Propagação do Potencial de Ação e Sinapses

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Propagação de Potencial de Ação e Sinapses
como o impulso nervoso é gerado
· Potencial de repouso: - 70mV, alta [K+] no meio intracelular e alta [Na+] no meio extracelular
· Canais de Na+ se abrem e Na+ entram na célula por difusão devido à diferença de concentração, fazendo com que o meio intracelular fique menos eletronegativo (despolarização)
· Chega a um máximo de positividade em que ocorre o fechamento dos canais de Na+ e a abertura de canais de K+, fazendo com que o potássio saia da célula repolarizando-a, até que se chega a um momento de hiperpolarização 
transmissão saltatória 
· A bainha de mielina aumenta a velocidade de propagação do potencial de ação 
SINAPSES ELÉTRICAS
· Os citoplasmas das células adjacentes estão conectados diretamente por aglomerados de canais de íons chamados junções comunicantes (gap junctions)
· Esses canais permitem o movimento livre dos íons de uma célula para outra 
· Promovem o disparo sincronizado de um grupo de neurônios interconectados
· Possui junção intercelular 
· Transmitem os sinais em ambas as direções, não é unidirecional
· Ocorrem no coração: faz com que os átrios se contraiam juntos e o mesmo com os ventrículos propagação rápida do potencial de ação no músculo cardíaco
SINAPSES QUÍMICAS 
· O neurônio pré-sináptico secreta neurotransmissor que atua nas proteínas receptoras presentes na membrana do neurônio subsequente 
· Promovem excitação, inibição ou ainda modificar de outro modo a sensibilidade dessa célula
· Ex: acetilcolina, histamina, ácido gama-aminobutírico (GABA), glicina, serotonina e glutamato
· Possui fenda sináptica 
· Princípio da condução unidirecional :
 neurônio pré-sináptico fenda sináptica neurônio pós-sináptico 
como é a sinapse química – sequência de enventos
1. Síntese e armazenamento em vesículas 
2. Um PA invade terminal pré-sináptico 
3. A despolarização do terminal pré-sináptico causa a abertura de canais de Ca2+ dependentes de voltagem 
4. Influxo (entrada) de Ca2+ no interior do botão pré-sináptico
5. O Ca2+ causa a fusão de vesículas com a membrana do terminal pré-sináptica
6. O transmissor é liberado na fenda sináptica via exocitose 
7. O transmissor liga-se a moléculas receptoras na membrana pós-sináptica 
8. A corrente pós-sináptica causa um PPSE (potenciais pós-sinápticos excitatórios) ou PPSI (potenciais pós-sinápticos inibitórios) que modifica a excitabilidade da célula pós-sináptica 
9. Abertura ou fechamento dos canais pós-sináptico
10. Recuperação da membrana vesicular a partir da membrana plasmática/ inativação do neurotransmissor
Por que que o Ca2+ é tão importante para a fusão das vesicular?
· Katz, década de 50-60 – agraciado com o Nobel de Medicina posteriormente em 1970
· Descobrimento das proteínas SNAREs ( Soluble N-ethylmaleimide-sensitive fator Attachment Receptor) – família de proteínas que desempenham um papel essencial na fusão de vesículas 
· Na presença de cálcio a ligação entre as proteínas da membrana da vesícula e da membrana da célula pré-sináptica fica mais forte, fazendo com que elas se fundam
· A quantidade de neurotransmissor que é liberada na fenda sináptica é diretamente proporcional ao número de íons cálcio que entram
· Acredita-se que quando os íons cálcio entram no terminal pré-sináptico, se ligam a moléculas de proteínas especiais presentes na superfície interna da membrana pré-sináptica, chamadas sítios de liberação = essa ligação provoca a fusão de membranas e liberação das vesículas 
critérios para definir um neurotransmissor típico
· Precisa estar presente no interior do terminal pré-sináptico
· Ser liberada em resposta à despolarização pré-sináptica e ser dependente de Ca2+
· Precisa apresentar receptores específicos na membrana pós-sináptica
· Existem os atípicos: ex. os gasosos que age tanto na célula pré-sináptica quanto na pós-sináptica
classificação dos neurotransmissores
· Neurotransmissores: moléculas pequenas e de ação rápida, induzem as respostas mais agudas do sistema nervoso (transmissão de sinais para o encéfalo, sinais motores do encéfalo para os músculos
· Neuropeptídios: tamanho molecular maior e que são em geral de ação muito mais lenta, provocam ações mais prolongadas como mudanças a longo prazo do número de receptores neuronais, abertura ou fechamento por longos períodos de certos canais iônicos, etc. 
