cAMP e como 
conseqüência os canais de K
+
 que estavam abertos, se fecham. 
 
Podemos concluir que um mesmo NT pode ter receptores diferentes e conforme a 
sinapse, apresentar efeitos antagônicos. 
 
 
 
Proteína G e o sistema da fosfolipase C (PLC) 
 
Outros receptores metabotrópicos ativam outra enzima chave: a fosfolipase C (PLC) 
que como a adenilciclase flutua na membrana. A PLC age na membrana fosfolipídica 
quebrando o inositol fosfolipídio em dois componentes: IP3 (hidrossolúvel) e DAG 
(lipossolúvel). O DAG ativa a proteína quinase C (PKC) enquanto o IP3 difunde-se para o 
citosol e abre canais de Ca
++
 dos reservatórios do retículo endoplasmático. A presença de Ca
++
 
intracelular altera o metabolismo do neurônio pós-sinaptico assim com a condutância iônica, 
mudando a excitabilidade celular. Este é um dos mecanismos de ação da serotonina. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
As células possuem mecanismos para reverter estes efeitos, graças a enzimas que 
defosforilam as moléculas fosfatadas pelas quinases. São as fosfatases. O efeito sobre os 
canais iônicos desses NT metabotrópicos dependerá do balanço entre as reações de 
fosforilação e de defosforilação. 
 
 
Que vantagens há em usar 2º mensageiros? 
 
 
 
Coração Vasos 
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 A vantagem é que intracelularmente 
são produzidos muitos mediadores, isto é, 
amplificação do sinal inicial: os receptores 
ionotrópicos possuem uma relação de 1 NT: 
1 canal iônico. No sistema acoplado à 
proteína G a relação é de 1NT: muitos 
canais. 
Além disso, possui um efeito mais 
prolongado e os 2º mensageiros podem 
enviar sinais para dentro da célula. 
O fato de os receptores 
metabotrópicos demorarem mais tempo para 
modificar a excitabilidade do neurônio ou, 
então, por agirem modificando o 
metabolismo, torna os mediadores químicos, 
agentes moduladores da neurotransmissâo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
MECANISMOS ELEMENTARES DE INTEGRAÇÃO DOS SINAIS NEURAIS 
 
 
Os PEPS e PIPS são computados algebricamente na membrana pós-sinaptica por 
somação 
 
Os potenciais pós-sinápticos gerados com a chegada dos NT propagam-se 
passivamente até a zona de gatilho. Se o PA será gerado ou não, isso dependerá do evento 
elétrico: 
a) se a despolarização atingir um valor crítico (ou limiar) será gerado um PA 
b) se a despolarização ultrapassar o potencial critico então mais de um PA será gerado 
c) se a despolarização atingir valores menores do que o crítico ou se houver hiperpolarização, 
não haverá qualquer PA 
 
Somação espacial e temporal 
Na superfície da membrana 
dos dendritos e dos corpos celulares 
há receptores para NT excitatórios e 
inibitórios. Isso quer dizer que o 
neurônio pós-sinaptico gera PEPS e 
PIPS conforme a sinapse que está 
em atividade. Então, como o 
neurônio realiza a análise dos sinais 
aferentes? Ele realiza uma análise 
combinatória de potenciais pós-
sinápticos denominada somação que 
pode ser de duas maneiras: 
 
Somação Espacial: somação de 
potenciais pós-sinápticos causados 
por diferentes neurônios pré-
sinapticos. 
Somação Temporal: somação de 
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potenciais pós-sinápticos em rápida sucessão deflagrados pelo mesmo neurônio pré-sináptico. 
 
