2.Organização do SNC e Sinapses

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Organização do SNC e Sinapses
PLANO GERAL DO SISTEMA NERVOSO
Neuronio do SNC: a unidade básica funcional
- O SNC possui cerca de 100 bilhões de neurônios. Eles recebem sinais eferentes por meio de sinapses localizadas, principalmente, em seus dendritos e esses sinais trafegam por um axônio (que é único em cada célula)
- As sinapses também podem chegar, algumas vezes, nos corpos celulares dos neurônios
Parte Motora do SNC – os efetores
O Sistema nervoso desempenha papeis importantíssimos no corpo, como controle da contração de músculos (esqueléticos e lisos), controle de secreções glandulares, controle do movimento, etc. Essa funções são conhecidas como funções motoras do sistema nervoso. Os orgãos que obedecem à essas ações são chamados efetores. 
obs. Algumas dessas funções motoras são exercidas pelo SNA. Aqui ainda estamos só na introdução do sistema 
 nervoso como um todo. 
A contração do musculo esquelético é coordenada por diferentes áreas do sistema nervoso. Cada área desempenha funções diferentes. Areas mais inferiores do SNC controlam respostas musculares automáticas (como os reflexos) enquanto que áreas mais superiores, como o córtex motor, controlam processos mais cognitivos (voluntários)
Armazenamento da informação – memória
A maior parte das informações sensoriais é armazenada para o controle futuro de atividades motoras. Esse armazenamento corre principalmente no córtex cerebral, mas também em regiões subcorticais do encefelado e pouco na medula espinhal. As sinapses também estão envolvida nesse processo, pois, através do processo de facilitação, quanto mais sinais sensoriais passam por sinapses, essas ficam mais capazes e potentes em transmitir o mesmo sinal em outras oportunidades. É como se elas já soubessem quais sinais devem transmitir diante daquele estimulo sensorial. (isso será discutido em capítulos mais adiantes)
GRANDES NIVEIS FUNCIONAIS DO SISTEMA NERVOSO
Os 3 principais níveis são: (1) medula espinhal, (2) nível subcortical e (3) nível cortical:
Nível Medular
Apesar de acharmos que a medula serve só como uma estrada, que levam os sinais até o cérebro e os trazem, ela desempenha inúmeras funções, como os movimentos da marcha, reflexos que afastam o corpo do perigo, reflexos que enrijecem a perna contra a gravidade, etc. Esses sinais são enviados e gerados nos próprios centros de controle da medula espinham, sem passarem pelo cérebro.
Nível Subcortical
Responsaveis pelo controle de atividades subconscientes (involuntárias) do corpo, como controle da PA e da respiração (ponte e bulbo), controle do equilíbrio, reflexos alimentares como salivação (ponte, bulbo, mesencéfalo, amigdala e hipotálamo), padrões emocionais, etc.
Nivel Cortical
O Cortex cerebral é o maior responsável pelo armazenamento da memoria. Ele sempre funciona em associação com áreas subcorticais do SNC. É como se ele abrisse um mundo de informações armazenadas para que possam ser exploradas pela mente
SINAPSES DO SISTEMA NERVOSO CENTRAL
Mais do que somente transmitir o sinal, as sinapses podem bloqueá-lo, transformar um sinail em impulsos repetitivos e até mesmo integrar diferentes impulsos vindos de diferentes neurônios. Essas são funções básicas das sinapses 
Tipos de Sinapses
A maioria das sinapses do SNC são do tipo química, que utilizam como mediadores substancias conhecidas como neurotransmissores. Eles são liberados por um neurônio e captados pela membrana do neurônio subsequente por meio do encaixe neurotransmissor – receptor (na membrana de neurônios que receberão o sinal)
Já nas elétricas, o citoplasma de celulas unidos por junções gap (comunicantes) permitem a passagem livre de ions. Encontramos essas sinapses em fibras musculares lisas, celulas musculares cardíacas, etc. Vale lembrar que a sinapse elétrica permite um sentido bidirecional da transmissão, ja que uma célula se comunica com 2 ou mais ao mesmo tempo. 
 
Anatomia Fisiologica da Sinapse
Os neuronios possuem inumeros botões sinapticos. Esses botões são terminações dos axonios de neuronios que liberararão os neurotransmissores. Muitos deles são excitatorios (secreta neurotransmissores que estimulam neuronios subjacentes) ou inibitorios (secretam neurotransmissores que inibem os proximos neuronios). Esse terminal pré-sinaptico está separado do neuronio subjacente através da fenda sinaptica. Quando o potencial de ação chega ao terminal pré-sinaptico, a despolarização dessa região da membrana do axonio faz com que vesiculas que estao armazenando neurotransmissores os liberem na fenda, levando o neuronio pós-sinaptico à excitação ou inibição. 
Mas como o Potencial de Ação provoca essa liberação de neurotransmissores?
