Aula 3 FV1 Transmissão sinaptica

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UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA
FACULDADE DE AGRONOMIA E MEDICINA VETERINÁRIA
FISIOLOGIA VETERINÁRIA 1
TRANSMISSÃO SINÁPTICA
Profa. Deborah C. Ruy
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SINAPSES
1 A TRANSMISSÃO JUNCIONAL
O sistema nervoso é formado por células nervosas individuais, nas quais caminha um impulso nervoso. Chamamos impulso nervoso ao potencial de ação que se propaga célula a célula.
 
A transmissão desse impulso para o próximo neurônio ou para um efetor (músculo. p.ex.) é feita em junções especializadas denominadas sinapses.
Nas sinapses, um potencial de ação pré-juncional é capaz de afetar a célula pós-juncional, podendo causar tanto excitação quanto inibição.
As sinapses então podem ser tanto excitatórias quanto inibitórias. 
Excitação: há descarga de impulso pela célula pós-juncional (pós-sináptica)
Inibição: há supressão da descarga pela célula pós-sináptica.
As sinapses então podem elétricas ou químicas. Apesar de se conhecer atualmente mias sinapses elétricas em mamíferos do que se imaginava, é mais freqüente que a transmissão seja mediada por um mensageiro químico.
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Células nervosas e sinapses...
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1.1 Tipos de sinapses
As regiões de junção entre células excitáveis possuem sempre diferenciação morfológica (pré e pós-sináptica). Essas junções podem ser classificadas como:
Axossomáticas: entre um axônio e o corpo nervoso celular (p.ex., como ocorre no gânglio vegetativo ou na medula espinhal),
Axoaxônicas: entre um axônio e outra fibra nervosa (p.ex., entre axônios de interneurônios e fibras aferentes primárias da medula espinhal, em mamíferos),
Axodendríticas: entre um axônio e dendritos (como no corno dorsal da medula espinhal) e
Dendrodendríticas: entre dendritos (p.ex., no cerebelo).
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A.Sinapse Axodendrítica B.Sinapse Axossomática C. Sinapse Axoaxônica
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vesículas
Visão esquemática de uma sinapse
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1.2 Características de uma sinapse
	A sinapse distintamente é composta por:
Terminal pré-sináptico, também chamado botão sináptico ou pé sináptico , com vesículas (contendo neurotransmissor*) e grande quantidade de mitocôndrias para fornecer ATP, para a síntese de novas substâncias transmissoras,
Fenda sináptica, com a largura de 200-300 angstroms, com lâmina basal composta por fibras reticulares esponjosas, podendo conter enzima para a clivagem do neurotransmissor (p.ex. acetilcolinesterase)
Terminal pós-sináptico com proteínas receptoras, que permitem a ligação do neurotransmissor, causando geralmente a abertura de canais iônicos.
A membrana pós-sináptica dendrítica possui geralmente protuberâncias chamadas espinhos dendríticos, que promovem algum isolamento bioquímico; podem mudar de forma e tamanho, modulando a eficácia funcional da sinapse.
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O que são neurotransmissores?
São substâncias químicas que irão agir sobre proteínas receptoras distintas na superfície pós-sináptica.
	Esses receptores de um terminal pós-sináptico irão:
 	(1) interagir com o neurotransmissor, permitindo que sejam abertos canais de Na+ - posteriormente se abrem os de K+ - (excitabilidade por despolarização) = SINAPSE EXCITATÓRIA ou,
	(2) o neurotransmissor permitírá a abertura de canais de Cl- e K+ , causando hiperpolarização e conseqüente inibição da transmissão nervosa = SINAPSE INIBITÓRIA
Em ambos os casos os efeitos também podem incluir o aumento do número de receptores de membrana para amplificar o efeito
Obs.: Um neurônio relacionado com atividade motora, típico, faz sinapses com 200 a 3000 outras estruturas (ocupa cerca de 40% da superfície celular). Aproximadamente 80 a 95% das junções ocorrem nos dendritos e 5 a 20% no soma (pericário).
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1.3 Mecanismo de liberação do neurotransmissor
 
Na membrana dos terminais pré-sinápticos existe grande número de canais de Ca++ voltagem-dependentes.
