Sinapses + Neurotransmissores + Integração Sináptica

Prévia do material em texto

Laís Kemelly 
UNIME – 2020.1 
Sinapses 
A sinapse é uma junção especializada onde uma 
parte do neurônio faz contato e se comunica com 
sua célula-alvo, que pode ser outro neurônio ou 
uma célula muscular/glandular. 
Após a conversão da energia mecânica, ou seja, do 
estímulo, em potenciais neurais, uma cascata de 
eventos acontece. Inicialmente, teremos um influxo 
de íons positivos no axônio. Se esse influxo for 
suficiente para atingir um limiar e gerar a 
despolarização, os potenciais de ação são gerados. 
Os potenciais de ação podem se propagar por todo 
o sistema nervoso a partir de sua transmissão para 
outros neurônios. 
 A sinapse é o local de contato entre esses dois 
neurônios, que permite a propagação desses 
potenciais de ação. A transmissão sináptica é o 
processo de transferência da informação na 
sinapse. 
A sinapse elétrica é caraterizada pelo contato e 
transferência direta entre uma célula e outra. 
As junções comunicantes são as estruturas 
especializadas responsáveis por fazer essa “ponte” 
entre os dois neurônios. 
Na formação da junção 
comunicante, temos a 
associação de seis 
subunidades de 
conexinas (proteínas que 
separam as membranas 
celulares das junções comunicantes), formando um 
canal chamado de conéxon. Quando dois conéxons 
se combinam, eles formam o canal da junção 
comunicante. Esse canal tem um poro 
relativamente grande, o que permite a passagem 
livre de íons entre os citoplasmas das células 
conectadas, além de moléculas inorgânicas. 
conexinas → conéxon → canal da junção 
comunicante 
 
SINAPSE ELÉTRICA → BIDIRECIONAL 
As células que estão conectadas por junções 
comunicantes estão eletricamente acopladas. É 
importante ressaltar que a corrente iônica tem livre 
passagem nos dois sentidos, o que caracteriza a 
sinapse elétrica como bidirecional. 
A transmissão nas sinapses elétricas é muito rápida, 
sendo que o potencial de ação gerado no neurônio 
pré-sináptico gera de forma quase instantânea o 
potencial de ação no neurônio pós-sináptico. 
• O potencial de ação do neurônio pré-
sináptico induz um pequeno fluxo de 
corrente iônica para o outro neurônio, 
através da junção comunicante 
• Esse fluxo causa um potencial pós-
sináptico, que é “interpretado” pelo 
segundo neurônio 
 
potencial 
de ação 
potencial 
pós-sináptico 
Laís Kemelly 
UNIME – 2020.1 
Como o fluxo iônico é bidirecional, existe uma 
relação quase cíclica entre o potencial de ação e o 
potencial pós sináptico. O segundo neurônio vai 
gerar um potencial de ação a partir do potencial pós 
sináptico, e esse PPS vai atuar no primeiro 
neurônio. (como se o neurônio que recebeu o PPS 
reenviasse o estímulo) 
 
 
 
“O PPS produzido por uma única sinapse elétrica no 
encéfalo de mamíferos é, em geral, pequeno – com 
pico de 1 mV ou menos – e, por sua vez, pode não ser 
grande o suficiente para desencadear um potencial de 
ação na célula pós-sináptica. Entretanto, um neurônio 
geralmente faz sinapses elétricas com muitos outros 
neurônios, de forma que vários PPS ocorrendo 
simultaneamente podem excitar fortemente um 
neurônio.” (BEAR) 
Como as sinapses elétricas têm uma propagação 
quase instantânea, elas são frequentemente 
encontradas em locais que necessitam de uma 
atividade neuronal altamente especializada, a 
exemplo do tronco encefálico. 
Os neurônios do núcleo olivar inferior do tronco 
encefálico, por exemplo, realizam sinapses 
elétricas. Esses neurônios enviam axônios para o 
cerebelo e têm um papel importante no controle 
motor. Desse modo, é essencial que a atividade dos 
neurônios presentes nesse núcleo seja sincrônica e 
coordenada: a transmissão sináptica é mais rápida 
e ocorre com menos oscilações. 
 
