Sinapses e neurotransmissores

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1 Fisiologia - LM 
sinapses e neurotransmissores 
NEURÔNIO – UNIDADE FUNCIONAL BÁSICA 
• O SNC contém mais de 100 bilhões de 
neurônios 
• Sinais aferentes chegam a esse neurônio por 
meio de sinapses localizadas principalmente 
nos dendritos neuronais e do corpo celular 
• O sinal eferente desse mesmo neurônio 
trafega pelo axônio único 
• Na maioria das sinapses, o sinal se propaga 
apenas na direção anterógrada 
 
RECEPTORES SENSORIAIS 
− Atividades se iniciam pelas experiências 
sensoriais que excitam os receptores 
sensoriais 
− As experiências podem provocar reações 
cerebrais imediatas ou essas informações 
podem ser armazenadas no cérebro, sob a 
forma de memória 
− A porção somática (corpo) do sistema 
sensorial é a responsável por transmitir 
informação sensorial vinda dos receptores 
EFETORES 
O controle das diversas atividades do corpo, como 
contração muscular e secreções, são chamadas, 
coletivamente de funções 
Já as estruturas que efetivamente executam as 
funções ditadas pelos sinais nervosos, são 
chamados de efetores 
O NEUROEIXO MOTOR “ESQUELÉTICO”: é o 
responsável por controlar a contração da 
musculatura esquelética 
SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO: exerce o 
controle sobre a musculatura lisa, as glândulas e 
outros sistemas internos 
FUNÇÃO “INTEGRATIVA” 
Mais de 99% de toda informação sensorial é 
descartada pelo cérebro como irrelevante e sem 
importância 
Quando importante informação sensorial excita 
nossa mente, esta é imediatamente canalizada 
para regiões integrativas e motoras apropriadas do 
cérebro 
PAPEL DA SINAPSES NO PROCESSAMENTO 
DE INFORMAÇÕES 
SINAPSE: ponto de contato entre um neurônio e 
o neurônio seguinte; determinam as direções em 
que os sinais vão se distribuir 
Existem sinais facilitatórios (excitatórios) e os 
sinais inibitórios, que podem controlar a 
transmissão sináptica 
ARMAZENAMENTO DA INFORMAÇÃO – 
MEMÓRIA 
A maior parte das informações sensoriais 
recebidas é armazenada para controle futuro das 
atividades motoras e para o uso nos processos 
cognitivos 
A maior parte desse armazenamento ocorre no 
córtex cerebral e mesmo as regiões subcorticais do 
encéfalo e a medula espinal podem armazenar 
pequenas quantidades de informação 
FACILITAÇÃO: cada vez que um mesmo sinal 
sensorial passa pelas sinapses, essas ficam mais 
capazes de transmitir o mesmo tipo de sinal 
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As memorias ajudam a selecionar nova informação 
sensorial importante e a transmiti-la às áreas 
apropriadas de armazenamento da informação 
para uso futuro 
 
SINAPSES DO SNC 
Informações são transmitidas para o SNC na 
forma de potenciais de ação, chamados de 
impulsos nervosos 
Esses impulsos se propagam por sucessão de 
neurônios, um após o outro 
Os dois tipos de sinapses podem coexistir e 
interagir, apesar da química predominar 
SINAPSES QUÍMICAS 
Grande maioria das sinapses são químicas 
Primeiro o neurônio secreta na fenda sináptica, 
neurotransmissores 
Os neurotransmissores atuam em proteínas 
receptoras presentes na membrana no neurônio 
subsequente 
As do tipo químico ocorrem em uma única direção 
SENTIDO UNIDIRECIONAL: neurônio pré-
sináptico → neurônio pós-sináptico; permite que o 
sinal seja direcionado para alvos específicos 
 
SINAPSES ELÉTRICAS 
Os citoplasma dos neurônios adjacentes estão 
conectados diretamente 
JUNÇÕES COMUNICANTES (GAP): aglomerados 
de canais de íons conectam os dois neurônios e 
permitem o movimento livre dos íons de uma 
célula para outra 
Sinapses elétricas também ocorrem na 
transmissão das fibras musculares lisa para a 
próxima no músculo liso visceral, assim como nas 
células musculares cardíacas 
Permite transmissão bidirecional das sinapses, 
colaborando na coordenação das atividades de 
grandes grupos de neurônios interconectados 
 