Os potenciais pós-sinápticos têm a propriedade de se somarem algebricamente 
modificando a sua intensidade. Assim a somação de três PEPS causados por neurônios 
distintos ou pelo mesmo neurônio aumenta as chances do potencial de membrana pós-
sinaptico atingir o valor limiar. Enquanto os potenciais pós-sinapticos gerados nos dendritos e 
corpo celular são graduáveis em termos de intensidade, os PA, ao contrário, possuem duração 
e amplitude fixas. Isso que dizer que nos axônios, a decodificação de intensidade é feita pela 
modulação na freqüência dos PA. Esses comportamentos elétricos mediante os tipos de NT 
deixam bem claro que as sinapses químicas funcionam como processadores binários de sinais 
(despolarização/hiperpolarizaçao) e que na freqüência dos PA está codificada a mensagem 
resultante da análise. Por isso, um neurônio ao receber os sinais de vários neurônios distintos 
pode integrá-los por meio de somação e gerar (ou não) uma determinada freqüência de PA 
como resposta. 
 
Potenciais de placa das junções neuro-musculares 
 
Os motoneurônios são os elementos periféricos do SN motor somático cujos corpos 
celulares estão localizados na substância cinzenta da medula ou nos núcleos motores dos 
nervos cranianos. Seus axônios são mielinizados e conduzem os impulsos nervosos em alta 
velocidade. Os terminais axonicos fazem sinapse com uma região especializada do sarcolema 
chamada placa motora. A acetilcolina (Ach) é o NT responsável pela estimulação das fibras 
musculares e a sua liberação para a fenda sináptica ocorre como nas sinapses nervosas. A 
Ach causa um potencial pós-sináptico excitatório chamado potencial de placa. Como fora da 
placa motora há canais de Na e K voltagem dependentes, o potencial de placa causará PA ao 
longo do sarcolemaque por sua vez causará a contração da fibra muscular. 
 
 
Os potenciais pós-sinapticos das sinapses nervosas e das junções neuro-musculares 
operam com níveis diferentes de segurança 
 
 Nas junções neuromusculares, os potenciais de placa são excitatórios e devem ser à 
prova de falhas: a cada PA do motoneurônio, o terminal axônico deve liberar uma quantidade 
suficiente de vesículas (em torno de 200) capaz de produzir um potencial de placa suficiente 
para as fibras musculares se contraírem. 
Já nas sinapses nervosas a neurotransmissâo opera de maneira diferente: a 
quantidade de NT liberada pelas vesículas devido a um único PA não será suficiente para 
causar um PA no neurônio pós-sináptico: na verdade será necessária a somação espacial e/ou 
temporal de vários PEPS. Assim, as sinapses nervosas estão sempre em condições de 
processar previamente os sinais nervosos antes de produzir os sinais (PA) em seus axônios. 
 
Propriedades das comunicações neurais 
 
1) Facilitação. Quando o neurônio estimula o outro com uma freqüência elevada durante um 
certo intervalo de tempo, a membrana pós-sináptica passa a responder com maior amplitude a 
cada estímulo isolado. Em outras palavras, ela fica mais fácil de ser despolarizada até o seu 
limiar (torna-se mais excitável). 
2) Fadiga sináptica. Se os estímulos de alta freqüência se prolongarem, a membrana pós-
sinaptica apresenta fadiga, resultando na suspensão temporária da transmissão nervosa, 
devido ao esgotamento do NT e à inativação dos receptores pós-sinapticos. 
3) Potenciação pós-tetânica. É uma forma de facilitação sináptica mais prolongada. Logo 
após a fadiga sináptica, a membrana pós-sinaptica se torna excessivamente sensível à 
estimulação. Supõe-se que o acúmulo de Ca
++
 dentro dos terminais pré-sinápticos facilite a 
liberação dos NT. 
 
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Neurônio 
Inibitório 
Neurônio 
Excitatório 
PEPS 
 
PIPS 
PEPS 
 
Zona de 
Gatilho 
do PA 
 
Dendritos e Corpo Celular: local 
de integração dos potenciais pós 
sinápticos de baixa voltagem e 
graduados 
Zona de Gatilho: conforme o resultado da somação 
algébrica dos potenciais pós-sinapticos haverá ou não 
geração dos PA. A freqüência dos PA será determinada 
pela amplitude do PEPS. 
4) Potenciação em longo prazo (LTP). A potenciação pós-tetânica decai dentro de poucos 
minutos, mas em algumas sinapses centrais (como no hipocampo) o processo é mantido por 
longo tempo e parece estar associada à base da aprendizagem e memória. 
 
