Sinapse

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Os neurônios comunicam-se uns com 
os outros e com outras células do 
corpo, como as musculares ou 
secretoras. 
Utilizando a rápida condução do 
potencial de ação, o neurônio pode 
notificar rapidamente suas 
terminações pré-sinápticas, 
geralmente localizadas distante do seu 
corpo celular, para iniciar a 
transferência de informações para 
outras células. 
Tal comunicação ocorre velozmente 
entre as células em junções 
especializadas chamadas sinapses. 
A transmissão sináptica pode ser 
elétrica ou química. 
Nas sinapses elétricas, a corrente 
iônica flui diretamente entre as células 
pré e pós-sinápticas como o 
mediador para a emissão da 
sinalização. 
 
Na sinapse química, o mensageiro 
químico, liberado pelas terminações 
pré-sinápticas na chegada do potencial 
de ação, difunde-se rapidamente para 
a membrana celular pós-sináptica, 
onde se liga a receptores. 
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Esta ligação inicia uma alteração na 
função pós-sináptica, normalmente 
gerando um potencial pós-sináptico. 
A sinapse química melhor entendida é 
a que ocorre entre o neurônio motor 
e uma célula musculoesquelética 
(fibra): a sinapse neuromuscular, 
também conhecida como junção 
neuromuscular. 
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A comunicação sináptica na junção 
neuromuscular é basicamente similar 
à que ocorre entre neurônios, 
embora exista uma variedade maior 
nas características da transmissão 
sináptica de neurônio a neurônio 
Os neurônios motores, que 
estabelecem sinapse em músculos 
esqueléticos, têm seus corpos 
celulares localizados dentro do sistema 
nervoso central (SNC), na medula 
espinhal ou no tronco cerebral. 
Os axônios desses seguem dentro 
dos nervos periféricos para fora do 
músculo, onde cada um estabelece 
sinapse em várias fibras musculares. 
Entretanto, cada fibra 
musculoesquelética recebe entrada 
sináptica de um neurônio motor, e, 
portanto, sua contração é controlada 
por apenas um único neurônio. 
 
A junção neuromuscular, como a 
maioria das sinapses químicas, tem (1) 
um lado pré-sináptico; (2) um espaço 
estreito entre o neurônio e a fibra 
muscular, chamado fenda sináptica; e 
(3) um lado pós-sináptico. 
O primeiro é constituído pela porção 
terminal (transmissora) do neurônio 
motor. 
Essa terminação pré-sináptica 
apresenta um aspecto intumescido, 
em forma de botão, também 
chamado de botão sináptico. 
 
A membrana da terminação (ou 
botão sináptico) contém uma grande 
quantidade de vesículas de 
armazenamento, denominadas 
vesículas sinápticas, que contêm uma 
substância química neurotransmissora 
— neste caso, a acetilcolina. 
Estas estão enfileiradas ao longo da 
superfície interna da membrana 
terminal. 
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A região da membrana pré-sináptica 
associada a cada fileira dupla de 
vesículas é chamada de uma zona 
ativa, sendo este o local onde as 
vesículas sinápticas finalmente 
liberarão acetilcolina para a fenda 
sináptica. 
A terminação pré-sináptica também 
contém mitocôndrias, um indício de 
metabolismo ativo no citoplasma. 
Alguns produtos mitocondriais (p. ex., 
acetil-CoA, ATP) participam da síntese 
local de acetilcolina e do seu 
deslocamento para estas vesículas. 
As membranas celulares pré (neurais) 
e pós-sinápticas (musculares) são 
separadas por um espaço estreito, a 
fenda sináptica. 
Esta contém líquido extracelular e 
uma lâmina basal composta de uma 
matriz de moléculas, que é uma 
região especializada da membrana 
basal do músculo. 
Algumas dessas moléculas da matriz 
medeiam a adesão sináptica entre 
neurônio e músculo. 
A membrana da célula muscular pós-
sináptica tem várias características 
especializadas que facilitam a 
transmissão sináptica; diretamente 
oposta à face da terminação pré-
sináptica contém receptores para o 
transmissor acetilcolina 
Nessa região focal, a membrana tem 
uma série de invaginações, chamadas 
dobras juncionais, que aumentam a 
área de superfície onde os 
receptores de acetilcolina podem se 
estabelecer. 
Estes são mais densamente 
compactados na abertura (boca) 
dessas dobras e essas aberturas 
estão intimamente alinhadas com as 
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zonas ativas das terminações pré-
sinápticas, de onde a acetilcolina é 
liberada. 
Como o neurotransmissor é 
encontrado somente do lado neural 
pré-sináptico da junção 
neuromuscular, a transmissão só pode 
ir do neurônio para o músculo e não 
na direção inversa. 
Além disso, é preciso observar que 
um neurônio motor envia várias 
terminações pré-sinápticas (botões 
sinápticos) para uma única fibra 
muscular. 
 