Esses canais se abrem quando um potencial de ação invade essa terminação nervosa; a concentração aumentada do Ca++ (cerca de 100 vezes) permite que esses íons se liguem à uma proteína da membrana das vesículas, desencadeando a fusão da vesícula com a membrana pré-sináptica.
Com a fusão das vesículas* contendo neurotransmissor com a membrana terminal, acaba ocorrendo a exocitose.
As vesículas, após a liberação de seu conteúdo, podem ser recuperadas da membrana pré-sináptica e recicladas.
* Há vesículas suficientes no terminal pré-sináptico para a transmissão de até mais de 10 mil potenciais de ação.
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1.4 Receptores pós-sinápticos
Vários tipos diferentes de receptor para neurotransmissor podem ser encontrados em um único neurônio pós-sináptico.
As “proteínas receptoras” pós-sinápticas possuem:
Um componente de ligação, com sítio de ligação exteriorizado, para acoplamento do neurotransmissor e
Um componente ionofórico, atravessando toda a membrana.
	O componente ionofórico pode ser de um dos seguintes tipos:
	(1) canal iônico quimicamente ativado, e que se abre e fecha em milissegundos, ou
	(2) ativador de “segundo mensageiro”, ativando substâncias no citoplasma, os segundos mensageiros’, que acabam por alterar funções celulares específicas; essas funções podem ser mantidas por longo prazo, como no caso do processo de memória.
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Ação do componente ionofórico
Canais iônicos: quando ocorre a abertura de canais de Na+ há excitação do neurônio pós-sináptico; quando ocorre a abertura de canais de Cl- há inibição no neurônio por causar hiperpolarização.
Proteínas G (sistema de segundo mensageiro mais comum). A proteína G é composta pelas subunidades α (porção ativadora), β e γ. A porção α executa uma ou maisde múltiplas funções, dependendo do neurônio. Os efeitos possíveis podem ser:
abertura de canais iônicos específicos, por tempo relativamente prolongado, como é o caso para canais de K+,
2) ativação de AMPc, o qual é utilizado em muitas outras atividades intracelulares, podendo promover mudanças na estrutura celular e alteração da excitabilidade por longo tempo
3) ativação de enzimas intracelulares, induzindo muitas funções celulares específicas,
4) ativação da transcrição gênica, promovendo alterações na maquinaria celular.
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Receptor protéico atuando através de segundo mensageiro
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2 SUBSTÂNCIAS TRANSMISSORAS NAS SINAPSES
Há muitas substâncias diferentes que atuam como transmissores sinápticos. Mais de 50 já foram sugeridas como tendo essa função. Podem ser divididas em dois grupos:
(1) transmissores compostos por moléculas pequenas e com ação rápida, e
(2) transmissores compostos de moléculas de tamanho bem maior, chamados neuropeptídios, com e ação bem mais lenta.
Dentro do primeiro grupo, os mais importantes transmissores são:
Acetilcolina (Ach): encéfalo, neurônios pré-ganglionares do SNA, neurônios pós-ganglionares do SNP e por alguns neurônios pré-ganglionares do SNS. Seu efeito geralmente é excitatório, porém tem efeito inibitório em algumas terminações nervosas paras. periféricas.
Norepinefrina (Nor): tronco cerebral e no hipotálamo(em muitas dessas áreas ativa receptores excitatórios, porém em outras ativa receptores inibitórios); neurônios pós-ganglionares do SNS, onde excita alguns orgãos e inibe outros.
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dopamina: efeito geralmente inibitório.
glicina: principalmente na medula espinhal; age provavelmente como transmissor inibitório.
ácido gama-aminobutírico (GABA): medula espinhal, cerebelo, gânglios da base e áreas do córtex. Causa sempre inibição.
glutamato: terminais pré-sinápticos de muitas vias sensoriais, e em áreas do córtex; parece causar excitação.
serotonina: secretada por núcleos do tronco cerebral fazendo projeção para várias áreas cerebrais, especialmente para as vias dolorosas da medula (agindo como inibidora) e para o hipotálamo. Em humanos, também é considerada como auxiliar no controle do humor do indivíduo, talvez causando até mesmo sono.