5) Condução unidirecional. A condução dos impulsos nervosos através das sinapses se dá 
apenas unidirecionalmente, dos botões terminais para a membrana pós-sinaptica, nunca em 
sentido contrário, garantido o fluxo unidirecional das informações. Uma exceção é a ação de do 
neurotransmissor, NO que age do neurônio pós-sináptico para a o pré-sináptico. 
 
Um neurônio pode regular a excitabilidade de outro neurônio por meio de neurônios 
inibitórios 
 
Os PIPS causam redução na 
excitabilidade da membrana pós-sinaptica, 
pois o potencial de membrana se afasta do 
potencial limiar. A função do neurônio 
inibitório é justamente tornar o neurônio pós-
sinaptico incapaz de deflagar um PA ou 
reduzir a freqüência dos PA. 
Na figura ao lado, observamos que o 
neurônio possui dois tipos de sinapses: um 
excitatório e outro inibitório. Suponha que 
apenas o neurônio excitatório esteja em 
atividade (figura de cima). O eletrodo 
colocado no dendrito acusa um PEPS e no 
soma observamos a propagação eletrotônica 
da despolarização. Já na figura de baixo, 
entra em ação a sinapse inibitória. Repare 
que o soma já não manifesta qualquer 
resposta excitatória, indicando a total 
incapacidade de gerar PA. A grande maioria dos canais iônicos dependentes de NT inibitórios 
é permeável aos íons Cl
-
. No SNC o principal NT inibitório é o GABA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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CIRCUITOS NEURAIS: UM SISTEMA LÓGICO DE PROCESSAMENTO DE 
SINAIS ELÉTRICOS 
 A relação dos NT excitatórios e inibitórios com suas respectivas famílias de receptores 
sugerem uma ampla flexibilidade no processo de análise e processamento da informação 
nervosa. Agora veremos que os arranjos arquitetônicos dos circuitos nervosos também 
propiciam sistemas de controle da informação. 
No SNC, as sinapses mais comuns são do tipo axo-somática ou axo-dendrítica. Há, 
porém, mais raramente, a ocorrência de sinapses axo-axônicas, dendro-dendríticas, 
somato-somáticas, somato-dendríticas e somato-axônicas. 
 
Apesar de incomum, o circuito nervoso mais simples possível seria o de um neurônio 
sensitivo e um neurônio motor, cujo estímulo no primeiro provocaria uma resposta no segundo. 
Entende-se por circuito neural o arranjo sináptico entre mais de dois neurônios. Um arco 
reflexo é um circuito que pode ter no mínimo um neurônio sensorial, um neurônio motor e o 
órgão efetuador. Neste caso, este circuito é denominado arco reflexo monossináptico, pois 
envolve uma única sinapse entre o neurônio sensorial e o neurônio motor. Mas o mais comum 
é encontrar circuitos polissinápticos, com a participação de não só um único interneurônio, 
mas vários que ficam interpostos entre os neurônios sensoriais e os motoneurônios. 
Em vários circuitos, os contatos sinápticos são estáveis e precisos com alto grau de 
reconhecimento celular, mas em outros, ocorrem rearranjos dramáticos e não raro, são 
eliminados. Ao longo do desenvolvimento, os circuitos são passiveis de serem modificados com 
o uso. 
Os circuitos neurais podem ser cadeias de neurônios abertas ou fechadas. 
 
Tipos de circuitos abertos 
 
Circuito convergente: arranjo 
no qual vários neurônios convergem 
para um único neurônio. Repare que 
este neurônio constitui uma via final 
comum de vários impulsos nervosos 
que podem chegar de diferentes regiões 
do SNC. Nos circuitos divergentes os 
neurônios estão arranjados de tal modo 
que uma célula pode redistribuir a 
informação para vários neurônios 
situados em diferentes locais do sistema 
nervoso. 
 
