Aula 6 - Sinapses

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Bases Morfofuncionais IV - 4° Semestre
SINAPSES
→ Conceito: junção especializada entre neurônios
ou com outro tipo celular (célula muscular ou
glandular).
- A sinapse é a “linguagem” do sistema nervoso
(potencial de ação - PA), para que um neurônio
entenda o que o outro quer.
- A sinapse existe para dar mais rapidez as
informações (quanto mais sinapses mais rapidez em
movimento, raciocínio e memória), além disso elas
contribuem quando essas informações têm que
percorrer longas distâncias (garantem que essa
informação percorra grandes distâncias sem estar
em um único neurônio) e precisão (entre um
neurônio e outro, eles vão se sincronizando
trazendo mais precisão/eficiência na resposta).
→ Tipos de sinapses:
❖ Sinapse Elétrica
❖ Sinapse Química
OBS: ocorrem muito mais sinapses químicas do que
elétricas no corpo humano.
→ Sinapses que podem ser tanto elétricas quanto
químicas:
1. Sinapse axodendrítica: o axônio de um
neurônio faz sinapse com o dendrito de
outro neurônio.
2. Sinapse axoaxônica: o axônio de um
neurônio faz sinapse com o axônio do outro
neurônio.
3. Sinapse axossomática: o axônio de um
neurônio faz sinapse com o corpo celular do
outro neurônio.
4. Sinapse dendrodendrítica: o dendrito de
um neurônio faz sinapse com o dendrito de
outro neurônio.
OBS:
- Um neurônio pode fazer as quatro formas de
propagação.
- Um mesmo neurônio pode sofrer os dois tipos de
sinapses (química e elétrica).
SINAPSE ELÉTRICA
Bruna Embacher Sanz ❥
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• A maior parte das sinapse elétricas são sinapses
axoaxônica - porque a finalidade dela é
sincronização e amplificação.
• Hoje sabemos que sinapse elétrica efetivamente
existe entre neurônios imaturos e células glias no
início do desenvolvimento - período embrionário
(até a oitava semana) - sinapse elétrica (guia de
crescimento celular).
• A sinapse elétrica acontece através de JUNÇÕES
COMUNICANTES (gaps junction) → permite que
moléculas (íons) do citoplasma de uma célula passe
para outra, através dos canais iônicos.
• Essas junções (GAPs) são formadas por vários
canais iônicos chamados de CONEXON (canal
protéico), esses CONEXON são formados por 6
conexinas (proteínas), que são codificadas por um
gene e um poro.
• Em uma sinapse elétrica NÃO existe
neurotransmissor - então o responsável por passar
o potencial de ação são os GAPs (compostos pelos
CONEXON).
• A sinapse elétrica é feita através da junção de
duas membranas neuronais, a ligação entre elas
ocorre através dos CONEXON (junções GAPs),
esses CONEXON precisam de proteínas específicas
para fazer a sua função e essas proteínas precisam
ser codificadas por um gene específico. Ou seja,
uma mutação no gene que codifica essas proteínas
(conexinas) podem dar problemas nos GAPs.
- Existem 21 genes que codificam 21 proteínas
chamadas de conexinas. Uma dessas proteínas
trabalha na sinapse elétrica e outra trabalha na
bainha de mielina.
- Conexina 32 (codificada pelo gene ligado ao
cromossomo X):
# Fazem a aderência da mielina entre a célula que
está produzindo e o axônio que está sendo
recoberto por essa mielina, fazendo com que a
bainha de mielina não se espalhe pelo axônio e
fique exatamente “enroladinha” no lugar.
# Muitas pessoas nascem com uma mutação neste
gene (não é frequente, mas também não é rara),
não produzindo esse tipo de conexina, fazendo com
que a bainha de mielina não fique aderida
devidamente ao axônio, e como consequência
ocorre uma desmielinização (danificação da bainha
de mielina) → essa doença é chamada de doença
de Charcot-Marie-Tooth (CMT).