A membrana pré-sinaptica possui inumeros canais de Ca 2+ dependentes de voltagem. Esses canais se abrem com a despolarização (chegada do PA). Ions Calcio entram no terminal pré-sinaptico e se ligam a proteinas especificas chamadas sitios de liberação, que estao na superficie interna da membrana pré-sinaptica. Essa ligação promove a abertura de sitios de liberação localizados tambem na membrana. São por esses sitios abertos que as vesiculas despejam seu conteudo (neurotransmissores)
Neurotransmissores e seus Receptores na membrana pós-sinaptica
Assim como em todas as tranduções de sinais, os neurotransmissores se ligam a seus receptores especificos localizados nas membranas pós-sinapticas. Esses receptores podem tanto promover a abertura de canais ionicos como induzir a produção de segundos mensageiros, que aumentam ou diminuem funções intracelulares.
Canais Cationicos permitem a passadem de Na+ 
Canais Anionicos permitem a passagem de Cl- 
obs. Canais de Cl – são menores, por isso impedem a passagem de Na ou K quando abertos.Carga positiva estimula o neuronio (neurotransmissores que abrem canais cationicos são excitatorios), ao passo que carga negativa inibe (entao neurotransmissores que abrem canais anionicos são inibitórios).
• receptores ionotrópicos → ativam canais iônicos
• receptores metabotrópicos → que estimulam segundos
 mensageiros
→ Os canais ionicos se abrem muito rapido na presenca de neurotransmissores mas tambem se fecham na mesma
 velocidade quando os neurotransmissores desaparecem
→ Sistemas de segundos mensageiros são os que conseguem “ manter a ação do neurotransmissor”, ou seja, 
 permitem uma excitação/inibição prolongada MESMO quando o neurotransmissor já foi dissipado. Esse proce-
 sso está relacionado com a memoria, portanto tambem sera discutido mais adiante. 
→ Cargas positivas ao entrarem no neuronio (canais cationicos) aumentam o potencial de membrana até este
 atingir o limiar para que seja disparado o potencial de ação (ou seja, abertura de canais de Na voltagem
 dependentes). Cargas negativas (canais aniônicos) impedem que o potencial chegue a esse limiar, não ocorrendo 
 potencial de ação e não transmitindo, assim, o sinal recebido do neurônio pré-sinaptico. 
Neurotransmissores: tipos, como são degradados, etc
Os neurotransmissores são divididos em 2 grandes grupos: (1) neurotransmissores de moleculas pequenas e ação rapida e (2) neuropeptideos maiores de ações lentas
Neurotransmissores pequenos de ação rápida
São neurotransmissores produzidos no próprio citosol da região pré-sinaptica e são englobados em vesiculas. Sua liberação ocorre como escrito anteriormente (abertura de canais de cálcio) e geralmente agem no neurônio pos sináptico por abrir canais catiônicos ou aniônicos. 
→ Reciclagem das vesiculas que armazenam neurotransmissores: 
 Ao se fundirem com a membrana plasmática através daqueles sítios de liberação abertos na presença de 
 Calcio e liberarem os neurotransmissores na fenda, as vesiculas acabam por “fazer parte” da própria 
 membrana do terminal pré-sipatico. Após segundos ou minutos, essa parte da membrana correspondente 
 às vesiculas se desprendeda membrana e se invagina, formando novas vesiculas. 
 obs. Essas novas vesiculas continuam com suas enzimas de origem capazes de armazenas novos neuro-
 transmissoresUm bom exemplo é o que ocorre com a acetilcolina. Ela é formada a partir de Acetil CoA + colina, presentes no citoplasma do terminal pré-sinaptico (ação catalisada pela colina acetiltransferase). Após ser lançada na fenda sináptica, esse neurotransmissor age no neurônio pós sináptico e é rapidamente degradado pela enzima colinesterase em acetato + colina. (uma enzima presente nas fendas sinápticas).A colina retorna ao terminal pré-sinaptico por transporte ativo e as vesiculas que a liberaram são recicladas.
Alguns desses neurotransmissores pequenos ...
• Acetilcolina → secretada por terminais de grandes celulas piramidais do córtex motor, neurônios motores que 
 inervam músculos esqueléticos, neurônios pré-ganglionares do SNA, neurônios pós-ganglionares
 do SNAP e alguns dos neurônios pré-ganglionares do SNAS. Em sua maioria é um neurotransmissor
 excitatório, mas tem ação inibitória em terminações do SNAP, como a inibição do coração.
• Norepinefrina → secretadas por neurônios que enviam fibras para áreas encefálicas diferentes no encéfalo, auxili-
 ando no controle da atividade geral. Tambem são secretadas pela maioria de neurônios 
 pos-ganglionares do SNAS, excitando alguns orgãos e inibindo outros (obs. Então não é uma regra
 que a noreprinefrina estimula ou inibe). 