 
Tipos de circuitos fechados 
 
Circuitos neuronais como vemos na figura ao 
lado, propiciam a recorrência ou reverberação do 
impulso nervoso, auto-reforçando a propagação do 
impulso excitatório na cadeia. Denominamos este tipo de 
circuito de feedback positivo ou facilitatório. Assim, a 
informação é reverberada por um certo tempo que 
depende do número e tipos de associação dos 
componentes da cadeia. 
Entretanto, a presença de um neurônio inibitório neste 
tipo de circuito, ao contrário, autocontrola o nível de 
excitabilidade da própria cadeia: quanto maior o nível de 
excitação, maior vai ser o de inibição e o circuito é 
denominado de feedback negativo inibitório. 
 
 
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A B 
1 2 3 4 5 
 
 
Circuito inibitório lateral 
 
No caso do arranjo de duas cadeias 
paralelas de neurônios excitatórios, uma 
poderá influenciar a outra através de um 
neurônio inibitório lateral. Este circuito é 
conhecido como inibição lateral. 
Se houver um outro neurônio inibitório 
influenciando o neurônio inibitório do circuito 
anterior, o primeiro inibiria o efeito inibitório do 
segundo, liberando o circuito excitatório. Neste 
caso temos um circuito desinibitório. 
 
Baseado numa forma binária de 
processamento de sinal (excitação/inibição) e 
infinitas possibilidadesarquitetônicas na 
organização dos circuitos neurais um 
processamento nervoso progressivamente 
cada vez mais complexo é possível. Em outras 
palavras, quanto maior o numero de neurônios 
em um circuito maior será o grau de 
complexidade no processamento da 
informação. 
 
 
 
 
 
Zona de descarga e Orla Sublimiar 
 
Veja o circuito neuronal ao lado: suponha a estimulação 
apenas do neurônio A. Este é eficaz para causar PA no neurônio 1 
mas só consegue causar PEPS sublimiares nos neurônios 2, 3 e 4. 
O mesmo acontece com a estimulação do neurônio B. Se ambos, 
A e B forem estimulados simultaneamente, além dos neurônios 1 e 
5, a somação espacial facilitará os neurônios 2, 3 e 4 que também 
serão disparados. Denomina-se zona de descarga, o conjunto de 
neurônios que dispara em resposta ao estimulo limiar, no caso 
corresponde aos neurônios 1 e 5; já os neurônios 2, 3 e 4 
corresponde à orla sublimiar. 
 
 
 
 
 
 
Células marcapasso 
 
 No sistema nervoso, existem células que manifestam atividade elétrica espontânea. 
Uns descarregam-se ritmicamente e outros ao acaso. As células nervosas que regulam o ciclo 
respiratório possuem tais propriedades. 
 
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NEUROTRANSMISSORES E NEUROMODULADORES 
 
Um NT tem como características típicas: 
1. ser sintetizado pelos neurônios pré-sinápticos; 
2. ser armazenado dentro de vesículas e armazenados nos terminais axonicos; 
3. ser exocitado para a fenda sináptica com a chegada do PA; 
4. possuir receptores pós-sinápticos cuja ativação causa potenciais pós-sináptico (excitatórios 
ou inibitórios); 
5. uma vez purificado, mimetizar os mesmos efeitos fisiológicos. 
 
 
Geralmente, um neurônio 
produz apenas um tipo de NT, 
excitatório ou inibitório. Não 
raro, entretanto, ele pode 
sintetizar e secretar dois tipos 
de mediadores químicos: um 
NT e outro neuromodulador. 
Esse último tem a função de 
regular o nível de excitabilidade 
da membrana pós-sinaptica. 
 