 
Diferente das sinapses elétricas, as membranas pré 
e pós sinápticas não se tocam na sinapse química. 
O espaço entre essas estruturas é a fenda pós 
sináptica. 
• Preenchida por matriz extracelular de 
proteínas fibrosas 
• Função: manter a adesão entre as 
membranas pré e pós-sinápticas 
O lado pré-sináptico geralmente é um terminal 
axonal. Esse terminal contém: 
• Vesículas sinápticas em seu interior, 
responsáveis pelo armazenamento de 
neurotransmissores. 
• Grânulos corticais: vesículas maiores com 
conteúdo proteico solúvel 
• Zonas ativas: local de liberação dos 
neurotransmissores, formado a partir da 
projeção das proteínas para o citoplasma ao 
longo da face intracelular da membrana. 
 
Na porção pós-sináptica, existe um local específico 
no qual as proteínas ficam acumuladas: a 
densidade pós-sináptica (DPS). Essa região 
contém os receptores pós-sinápticos, que 
convertem os sinais químicos intercelulares 
(neurotransmissores) em sinais intracelulares 
(mudança no potencial de membrana ou mudança 
química na célula pós-sináptica) 
sinais intercelulares sinais intracelulares 
 
A resposta pós sináptica varia de acordo com o 
neurotransmissor envolvido nesse processo. 
potencial 
de ação 
PPS 
receptores pós-
sinápticos 
Laís Kemelly 
UNIME – 2020.1 
No SNC, existem vários tipos de sinapses, 
diferenciados de acordo com a parte do neurônio 
que é responsável pelo contato pós-sináptico. 
• Sinapse axodendrítica: a membrana pós-
sináptica é um dendrito 
• Sinapse axossomática: membrana pós-
sináptica no corpo celular 
• Sinapse axoaxônica: membrana pós-
sináptica está em outro axônio. 
 
Outra classificação das sinapses leva em conta a 
espessura das membranas pré e pós sinápticas. 
Com base nas diferenças desse aspecto, temos duas 
classificações: 
• Sinapse assimétrica/tipo I de Gray: a 
membrana pós-sináptica é mais espessa do 
que a pré-sináptica. Geralmente conduz 
estímulos excitatórios 
• Sinapse simétrica/tipo II de Gray: as 
diferenciações da membrana têm 
espessuras similares. Geralmente conduz 
estímulos inibitórios 
 
Obs: esse tópico vai falar dos neurotransmissores 
de uma forma bem generalizada. 
Os principais neurotransmissores podem ser 
classificados em três categorias químicas. 
Um mesmo neurônio pode armazenar diversas 
categorias de neurotransmissores. A liberação de 
cada um deles é mediada por condições específicas. 
 
Os neurotransmissores aminoácidos e aminas são 
pequenas moléculas orgânicas. Esses dois tipos são 
armazenados nas vesículas sinápticas. 
Já os neurotransmissores peptídeos são compostos 
por cadeias de aminoácidos mais longas, se 
configurando como uma molécula grande. Por esse 
motivo, são armazenados nos grânulos secretores. 
Diferentes neurotransmissores são sintetizados de 
diferentes maneiras. Em uma visão geral, temos os 
seguintes passos: 
Síntese de aminoácidos e aminas 
• As enzimas 
envolvidas na síntese 
são transportadas até 
o terminal axonal 
• Com a 
atuação enzimática, 
as moléculas 
percussoras são 
convertidas em 
neurotransmissores. 
• A partir dos transportadores, os 
neurotransmissores recém-sintetizados 
podem se concentrar nas vesículas. 
 
Laís Kemelly 
UNIME – 2020.1 
Síntese de Peptídeos 
• Os aminoácidos são polimerizados no 
retículo endoplasmático rugoso 
• Os peptídeos longos recém-sintetizados são 
clivados no Complexo de Golgi 
• A partir dessa clivagem, surgem 
fragmentos menores. Um deles é o 
neurotransmissor ativo. 
• Os grânulos secretores contendo os 
peptídeos processados se desprendem do 
complexo de Golgi 
• Transporte axoplasmático dos grânulos 
secretores em direção ao terminal axonal 
 
