Comunicação celular no sistema nervoso

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Com����ação c����ar ��
si���m� �e�v���
- neurônios de modo geral tem muitas sinapses
- existem vários tipos de comunicação celular no sistema nervoso
- via sanguínea: comunicação endócrina
- comunicação com a célula vizinha: parácrina
- comunicação com si mesma: autócrina
- células juntas pela membrana: comunicação efáptica (elétrica) ->
mais rápida (quase instantânea)
- sinalização vai nas duas direções -> potenciais de ação se
anulam (período refratário e inativação de canais)
- comunicação por canais: sinapse elétrica - informação passa dos
dois lados - comunicação entre os citoplasmas
- sinalização vai nas duas direções; potenciais de ação
simultâneos se anulam (devido ao período refratário e a
inativação de canais)
- comunicação por receptores: sinapse química - utiliza
neurotransmissores
- neurotransmissores são secretados em um espaço entre as
células -> células estão separadas - os receptores são específicos
para cada molécula -> funciona em milissegundos ( lenta) -> permite
tanto a ativação quando a inibição, o que não acontece com os
outros sistemas de comunicação - faz a filtragem de estímulos, o
que não acontece nas outras comunicações
- condução do sinal é unidirecional: axônio -> dendritos
- sinapse inibitória: hiperpolariza -> célula da frente fica
bloqueada graças ao período refratário
- não há anulação de sinal
- ideal para neurônios sensoriais e para neurônios motores
-> não pode haver sinapses elétricas nesses circuitos pois
senão os sinais irão se anular
- vantagem mais importante: é plástica, dinâmica e variável
-> se eu estímulo mais uma sinapse ela melhora e
vice-versa
- eficiência da transmissão das moléculas, número de
receptores…
- centro do aprendizado -> gravamos informações porque
nossas sinapses melhoram
Sin����s
- junções especializadas onde uma parte do neurônio faz contato e se
comunica com outro neurônio ou tipo celular
- local onde acontece a transmissão de informação entre um neurônio e
outro
- primeiro neurônio: pré-sináptico
- célula alvo: pós-sináptica
- Sinapses elétricas:
- transferência direta de corrente iônica de uma célula para outra
- ocorrem em sítios especializados - junções comunicantes
- permite que a corrente iônica passe adequadamente em ambos os
sentidos -> bidirecional
- células eletricamente acopladas
- sinapses muito rápidas
- o potencial de ação no neurônio pré-sináptico induz um pequeno
fluxo de corrente iônica para o outro neurônio através da junção
comunicante -> causa um potencial pós-sináptico (PPS)
- uma única PPS não é capaz de gerar um potencial de ação.
Entretanto, como um neurônio geralmente interage com vários
outros neurônios, a geração de vários PPS’s
simultaneamente pode excitar fortemente um neurônio
- Sinapses químicas:
- membranas separadas pela fenda sináptica - preenchida com uma
matriz extracelular de proteínas fibrosas.
- mantém a adesão entre as membranas pré e pós sinápticas
- lado pré sináptico: geralmente terminal axonal
- densidade pós-sináptica: contém os receptores para os
neurotransmissores, os quais convertem os sinais químicos
intercelulares (neurotransmissores) em um sinal intracelular
(mudança no potencial de membrana e/ou uma mudança química
intracelular) na célula pós-sináptica.
- Neurotransmissores:
- aminoácidos, aminas e peptídeos -> os dois primeiros são
armazenados e liberados em vesículas sinápticas e o último é
liberado em grânulos secretores
- diferentes neurônios no SNC liberam diferentes
neurotransmissores
- diferentes neurotransmissores são sintetizados de diferentes
maneiras
- GABA e aminas são produzidos apenas pelos neurônios
que os liberam
- uma vez sintetizados no terminal axonal, os
neurotransmissores aminoácidos e aminas devem ser
captados pelas vesículas sinápticas -> trabalho feito
pelos transportadores
- a liberação de neurotransmissores é desencadeada pela
chegada de um potencial de ação ao terminal axonal - a
despolarização da membrana do terminal causa a abertura de
canais de cálcio dependentes de voltagem
- a concentração interna de íon cálcio é muito baixa no
repouso portanto, quando os canais de cálcio
estiverem abertos, haverá um grande influxo de
cálcio no terminal axonal.
- A elevação resultante do aumento da concentração de
cálcio intracelular é o que causa a liberação dos
neurotransmissores das vesículas
- liberação: exocitose
- membrana da vesícula sináptica funde-se com a
membrana pré-sináptica nas zonas ativas
- os grânulos secretores podem liberar fora
das zonas ativas
- a membrana vesicular é recuperada por um
processo de endocitose e carregada de
neurotransmissores
- receptores para neurotransmissores e seus sistemas
efetores:
- canais iônicos ativados por transmissores
- geralmente apresentam menos seletividade iônica
que os canais de voltagem dependentes
- se o neurotransmissor tende a levar o potencial de
membrana mais para perto do limiar capaz de
gerar o potencial de ação o efeito é excitatório
- despolarização transitória da membrana
pós-sináptica causada por uma
liberação pré-sináptica de
neurotransmissores é denominada
potencial excitatório pós-sináptico
(PEPS)
- Se o efeito resultante é uma hiperpolarização da
membrana da célula pós-sináptica o potencial é
dito inibitório, pois afasta o potencial de membrana
do limiar - potencial inibitório pós-sináptico
(PIPS)
- receptores acoplados a proteína G:
- ações pós sinápticas mais lentas, mais
duradouras e mais diversificadas
- podem ser mais eficientes ou menos eficientes
- Sinapses nos espinhos dendríticos são muito efetivas; sinapse mais
eficiente que existe-> toda vez que houver um potencial de ação no axônio,
e dendrito despolariza gerando o potencial de ação
- Dendritos são mais espessos que o axônio
- Receptor desse tipo de sinapse: glutamato (molécula pequena e
muito eficiente) -> 80% de nossas sinapses tem glutamato
- Muito ligada a processos cognitivos -> o cérebro de ratos de
ambientes enriquecidos e de gaiolas simples são diferentes -> o
primeiro tem mais espinhos dendríticos
- Espinhos podem regredir e serem removidos -> necessário
estimulá-los com frequência
- Relacionados a vários processos: memória, movimento,
sensibilidade…
- Muito presentes no hipocampo e no córtex cerebral
- Algumas sinapses que temos nem sequer chegam a funcionar ao longo da
vida
- Sinapses axo-axônicas: nem sempre um axônio faz sinapse com um
dendrito;
- sinapses modulatórias -> agem sobre a eficiência da outra sinapse;
ajustes sociais, etc.