Os NTs são sintetizados no 
próprio terminal, mas os 
neuromoduladores peptídicos 
são fabricados no corpo celular 
e armazenados em grânulos 
secretores que são 
transportados até o terminal. A 
ação dos neuromoduladores não é tipicamente a de causar potenciais de ação, mas de 
controlar ou regular o grau de excitabilidade da membrana pós-sinaptica, facilitando ou 
dificultando a deflagração dos PA nas zonas de gatilho. 
Já vimos que os NT são inativados eficazmente pela combinação de vários mecanismos: 
a) difusão: os NT difundem-se para fora da sinapse. 
b) inativação química por enzimas específicas presentes na sinapse. 
c) captação pré-sináptica. 
d) recaptação pelas células gliais (astrócitos). 
 
 
CLASSES DE NEUROTRANSMISSORES E OS MECANISMOS DE AÇÃO 
 
 Vimos que os NT apresentam dois tipos de efeitos na membrana pós-sináptica: os 
excitatórios que causam despolarização e os inibitórios, hiperpolarizaçâo. Tanto um efeito 
quanto outro pode ser causado não só por um tipo exclusivo de NT, mas por vários tipos 
diferentes. Além disso, um mesmo NT possui não só um tipo de receptor pós-sináptico, mas 
vários subtipos. Todas essas características da neurotransmissâo química conferem às 
sinapses nervosas, uma enorme diversidade e plasticidade. 
 
Biossíntese dos Neurotransmissores 
 
 Os NT são dos seguintes tipos químicos: aminoácidos, aminas, purinas, peptídeos e 
gases (Veja a lista de alguns NT na tabela). 
 
 
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Neurotransmissores Neuromoduladores 
Aminoácidos Aminas Purinas Peptideos Gases 
Acido gama-amino-butirico 
(GABA) 
Acetilcolina (ACh) Adenosina Gastrina, CCK NO 
Glutamato (Glu) Adrenalina ou Epinefrina ATP Vasopressina, ocitocina CO 
Glicina (Gli) Dopamina Insulina 
Aspartato (Asp) Noradrenalina 
Norepinefrina 
 Neuropetideo opioide 
 Serotonina (5HT) Secretina, glucagon, VIP 
 Substancia P, Substancia K 
 
Os NT são sintetizados a partir dos sistemas enzimáticos presentes nos terminais 
axônicos ou no corpo celular. Os aminoácidos, por exemplo, são sintetizados em todas as 
células a partir da glicose ou de proteínas decompostas. A única exceção é o GABA que é 
sintetizado a partir do glutamato por determinados neurônios. As aminas são todas 
sintetizadas no terminal sendo que a acetilcolina é sintetizada a partir da colina; a serotonina, a 
partir do triptofano e as catecolaminas (dopamina, adrenalina e noradrenalina), a partir da 
tirosina. Conhecer os passos da síntese dos NT é especialmente importante já que muitas 
doenças neurológicas e psiquiátricas estão associadas com falhas na síntese de NT. Por 
exemplo, os distúrbios na síntese de serotonina e noradrenalina causam quadros de depressão 
profunda. 
É interessante observar que muitas outras células sintetizam essas substâncias que 
chamamos de NT; mas os neurônios são especialistas em armazenar e concentrar tais 
substâncias ou os seus percussores dentro de vesículas. Os neuromoduladores peptídicos são 
todos sintetizados no reticulo endoplasmático rugoso e armazenados em granulos secretores. 
 