OBS: a mutação é no gene conexina 32 (ligada ao
cromossomo X) expresso na célula de Schwann.
• Células eletricamente acopladas: junções
comunicantes e conexinas:
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→ Propriedade da sinapse elétrica:
• Fluxo bidirecional: potencial de ação pode ir e
voltar.
• Não processa a informação apenas transmite,
importante no desenvolvimento neuronal.
• Transmissão ultra rápida, ajuda na sincronização
das atividades neuronais.
• Acoplamento entre às células: pode ser alterado e
interrompido pela variação de Ph (fecha com o pH
baixo) e pela concentração de cálcio (elevado nível
de cálcio) → detecta células danificadas.
Ex: a sinapse elétrica é importante para detecção de
células danificadas no processo embrionário.
Quando uma célula A percebe que há erro na
formação da célula B, rompe os canais de
comunicação ( junções comunicantes) levando a
extinção da célula inadequada do processo de
diferenciação celular.
SINAPSE QUÍMICA
• Ela acontece em função dos neurotransmissores.
• A velocidade da sinapse é um pouco mais lenta
do que na sinapse elétrica.
• Provavelmente, no processo evolutivo, ocorreu
das sinapses elétricas.
• Permitiu maior complexidade de circuitos
funcionais do sistema nervoso.
• Possui estruturas que permitiram a contiguidade
(permite que o estímulo passe de um neurônio para
outro mesmo existindo uma fenda), mas sem
continuidade.
• A sinapse química veio para ajudar a modular
tudo.
• Fluxo unidirecional: o sinal, a informação, parte do
elemento pré – sináptico em direção ao pós –
sináptico.
→ Componentes da sinapse química:
1. Fenda sináptica (matriz proteína adesiva).
2. Transmissão unidirecional (elemento
pré-sináptico e elemento pós-sináptico).
3. Neurotransmissores
4. Vesículas sinápticas com neurotransmisores.
5. Receptores pós-sinápticos
6. Mecanismos de recaptação do
neurotransmissor da fenda.
1. FENDA SINÁPTICA (matriz adesiva):
• A fenda sináptica NÃO é um espaço, é uma matriz
adesiva, formada por fibronectina e laminina, para
que os neurônios não saiam do lugar e para que os
neurotransmissores não fiquem “perdidos” e
consigam chegar ao outro lado, ou seja, essa matriz
guia os neurotransmissores até os seus receptores.
• ZONA ATIVA: regiões especializadas para
liberação do neurotransmissor.
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→ Tipos morfológicos e funcionais das sinapses:
❖Morfológica :
a) Sinapse assimétrica ou tipo I de Gray: a
membrana pós sináptica fica mais “gordinha”/densa,
tem mais proteínas ancoradas - vesículas
arredondadas - normalmente excitatória
(neurotransmissor excitatório).
b) Sinapse simétrica ou tipo II de Gray - vesículas
mais achatadas - membrana pré e pós sináptica são
iguais - normalmente é inibitória (neurotransmissor
é inibitório).
OBS: densidade = proteínas ancoradas na
membrana plasmática.
❖ Funcional:
a) Sinapse excitatória
- PEPS: Potencial Excitatório pós-sináptico.
- O neurotransmissor é excitatório e quando é
liberado na fenda sináptica vai se ligar a um
receptor de sódio que faz com o que o PEPS seja
gerado.
- Causa despolarização na membrana pós-sináptica
(entrada de sódio).
Ex: Acetilcolina, adrenalina, dopamina, serotonina.
A geração de um potencial excitatório
pós-sináptico (PEPS)
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A: Um impulso chegando ao terminal pré-sináptico
causa a liberação do neurotransmissor.
B: As moléculas ligam-se a canais iônicos ativados
por esse transmissor na membrana pós sináptica.
