Fisiologia da célula - transmissão sináptica

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Eduardo Ferreira da Silva 
Turma 145- M1 – 25/08/2018 
Fisiologia  
Transmissão Sináp�ca 
Resumo do capítulo 5 do livro “paradiso”. 
O processo de transferência de informação na sinapse é denominado de transmissão sináp�ca. 
A sinapse é um sí�o de transferência de informação de um neurônio ao outro ou a um 
músculo. 
Tipos de sinapses 
Sinapses Elétricas (SE) 
São simples em estrutura e função e permitem a transferência direta da corrente iônica de uma 
célula para outra. Ocorrem em sí�os especializados denominados junções comunicantes (Gag 
em inglês, as Junções comunicantes podem ser encontradas em diferentes células do corpo, 
portanto isso não é sinônimo de sinapse elétrica). Essa junção estreita é atravessada por grupos 
de proteínas especiais denominadas conexinas . Seis conexinas reunidas formam o canal 
denominado conéxon, e dois conéxons combinam-se para formar um canal de junção 
comunicante. Seu diâmetro é grande o suficiente para deixar passar os principais íons e muitas 
moléculas pequenas orgânicas 
As sinapses elétricas são bidimensionais. As células acopladas por junções comunicantes são 
denominadas eletricamente acopladas. A transmissão da sinapse elétrica é muito rápida e se 
for grande é, também, infalível. Um potencial de ação num neurônio pré-sináp�co pode 
provocar um potencial de ação, quase instantaneamente, num neurônio pós-sináp�co. São 
encontradas, em vertebrados, algumas vezes em neurônios sensoriais e motores, em circuitos 
neurais mediando a resposta de fuga. Essa corrente iônica causa um potencial pós-sináp�co 
(PPS) no segundo neurônio. Como a maioria dessas sinapses são bidirecionais, quando o 
segundo neurônio produz um potencial de ação, ele irá, por sua vez, produzir um PPS no 
primeiro neurônio. Várias PPS podem juntar-se e excitar fortemente um neurônio. 
Sinapses Químicas (SQ) 
A membrana pré-sináp�ca e pós-sináp�ca são separadas pela fenda sináp�ca . A fenda é 
preenchida por uma matriz extracelular de proteínas fibrosas, uma das suas funções é manter 
a adesão das membranas. O elemento pré-sináp�co geralmente é um terminal axonal. Um 
terminal �pico contém dúzias de organelas esféricas delimitadas por membranas: Vesícula 
Sináp�ca que armazenam neurotransmissores. Muitos terminais contêm vesículas maiores 
chamadas grânulos secretores. 
Acumulações densas de proteínas na e a adjacentes à membrana plasmá�ca, de ambos os 
lados da fenda sináp�ca, são cole�vamente denominadas diferenciações da membrana. Na 
membrana pré-sináp�ca: a membrana e a porção de proteínas, em formato de pirâmide ao 
longo da face intracelular da membrana, são sí�os de liberação de neurotransmissores e são 
chamados Zonas a�vas. 
A espessa camada proteica na e sob a membrana pós-sináp�ca é denominada densidade 
pós-sináp�ca. 
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Quando ocorrem no sistema nervoso central 
Se a conexão do terminal axonal for com um dendrito, a sinapse é dita axodendrí�ca. Se a 
membrana pós-sináp�ca for um corpo celular, é denominada axossomá�ca. Em alguns casos, a 
membrana pós-sináp�ca está em outro neurônio, então chamamos de Axoaxônica. Em 
neurônios especializados pode ocorrer a sinapse dendrito-dendrito, denominada 
dendodentrí�cas. 
Sinapses cujas diferenciações na membrana pós-sináp�cas são mais espessas do que na da 
pré-sináp�ca são denominadas sinapses assimétricas ou Sinapses do �po I de Gray; aquelas 
cujas diferenciações têm espessura similar são sinapses simétricas, ou sinapses do �po II de 
Gray. As sinapses do �po I de Gray são geralmente excitatórias, enquanto que as sinapses do 
�po II são geralmente inibitórias. 
Junção neuromuscular 
Junções sináp�cas fora do sistema nervoso central: por exemplo axônios do sistema 
neurovegeta�vo inervam glândulas, músculos lisos e o coração. Ocorre também entre 
neurônios motores da medula espinal e o músculo esquelé�co, tal sinapse é denominada 
Junção neuromuscular . Um potencial de ação no axônio motor sempre causa um potencial de 
ação na fibra muscular que ele inerva. Sua principal especialização é o tamanho, uma das 
maiores do corpo, contém um grande número de zonas a�vas . Além disso, a membrana 
pós-sináp�ca é chamada de placa motora terminal, contém uma série de dobras. As zonas 
a�vas pré-sináp�cas estão precisamente alinhadas com dobras nas junções, e a membrana 
pós-sináp�ca tem uma alta densidade de receptores para neurotransmissores. 
