SINAPSES E NEUROTRANSMISSORES

Prévia do material em texto

Organização do sistema nervoso, funções básicas das sinapses e neurotransmissores.
Tratado de Fisiologia Médica, Guyton e Hall 12° ed. Cap. 45
Funções biológicas III 
Fórum 1
Plano geral do sistema nervoso
O neurônio é a unidade funcional do sistema nervoso, e o corpo possui mais de 100 bilhões de neurônios. 
O sinal aferente trafega por axônio único e dependendo do tipo de neurônio pode ramificar dendritos para inúmeras sinapses ou realizar algumas poucas centenas.
O sinal APENAS se propaga na direção anterógrada, do axônio de um neurônio precedente para o dendrito do próximo. 
	
Divisão sensorial - receptores
Normalmente as atividades do sistema nervoso se iniciam pelas experiências que excitam os receptores sensoriais.
Divisão motora - efetores 
As funções motoras controlam diversas áreas do corpo seja por contração muscular esquelética, músculo liso ou por secreção glandular. 
O neuroeixo trabalha na resposta à contração dos músculos esqueléticos. O sistema nervoso autônomo trabalha na contração dos mm. lisos e glândulas.
Função integrativa - processamento 
Uma das funções mais importantes é a canalização e a ´´interpretação´´ das percepções aferentes e para gerar uma resposta apropriada.  Quase 99% das informações que chegam ao cérebro são descartadas. 
Sinapses 
As sinapses determinam a direção na qual a informação será transmitida. Diversas características modulam a transmissão de informações, seja por sinais inibitórios, facilitatórios, multiplicadores.
Memória 
Refere-se ao armazenamento de informação de uma determinada função sináptica. Cada vez que estimulamos um tipo de sinal sensorial, essas sequências ficam mais capazes de transmitir esse sinal na próxima oportunidade. Depois de um número grande estimulando aquela mesma sensação, o próprio corpo pode pelos processos de memória gerar aquele sinal, mesmo na ausência do estímulo, o que te leva a sensação de estar experimentando a experiência. 
Principais níveis funcionais do SNC
Nível medular
 Intrínsecas à medula são controle de marcha, reflexo de retirada, reflexo de estiramento, reflexos para controle de vasos sanguíneos locais, movimentos gastrointestinais e urinários.
Nível cerebral inferior - subcortical.
São as estruturas que controla o comando subconsciente das ações, como controle da pressão arterial, equilíbrio, reflexos alimentares de salivação, reações emocionais…
Nível cerebral superior - cortical 
O córtex representa extensa área de armazenamento de memória, e sempre atua em conjunto com as estruturas subcorticais.  São elas responsáveis pela estruturação do pensamento e do banco de memórias 
Sinapses do sistema nervoso central 
A sinapse é uma zona ativa de transmissão de informações entre uma terminação nervosa e células, outros neurônios ou glândulas.
Sabe-se que as informações são transmitidas através de impulsos nervosos, por propagação sucessiva entre neurônios. Além disso, as sinapses podem ser inibidas, integradas ou repetidas, para gerar padrões de respostas complexas. 
Tipos de sinapses 
QUÍMICAS
Ocorre a exocitose de vesículas de neurotransmissores que irão sensibilizar receptores na membrana pós sináptica a fim de gerar a resposta esperada. Dentre os neurotransmissores podemos citar a acetilcolina, ácido gama-aminobutírico (GABA), glicina, epinefrina, norepinefrina, histamina e glutamato. 
É sempre unidirecional, o que permite que a informação seja destinada a um alvo específico.
ELÉTRICAS 
Conta com auxílio de canais que conduzem a eletricidade célula a célula. O principal tipo de canal comunicante são as junções gap, que permitem a livre passagem de íons. Apesar de ser em menor proporção, é por meio desses canais gap que os impulsos elétricos são transmitidos através da musculatura lisa visceral e entre as células do músculo estriados cardíaco.
