Bioquímica da Sinapse I

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Sistema Neuro-Locomotor: Bioquímica 
 
BIOQUÍMICA DA SINAPSE 
MANUNTENÇÃO DO POTENCIAL DE REPOUSO: BOMBA DE 
Na+/K+ ATPase e CANAIS DE VAZAMENTO DE K+ 
PROPAGAÇÃO DO POTENCIAL DE AÇÃO: CANAIS DE Na+ E 
K+ DEPENDENTE DE VOLTAGEM 
➢ A PRESENÇA DO CONJUNTO DE PROTEÍNAS 
ESPECIALIZADAS E A SUA DISTRIBUIÇÃO EM REGIÕES 
ESPECÍFICAS DO NEURÔNIO QUE FORNECEM A 
CAPACIDADE PARA A CÉLULA DE REALIZAR SUA 
FUNÇÃO DE SINALIZAÇÃO 
➢ A TRANSMISSÃO SINÁPTICA, ASSIM COMO A 
PROPAGAÇÃO DO IMPULSO NERVOSO DEPENDE DE 
PROTEÍNAS ESPECIALIZADAS PRESENTES NA 
MEMBRANA NEURAL 
• MUITAS DESSAS PROTEÍNAS SÃO OS CANAIS IÔNICOS 
CONTROLADOS POR LIGANTES 
o ESSES CANAIS IÔNICOS, ALÉM DE FUNCIONAREM 
PERMITINDO O FLUXO LIVRE DE ÍONS PELA 
MEMBRANA, ELES SÃO PROTEÍNAS QUE SE LIGAM 
ESPECIFICAMENTE A SINAIS EXTRACELULARES, E 
ESSA LIGAÇÃO PROMOVE UMA RESPOSTA 
INTRACELULAR POR ISSO TAMBÉM SÃO 
CLASSIFICADAS COMO PROTEÍNAS RECEPTORAS 
 
COMO OCORRE A TRANSMISSÃO SINÁPTICA 
➢ NO FINAL DO SÉCULO XIX E COMEÇO DO SÉCULO XX, 
HAVIA MUITA CONTROVÉRSIA SOBRE SE A 
TRANSMISSÃO SINÁPTICA ERA ELÉTRICA OU QUÍMICA 
• UMA CORRENTE ACHAVA QUUE A SINALIZAÇÃO 
ATRAVÉS DE UMA SINAPSE ENVOLVIA O FLUXO DE 
ÍONS DIRETAMENTE DE UM NEURÔNIO PARA O 
OUTRO – TRANSMISSÃO ELÉTRICA 
• OUTRO GRUPO ACHAVA QUE ISSO DEPENDIA DA 
LIBERAÇÃO DE UMA SUBSTÂNCIA QUÍMICA POR UM 
NEURÔNIO, CAUSANDO UMA RESPOSTA NO 
NEURÔNIO RECEPTOR – TRANSMISSÃO QUÍMICA 
 