Princípios da transmissão sináp�cas química 
Neurotransmissores 
(1) Aminoácidos (2) Aminas (3) pep�deos. 1 e 2 são pequenas moléculas orgânicas 
contendo pelo menos um átomo de nitrogênio armazenadas em/liberadas de vesículas 
sináp�cas. 3 são grandes moléculas armazenadas em/liberadas de grânulos secretores. 
A transmissão sináp�ca rápida na maioria das sinapses do SNC é mediada pelos aminoácidos 
glutamato (Glu), ácido gama-aminobu�rico (GABA) e glicina (Gly). A junção neuromuscular a 
amina ace�lcolina (ACo) medeia. 
Síntese e Armazenamento 
Neurotransmissores aminoácidos e aminas são sinte�zados de diferentes formas. Concentrar 
neurotransmissores dentro da vesícula é trabalho dos transportadores, proteínas especiais 
embu�das na membrana vesicular. No caso dos neurotransmissores pep�dicos, ocorre a 
síntese no re�culo endoplasmá�co rugoso. Geralmente pep�deos longos, sinte�zados no RER, 
são clivados no aparelho de Golgi produzindo fragmentos menores, sendo um deles o 
neurotransmissor a�vo. 
Liberação de neurotransmissores 
A despolarização da membrana do terminal causa a abertura de canais de cálcio dependentes 
de voltagem nas zonas a�vas. A concentração de Ca 2+ no meio intracelular no repouso é baixa, 
o aumento de sua concentração é sinal que causa liberação de neurotransmissores. Em 
“microdomínios” local próximo as zonas a�vas, o cálcio pode a�ngir concentrações muito altas. 
As vesículas liberam seus conteúdos por exocitose. A vesícula sináp�ca se funde com a 
membrana pré-sináp�ca nas zonas a�vas. A boca do poro que ancora se abre até que a 
membrana da vesícula esteja completamente ancorada na membrana pré-sináp�ca. A 
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membrana vesicular é posteriormenterecuperada por endocitose, a vesícula reciclada é 
recarregada com neurotransmissor. A liberação dessas vesículas do citoesqueleto e seu 
atracamento às zonas a�vas são também desencadeados por elevações de [Ca 2+ ]. Os grânulos 
de secreção liberal, normalmente fora da zona a�va. Os neurotransmissores pep�dicos têm 
liberação mais lenta que os outros. 
Canais iônicos a�vados por neurotransmissores 
São proteínas transmembrana, compostas por quatro ou cinco subunidades, que juntas 
formam um poro. Na ausência de neurotransmissor, o poro do receptor estará fechado. Não 
apresentam mesmo grau de sele�vidade iônica dos canais iônicos dependentes de voltagem. 
Uma despolarização transitória da membrana pós-sináp�ca causada por uma liberação 
pré-sináp�ca de neurotransmissores é denominada potencial excitatório pós-sináp�co (PEPS). 
Canais iônicos abertos por ace�lcolina e por glutamato causam PEPSs. 
Se os canais iônicos dependentes de neurotransmissores são permeáveis ao Cl - , o efeito 
resultante será a hiperpolarização da membrana da célula pós-sináp�ca a par�r do potencial 
de repouso (porque o potencial de equilíbrio do cloreto é nega�vo). Como o neurotransmissor 
tende a afastar o potencial de membrana do limiar de geração do potencial de ação, esse 
efeito é dito inibitório. Uma hiperpolarização transitória do potencial de membrana 
pós-sináp�co causada pela liberação pré-sináp�ca de neurotransmissores é chamada potencial 
inibitório pós-sináp�co (PIPS). A a�vação sináp�ca de canais iônicos abertos por Glicina ou 
GABA causa uma PIPS. 
Receptores acoplados a proteínas G 
A transmissão sináp�ca química rápida é mediada por neurotransmissores dos �pos 
aminoácidos e aminas, agindo em canais iônicos a�vados por esses neurotransmissores. 
Entretanto, totós os três �pos de neurotransmissores, agindo sobre receptores acoplados a 
proteínas G, podem ter ações pós-sináp�cas mais lentas, mais duradouras e mais 
diversificadas. 
1. O neurotransmissor liga-se ao receptor na membrana pós-sináp�ca. 
2. O receptor proteico a�va pequenas proteínas, denominadas Proteínas G, as quais se 
movem livremente ao longo da face intracelular da membrana pós-sináp�ca. 