Princípios de Neurofarmacologia 
Nosso organismo está exposto a várias 
substâncias tóxicas: venenos de origem animal ou 
vegetal metais pesados (mercúrio, chumbo e 
cromo) e a um monte de drogas sintéticas 
(fármacos). 
Várias substâncias são neurotóxicas e afetam 
especificamente a neurotransmissâo. O 
conhecimento básico de alguns princípios de 
neurofarmacologia nos serão muito úteis. 
As substâncias exógenas que se ligam 
especificamente a um determinado receptor 
mimetizando fielmente os efeitos do NT natural são 
conhecidos como agonistas. Quando o contrário 
acontece, isto é quando o efeito natural é 
bloqueado, chamamos essas drogas de 
antagonistas. 
Já vimos que um mesmo NT pode ter muitos subtipos de receptores pós-sinapticos. 
Por exemplo, a ACh possui dois subtipos: os receptores nicotínicos e os muscarínicos. Os 
receptores nicotínicos são ionotrópicos, são estimulados somente pela nicotina e estão 
presentes somente nas placas motoras das fibras musculares esqueléticas; já os receptores 
muscarínicos são metabotrópicos, são estimulados exclusivamente pela muscarina e estão 
restritos às fibras musculares lisas e cardíacas. Além da ação das drogas agonistas, esses 
receptores possuem também antagonistas específicos: o curare bloqueia apenas os 
receptores nicotínicos e a atropina, os receptores muscarinicos. Essas propriedades não 
deixam dúvidas de que os receptores colinérgicos são farmacológica e molecularmente 
diferentes. Isso pode tornar a compreensão da neurotransmissâo um pouco mais complicada, 
mas, por outro lado, quer dizer que se torna possível fabricar medicamentos bastante 
específicos que agem ou coração ou nas fibras musculares esqueléticas. 
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Acetil 
CoA 
Transportador 
de colina 
AChE 
Colina + Acetato 
Colina 
AC
h Transportador 
de ACh 
Receptor 
pós-
sinaptico 
A tabela abaixo resume alguns subtipos de receptores e os respectivos NT: 
Neurotransmissor 
 
Receptor Agonistas Antagonistas 
Ach Muscarínico 
Nicotínico 
Muscarina 
Nicotina 
Atropina 
Curare 
Noradrenalina Receptor  
Receptor  
Fenilefrina 
Isoproterenol 
Fenoxibenzoamina 
Propanolol 
Glutamato AMPA 
NMDA 
AMPA 
NMDA 
CNQX 
AP5 
GABA GABAA 
GABAB 
Muscimol 
Baclofen 
Bicuculina 
Faclofen 
 
 
ACETILCOLINA 
A Aché um NT clássico e o primeiro a 
ser descoberto. Atua como mediador de várias 
sinapses nervosas centrais e periféricas. 
 Os neurônios colinérgicos possuem a 
enzima-chave a acetilcolina transferase que 
transfere um grupo acetil do acetil-CoA à colina. 
O neurônio também sintetiza a enzima 
acetilcolinesterase (AchE) que é secretada para 
a fenda sináptica e degrada o NT em colina e 
ácido acético. A colina é recaptada e reutilizada 
para síntese de novos NT. 
Venenos como o gás dos nervos e os 
inseticidas organofosforados inibem a ação da 
AchE. Esse efeito leva a uma exacerbação da 
atividade parassimpática e da atividade 
colinérgica sobre a musculatura esquelética. 
ACETILCOLINA Receptores nicotínicos Receptores muscarinicos 
Tipo Ionotrópico Metabotrópico 
Mecanismo de ação Abrem canais de Na Via proteína G; abrindo canais de K
+
. 
Subtipos M1, M2, M3, M4 e M5 
Agonistas Nicotina Muscarina 
Antagonistas Curare Atropina 
Distribuição Placa motora; SNC SNA parassimpático 
 
 
CATECOLAMINAS OU AMINAS BIOGÊNICAS 
 
O aminoácido tirosina é o precursor de três NTs que possuem o grupo catecol: 
noradrenalina, adrenalina e dopamina conhecidas como catecolaminas. Sofrem recaptação 
na membrana pré-sináptica e são enzimaticamente degradadas pela MAO 
(monoaminooxidades) no terminal pré-sináptico. Muitas drogas interferem com a sua 
recaptação prolongando a presença do NT na fenda como a anfetamina e a cocaína. 
 
 
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SEROTONINA 
Não é uma catecolamina, pois é uma 
amina sem o grupo catecol. É sintetizada a partir 
do aminoácido essencial triptofano. 
Os neurônios serotonérgicos centrais 
parecem estar envolvidos na regulação da 
temperatura, percepção sensorial, na indução do 
sono e na regulação dos níveis de humor. 
Como as catecolaminas são recaptadas 
pela membrana pré-sináptica e degradadas pela 
MAO. 
Drogas que atuam bloqueando a sua 
recaptação como fluoxetina (Prozac) são 
utilizados nos tratamentos antidepressivos. 
 