OTTO LOEWI E A NEURITRANSMISSÃO QUÍMICA 
- OTTO NOEWI REALIZOU UM PROCEDIMENTO ONDE 
ISOLOU DOIS CORAÇÕES DE RÃ 
- A INERVAÇÃO DOS BATIMENTOS CARDÍACOS É REALIZADA 
POR DOIS TIPOS DE NERVOS (UM QUE ACELERA E OUTRO 
QUE DIMINUI OS BATIMENTOS CARDÍACOS REPRESENTADO 
PELO NERVO VAGO) 
- ELE DEIXOU UM DOS CORAÇÕES CONECTADOS AO NERVO 
VAGO (CORAÇÃO 1) E TIROU A INERVAÇÃO DO OUTRO 
(CORAÇÃO 2) 
- COLOCOU OS CORAÇÕES EM UM RECIPIENTE ONDE 
FORAM PREENCHIDOS POR UMA SOLUÇÃO 
- E ESTIMULOU O NERVO VAGO DO CORAÇÃO 1 E 
OBSERVOU COMO ESPERAVA UMA DIMINUIÇÃO DOS 
BATIMENTOS CARDÍACOS 
- DEPOIS TIROU A SOLUÇÃO QUE BANHAVA O CORAÇÃO 
INERVADO E COLOCOU NO CORAÇÃO QUE NÃO TINHA A 
INERVAÇÃO DO NERVO VAGO 
- E OBSERVOU A MESMA RESPOSTA SEM INERVAÇÃO, A 
DIMINUIÇÃO DO BATIMENTO CARDÍACO 
- DESSA FORMA ELE DEMONSTROU, QUE A SINALIZAÇÃO 
DO NERVO VAGO FOI REALIZADA ATRAVÉS DA LIBERAÇÃO 
DE UMA SUBSTÂNCIA QUÍMICA QUE ATINGIU O CORAÇÃO 
E TAMBÉM SE DINFUNDIU PELO MEIO 
- ESSA SUBSTÂNCIA QUÍMICA MAIS TARDE FOI CHAMADA 
DE NEUROTRANSMISSOR 
Sistema Neuro-Locomotor: Bioquímica 
 
- ELE DEMONSTROU QUE NAS SINAPSES NEURÔNIO-
NEURÔNIO E NEURÔNIO-MÚSCULO, OS NEURÔNIOS 
PODEM SE COMUNICAR ATRAVÉS DA LIBERAÇÃO DE 
SUBSTÂNCIAS QUÍMICAS 
 
 
➢ A EXISTÊNCIA DAS SINAPSES ELÉTRICAS SÓ FOI 
COMPROVADA EM 1959 
➢ A MAIORIA DAS SINAPSES DO NOSSO ORGANISMO 
SÃO QUÍMICAS 
➢ NEURÔNIO PRÉ-SINÁPTICO: NEURÔNIO QUE 
TRANSMITE SINAL PARA UM OUTRO NEURÔNIO 
➢ NEURÔNIO PÓS-SINÁPTICO: NEURÔNIO QUE RECEBE 
SINAL 
➢ O TERMINAL AXONAL PRÉ-SINÁPTICO PODE FAZER 
SINAPSE COM: DENDRITOS, CORPO SOMÁTICO E 
AXÔNIO DA CÉLULA PÓS-SINÁPTICA (TAMBÉM PODE 
OCORRER SINAPSE DENDRODENDRÍTICA) 
➢ O QUE PROMOVE A LIBERAÇÃO DOS 
NEUROTRANSMISSORES NO TERMINAL AXONAL DO 
NEURÔNIO PRÉ-SINÁPTICO? 
• A CHEGADA DO POTENCIAL DE AÇÃO NO TERMINAL 
DO NEURÔNIO PRÉ-SINÁPTICO 
o O TERMINAL AXONAL É RICO EM CANAIS IÔNICOS 
DEPENDENTES DE VOLTAGEM ESPECÍFICOS PARA O 
TRANSPORTE DE Ca++ 
▪ A DESPOLARIZAÇÃO DA MEMBRANA QUE ATINGE 
O TERMINAL AXONAL COMO POTENCIAL DE AÇÃO 
PROMOVE A ABERTURA DESSES CANAIS DE Ca++ 
 
 
 
 
 
