BIOFÍSICA II Sinapse neuromuscular

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SINAPSE
Nosso objetivo é compreender o funcionamento de uma sinapse química excitatória. Vamos 
utilizar como exemplo a sinapse neuromotora tanto porque ela é bastante simples como porque 
está relacionada à contração muscular. A sinapse neuromotora é a que acontece entre um 
neurônio motor chamado motoneurônio-𝝰 e uma fibra muscular esquelética. Ao contrário da 
grande maioria das sinapses, ela é 100% eficiente, pois é exatamente 1 motoneurônio que enerva 
1 fibra muscular (miócito/célula muscular) e a quantidade de neurotransmissores liberadas pelo 
motoneurônio é sempre suficiente para estimular a fibra muscular. O corpo do motoneurônio se 
localiza no corno ventral da medula espinal, e seu axônio se prolonga através de nervos que 
partem da parte ventral da medula até os músculos (olhar imagem). Os motoneurônios-𝝰 podem 
recebem sinais vindos tanto diretamente de neurônios sensoriais periféricos (comportamento 
reflexo) quanto do córtex motor encefálico, localizado no giro pré-central - são a via final comum 
do processamento do comportamento motor e, por isso não precisam processar a informação, 
mas apenas tranduzem o sinal para a fibra muscular se contrair. A especialização entre a o 
terminal pré-sináptico do motoneurônio-𝝰 e a fibra muscular se chama junção neuromuscula, ou 
placa motora.
SINAPSE NEUROMOTORA: MECANISMO
1. Quando o potencial de ação chega ao terminal pré sináptico, abre canais para cálcio 
dependentes de voltagem. Como a concentração de cálcio extracelular é muito maior que a 
intracelular, há grande influxo de cálcio.
2. No terminal pré-sináptico há vesículas (de que falamos no outro texto) de constituição lipídica 
que armazenam o neurotransmissor acetilcolina. Essas vesícuals estão encoradas à 
membrana pré sináptica, voltadas à fenda sináptica, por proteínas contráteis (como molas) 
sensíveis ao cálcio. Quando se ligam ao cálcio, essas proteínas alteram sua conformação, 
aproximando as vesículas da membrana pré-sináptica
3. O cálcio que entra pelos canais dependentes se voltagem se liga a essas proteínas. As 
vesículas, se aproximando da membrana pré-sináptica, fundem-se a ela, exocitando a acetil-
colina na fenda sináptica. 
4. Ao mesmo tempo há um mecanismo para parar a exocitose de acetil-colina - a membrana pré-
sináptica possui também bombas de cálcio-ATPase sensibilíssimas a pequenas variações na 
concentração de cálcio intracelular. Assim que o cálcio entra através do canal dependente de 
voltagem, a bomba começa a expulsá-lo. Quando o canal se fecha, a bomba restabelece a 
concentração de cálcio intracelular. Sem cálcio, a exocitose é interrompida.
5. Acetil-colina em grande quantidade, assim que exocitada, se difunde através da fenda 
sináptica. Muitas das moléculas atingindem seus receptores (receptores nicotínicos) inseridos 
na membrana da pós-sináptica fibra muscular. Outras moléculas não os atingem; e ainda 
outras atingem outra proteína na membrana da pós-sináptica fibra muscular: a acetil-colina-
esterase. Essa proteína é uma enzima que degrada a acetil-colina em acetil e CoA, e também 
é um mecanismo para cessar o estímulo à contração muscular. O acetil é reconduzido ao 
terminal pós sináptico por uma rede de túbulos que existe na fenda sináptica e reutilizado na 
síntese de acetil-colina; enquanto o CoA pode ser utilizado no ciclo de Krebs.
6. O receptor nicotínico para acetil-colina é também um canal proteico permeável a sódio, que se 
abre justamente quando ligado à acetil-colina. Quando aberto, aumenta a permeabilidade da 
membrana da fibra muscular ao sódio, gerando um grande influxo de sódio e assim causando 
uma alteração na sua voltagem
7. Essa alteração é forte o suficiente para abrir canais para sódio dependentes de voltagem 
(disparando um potencial de ação) que existem ao longo da fibra muscular inteira. Essa , por 
sua vez, desencadeará a abertura de canais de cálcio dependentes de voltagem no retículo 
endoplasmático da fibra muscular (r. sarcoplasmático), íon que atuará na contração muscular.