Se o sódio entrar na célula pós-sináptica através
dos canais abertos, a membrana será
despolarizada.
C: A mudança resultante no potencial de membrana
(Vm), registrada por um microeletrodo na célula é o
PEPS.
b) Sinapse inibitória
- PIPS: Potencial inibitório pós-sináptico.
- O neurotransmissor é inibitório e quando é
liberado na fenda sináptica vai se ligar a um canal
de cloreto (por exemplo) que faz com que o PIPS
seja gerado.
- Causa hiperpolarização na membrana pós
sináptica (entra de cloreto ou saída de potássio).
Ex: GABA, glicina.
A geração de um potencial inibitório
pós-sináptico (PIPS)
A: Um impulso chegando ao terminal pré-sináptico
causa a liberação do neurotransmissor.
B: As moléculas do neurotransmissor ligam-se a
um canal dependente desse transmissor na
membrana pós sináptica. Se o cloreto entrar na
célula pós-sináptica através dos canais abertos, a
membrana será hiperpolarizada.
C: A mudança resultante no potencialde membrana
(Vm), registrada por um microeletrodo na célula é o
PIPS.
Observações:
- Pode ter sinapses excitatórias e inibitórias no
mesmo neurônio.
- Os PEPS e os PIPS são gerados apenas nos
dendritos e no corpo celular que se propagam em
direção a zona de gatilho.
- Se o PEPS atingir o valor limiar haverá o potencial
de ação (PA); se o PEPS for mais intenso que o
limiar, haverá mais de um potencial de ação gerado
pela zona de gatilho.
Pergunta: Como um neurônio que recebe milhares
de sinais excitatórios e inibitórios processam
esses sinais antes de gerar o potencial de ação
(PA)?
Resposta: A membrana dos dendritos e do corpo
celular computam algebricamente os PEPS e PIPS.
O resultado dessas combinações determinarão se
haverá ou não o potencial de ação e com que
frequência.
→ Somação de PEPS:
• Conceito: mecanismo de combinação (ou
integração) dos sinais elétricos na membrana pós
sináptica - SOMAÇÃO.
• A somação serve para chegar ao potencial de
ação.
• Tipos de somação:
- Somação espacial: vários axônios chegando juntos
no mesmo neurônio, disparando vários potenciais
de ação.
- Somação temporal: um axônio libera mais de um
potencial de ação em um neurônio ao longo do
tempo.
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• No sistema nervoso sempre vai ter um “jogo de
forças”. Se tiver neurotransmissor inibitório e
excitatório no mesmo neurônio, o inibitório acaba
dificultando a amplitude e o tamanho do PEPS, ou
seja, ele fica menor e dificultando atingir o limiar de
excitabilidade e disparar o potencial de ação.
2. ELEMENTO PRÉ E PÓS SINÁPTICO:
• Elemento pré-sináptico: neste elemento existem
zonas ativas que são regiões especializadas para
acoplamento da vesícula e liberação dos
neurotransmissores, levando as informação por
meio deles.
• Elemento pós-sináptico: recebe a informação, pois
os neurotransmissores atuam nos seus receptores.
Apresenta receptores (ionotrópicos e
metabotrópicos) para permitir ou não a transmissão
do potencial de ação.
3. NEUROTRANSMISSORES:
→ Categorias:
a) Aminoácidos (sintetizados no final do axônio):
- GABA - principal neurotransmissor inibitório.
- Glutamato - principal neurotransmissor
excitatório; possui diferentes receptores, podendo
ter efeitos diferentes.
- Glicina.
b) Aminas (acetilcolina, dopamina, adrenalina,
histamina, noradrenalina, serotonina) - sintetizados
no final do axônio.
c) Peptídeos (somatostatina, colecistocinina) -
sintetizados no corpo celular do neurônio.
OBS: normalmente 1 neurônio libera 1
neurotransmissor.