 
 
o DEVIDO A DIFERENÇA DE CONCENTRAÇÃO DO Ca++ 
ENTRE O MEIO EXTRACELULAR E INTRACELULAR, A 
ABERTURA DESSES CANAIS DE Ca++ PROMOVE A 
ENTRADA A FAVOR DE UM GRADIENTE 
ELETROQUÍMICO COM UM GRANDE INFLUXO DE 
Ca++ PRO MEIO INTRACELULAR 
 
 
o ESSE GRANDE INFLUXO DE Ca++, PROMOVIDO PELA 
ABERTURA DOS CANAIS DE Ca++ E DISPARADO 
PELO POTENCIAL DE AÇÃO DO TERMINAL AXONAL, 
VAI PROMOVER A LIBERAÇÃO DOS 
NEUROTRANSMISSORES (QUE ESTÃO 
ARMAZENADOS DENTRO DE ORGANELAS 
ESFÉRICAS DELIMITADAS POR MEMBRANAS 
CHAMADAS DE VESÍCULAS SINÁPTICAS) 
▪ ESSAS VESÍCULAS SINÁPTICAS SÃO ENCONTRADAS 
EM GRANDE CONCENTRAÇÃO NO TERMINAL 
AXONAL GERALMENTE MUITO PRÓXIMAS A 
MEMBRANA DO TERMINAL AXONAL (REGIÃO 
CHAMADA DE ZONA ATIVA – APRESENTA UMA 
GRANDE QUANTIDADE DE PROTEÍNAS) 
LIBERAÇÃO DOS NEUROTRANSMISSORES DAS 
VESÍCULAS SINÁPTICAS 
➢ AS VESÍCULAS SINÁPTICAS LIBERAM SEUS 
NEUROTRANSMISSORES EM RESPOSTA A ENTRADA DE 
Ca++ ATRAVÉS DE UM FENÔMENO CHAMADO DE 
EXOCITOSE 
• A MEMBRANA DA VESÍCULA SINÁPTICA SE FUNDE 
COM A MEMBRANA PRÉ SINÁPTICA, PERMITINDO 
QUE O CONTEÚDO SEJA LIBERADO NA FENDA 
SINÁPTICA 
 
Sistema Neuro-Locomotor: Bioquímica 
 
• COMO O Ca++ PROMOVE ESSA FUNÇÃO? 
o A FUSÃO DAS VESÍCULAS SINÁPTICAS COM A 
MEMBRANA DO TERMINAL AXONAL DO NEURÔNIO 
PRÉ-SINÁPTICO DEPENDE DE UM CONJUNTO DE 
PROTEÍNAS CHAMADAS DE SNAREs (1) 
▪ ESSAS PORTEÍNAS ESTÃO PRESENTES TANTO NA 
MEMBRANA DO NEURÔNIO QUANTO NA 
MEMBRANA DA VESÍCULA 
▪ APRESENTAM UMA REGIÃO INSERIDA DENTRO 
DA MEMBRANA E OUTRA VOLTADA PARA O 
CITOPLASMA 
▪ ALGUMAS DESSAS PROTEÍNAS, JÁ ESTÃO 
PREVIAMENTE LIGADAS FAZENDO COM QUE AS 
VESÍCULAS FIQUEM PRÓXIMAS E ANCORADAS NO 