- a modulação pode ser voluntária ou involuntária - ligado
automaticamente em situações de extremo estresse
- não é uma sinapse forte
- Ex: controle da dor, circuitos de visão, audição, etc.
-
- Toda sinapse no sistema nervoso central tem uma célula da glia
envolvendo a sinapse - geralmente astrócito
- isola para que os neurotransmissores não vazem da fenda sináptica e
não atinjam outros neurônios
- Canais para cálcio voltagem dependentes: se abrem quando chega nessa
região um potencial de ação -> influxo de cálcio gera um mecanismo de
secreção do transmissor; secreção do transmissor varia com o quanto de
cálcio entra -> define quanto transmissor será secretado
- Neurotransmissores também se ligam a receptores da própria célula
que secretou o transmissor -> modulação da síntese do transmissor e
modulação do lançamento do neurotransmissor -> comunicação autócrina ->
varia de acordo com a necessidade da sinapse
- Drogas podem impactar nos processos da sinapse
- LSD e nicotina: atuam em receptores pós sinápticos
- Maconha: agem nos receptores pré-sinápticos
- Cetralina (fluoxetina): inibe o processo de recaptação de
neurotransmissores (remédio para depressão) - serotonina fica mais
tempo na fenda sináptica
- Inibidor de acetilcolinesterase: Alzheimer =perda de acetilcolina -
perda de neurônios que produzem acetilcolina; acetilcolinesterase
destrói acetilcolina;
- Cocaína: inibe a recaptação do transmissor -> inundação de
neurotransmissores (dopamina, noradrenalina e adrenalina); acúmulo
na fenda sináptica -> superestimulaçãodo neurônio
- Interromper ação de transmissores:
- recaptação
- destruição enzimática
- Vários neurotransmissores têm uma distribuição ampla no sistema nervoso
- Grupos de neurônios produzem neurotransmissores distintos
Rec����re� �� n�u���r���mi���r��
- Dois tipos: receptor tipo canal (mais rápido) e receptor ligado à proteína G
(mais lentos porém mais complexos)
- Potenciais de canais não dependentes de voltagem são sempre
pequenos
- PEPS -> eventualmente causam potencial de ação
- somação de PEPS: forma mais simples de integração sináptica
no SNC
- espacial: adicionar PEPSs gerados simultaneamente em
muitas sinapses em um dendrito
- temporal: adicionar PEPSs gerados na mesma sinapse
e que ocorrem em uma rápida sucessão
- PIPS -> bloqueiam o potencial de ação
- a entrada de cloreto leva o potencial de membrana rumo ao
potencial de equilíbrio do cloreto, que é cerca de -65mV
- se o potencial de membrana estivesse menos negativo do que
-65 mV quando o transmissor fosse liberado, a ativação desses
canais causaria um PIPs hiperpolarizante
- Caso o potencial de repouso da membrana ja esteja em -65 mV
nenhum PIPs é visivel,as a inibição continua acontecendo ->
inibição por derivação - movimento de entrada dos íons
negativos formalmente equivale ao fluxo de uma corrente
positiva de saída
Pla���c��a�� s��áp�i��
- geração e regressão de novos espinhos dendríticos
- mecanismos de memória de curto prazo - cada vez que eu repito um
potencial de ação nos neurônios cognitivos, abre-se canais para cálcio ->
repetição: aumento do influxo de cálcio -> ativação de quinases que
fosforilam uma enzima que sintetiza dopamina, noradrenalina e adrenalina ->
acumulação de neurotransmissores -> memória dura até o cálcio e os
neurotransmissores durarem
- mecanismos de memória de médio prazo - numa sinapse de axônio com
axônio lança-se um mediador (serotonina) - proteína G -> ativação da
proteína quinase A -> diminui a atuação de canais para potássio
(responsáveis pela repolarização) -> terminal nervoso demora para
repolarizar -> célula fica mais tempo despolarizada -> canal de cálcio fica
aberto por mais tempo -> maior entrada de cálcio e maior secreção de
neurotransmissores -> melhoramento da sinapse
- mecanismos de memória de longo prazo - alta frequência fisiológica de
estímulos -> ativação do receptor que promove a entrada de cálcio ->
cálcio ativa a calmodulina -> calmodulina ativa a adenilato ciclase ->
produção de um fator de transcrição que vai para o núcleo da célula -> célula
coloca ativamente mais receptores na membrana e formação de um
novo espinho dendrítico -> célula pré sináptica forma um novo ramo de
axônio