 
 
SEROTONINA 
Tipo Ionotrópico Metabotrópico 
Mecanismo de ação Canais iônicos Proteína G; cAMP 
Subtipos 5HT3 5 HT1A, 5 HT1B , 5 HT1C , 5 HT1D, 5HT2, e 5HT4 
Agonsitas 
Antagonistas 
 
 
 
 
 
 
ADRENALINA 
NORADRENALINA 
Receptores  Receptores  
Tipo Metabotrópico Metabotrópico 
Mecanismo de ação Proteína G;  cAMP 
Abrem canais de Ca 
Proteína G; Proteína G;  cAMP 
Fecham canais de K+ 
Subtipos 1, 2 1, 2 
Agonsitas Fenilefrina Isoproterenol 
Antagonistas Fenoxibenzoamina Propanolol 
 
DOPAMINA Receptores 
Tipo Metabotrópico 
Mecanismo de ação Proteína G;  cAMP Abrem canais de Ca++ 
Subtipos D1, D2, D3, D4 e D5 
Agonistas 
Antagonistas 
 
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AMINOÁCIDOS (Glutamato, Aspartato, GABA, Glicina) 
 
Glutamato e Aspartato 
 
Mais da metade dos neurônios do SNC utiliza o Glutamato (Glu) e Aspartato (Asp), 
principais NT excitatórios do SNC sendo que o Glu responde por 75% da atividade 
despolarizante. Os receptores para o Glu são do tipo: 
 
O Glu possui quatro tipos de receptores, sendo três deles ionotrópicos: 
AMPA: canal iônico para cátions (Na) produzindo despolarização rápida 
Kainato: parecido com o AMPA 
NMDA: canais para dois cátions (Na e Ca) produzindo despolarização lenta e persistente. 
 
 
 
 
Os receptores AMPA e NMDA co-existem na mesma 
sinapse. O neurônio pré-sinaptico liberar Glu e este liga-se 
a receptores NMDA, mas precisa de outro NT chamado 
Glicina para abrir o canal. 
Meso depois de aberto, o interior do canal está 
obstruído por íons Mg
++
 impedindo a entrada de Ca
++
. 
Como a ação do Glu no canal AMPA é mais rápido, a 
entrada de cátions por essa via despolariza a membrana 
repelindo os íons Mg
++
 dos canais NMDA. Com isso, torna-
se possível a entrada de Na
+
 e de Ca
++
. Em outras 
palavras, a ação despolarizante do Glu depende de uma 
despolarização prévia, AMPA dependente. 
O Ca
++
 então funciona como 2º mensageiro 
intracelular, mediando a regulação da expressão gênica. 
Essas sinapses estão associadas a mecanismos de 
consolidação da memória pelo hiopcampo. 
 
 
Saiba mais: 
http://www.sumanasinc.com/webcontent/animations/content/receptors.html 
http://www.bristol.ac.uk/synaptic/receptors/ . 
 
 
 
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GLUTAMATO Receptores NMDA Receptores Ñ-NMDA Receptores Kainato 
Tipo ionotrópico (rápido) ionotrópico (lento) Metabotrópico 
Mecanismo de ação Abrem canais de Ca, Na e K Abrem canais de Na e K ? 
Agonistas NMDA AMPA KAINATO 
Antagonistas AP5 CNQX ? 
 
 
GABA, GLICINA 
 
O ácido -aminobutírico (GABA) é um 
aminoácido que não entra na síntese de proteínas 
e só está presente nos neurônios gabaégicos. É o 
principal NT inibitório do SNC. Os receptores são 
de dois subtipos: 
GABAA: Ionotópicos que abrem canais de Cl
-
 e 
hiperpolarizam a membrana. 
GABAB Metabotópicos que estão acoplados a 
proteína G e aumentam a condutância para os 
íons K
+
, hiperpolarizando a membrana. 
 