TERMINAL AXONAL FACILITANDO ASSIM A 
LIBERAÇÃO DOS NEUROTRANSMISSORES EM 
RESPOSTA A ENTRADA DO Ca++ 
▪ QUANDO O Ca++ ENTRA NO TERMINAL AXONAL, 
ELE SE LIGA A PROTEÍNA SINAPTOGANINA (2), 
PROMOVENDO UMA MUDANÇA 
CONFORMACIONAL DESSA PROTEÍNA E ESSA 
PROTEÍNA SE LIGA AS OUTRAS PROTEÍNAS 
PREVIAMENTE ANCORADAS PROMOVENDO UMA 
APROXIMAÇÃO AINDA MAIOR DA VESÍCULA COM 
O TERMINAL AXONAL 
▪ FINALMENTE HAVENDO A FUSÃO DAS 
MEMBRANAS, E A LIBERAÇÃO DOS 
NEUROTRANSMISSORES DA FENDA SINÁPTICA 
o A DESCRIÇÃO DO MECANISMO MOLECULAR DE 
LIBERAÇÃO DE NEUROTRANSMISSORES NA FENDA 
SINÁPTICA PODE ILUSTRAR A IMPORTÂNCIA DO 
CONHECIMENTO DAS BASES MOLECULARES DE 
ALGUNS EVENTOS FISIOLÓGICOS PARA O MELHOR 
CONHECIMENTO DE DOENÇAS, CONHECIMENTO DE 
MECANISMOS DE REMÉDIOS E TOXINAS E PARA 
ESTUDOS PARA PROPRESCRIÇÃO DE AGENTES 
FARMACOLÓGICOS 
Ex.: TOXINAS QUE AFETAM A LIBERAÇÃO DE 
NEUROTRANSMISSORES 
▪ TEM UM GRUPO IMPORTANTE DE TOXINAS 
PRODUZIDAS PELA BACTÉRIA CLOSTRIDUIM 
BOTULIN (BoTX) QUE SÃO ENZIMAS QUE ATUAM 
DEGRADANDO ESPECIFICAMENTE ESSAS 
PROTEÍNAS SNAREs 
 ELAS IMPEDEM A FUSÃO DA VESÍCULA 
SINÁPTICA COM A MEMBRANA DO NEURÔNIO 
CONSEQUENTEMENTE IMPEDINDO A 
LIBERAÇÃO DE NEUROTRANSMISSORES NA 
FENDA SINÁPTICA 
 ESSAS TOXINAS SÃO TRÓPICAS (SÃO 
ESPECÍFICAS), ATUAM ESPECIFICAMENTE NO 
NEURÔNIO MOTOR QUE É UM NEURÔNIO QUE 
INERVA E ATIVA A CONTRAÇÃO DO MUSCÚLO 
ESQUELÉTICO 
 A AÇÃO DESSAS TOXINAS IMPEDE A ATIVAÇÃO 
O MÚSCULO ESQUELÉTICO QUE TEM COMO 
CONSEQUÊNCIA A FRAQUEZA MUSCULAR E 
DEPENDENDO DA QUANTIDADE DA TOXINA 
PODE PROMOVER A PARALISIA RESPIRATÓRIA 
QUANDO ATINGE OS MÚSCULOS RESPONSÁVEIS 
PELO CONTROLE DA RESPIRAÇÃO 
 