Depende da chegada de um potencial de ação no 
terminal axonal e ocorre por exocitose. 
• Chegada do potencial de ação no terminal 
axonal 
• Despolarização da membrana do terminal 
• Abertura de canais de Ca+ dependentes de 
voltagem nas zonas ativas. 
• Fusão da bicamada lipídica da membrana 
da vesícula sináptica com a membrana pré-
sináptica 
• Exocitose do conteúdo da vesícula na fenda 
sináptica 
 
A liberação dos neurotransmissores peptídicos 
tambémé dependente de Ca+, mas requer uma 
série de alta frequência de potenciais de ação. O 
limiar é mais alto porque os grânulos secretores que 
armazenam esses NTs se localizam distantes dos 
sítios de influxo de Ca+. Por esse motivo, a 
liberação dos peptídeos é mais lenta em 
comparação à de aminas/aminoácidos. 
Após a liberação, os neurotransmissores dentro da 
fenda sináptica vão interagir com as proteínas 
receptoras específicas do neurônio pós-sináptico. 
Quando o neurotransmissor faz a ligação com seu 
receptor, isso causa uma mudança conformacional 
na proteína. Os receptores são divididos em dois 
grandes grupos: 
• Canais iônicos ativados por 
neurotransmissores 
• Receptores acoplados a proteínas G 
Esses receptores são 
proteínas 
transmembrana, 
compostas por 4 ou 5 
subunidades que juntas, 
formam um poro entre 
elas. Esse poro 
normalmente está 
fechado. 
Quando o 
neurotransmissor se liga 
a sítios específicos na 
região extracelular do 
canal, ele induz uma 
mudança 
conformacional (torção 
das subunidades), 
causando a abertura do 
poro. 
 
 
Laís Kemelly 
UNIME – 2020.1 
A característica do potencial de ação gerado 
depende da permeabilidade do canal iônico a 
determinados íons. 
Se os canais abertos forem permeáveis ao Na+, o 
efeito resultante será a despolarização da 
membrana da célula pós-sináptica. Esse processo 
tende a trazer o potencial de membrana para o 
limiar do potencial de ação, desencadeando um 
efeito excitatório. 
↳ O glutamato e a acetilcolina são capazes 
de gerar PEPS (potencial excitatório pós-
sináptico) 
 
 
 
 
Nos canais permeáveis ao Cl-, o efeito final é a 
hiperpolarização da membrana pós-sináptica. Isso 
afasta o potencial de membrana do limiar de 
geração do potencial de ação, tendo um efeito 
inibitório. 
↳ O GABA e a glicina são capazes de gerar 
PIPS (potencial inibitório pós-sináptico) 
 
As sinapses que são recebidas por canais iônicos 
têm como característica a transmissão rápida. 
No caso dos receptores acoplados a proteínas G, as 
ações pós-sinápticas serão mais lentas, mais 
duradouras e mais diversificadas. 
• O neurotransmissor liga-se ao receptor na 
membrana pós-sináptica 
• O receptor proteico ativa as proteínas G 
• As proteínas G se movem livremente ao 
longo da face intracelular da membrana pós 
sináptica 
• Uma vez ativadas, as proteínas G ativam 
proteínas efetoras. 
Essas proteínas podem ser canais iônicos ativados 
por proteínas G ou enzimas que sintetizam 
segundos mensageiros. 
Esses segundos mensageiros intracelulares se 
difundem para o citosol e tem a capacidade de 
ativar enzimas adicionais, regulando canais iônicos 
e alterando o metabolismo celular. 
Com a capacidade de desencadear diversos efeitos 
metabólicos, os receptores de proteínas G também 
podem ser chamados de receptores 
metabotrópicos. 
“O mesmo neurotransmissor pode ter diferentes ações 
pós-sinápticas, dependendo do receptor que ele vai 
ativar” (BEAR) 
Laís Kemelly 
UNIME – 2020.1 
Depois que o neurotransmissor realizar sua 
interação com o receptor pós-sináptico, eles devem 
ser removidos da fenda sináptica. Isso pode 
acontecer por: 
• Difusão das moléculas de neurotransmissor 
através do líquido extracelular para longe 
das sinapses 
• Recaptação para dentro do terminal pré-
sináptico. 
Cada neurotransmissor possui um transportador 
específico que realiza esse processo de recaptação 
até o citosol pré-sináptico. No citosol, os 
neurotransmissores podem: 
• Sofrer degradação enzimática e reciclagem 
de seus produtos 
• Concentrar-se novamente no interior das 
vesículas 
Caso algum dos mecanismos de 
reciclagem/degradação falhem, isso pode levar à 
dessensibilização de seus receptores. Isso significa 
que os canais ativados pelo neurotransmissor 
permanecerão fechados, mesmo com sua contínua 
presença. 
A integração sináptica é o processo pelo qual 
múltiplos potenciais sinápticos se combinam em 
um neurônio pós-sináptico. 
A maioria dos neurônios do SNC recebe vários 
sinais pré-sinápticos ao mesmo tempo, o que leva à 
ativação de vários receptores. Cabe ao neurônio 
pós-sináptico “organizar” esses sinais químicos e 
iônicos recebidos, transformando-os em potencial 
de ação e dando seguimento à sua propagação. 
Recapitulando, temos uma PEPS quando o influxo 
iônico em uma membrana pós-sináptica resulta em 
sua despolarização. Em uma única membrana pós-
sináptica, podem existir milhares de canais iônicos, 
sendo que a quantidade de canais que serão 
ativados depende da quantidade de 
neurotransmissor liberado. 
Os mecanismos de integração das PEPs são: 
Somação espacial → adicionar PEPSs gerados 
simultaneamente em muitas sinapses em um 
dendrito. Chegam várias informações, cada uma 
por um axônio. Essas informações se associam e 
geram um PEPS único 
 