As drogas conhecidas como tranqüilizantes 
benzodiazepínicos (ansiolíticos) estimulam estes 
receptores, aumentando o nível de inibição do 
SNC e são utilizadas nos tratamentos da 
ansiedade e da convulsão. 
Já os barbitúricos têm o mesmo efeito, agindo em outro sitio de ligação; são tão potentes que 
são utilizados como anestésicos gerais. 
 
A Glicina é um NT inibitório que aumenta a condutância para o Cl
-
 na membrana pós-
sináptica dos neurônios espinhais. A sua presença é essencial para que os receptores NMDA 
funcionem. 
A bactéria Clostridium entra no organismo por lesões de pele tais como cortes, 
arranhaduras, mordidas de animais e causa o tétano. A bactéria possui toxinas que agem 
competitivamente sobre os receptores de glicina, removendo a sua ação inibidora sobre os 
neurônios motores do tronco encefálico e da medula espinhal. São os sinais da intoxicação: 
rigidez muscular em todo o corpo, principalmente no pescoço, dificuldade para abrir a boca 
(trismo) e engolir, riso sardônico produzido por espasmos dos músculos da face. A contratura 
muscular pode atingir os músculos respiratórios. 
A estricnina é um veneno alcalóide de sementes de Strichnos nux vomica que 
antagonizam os efeitos da Gli, causando convulsão e morte. 
 
Outros mediadores da neurotransmissâo 
ATP 
Em adição às aminas e aminoácidos, outras moléculas menores podem servir como 
mensageiros. Entre eles está o ATP, molécula chave do metabolismo: ele está concentrado em 
muitas sinapses do SNC e do SNP e é liberado na fenda dependente de cálcio. Parece abrir 
canais catiônicos na membrana pós-sinaptica 
 
Peptídeos Neuroativos 
Também conhecidos como neuropeptídeos, são sintetizados e liberados em baixa 
quantidade. Foram identificados ao menos 25 que atuam modulando atividades nervosas. A 
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ação neuromoduladora consiste em influenciar uma neurotransmissâo clássica, alterando pré-
sinapticamente a quantidade de NT liberada em resposta a um potencial de ação ou pós-
sinapticamente, alterando a sua resposta a um NT. Geralmente os neuropeptídeos são co-
liberados juntamente com os NT clássicos, mas em vesículas separadas (vesículassecretoras). 
Substância P: um polipeptídio que se encontra em quantidade apreciável no intestino, e 
participa como importante mediador de reflexos gastrointestinais. É também sintetizado por 
neurônios aferentes primários influenciando a sensibilidade dolorosa. 
Peptídeos Opióides: os seus receptores são estimulados por substancias opióides como a 
morfina. A encefalina é encontrada nos terminais nervosos do trato gastrintestinal e modulam 
a sensibilidades dolorosa, agindo sobre os canais de Ca++ voltagem-dependentes. Há pelo 
menos 5 subtipos de receptores opiáceos: , , , ,  e  que diferem entre si quanto às 
propriedades farmacológicas e distribuição. 
 
Oxido nítrico (NO) e monóxido de carbono (CO): ambos são moléculas gasosas pequenas e 
que são sintetizadas enzimas especificas presentes em alguns neurônios. A síntese desses 
gases geralmente nas sinapses excitatórias, especialmente mediadas pelo glutamato, através 
de receptores do tipo NMDA. Como são voláteis não são armazenados em vesículas e se 
difundem facialmente. Essas moléculas agem pós e pré-sinapticamente; neste ultimo caso, age 
facilitando a neurotransmissâo por retro-alimentaçâo positiva. 
 
http://www.uniad.org.br/ 
Animações com mecanismos de ação de várias drogas que agem no SN realizado pela 
Unifesp. Alem desse, visite os outros sites sugeridos na homepage da disciplina.