 
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RECICLAGEM DAS VESÍCULAS SINÁPTICAS 
• DEPOIS DA LIBERAÇÃO DOS NEUROTRANSMISSORES 
NA FENDA SINÁPTICA, A MEMBRANA DAS VESÍCULAS 
QUE SE FUNDIU COM A MEMBRANA DO TERMINAL 
DO NEURÔNIO PRÉ-SINÁPTICO DEVE SER 
RECUPERADA 
o FEITO ATRAVÉS DE UM SISTEMA CHAMADO DE 
ENDOCITOSE (1) 
• DEPOIS DE RECUPERADAS ESSAS VESÍCULAS SÃO 
PREENCHIDAS NOVAMENTE COM 
NEUROTRANSMISSORES PARA UM NOVO CICLO DE 
TRANSMISSÃO SINÁPTICA 
 
- SEQUÊNCIA DE MICROSCOPIA 
ELETRÔNICA MOSTRANDO O 
CICLO DE RECICLAGEM DAS 
VESÍCULAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MECANISMOS DE REMOÇÃO DOS 
NEUROTRANSMISSORES DA FENDA SINÁPT ICA 
➢ DEPOIS DA LIBERAÇÃO DOS NEUROTRANSMISSORES 
NA FENDA SINÁPTICA, ELES VÃO ATUAR SOBRE O 
NEURÔNIO PÓS-SINÁPTICO, PROMOVENDO A 
RESPOSTA DO NEURÔNIO PÓS-SINÁPTICO ATRAVÉS DA 
INTERAÇÃO COM PROTEÍNAS RECEPTORAS 
ESPECÍFICAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
➢ AO TÉRMINO DA SUA AÇÃO, ESSES 
NEUROTRANSMISSORES DEVEM SER REMOVIDOS DA 
FENDA SINÁPTICA PARA QUE UM NOVO CICLO DE 
TRANSMISSÃO SINÁPTICAPOSSA OCORRER 
➢ ESSA REMOÇÃO PODE OCORRER POR DIFUSÃO 
SIMPLES (FENÔMENO ONDE ESSES 
NEUROTRANSMISSORES SIMPLESMENTE SE 
DIFUNDEM, PORÉM É UM PROCESSO LENTO) PORÉM 
OCORRE PRINCIPALMENTE ATRAVÉS DE UM 
FENÔMENO CHAMADO RECAPTAÇÃO OU ATRAVÉS DE 
DEGRADAÇÃO ENZIMÁTICA 
• REMOÇÃO DE NEUROTRANSMISSORES ATRAVÉS DE 
DEGRADAÇÃO ENZIMÁTICA 
o ESSE MECANISMO É BASTANTE RESTRITO, 
ESPECÍFICO PARA UM TIPO DE 
NEUROTRANSMISSOR CHAMADO ACETILCOLINA 
o NA MEMBRANA DO NEURÔNIO PÓS-SINÁPTICO 
EXISTE UMA ENZIMA CHAMADA 
ACETILCOLINESTERASE QUE DEGRADA A 
ACETILCOLINA 
o PRODUZINDO COLINA + ACETATO, ESSA COLINA É 
RECUPERADA PELO NEURÔNIO E UTILIZADA PARA 
PRODUZIR MAIS NEUROTRANSMISSORES DO TIPO 
ACETILCOLINA 
 
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• RECAPTAÇÃO – TRANSPORTE DE 
NEUROTRANSMISSORES 
o FEITA PELOS NEURÔNIOS PRÉ-SINÁPTICOS (OS 
PRÓPRIOS QUE LIBERARAM OS 
NEUROTRANSMISSORES) E POR CÉLULAS DA GLIA 
(NÃO REPRESENTADAS NA IMAGME ABAIXO) 
o A RECAPTAÇÃO É FEITA A PARTIR DE PROTEÍNAS 
TRANSPORTADORAS PRESENTES NA MEMBRANA 
DO NEURÔNIO E NA MEMBRANA DAS VESÍCULAS 
ATRAVÉS DE UM MECANISMO DE TRANSPORTE 
ACOPLADO (ENVOLVE GASTO ENERGÉTICO 
PORQUE É FEITO CONTRA UM GRADIENTE DE 
CONCENTRAÇÃO) 
▪ MESMO APÓS A LIBERAÇÃO DOS 
NEUROTRANSMISSORES NA FENDA SINÁPTICA A 
CONCENTRAÇÃO NO TERMINAL PRÉ-SINÁPTICO É 
MUITO ALTA EM RELAÇÃO AO MEIO EXTERNO 
▪ E DENTRO DAS VESÍCULAS SINÁPTICAS A 
CONCETRAÇÃO DE NEUROTRANSMISSORES É 
MUITO ALTA 
o A PROTEÍNA ASSOCIA O TRANSPORTE DE UMA 
MOLÉCULA CONTRA O GRADIENTE DE 
CONCENTRAÇÃO (QUE SERIA O 
NEUROTRANSMISSOR) AO TRANSPORTE DE UM ÍON 
A FAVOR DO SEU GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO 
▪ NO CASO DOS TRANSPORTADORES DE 
MEMBRANA, ELESACOPLAM O TRANSPORTE DO 
Na+ QUE ESTÁ MUITO MAIS CONCENTRADO NO 
MEIO EXTERNO AO TRANSPORTE DO 
NEUROTRANSMISSOR 
▪ OS TRANSPORTADORES VESICULARES, TROCAM O 
NEUROTRANSMISSOR PELO TRANSPORTES DE 
ÍONS PRÓTONS PARA FORA DA VESÍCULA (MUITO 
RICA EM PRÓTONS – RESULTADO DA AÇÃO DE 
UMA PRÓTON ATPase QUE TRANSPORTA 
ATIVAMENTE ESSES ÍONS PARA DENTRO DAS 
VESÍCULAS) 
 