 
 
Somação temporal → adicionar PEPSs gerados na 
mesma sinapse e que ocorrem em um intervalo bem 
curto de tempo. Nesse caso, são vários estímulos 
seguidos partindo de um mesmo axônio. 
 
 
 
Uma PIPS é gerada a partir da ativação de canais 
iônicos permeáveis à Cl- por algum 
neurotransmissor (GABA ou glicina). O influxo de 
Cl- na membrana causa uma hiperpolarização. 
Inibição por derivação: quando há um PIPS ativo, 
ele funciona como uma barreira que impede a 
continuidade da passagem do estímulo excitatório. 
 
 
Laís Kemelly 
UNIME – 2020.1 
• Quando um canal de Cl- é aberto, ele 
atravessa a membrana e altera seu potencial 
para o potencial de equilíbrio do cloreto, 
que é -65mV. 
• Ou seja, o influxo de Cl- vai manter o 
potencial de membrana em -65mV, gerando 
um local de inibição ativo 
Mesmo que o influxo de Cl- não cause uma 
hiperpolarização (reduzir o limiar para abaixo de -
65), o fato de manter em -65mV já configura um 
mecanismo inibitório. 
 
Esse é o esquema de uma transmissão excitatória. 
 
E isso é uma transmissão inibitória. Note que não 
houve um bloqueio do sinal excitatório, mas sim 
uma estimulação simultânea dele com o inibitório. 
Quando o potencial de ação excitatório chega no 
local de inibição ativo, o estímulo não tem 
seguimento. Para isso acontecer, a despolarização 
deveria acontecer, mas como o PIPS está mantendo 
o limiar em -65mV, a despolarização é “freada”. 
Isso impede que o estímulo excitatório seja 
liberado na fenda sináptica, apesar de ter atuado na 
membrana pré-sináptica. 
“A ativação de uma sinapse excitatória conduz ao 
influxo de cargas positivas para o interior do dendrito. 
Essa corrente despolariza a membrana à medida que 
flui rumo ao corpo celular. No local da sinapse inibitória 
ativa, entretanto, o potencial de membrana é igual ao 
ECl, − 65 mV. Assim, nesse local, uma corrente positiva 
flui para fora através da membrana para trazer o Vm 
para − 65 mV. Essa sinapse age como um desvio 
elétrico, que impede que a corrente flua através do 
corpo celular até o cone de implantação axonal. Esse 
tipo de inibição é chamado de inibição por derivação. 
A verdadeira base da inibição por derivação é o 
movimento de entrada dos íons cloreto negativamente 
carregados, os quais formalmente equivalem a uma 
corrente positiva de saída.” (BEAR) 
BEAR, M. F.; CONNORS, B. W.; PARADISO, M. 
A. Transmissão Sináptica. In: BEAR, M. F.; 
CONNORS, B. W.; PARADISO, M. A. 
Neurociências: Desvendando o sistema 
nervoso. 4ª ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.