Ao mesmo tempo, esse aglomerado 
de terminações localiza-se em uma 
região restrita da fibra muscular. 
A função da junção neuromuscular é 
transmitir uma mensagem química, de 
forma unidirecional, entre um 
neurônio motor e uma célula (fibra) 
musculoesquelética, com uma 
frequência estabelecida pelo SNC. 
A chegada de um potencial de ação 
na terminação do neurônio motor 
desencadeia a liberação do 
transmissor acetilcolina, que então se 
liga a receptores na membrana pós-
sináptica da fibra muscular. 
Isso leva à gênese de um potencial de 
ação ao longo da membrana dessa 
fibra, o que finalmente leva à sua 
contração. 
Em um neurônio motor, um potencial 
de ação origina-se no segmento inicial 
do axônio e depois se propaga por 
todo ele, chegando finalmente na 
terminação pré-sináptica. 
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Como observado anteriormente, a 
troca de íons Na+ e K+, através dos 
canais destes dependentes de tensão 
do axônio, é responsável pela 
geração de um potencial de ação e 
por sua condução até a terminação. 
Entretanto, à medida que este chega 
à membrana pré-sináptica, a onda de 
despolarização abre canais de Ca2+ 
dependentes de voltagem localizados 
nessa região; conforme os íons Ca2+ 
se difundem através da membrana 
em direção ao equilíbrio, penetram na 
terminação pré-sináptica. 
Esse aumento no nível de Ca2+ 
intracelular é importante para a 
liberação do neurotransmissor da 
terminação. 
Lembre-se de que as vesículas 
sinápticas que contêm acetilcolina 
estão enfileiradas nas zonas ativas da 
terminação pré-sináptica. 
Lá elas permanecem ancoradas pelo 
entrelaçamento de proteínas ligantes 
que, respectivamente, se estabelecem 
na membrana da vesícula 
(sinaptobrevina) e na superfície 
interna da membrana da terminação 
(sintaxina e SNAP-25). 
Isso as mantêm perto do local de 
entrada de Ca2+, considerando-se que 
os canais de Ca2+ dependentes da 
tensão estão eficientemente 
localizados na vizinhança dessas zonas 
ativas. 
Quando Ca2+ fluir para dentro da 
terminação, o ferro se liga com outra 
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proteína na membrana da vesícula 
sináptica (sinaptotagmina). 
Isso desencadeia a fusão da vesícula 
com a membrana pré-sináptica, a 
abertura da vesícula e o lançamento 
de acetilcolina na fenda sináptica. 
Após a liberação do transmissor, a 
membrana da vesícula é recuperada 
na terminação pré-sináptica e pode 
ser reciclada para formar novamente 
uma vesícula, que mais uma vez será 
preenchida com acetilcolina sintetizada 
no citoplasma. 
Certas toxinas bacterianas (p. ex., 
tetânica, botulínica) podem destruir as 
proteínas ligantes envolvidas na 
ancoragem da vesícula para liberar 
seu conteúdo na fenda sináptica. 
Depois da liberação, a acetilcolina se 
difunde através da fenda sinápticae 
se liga a receptores específicos do 
transmissor, os receptores nicotínicos 
de acetilcolina, na membrana muscular 
pós-sináptica. 
Este, encontrado na junção 
neuromuscular, é assim denominado 
porque também pode ligar-se à droga 
alcaloide nicotina. 
Há subtipos desse receptor e nem 
todos são encontrados no músculo 
esquelético; alguns residem em 
neurônios específicos dos sistemas 
nervosos central e periférico. 
À medida que estes se ligam, abre-se 
o canal e, entre outros movimentos 
iônicos, os íons Na+ se difundem para 
as células musculares à medida que 
procuram fluir em direção ao 
equilíbrio. 
Isso contribui para uma despolarização 
da membrana pós-sináptica da célula 
muscular, análoga a um potencial 
excitatório pós-sináptico (PEPS). 
Entretanto, na junção neuromuscular, 
o potencial pós-sináptico unitário é 
suficiente para abrir os canais de Na+ 
dependentes de voltagem, localizados 
no fundo das dobras juncionais, 
levando à geração de um potencial 
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de ação na membrana da célula 
muscular. 
A acetilcolina liga-se a seu receptor 
apenas brevemente. Quando liberada, 
é destruída pela enzima 
acetilcolinesterase. 
Esta, ancorada na lâmina basal da 
fenda sináptica, inativa a acetilcolina, 
decompondo-a em ácido acético e 
moléculas de colina. 
 