 
 
TRANSPORTE DE NEUROTRANSMISSORES COMO 
ALVO DE MEDICAMENTOS 
➢ A REMOÇÃO DE NEUROTRANSMISSORES DA FENDA 
SINÁPTICA É UM MECANISMO QUE É 
FREQUENTEMENTE INFLUENCIADO POR SUBSTÂNCIAS 
PSICOATIVAS COMO DROGAS E TAMBÉM POR 
MEDICAMENTOS 
Ex.: COCAÍNA 
> ATUA BLOQUEANDO A RECAPTAÇÃO/REMOÇÃO DE 
UM GRUPO DE NEUROTRANSMISSORES CHAMADOS 
DE AMINAS BIOGÊNICOS (INCLUEM A 
NORADRENALINA E A SEROTONINA), QUE ATUAM SOB 
A SENSAÇÃO DE RECOMPENSA, MOTIVAÇÃO E HUMOR 
> ELA INIBE A REMOÇÃO DESSES 
NEUROTRANSMISSORES DA FENDA SINÁPTICA E 
PROMOVEM UMA MAIOR DISPONIBILIDADE DE 
ATUAÇÃO DESSES NEUROTRANSMISSORES 
 
VÁRIO ANTIDEPRESSIVOS 
- FLUOXETINA (PROZAC) 
> INIBE SELETIVAMENTE A RECAPTAÇÃO DE 
SEROTONINA, INIBINDO A PROTEÍNA 
TRANSPORTADORA DE SEROTONINA, IMPEDINDO QUE 
A SEROTONINA SEJA REMOVIDA DA FENDA SINÁPTICA 
E AUMENTANDO A DISPONIBILIDADE DESSE 
NEUROTRANSMISSOR QUE CRIA BEM ESTAR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sistema Neuro-Locomotor: Bioquímica 
 
SEQUÊNCIA DE EVENTOS ENVOLVIDOS NA 
TRANSMISSÃO SINÁPTICA 
- CHEGADA DO POTENCIAL DE AÇÃO NO TERMINAL 
AXONAL DO NEURÔNIO PRÉ SINÁPTICO 
- ESSA DESPOLARIZAÇÃO REPRESENTADA PELO POTENCIAL 
DE AÇÃO VAI PROMOVER A ABERTURA DOS CANAIS 
IÔNICOS CONTROLADOS POR VOLTAGEM 
- PROMOVENDO A ENTRADA DO Ca++ A FAVOR DO SEU 
GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO 
- O Ca++ EM GRANDE CONCENTRAÇÃO NO CITOPLASMA 
PRÉ-SINÁPTICO VAI PROMOVER A FUSÃO DAS VESÍCULAS 
SINÁPTICAS COM A MEMBRANA PRÉ-SINÁPTICA DO 
NEURÔNIO COM A CONSEQUENTE LIBERAÇÃO DOS 
NEUROTRANSMISSORES 
- ESSA FUSÃO SE DA ATRAVÉS DA AÇÃO DO Ca++ SOBRE A 
PROTEÍNA DO TIPO SNEAR 
- AO LIBERAR OS NEUROTRANSMISSORES, ELES VÃO SE 
LIGAR A PROTEÍNAS ESPECIALIZADAS NA MEMRBANA PÓS-
SINÁPTICA E PROMOVER A RESPOSTA DO NEURÔNIO PÓS-
SINÁPTICO 
- DEPOIS DESSA SINALIZAÇÃO, ELES TEM QUE SER 
REMOVIDOS DA FENDA SINÁPTICA (PRINCIPALMENTE PELA 
RECAPTAÇÃO)