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→ Neurônios colinérgicos:
4. VESÍCULAS SINÁPTICAS E
ACOPLAMENTO COM A MEMBRANA
PARA LIBERAÇÃO DO
NEUROTRANSMISSOR:
• Vesículas ou grânulos secretores: armazena os
neurotransmissores.
• Proteínas motoras: cuja função é através da
interação com os microtúbulos, transportar as
vesículas de um local da célula para outro.
- Cinesina → responsável pelo transporte
anterógrado (corpo celular → axônio).
- Dineína → responsável pelo transporte retrógrado
(axônio → corpo celular).
• Proteína SNARE: puxa a vesícula em direção a
membrana daquele axônio (como se fosse um
grampo) a ponto que a membrana da vesícula vai se
fundindo com a membrana do axônio e isso só
ocorre porque entrou cálcio (através dos canais de
voltagem dependente de cálcio) na membrana
pré-sináptica.
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5. RECEPTORES PÓS-SINÁPTICOS:
→ Receptor Ionotrópico: canais iônicos controlados
por ligante.
• O neurotransmissor abre o canal iônico
diretamente.
• Efeito rápido.
→ Receptor Metabotrópico: atuam por meio de
segundos mensageiros, acoplados por uma
proteína G.
• O neurotransmissor abre o canal iônico
indiretamente.
• Efeito mais lento.
6. MECANISMOS DE RECAPTAÇÃO DO
NEUROTRANSMISSOR DA FENDA
SINÁPTICA:
• Mecanismos de sensibilização do
neurotransmissor.
• Quais são os possíveis destinos dos
neurotransmissores após serem liberados na fenda
sináptica?
- Recaptação do neurotransmissor pelo terminal do
axônio.
- Degradação do neurotransmissor (ação
enzimática).
- Difusão através da fenda sináptica.
Ex:
- Acetilcolina: tem tanto a degradação quanto a
recaptação.
- GABA e Glutamato: recaptação.
ATIVIDADE:
Marina abriu o forno para pegar um bolo que
havia acabado de assar. Ela estava com pressa e
por isso pegou um pano de prato para pegar a
assadeira ao invés de utilizar uma luva adequada.
Este não foi suficiente para proteger suas mãos e,
assim, ela sentiu dor ao pegar a assadeira. No
entanto ela foi capaz de suportar essa dor e não
soltou o bolo. O sistema nervoso apresenta
mecanismos de modulação da dor, um deles é por
meio de sinapses axoaxônicas, na qual o neurônio
C1 controla o influxo de cálcio no neurônio A.
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1. O que acontecerá com a quantidade de
neurotransmissor liberado na fenda
sináptica (na sinapse entre os neurônios a
e b)?
- Diminui.
2. Será gerado um PIPS ou um PEPS no
neurônio b? Qual será a amplitude do
PEPS ou PIPS gerado no neurônio b?
- Muda a amplitude do PEPS, diminui.
OBS: a quantidade de cálcio que entra é
proporcional a quantidade de neurotransmissores
liberados na fenda sináptica.
COCAÍNA:
Após o uso de cocaína um homem apresenta
diminuição da sensação de cansaço e sentimentos
de euforia. Pesquise o mecanismo de ação da
cocaína para explicar os sintomas descritos.
Resposta:
- Basicamente o mecanismo de ação da cocaína no
Sistema Nervoso Central é aumentar a liberação e
prolongar o tempo de atuação dos
neurotransmissores dopamina, noradrenalina e
serotonina.
- A cocaína inibe a enzima MAO (monoamina
oxidase), a qual é responsável pela degradação da
noradrenalina e dopamina e além disso retarda a
recaptação dos neurotransmissores da fenda
sináptica, ou seja, essa fenda fica cheia de
dopamina e uma hora o neurônio pós sináptico vai
passar a não responder da mesma forma,
precisando cada vez mais de cocaína para liberar
mais dopamina, pra ter cada vez mais dopamina.