Anatomia fisiológica da sinapse 
O neurônio motor anterior é composto por corpo célula, ou soma, axônio e dendritos. Encontram-se de 10.000 a 200.000 botões terminais, onde serão secretadas substâncias excitatórias ou inibitórias. 
Terminais pré-sinápticos
São botões terminais ovalados, separados do neurônio pós-sináptico pela fenda sináptica.
Possuem duas estruturas importantes:
1- Vesículas: contém substâncias transmissora que altera a permeabilidade da membrana pós sináptica.
2- Mitocôndrias: fornece ATP para síntese de novas substâncias. 
Mecanismo de liberação de neurotransmissores
O potencial de ação na membrana, abre canais de cálcio voltagem-dependentes, que permitem o influxo de íons Ca+2. Isso gera a exocitose de vesículas, por meio da ligação aos sítios de liberação.
Receptores pós-sinápticos
São proteínas de membrana que possuem duas partes:
1- Componente de ligação: onde se liga ao neurotransmissor.
2- Componente ionotrófico: permite a passagem de íons. Pode ser de dois tipos:
a. Canal iônico;
Pode ser catiônico (Na, K, Ca), que aumentam a positividade interior, ou seja, são excitatórios; ou aniônicos (Cl), que aumentam a negatividade, ou seja a hiperpolarização, por isso são inibitórios.
b. Ativador de ´´segundo mensageiro´´: não é em si um canal iônico, mas uma molécula que se projeta ao citoplasma e ativa segundos mensageiros que ativam canais iônicos. Normalmente causa um estímulo mais prolongado. O mais comum é o ligado a proteína G.
Obs.: a proteína G pode gerar 4 tipos de ações: 
- Ativar diretamente canais iônicos;
- Ativar AMPc ou GMPc;
- Ativação enzimática;
- Ativação da transcrição gênica. 
Receptores excitatórios ou inibitórios
Tem importante função de regulação e controle da transmissão.
Excitação 
1. Abertura de canais de sódio, permite o influxo e o aumento da positividade do potencial de membrana até atingir o limiar de disparo.
2. Condução reduzida de canais de cloreto e potássio.
3. Alterações do metabolismo celular para aumentar receptores excitatórios ou reduzir os inibitórios. 
Inibição 
1. Abertura de canais de cloreto, gerando influxo e hiperpolarização. 
2. Aumento do efluxo de potássio.
3. Ativação de enzimas que inibem o metabolismo celular. 
Substâncias químicas que atuam como transmissores 
Neurotransmissores de moléculas pequenas e de ação rápida 
Geram respostas rápidas e mais agudas, como a transmissão aferente para o encéfalo e a transmissão motora para os músculos. São sintetizadas no citosol do botão terminal e entram nas vesículas por transporte ativo. 
As vesículas são continuamente recicladas. Ao liberarem conteúdo na fenda, retornam ao citosol para sintetizar/armazenar nova substância. Um exemplo é acetilcolina que ao ser liberada na fenda, sofre ação da enzima colinesterase, hidrolisando-se em colina que é transportada ativamente de volta ao botão para participar da síntese de novas moléculas. 
A acetilcolina é liberada em diversos locais, com efeito excitatório. Porém em alguns casos pode ter efeito inibitório em alguns terminais parassimpáticos, como na inibição cardíaca pelo nervo vago.
A norepinefrina é liberada por neurônios cujos corpos celulares estão no tronco encefálico e hipotálamo. É responsável por aumentar a vigília, a disposição da mente e tem ação excitatória nas terminações pós ganglionares simpáticas periféricas.
A dopamina é secretada apor neurônios originados na substância negra, e são em geral inibitórios. 
A glicina é inibitória e presente em sinapses medulares. 
O ácido gama-aminobutírico, ou GABA, é inibitório, presente em sinapses medulares, corticais, ganglionares da base e cerebelares.
O glutamato é excitatório e liberado em sinapses aferentes. 