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ANATOMIA FISIOLÓGICA DA SINAPSE 
O neurônio é composto por três partes principais 
1. Corpo celular ou soma: maior porção 
2. Axônio: único e que se estende do corpo 
celular, deixa a medula espinal e se 
incorpora a nervos periféricos 
3. Dendritos: inúmeras projeções 
ramificadas da soma 
Botões sinápticos: 10000 a 200000 pequenos 
botões, chamados também de terminais 
sinápticos, presentes nas superfícies dos dendritos 
e do corpo celular. Esses botões são as porções 
terminais de ramificações de outros neurônios 
Alguns desses terminais são excitatórios e outros 
inibitórios, diferenciando-se em suas secreções 
neurotransmissoras e sua ação sobre o estímulo 
Fenda sináptica: Os terminais pré e pós- sinápticos 
são separados por essa fenda 
Vesículas transmissoras: estruturas armazenadas 
dentro dos neurônios que contém os 
neurotransmissores 
Neurotransmissor excitatórios: vai reagir se a 
membrana pós-sináptica contiver receptores 
excitatórios 
Neurotransmissor inibitório: vai reagir se a 
membrana pós-sináptica contiver receptores 
inibitórios 
Mitocôndrias: as mitocôndrias dos neurônios 
fornecem o ATP, suprindo a energia necessária 
para sintetizar novas moléculas da substância 
transmissora 
DEPOLARIZAÇÃO: quando o potencial de ação 
chega ao terminal pré-sináptico a despolarização 
(de -65 para -45 milivolts) da sua membrana faz 
com que pequeno número de vesículas libere os 
neurotransmissores na fenda sináptica, 
provocando alteração imediata nas características 
de permeabilidade da membrana neuronal pós-
sináptica, levando à excitação ou à inibição do 
neurônio pós-sináptico 
PAPEL DOS ÍONS CÁLCIO 
A membrana pré-sináptica possuem grande 
número de canais de cálcio dependentes de 
voltagem 
Os canais de cálcio abrem quando o potencial de 
ação despolariza a membrana, permitindo a 
passagem do íon cálcio 
Os íons cálcio no terminal pré-sináptico se ligam a 
moléculas de proteínas especiais, chamados de 
sítios de liberação 
Provoca a abertura dos sítios de liberação através 
da membrana, permitindo as vesículas se fundam 
na membrana e liberem os neurotransmissores 
PROTEÍNAS RECEPTORAS 
Na membrana do neurônio pós-sináptico contém 
grande número de proteínas receptoras 
Componente de ligação: local onde se liga o 
neurotransmissor 
Componente intracelular: atravessa toda a 
membrana pós-sináptica até alcançar o interior do 
neurônio 
A ativação dos receptores controla a abertura dos 
canais iônicos na célula pós-sináptica por controle 
direto dos canais iônicos ou mediante a ativação de 
um “segundo mensageiro” 
CANAIS IÔNICOS 
Controle direto dos canais iônicos: permite a 
passagem de tipos específicos de íons; designados, 
em geral, por receptores ionotrópicos 
Canais iônicos catiônicos: permitem a passagem 
dos íons sódio quando abertos; revestidos com 
cargas negativas; repelem os íons cloreto e outros 
ânions 
❖ Um neurotransmissor que abre os canais 
catiônicos é chamado transmissor excitatório 
Canais iônicos aniônicos: permitem a passagem de 
íons cloreto; aumentam o diâmetro do canal 
permitindo a passagem do cloreto 
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❖ Um neurotransmissor que abre os canais 
aniônicos é chamado de transmissor inibitórios 
SISTEMA DE “SEGUNDOS MENSAGEIROS” 
O processo de memória necessita de mudanças 
prolongadas nas membranas dos neurônios (de 
segundos a meses) 
A mudança conformacional dos canais iônicos 
acontecem em milésimos de segundos 
O segundo mensageiro fica responsável por 
provocar os efeitos prolongados das excitações e 
inibições neural 
PROTEÍNAS G (PROTEÍNA TRANSMEMBRANA): 
O complexo de proteínas G inativado, presente no 
citosol, formado por GDP, componentes alfa 
(porção ativadora), beta e gama ligados ao 
componente alfa 
Enquanto o complexo de proteínas G estiver 
ligado ao GDP ele permanece inativado 
Quando o receptor da membrana pós-sináptica é 
ativado, o receptor sofre modificação 
conformacional, deixando um local de ligação ao 
complexo de proteínas G 
Ao se ligar, o GDP é desligado da proteína,entrando um GTP se ligando à subunidade alfa 
As unidades beta e gama também se separa do 
complexo 
Agora o alfa-GTP possui liberdade de movimento 