A colina, um precursor da síntese de 
acetilcolina, pode então ser carreada 
de volta para a terminação pré-
sináptica por uma proteína 
transportadora de alta afinidade na 
membrana terminal e reciclada na 
síntese de acetilcolina. 
Substâncias químicas que inibem a 
acetilcolinesterase, como alguns 
inseticidas organofosforados (p. ex., 
malation, clorpirifos) e gases que 
atacam o sistema nervoso (p. ex., 
sarin), podem prolongar 
anormalmente a presença de 
acetilcolina na sinapse, quase sempre 
com consequências fisiológicas 
desastrosas. 
Existem algumas diferenças 
significativas entre a transmissão 
sináptica na junção neuromuscular e a 
de neurônio a neurônio. 
Embora a acetilcolina seja o 
neurotransmissor responsável pelo 
efeito pós-sináptico primário na 
junção neuromuscular, uma série de 
neurotransmissores, além da 
acetilcolina, pode ser usada para 
produzir o efeito pós-sináptico 
principal nas sinapses de neurônio a 
neurônio. 
 
Além disso, nem todos esses 
transmissores são disponibilizados a 
partir de zonas ativas 
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morfologicamente distintas, embora 
sua liberação da terminação ainda 
pareça depender do influxo de Ca2+. 
Em tais casos, é possível que a 
liberação a partir da terminação nem 
sempre ocorra diretamente na fenda 
sináptica, resultando em uma 
distribuição pós-sináptica mais ampla 
do transmissor. 
Interessantemente, algumas moléculas 
que são às vezes chamadas de 
neurotransmissores atípicos ou não 
tradicionais (p. ex., endocanabinoides, 
óxido nítrico), são realmente 
produzidas em um neurônio pós-
sináptico seguindo transmissão 
sináptica tradicional, mas então 
dispersam de volta através da fenda 
sináptica para afetar a função da 
terminação pré-sináptica. 
Portanto, a comunicação neurônio-
neurônio pode não ser tão 
especializada para uma comunicação 
de uma via como a junção 
neuromuscular. 
A membrana pós-sináptica de uma 
sinapse de neurônio a neurônio pode 
ser o soma, os dendritos ou até 
mesmo as terminações do neurônio 
pós-sináptico – e não se observam 
dobras juncionais. 
Entretanto, a membrana pós-sináptica 
dendrítica geralmente possui 
pequenas protuberâncias, 
denominadas espinhos dendríticos. 
A exemplo das dobras juncionais das 
células musculares, esses espinhos 
aumentam a área de superfície da 
membrana pós-sináptica e, como o 
colo do espinho é estreito, acredita-se 
que proporcionem uma forma de 
isolamento bioquímico entre sinapses 
vizinhas. 
Além disso, os espinhos podem 
mudar de forma e tamanho ao longo 
da vida do animal, modulando a 
eficácia funcional da sinapse. 
Pensa-se, portanto, que esses podem 
desempenhar um papel na 
aprendizagem e na memória. 
Enquanto a liberação de transmissor 
na junção neuromuscular sempre 
produz excitação pós-sináptica 
(despolarização da membrana), esta 
nas sinapses entre neurônios pode 
produzir excitação ou inibição 
(hiperpolarização da membrana). 
Entretanto, as sinapses nos espinhos 
dendríticos são, quase sempre, 
excitatórias. 
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Na junção neuromuscular, o receptor 
pós-sináptico é quase exclusivamente 
o receptor nicotínico de acetilcolina, 
um canal iônico dependente de 
ligante. 
Em sinapses entre neurônios, uma 
variedade bem maior de receptores 
está disponível. 
Esses podem diferir dos nicotínicos da 
acetilcolina não apenas no que diz 
respeito ao transmissor ligante, mas 
também em seu mecanismo (p. ex., 
acoplado à proteína G). 
Também vários tipos diferentes de 
receptor de neurotransmissor são 
frequentemente encontrados em um 
único neurônio. 
Quando se empregam outros 
transmissores nas sinapses de 
neurônio a neurônio – exceto a 
acetilcolina –, dependendo do 
transmissor, o término de sua ação 
pode ser conseguido por (1) 
reaproveitamento do mesmo na 
terminação de liberação, mediado 
pelo transportador, ou (2) uma forma 
de decomposição enzimática menos 
específica e, até certo ponto, mais 
lenta do que com a acetilcolinesterase 
Finalmente, nas sinapses mencionadas, 
um único potencial de ação em um 
neurônio pré-sináptico raramente 
resulta no desenvolvimento de um 
potencial de ação no pós-sináptico. 
É necessário haver alguma forma de 
somatória de entradas pré-sinápticas 
para gerar um potencial de ação pós-
sináptico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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KLEIN, B. G. (2014). Cunningham Tratado de Fisiologia Veterinária. 5ª edição. Rio de 
Janeiro: Elsevier. Capítulo 5 – A Sinapse.