Síntese de neurotransmissores
Inativação de neurotransmissores
· Ocorre por vários mecanismos 
· Ligação do neurotransmissor a receptores do botão pré-sináptico (alvos receptores)
· Esses receptores diminui a entrada do cálcio 
RECEPTORES de neurotransmissores
· Proteínas às quais neurotransmissores se ligam e que são capazes de gerar sinais elétricos por abrirem ou fecharem canais iônicos na membrana pós-sináptica
· Essas proteínas receptoras possuem um componente de ligação (que se exterioriza da membrana na fenda sináptica) e um componente intracelular
· A ativação dos receptores controla a abertura dos canais iônicos na célula pós-sináptica de duas formas: por controle direto dos canais iônicos para permitir a passagem de tipos específicos de íons através da membrana (IANOTRÓPICOS) ou mediante a ativação de um “segundo mensageiro” que não é canal iônico e, sim, molécula que, projetando-se para o citoplasma da célula, ativa uma ou mais substâncias localizadas no interior do neurônio pós-sináptico (METABOTRÓPICOS)
RECEPTORES IANOTRÓPICOS
· Controle direto dos canais iônicos
· Canais iônicos que permitem a passagem de vários íons 
· Provocam alterações rápidas 
receptores metabolotrópicos 
· Controle dos canais iônicos através de “segundos mensageiros”
· Provocam um efeito mais duradouro
· Existem diversos tipos de sistemas de segundo mensageiros, sendo um dos tipos mais comuns o que utiliza proteínas G
· O complexo de proteínas G inativo está livre no citosol e é formado por guanosina difosfato (GDP) e mais três componentes: 
- o componente alfa: porção ativadora da proteína G
- componente beta e gama que estão ligados ao componente alfa 
· Enquanto o complexo de proteínas G estiver ligado ao GDP, ele permanece inativo 
· Quando o receptor é ativado por um neurotransmissor o receptor sofre uma mudança conformacional que deixa exposto um local de ligação ao complexo de proteína G
· Esse processo permite que a subunidade alfa libere GDP e se ligue a uma GTP ao mesmo tempo em que separa as proporções beta e gama do complexo
· O complexo alfa-GTP desanexado tem liberdade de movimento no citoplasma celular e executa uma ou mais de múltiplas funções
· Em seguida pode ocorrer 4 mudanças devido a ação da proteína G:
1. Abertura de canais iônicos específicos na membrana da célula pós-sináptica, como os canais de potássio que permanecem abertos por um tempo prolongado
2. Ativação de monofosfato de adenosina cíclico (AMPc) ou monofosfato de guanosina cíclico (GMPc) na célula neuronal que alteram a estrutura da célula e sua excitabilidade
3. Ativação de uma ou mais enzimas intracelulares
4. Ativação da transcrição gênica: pode provocar a formação de novas proteínas pelo neurônio modificando sua maquinaria metabólica e sua estrutura
· A inativação da proteína G ocorre quando o GTP ligado à subunidade alfa é hidrolisado para formar GDP. Essa ação faz com que a subunidade alfa libere-se da sua proteína-alvo, o que inativa os sistemas de segundos mensageiros e em seguida volta a combinar-se com as subunidade beta e gama retornando ao complexo de proteína G ao seu estado inativo 
canais iônicos
DOIS TIPOS: 
· Canais catiônicos: permitem a passagem dos íons sódio quando abertos e as vezes potássio e cálcio, são revestidos por cargas negativas
- quando os canais catiônicos se abrem e permitem a entrada de íons sódio com carga positiva, suas cargas positivas irão excitar o neurônio 
- Um neurotransmissor que abre os canais catiônicos é chamado transmissor excitatório
· Canais aniônicos: permitem a passagem de íons cloreto e também de pequenas quantidades de outros ânions, são revestidos por cargas positivas 
- a abertura de canais aniônicos permitea passagem de cargas elétricas negativas, o que inibe o neurônio 
- os neurotransmissores que abrem os canais aniônicos são chamados de transmissores inibitórios