• Dopamina → secretada por hormônios da substancia negra que se prolongam até os gânglios da base. Em geral, tem
 ação inibitória
• Glicina → secretada nas sinapses da medula espinhal. Tem ação inibitória!
• Glutamato → efeito excitatório. É liberado em muitos terminais pré-sinapticos de vias sensoriais aferentes. 
• Serotonina → secretadas por núcleos do tronco cerebral e se projetam para o encéfalo e medula espinhal, especi-
 almente para cornos dornais (sensações aferentes) da medula. Ela age como inibidora das vias de dor
 na medula.
• Oxido Nitrico → secretado em áreas encefálicas responsáveis por comportamentos e memoria. Esse neurotrans-
 missor é um pouco diferente.. ele não é armazenado em vesiculas e no neurônio pos-sinaptico
 não altera potenciais de membrana. Ele altera funções metabólicas intracelulares que irão, dai,
 alterar a excitabilidade do neurônio.
Neuropeptideos
Os neuropeptideos não são sintetizados no citosol. Eles são sintetizados no próprio corpo celular do neurônio, assim como as proteínas normais. Elas são também armazenadas em vesiculas produzidas pelo complexo de golgi. Essas vesiculas seguem até as terminações axonais através do fluxo axonico, porem se movem apenas centímetros em um único dia. Elas liberam os neuropeptideos também por mudança do potencial de membrana (igual a liberação de neurotransmissores pequenos), porem não são recicladas (sofrem autólise). 
Esses neuropeptideos provocam ações muito mais prolongadas, como alteração na maquinaria metabólica do neurônio que os recebem, ativação ou inativação de genes e aumento ou inibição da expressão de receptores. 
Algumas considerações importantes durante a sinapse ... 
- apenas uma sinapse, ou a estimulação de poucos canais catiônicos não são suficientes para elevar o potencial de membrana ao limiar necessário para que o potencial de ação seja gerado. O que acontece é um processo de somação, onde cada vez mais sódio entram na célula. A diferença de potencial gerada por cada sódio é somada, até que se atinja o limiar, disparando o PA. 
- Os dendritos ajudam muito nesse processo. Isso ocorre porque há muito mais terminais pré-sinapticos que terminam em dendritos (80 a 90%) ao passo que poucos desembocam no próprio corpo celular (cerca de 5%). Esse fato facilita muito essa “ somação “ que é necessária, pois os canais catiônicos distribuídos ai longo dos inúmeros dendritos são mais proveitosos do que só os canais presentes na membrana do corpo celular. 
- o potencial de ação só é gerado no começo do axônio, pois a membrana axonal possui muito mais canais de sódio do que se comparado às membranas dos dendritos e do corpo celular.
- sinapses que se localizam mais próximas ao corpo celulas são muito mais eficazes. Isso porque na membrana dos dendritos também encontramos canais de vazamento de cloreto e de potássio. Canais de vazamento permitem a passagem difusa desses ions, ou seja, pode haver “perda” da corrente gerada pela entrada do sódio antes mesmo que ela chegue ate a região do axônio. Portanto, as sinapses mais próximas ao corpo e ao axonio diminuem essa possibilidade de perda da corrente
- vamos consolidar o pensamento lembrando que num mesmo dendrito ou corpo celular podem estar agindo tanto neurotransmissores inibitórios quanto excitatórios. Nesse caso, o que vai decidir se o limiar para disparar o potencial de ação é atingido é pura matemática: se a soma das cargas for suficiente para atingir o limiar, há geração do potencial. Do contrario, ou então se elas se anularem, não há geração e o neurônio encontra-se em potencial pos sináptico inibitório. 
Caracteristicas Especiais das Sinapses
• Fadiga da Sinapse → ocorre com uma superestimulação exitatoria da sinapse. A fadiga então faz com que áreas 
 superestimuladas percam tal excitabilidade. A fadiga, é, portanto, um mecanismo protetor contra a atividade neural
 excessiva. Os mecanismos da fadiga compreendem perda do estoque de neurotransmissores einativação dos recep-
 tores pós sináptico.
• alcalose/acidose → a Alcalose aumenta a excitabilidade neuronal (aumento do pH sanguíneo), enquanto que a 
 acidose deprime a atividade neuronal. Por esse motivo, níveis de pH abaixo de 7 podem causar coma e até morte.
• Hipoxia → pouquíssimo tempo sem oxigênio já é suficiente para a ausência de excitabilidade de alguns neurônios
 (3 a 7 segundos)
• Fármacos e Transmissão sináptica → cafeína, trofilina, teobromina, entre outros, aumentam a excitabilidade de 
 neurônios, provavelmente por diminuírem o limiar de excitabilidade. Outros, como a estricnina impedem a ação de
 substancias inibitórias, como a glicina e o GABA. Anestesicos aumentam o limiar de excitabilidade, e, por serem lipo
 ssoluveis, podem modificar as forma da membrana neuronais, fazendo com que respondam menos aos neurotrans-
 missores.