3. As proteínas G a�vas, por sua vez, a�vam proteínas efetoras. 
As proteínas efetoras podem ser canais iônicos (a�vados por proteína G) ou podem ser 
enzimas que sinte�zam moléculas denominadas segundos mensageiros, que se difundem para 
o citosol que, por sua vez, podem regular canais iônicos e alterar o metabolismo celular. Devido 
aos receptores acoplados a proteínas G poderem desencadear uma variedade de efeitos 
metabólicos, eles são denominados receptores metabotrópicos. 
A ace�lcolina diminui as contrações rítmicas do coração por causar uma 
lenta hiperpolarização das células musculares cardíacas. Em contraste, no 
músculo esquelé�co, a ace�lcolina induz a contração por causar uma 
rápida despolarização das fibras musculares. No coração, o receptor 
metabotrópico de ace�lcolina é acoplado por uma proteína G a um canal de 
potássio. No músculo esquelé�co o receptor é um canal iônico a�vado pela 
ace�lcolina e permeável ao Na + . 
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Auto receptores 
São comumente encontrados na membrana do terminal axonal pré-sináp�co. Receptores 
pré-sináp�cos que são sensíveis aos neurotransmissores liberados no próprio terminal 
pré-sináp�co são denominados auto receptores. Tipicamente, auto receptores são receptores 
acoplados a proteínas G que es�mula formação de segundos mensageiros. 
Reciclagem e Degradação de Neurotransmissores 
Geralmente, aminoácidos e aminas, a difusão é auxiliada por sua receptação para dentro do 
terminal pré-sináp�co. A recaptação ocorre por transportadores proteicos específicos para 
neurotransmissores na membrana pré-sináp�ca. Uma vez dentro do citosol, os 
neurotransmissores podem ser degradados ou recarregados para dentro das vesículas 
sináp�cas. Transportadores de neurotransmissores também existem na membrana da glia que 
envolve a sinapse e auxiliam na remoção de neurotransmissores da fenda sináp�ca. 
Outra maneira é pela degradação enzimá�ca na própria fenda. É assim que a ace�lcolina é 
removida da junção neuromuscular. A enzima ace�lcolinesterase (ACoE) é depositada na fenda 
pelas células musculares. A ACoE cliva a molécula de ace�lcolina, deixando-a ina�va para os 
receptores de ace�lcolina. 
Uma ininterrupta exposição a altas concentrações de ace�lcolina leva, após vários segundos, a 
um processo denominado dessensibilização, no qual canais a�vados pelos neurotransmissores 
fecham-se apesar da con�nua presença de ace�lcolina. 
Neurofarmacologia 
Gases dos nervos podem inibir a ace�lcolinesterase, os quais inibem a função normal de 
proteínas específicas envolvidas na transmissão sináp�ca: tais drogas são chamadas inibidores. 
Denominados antagonistas de receptores, ligam-se aos receptores e bloqueiam (antagonizam) 
a ação normal do neurotransmissor. 
Outras drogas mime�zam a ação de neurotransmissores, denominados agonistas de 
receptores. Um exemplo de agonista de receptores é a nico�na, um derivado da planta do 
tabaco, ela liga-se e a�va receptores de ace�lcolina no músculo esquelé�co. Canais iônicos 
a�vados por ace�lcolina no músculo são denominados receptores colinérgicos nico�nicos, os 
receptores do coração não são a�vados por nico�na. Há também RCN no SNC, eles estão 
envolvidos nos efeitos de dependência ao uso do fumo. 
Princípios da integração sináp�ca 
A integração sináp�ca é o processo pelo qual múl�plos potenciais sináp�cos se combinam em 
um neurônio pós-sináp�co. 
A integração dos PEPS 
A mais elementar resposta pós-sináp�ca é a abertura de um único �po de canal iônico a�vado 
por neurotransmissor. A corrente de entrada através desses canais despolariza a membrana 
pós-sináp�ca, causando o PEPS. A membrana pós-sináp�ca pode ter algumas dezenas até 
diversos milhares de canais a�vados por neurotransmissores; a quan�dade a�vada durante a 
transmissão sináp�ca depende principalmente da quan�dade de neurotransmissor que é 
liberada. 
Análise quân�ca de PEPS 
A unidade elementar da liberação de neurotransmissores é conteúdo de uma única vesícula. 
Cada vesícula contém quan�dades (X) parecidas de neurotransmissores,a quan�dade total 
liberada é múl�pla desse número X. Consequentemente, a amplitude de PEPSs pós-sináp�co é 
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