A serotonina atua na inibição das vias de dor da medula e pode auxiliar inibindo regiões superiores no controle do humor do indivíduo. 
O óxido nítrico é secretado em áreas encefálicas responsáveis pela memória e comportamentos a longo prazo. Não é formado e armazenado como os outros, e sim sintetizado instantaneamente conforme a necessidade. Ele não promove alterações bruscas de potencial de membrana pós-sináptica e sim induz atividades metabólicas que aumentam a excitabilidade. 
NeuropeptídeosSão moléculas maiores que promovem ações mais prolongadas, com mudanças a longo prazo do tamanho e dimensões sinápticas. São sintetizadas como proteínas integrais pelos ribossomos do soma. Passam, então, ao retículo endoplasmático, onde sofrem clivagens e são empacotadas no complexo de golgi, liberadas em vesículas diminutas no citoplasma.
A vesícula de neuropeptídios sofre autólise após liberar a substância, por isso não é reciclada. Possuem ação cerca de 1000 vezes mais potente que os neurotransmissores.
Eventos elétricos da excitação neuronal 
O potencial de membrana gira em torno de -65 milivolts, menos negativo que os -90 milivolts das células musculares e fibras periféricas. Isso auxilia a aumentar o grau de excitabilidade das células. Com relação a concentração iônica, o cálcio e o cloreto são mais concentrados no meio extracelular, enquanto o potássio no meio intracelular. 
Distribuição uniforme do potencial de ação.
O líquido intracelular do neurônio é uma solução de alta condutividade. Ao sofrer um potencial de ação, toda a célula se excita de maneia uniforme. 
Potencial de ação na membrana pós sináptica
O influxo de cálcio gera aumento da positividade, e ao chegar ao limiar deflagra-se um potencial de ação. O PA não se inicia nas regiões adjacentes à sinapse, mas sim no segmento inicial do axônio, ficando em torno de -45 milivolts. Assim, o potencial se transmite do axônio para as terminações até chegar em um botão terminal. 
Eventos elétricos da inibição neuronal 
Ocorre pelo estímulo da abertura de canais de cloreto, difundindo para o interior esses íons, causando a hiperpolarização. Estimula também a saída de potássio.
Somação espacial 
Apenas a excitação de um terminal sináptico não é suficiente para atingir o limiar de disparo, por isso, vários terminais são estimulados ao mesmo tempo, fazendo com que seus efeitos sejam somados.
Somação temporal 
É feita por descargas sucessivas de um mesmo terminal, que se foram feitas com rapidez suficiente podem ser somadas aos efeitos das anteriores. quanto maior a velocidade de estimulação, maior o potencial. 
Facilitação dos neurônios 
A somação de estímulos pode aumentar o potencial, mas não a ponte de chegar ao limiar. Porém, eles deixam a membrana em status ´´facilitado´´ e quando um outro estímulo chegar poderá excitar de maneira mais rápida. 
Função dos dendritos 
A maioria dos dendritos não promove a transmissão de potencial de ação, visto que possuem poucos canais de cálcio. Porém transmite ao corpo celular corrente eletrotônica por meio de condução iônica nos fluidos, sem gerar potencial.
Efeitos da alcalose e acidose 
A alcalose, de modo geral, aumenta a excitabilidade. Por exemplo, o aumento do pH sanguíneo de 7,4 para 7,8-8,0 provoca convulsões epiléticas. A acidose deprime a atividade neuronal drasticamente. Por exemplo em casos de diabetes com acidose urêmica, a redução do pH para níveis abaixo de 7,0 pode induzir a estados de coma. 
Efeitos de fármacos 
Cafeína, teofilina e teobromina aumenta a excitabilidade por reduzir o limiar. A estricnina é altamente excitatória por inibir os estímulos de inibição, como a glicina. Produz descargas tão rápidas que pode causar espasmos musculares graves. A maioria dos anestésicos aumenta o limiar de potencial, por isso, impede a transmissão neuronal.