 No segundo grupo
estão os neurotransmissores e suas vesículas que são sintetizados nos corpos celulares dos neurônios, e transportados até a extremidade pelo fluxo axônico. Como exemplo há os hormônios liberadores hipotalâmicos (agem sobre a hipófise), peptídios hipofisários, e alguns peptídios do sono. 
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Fonte: Guyton & Hall. Tratado de fisiologia médica. Cap. 45, pág. 562.
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Fonte: Guyton & Hall. Tratado de fisiologia médica. Cap. 45, pág. 563
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Exemplo de neurotransmissores do sistema nervoso autônomo, acetilcolina e noradrenalina seus sítios de liberação, e seus receptores.
SISTEMA NERVOSO PARASSIMPÁTICO
SISTEMA NERVOSO SIMPÁTICO
Ex: 
coração (bradicardia) ou glãndulas (secreção)
Ex:
Coração (taquicardia)
Vasos sanguíneos (constrição)
Acetilcolina
Noradrenalina
Receptoresnicotínicos
Receptores muscarínicos
Receptores nicotínicos
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2.1 Reciclagem de neurotransmissores e das vesículas pós-exocitose
Dependendo do neurotransmissor, o término de sua ação pode ocorrer por:
Clivagem enzimática específica na fenda sináptica (Ach - acetilcolinesterase),
Decomposição enzimática menos específica e mais lenta,
Reaproveitamento por captação pela própria membrana pré-sináptica, mediada por transportador 
O transmissor é liberado na fenda sináptica pela fusão das vesículas com a membrana pré-sináptica. Em minutos ou segundos elas se invaginam e voltam ao interior, sendo liberadas e formando novas vesículas, pois possuem ainda proteínas transportadoras necessárias para concentrar novas substâncias em seu interior.
A Ach é sintetizada no terminal pré-sináptico a partir da acetil Co-A e colina (ação da colina acetiltransferase) e armazenada em vesículas.
Na fenda sináptica a Ach é decomposta a acetato e colina pela colinesterase, presente na fenda. A colina é transportada ativamente de volta para o terminal, para ser usada na re-síntese.
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Potencial de ação
Receptor muscarínico
Receptor muscarínico
Efeito
A liberação de acetilcolina A partir de um potencial de ação, o Ca++ se difunde para o citoplasma da célula, produzindo alteração conformacional na ligação entre a vesícula e a membrana pré-sináptica. A acetilcolina é liberada, atuando sobre receptores pré e pós-juncionais.
A acetilcolina como neurotransmissor: um exemplo...
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Colina + Acetil-Coenzima A
Colina acetilase
Acetilcolinesterase
Colina + Acetato
Síntese e produtos da degradação de acetilcolina
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Degradação da acetilcolina e reciclagem 
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3 REVISÃO DOS EVENTOS ELÉTRICOS NEURONAIS
Os eventos elétricos na excitação neuronal foram extensivamente estudados em neurônios motores da medula espinhal. Seu potencial de repouso é de cerca de –65 mV (menos do que os –90 mV encontrados em fibras de grandes nervos periféricos e em fibras musculares esqueléticas). 
O interior do corpo do neurônio possui uma solução eletrolítica de alta condutividade; seu diâmetro bastante grande evita qualquer resistência à condução de corrente elétrica. Portanto, uma alteração de potencial em determinada parte do líquido causa alteração quase exatamente igual em todos os pontos do interior do soma.
Isso permite o somatório dos sinais que chegam ao neurônio a partir de múltiplas fontes.
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3.2 O potencial pós-sináptico excitatório
Quando um neurotransmissor age sobre um receptor excitatório da membrana, aumenta sua permeabilidade ao Na+ possibilitando sua passagem para o interior da membrana. Se o potencial da membrana em repouso aumenta substancialmente (p.ex., para –45 mV), é denominado potencial pós-sináptico excitatório (PPSE), pois se chegar ao valor limar na direção positiva, irá provocar um potencial de ação. 
 
Contudo, apenas a descarga de um terminal pré-sináptico não é suficiente para variar o potencial de – 65 para – 45 mV; deve haver a descarga simultânea de cerca de 40 a 80 terminais (para um neurônio motor anterior comum), podendo essa descarga ser simultânea ou ocorrer em rápida sucessão.