no citoplasma executando suas funções 
Pode ocorre quatro mudanças seguintes: 
1. Abertura de canais iônicos específicos na 
membrana pós-sináptica 
2. Ativação do AMPc ou GMPc 
3. Ativação de uma ou mais enzimas 
intracelulares 
4. Ativação da transcrição gênica 
A inativação da proteína G ocorre quando o GTP 
ligado à subunidade α é hidrolisado para formar 
GDP, inativando os sistemas de segundos 
mensageiros e em seguida volta a combinar-se 
com as subunidades β e gama, retornando o 
complexo G ao seu estado inativo 
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RECEPTORES EXCITATÓRIOS E INIBITÓRIOS 
Pela ativação, alguns receptores pós-sinápticos 
provocam excitação do neurônio pós-sináptico, e 
outros causam inibição. Dá dimensão adicional à 
função nervosa, possibilitando a contenção ou a 
excitação das ações neuronais. 
Os diferentes mecanismos moleculares e de 
membrana utilizados por diversos receptores para 
induzir excitação ou inibição incluem os seguintes: 
EXCITAÇÃO 
1. Abertura dos canais de sódio, permitindo o fluxo 
de grande número de cargas elétricas positivas 
para a célula pós-sináptica. Esse evento celular 
aumenta o potencial intracelular da membrana em 
direção ao potencial mais positivo, no sentido de 
atingir o nível do limiar para sua excitação. 
2. Condução reduzida pelos canais de cloreto ou 
potássio ou de ambos. Esse evento diminui a 
difusão de íons cloreto, com carga negativa para o 
neurônio pós-sináptico ou a difusão de íons 
potássio com carga positiva para fora da célula. Em 
ambos os casos, o efeito é o de fazer com que o 
potencial interno da membrana mais positivo do 
que o normal, o que tem caráter excitatório. 
3. Diversas alterações no metabolismo do neurônio 
pós-sináptico, para excitar a atividade celular ou 
em alguns casos, aumentar o número de 
receptores de membrana excitatórios, ou diminuir 
o número de receptores inibitórios da membrana. 
INIBIÇÃO 
1. Abertura dos canais para íon cloreto na 
membrana neuronal pós-sináptica. Esse 
fenômeno permite a rápida difusão dos íons 
cloreto com carga negativa do meio extracelular 
para o interior do neurônio pós-sináptico, dessa 
forma, transportando cargas negativas para o 
interior da célula e aumentando a negatividade 
interna, o que tem caráter inibitório. 
2. Aumento na condutância dos íons potássio para o 
exterior dos neurônios. Esse evento permite que 
íons positivos se difundam para o meio 
extracelular, provocando aumento da 
negatividade do lado interno da membrana do 
neurônio, o que é inibitório para a célula. 
3. Ativação de enzimas receptoras que inibem as 
funções metabólicas celulares, promovendo 
aumento do número de receptores sinápticos 
inibitórios, ou diminuindo o número de receptores 
excitatórios. 
SUBSTÂNCIAS QUÍMICAS QUE ATUAM COMO 
TRANSMISSORES SINÁPTICOS: 
POTENCIAL DE REPOUSO DA MEMBRANA DO 
NEURÔNIO 
-65 milivolts é o potencial de repouso das membranas 
dos neurônios 
A diminuição da voltagem para valores menos 
negativos torna a membrana mais excitável 
O aumento da voltagem para valores mais negativos, 
torna o neurônio menos excitável 
POTENCIAL EXCITATÓRIO PÓS-SINÁPTICO 
(PPSE) 
Quando o terminal pré-sináptico secreta um 
neurotransmissor excitatório, ele age sobre o 
receptor excitatório do pós-sináptico, aumentando a 
permeabilidade da membrana ao Na+ (ou Ca++) 
Devido ao gradiente de concentração acentuadamente 
negativa, os íons sódio se difundem rapidamente para 
o interior da célula 
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O rápido influxo neutraliza parte da negatividade do 
potencial de repouso, passando de -65 milivolts, para 
-45 milivolts 
Esse aumento positivo é denominado potencial pós-
sináptico excitatório (PPSE) 
Se esse potencial alcançar o limiar acarretará o 
potencial de ação do neurônio pós-sináptico, o 
excitando 
O PPSE é de +20 milivolts, isto é, 20 milivolts mais 
positivo do que o valor de repouso 
DESPOLARIZAÇÃO: a abertura dos canais de sódio e 
cálcio irão aumentar o potencial de repouso da 
membrana 
Uma única descarga jamais induzirá esse aumento 
limiar, portanto, elevações dessa magnitude requer 
descarga simultânea de vários terminais ao mesmo 
tempo ou em rápida sucessão 
 