RESUMÃO SINAPSES:
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FORMS:
1. A abertura de canais de cloreto dependentes
de ligante irá causar:
a) PEPS
b) Efluxo de sódio
c) Efluxo de cálcio
d) PIPS
2. Como é possível um mesmo neurotransmissor
produzir efeitos diferentes?
a) tamanho do axônio
b) quantidade de influxo de cálcio no neurônio
pré-sináptico
c) pela ativação de receptores diferentes
d) frequência de potenciais de ação no
neurônio pré-sináptico
3. Assinale a alternativa que descreve uma
maneira de diminuir a amplitude do PEPS:
a) Diminuir o influxo de cálcio no neurônio
pré-sináptico
b) Aumentar o efluxo de cálcio no neurônio
pré-sináptico
c) Aumentar o influxo de sódio no neurônio
pré-sináptico
d) Aumentar frequência de potenciais de ação
no neurônio pós-sináptico
4. Um neurotransmissor inibitório pode provocar:
a) abertura de canais de cloreto
b) abertura de canais de potássio dependente
de voltagem
c) potencial pós-sináptico inibitório (PIPS)
d) potencial pós-sináptico excitatório (PEPS)
5. Paciente, 60 anos, apresenta tremor de repouso
e lentificação dos movimentos. O médico
desconfiou de doença de Parkinson. Nessa
patologia, um dos medicamentos utilizados
aumenta a disponibilidade do neurotransmissor
dopamina na fenda sináptica. Qual das opções
abaixo produziria esse efeito?
a) Uso de um fármaco que diminui a
recaptação de dopamina
b) Uso de um fármaco que aumenta a
degradação da dopamina
c) Fármaco que bloqueia o canal de cálcio
voltagem-dependente da membrana
pré-sináptica
d) Fármaco que bloqueia o receptor presente
na membrana pós-sináptica
6. Quais os dois tipos de receptores que podem
estar presentes na membrana pós-sináptica?
R: ionotrópicos e metabotrópicos.
7. Homem, 65 anos, apresenta tremor durante o
repouso e lentificação de movimentos. O médico
desconfiou de doença de Parkinson, na qual há
alteração dos núcleos da base. O circuito formado
pelos núcleos da base tem sinapses excitatórias e
inibitórias.
a)Quando o potencial de ação é deflagrado
em um dos neurônios desse circuito, a
despolarização gerada irá liberar
neurotransmissor na fenda sináptica.
Descreva as fases envolvidas na liberação
desse neurotransmissor.
R: Despolarização; abertura de canais de
cálcio dependentes de voltagem; influxo de
cálcio; mobilização de vesículas contendo
neurotransmissor; exocitose do
neurotransmissor; ligação do
neurotransmissor nos receptores.
b) Qual tipo de canal (sódio ou cloreto) será
aberto em uma sinapse excitatória? E em
uma sinapse inibitória?
R: Sinapse excitatória: canais de sódio.
Sinapse inibitória: canais de cloreto.
c) O que acontecerá se vários neurônios
liberarem seus neurotransmissores ao
mesmo tempo na fenda sináptica
provocando abertura de canais de sódio
do mesmo neurônio pós-sináptico? Pense
sobre o número de receptores ativados e
na amplitude do PEPS e no potencial de
ação para a sua resposta.
R: Somação espacial - mais receptores
serão ativados, a amplitude do PEPS será
maior e será mais fácil o potencial de ação
ser desencadeado.
8. Uma mulher estava interessada em aplicar
botox para diminuir rugas de expressão. Nesse
tipo de procedimento, uma pequena quantidade
de toxina botulínica é injetada localmente.
a) Quais os efeitos da toxina botulínica na
junção neuromuscular?
R: Inibição da liberação de acetilcolina.
b) Qual o efeito na contração muscular que
explica porque utilizar essa toxina em
procedimentos estéticos?
R: Não poderá ocorrer a contração
muscular.
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