O potencial de ação ocorre ao ser atingido o limiar de excitação, mas esse potencial só se inicia no segmento inicial do axônio, porque tanto o corpo celular (soma) quanto os dendritos não possuem canais de sódio suficientes.
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3.3 O potencial pós-sináptico inibitório
As sinapses inibitórias abrem os canais de Cl- e K+. Esses canais abertos permitem que ocorra a passagem do K+ para o meio externo, ao mesmo tempo que há fluxo de Cl- para o interior.
Se o potencial da membrana em repouso variar substancialmente e o neurônio ficar hiperpolarizado, esse estado de aumento da negatividade além do nível normal do potencial de repouso é chamado potencial pós-sináptico inibitório (PPSI).
3.4 Inibição pré-sináptica
É causada por sinapses pré-sinápticas situadas sobre as fibrilas nervosas terminais antes que elas mesmas atinjam o neurônio seguinte. Na maioria das vezes esse inibidor é o GABA; abre canais aniônicos permitindo o influxo de cloreto. Aparentemente essas pré-sinapses atuam diminuindo o efeito excitatório dos íons sódio nessas fibras nervosas.
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Variação nos potenciais elétricos de um neurônio
Fonte: Guyton & Hall. Tratado de fisiologia médica. Cap. 45, pág. 566
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3.5 Somação espacial e somação temporal
Uma única descarga nervosa gera no máximo variação de 0,5 a 1 mV. Então muitos terminais devem descarregar ao mesmo tempo, para seus efeitos serem somados e o limiar da membrana ser atingido por uma soma de cargas
Isso ocorre porque a alteração de potencial em qualquer ponto causa alteração praticamente igual em todos os pontos do soma, pela capacidade de condutividade do líquido intracelular; cada sinapse descarregada permite que o interior fique mais positivo, até que se atinja o limiar de descarga (somação espacial).
Quando um terminal descarrega, os canais na membrana se abrem por aproximadamente 1 milisegundo, mas o potencial pós-sináptico dura até 15 milisegundos.
 
Uma nova abertura dos mesmos canais pode variar mais o potencial de membrana, permitindo que potenciais pós-sinápticos sucessivos possam somar-se até atingir o limiar (somação temporal).
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O potencial pós-sináptico excitatório e suas formas de somação, espacial e temporal
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Variação de potencial da membrana pós-sináptica conforme recebe um número crescente de disparos de sinapses 
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Transmissão de potencial por condução elétrica
Muitos dendritos não podem transmitir potenciais de ação, transmitindo sinais por condução eletrotônica (dispersão direta de corrente por condução elétrica pelo líquido dos dendritos).
Contudo grande parte dessa variação de potencial elétrico é perdida, pois as finas membranas dessas estruturas permitem o influxo espontâneo de K+e Cl-. Essa redução do potencial de membrana ao longo dos dendritos até o soma é denominada condução com decremento.
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Decréscimo da condução eletrotônica nos dendritos: há maior efeito excitatório (ou inibitório) das sinapses localizadas próximas do corpo celular.
Fonte: Guyton & Hall. Tratado de fisiologia médica. Cap. 45, pag. 568
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3.4 Fadiga de transmissão sináptica
Esse mecanismo de fadiga é em grande parte a exaustão das reservas das substâncias transmissoras. A fadiga é uma característica importante visto que, quando certas áreas do sistema nervoso são excessivamente excitadas, a fadiga faz com que elas percam esse excesso de excitabilidade após algum tempo (p.ex., cessando uma convulsão depois de algum tempo de iniciada uma convulsão epilética).
3.6 Efeitos de medicamentos sobre a transmissão sináptica
Várias substâncias têm efeito sobre a excitabilidade das sinapses, podendo aumentá-la ou diminuí-la. A cafeína, a teofilina e a teobromina (encontradas no café, chá e chocolate, respectivamente) aumentam a excitabilidade provavelmente por reduzirem o limiar de excitação neuronal.
A estricnina
também aumenta a excitabilidade dos neurônios, contudo sua ação é por inibição de alguns dos transmissores iníbitórios.
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