POTENCIAL INIBITÓRIO PÓS-SINÁPTICO (PPSI) 
As sinapses inibitórias promovem a abertura de canais 
de Cl (e K+), permitindo a passagem fácil desses íons 
O potencial de Nernst do cloreto é de -70 milivolts, 
mais negativo que o de repouso da membrana 
neuronal (-65 milivolts) 
Desse modo, a abertura desses canais promovem a 
entrada dos íons cloreto para o meio intracelular, 
tornando o potencial de membrana do neurônio mais 
negativo que o normal 
Assim com a abertura dos canais de potássio, 
permitirão que esses saíam da células, tornando o meio 
intracelular ainda mais negativo 
HIPERPOLARIZAÇÃO: tanto o influxo do cloreto 
quanto o efluxo de potássio aumentam o grau de 
negatividade intracelular 
O aumento da negatividade para além do nível do 
potencial de membrana normal, é chamado de 
potencial inibitório pós-sináptico (PPSI) 
 
INIBIÇÃO PRÉ-SINÁPTICA 
Além da inibição causada nos terminais pós-sináptica, 
outro tipo de inibição ocorre nos terminais pré-
sinápticos 
Causada pela liberação de substância inibitória nos 
terminais pré-sinápticos 
Na maioria da vezes, o neurotransmissor inibitório é o 
GABA 
O GABA tem efeito específico, que é o de abrir canais 
aniônicos permitindo a difusão de grande número de 
íons cloreto para o terminal nervoso 
O íon Cl- inibem a transmissão sináptica porque 
cancelam boa parte do efeito excitatório dos íons sódio 
com carga positiva que também entram nos terminais 
com a chegada do potencial de ação 
 
 
 
 
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SOMAÇÃO ESPACIAL – LIMIAR DE DISPARO 
A quantidade de substância transmissora liberada por 
um só terminal é de 0,5 a 1 milivolts 
Para que se alcance o PPSE, cerca de 40 a 80 
neurônios, necessitam ser estimulados ao mesmo 
tempo 
Os efeito desses múltiplos neurônios, são portanto, 
somados, até que a excitação ocorra 
Quando o PPSE se torna grande o suficiente, o limiar 
de disparo será alcançado e o potencial de ação vai ser 
gerado espontaneamente no segmento inicial do 
axônio 
SOMAÇÃO TEMPORAL – DESCARGAS 
SUCESSIVAS 
Toda vez que o terminal pré-sináptico dispara, a 
substância transmissora liberada promove a abertura 
dos canais de membrana por milissegundo ou pouco 
mais 
O potencial pós-sináptico modificado pode durar até 
15 milissegundos depois dos canais de membrana já 
terem se fechado 
A segunda abertura desses canais pode aumentar o 
potencial pós-sináptico até um nível ainda maior do 
que o causado pelo primeiro disparo 
Assim, descargas sucessivas de um só terminal pré-
sináptico, se ocorrerem com rapidez suficiente, 
podem ser adicionadas umas às outras; ou seja, 
podem se “somar”