Sinapse - Fisiologia Humana

para que as Sensações possam ser percebidas elas precisam atingir o sistema nervoso central da mesma forma para que você mova os seus músculos impulsos nervosos originados no cérebro precisam ser capazes de estimular a contração muscular para que isso ocorra são necessários sinapses sinapses são comunicações entre neurônios e outra célula efetora que pode ser outro neurônio célula muscular Lisa ou esquelético e células glandulares o termo sinapse surgiu no final do século XIX Quando reconheceu-se que a transmissão de informação de um neurônio a outro ocorria em sítios especializados que Charles sherington nomeou de sinapse a natureza das

sinapses permaneceu incerta por muito tempo mas pela velocidade que ocorria muitos acreditavam que a corrente elétrica passava diretamente de um neurônio a outro o que confirmou-se em 1950 com a descoberta das sinapses elétricas mas muitos também acreditavam que a sinapse poderia envolver mensageiros químicos o que também Foi confirmado mesmo antes das sinapses elétricas quando em 1921 as sinapses químicas foram descobertas portanto há dois tipos de sinapses elétricas e químicas vamos começar a compreendê-las melhor antes é necessário ressaltar que caso não compreenda o que seja um impulso nervoso recomendo fortemente que veja nosso vídeo sobre este

tópico o link está na descrição antes é importante compreender algumas terminologias básicas o neurônio localizado antes da sinapse é chamado de pré-sináptico e após a sinapse de pós sináptico no caso de uma sinapse química o espaço situado entre as células é chamada de fenda sináptica agora vamos compreender melhor as sinapses elétricas as sinapses elétricas são mais simples e aquela onde a corrente elétrica formada por íons passa de um neurônio a outro as membranas das células estão muito próximas cerca de 3 nôm de distância essa fenda Estreita é atravessada por proteínas chamadas de conexinas as conexinas

se associam e formam um conexon um conexon é formado por seis conexinas dois conexion um de cada lado da membrana se unem e formam uma junção comunicante as junções comunicantes são as estruturas que permitem o fluxo de íons entre os neurônios estas junções permitem o fluxo de íons em ambas as direções desta forma as sinapses elétricas são bidirecionais Diferentemente das sinapses químicas que são usualmente unidirecionais como a corrente elétrica na forma de íons passa diretamente entre as duas células diz-se que elas estão eletricamente acopladas a transmissão elétrica entre o neurônio pré e pós-sináptico é instantânea

com a corrente elétrica passando diretamente entre ambos a corrente passando pelas junções comunicantes causa no neurônio pós sináptico o potencial pós-sináptico o potencial de ação na primeira célula possui uma variação de voltagem na ordem de 80 MV mas o potencial pós-sináptico como se pode ver é bem menor cerca de 1 MV desta forma como o potencial pós-sináptico é pequeno o neurônio pré-sináptico pode não ser capaz de induzir o potencial de ação no neurônio pós-sináptico isso é compensado pois vários neurônios disparando em sincronia podem fazer sinapse Com um único neurônio pós-sináptico sendo assim capaz de atingir

o Limiar para geração de um potencial de ação isso revela o papel crucial das redes neurais as sinapses elétricas são mais comuns no encéfalo e elas são mais abundantes onde a função coordenada é altamente requerida como em muitas regiões que atuam no controle motor se quiser ter acesso aos slides em powerp veja as opções para se tornar membro do canal você pode também ter acesso aos roteiros ou apenas contribuir com um canal com menos de um café por mês torne-se membro do fisiologia humana a maior parte da transmissão sináptica no sistema nervoso maduro é química

na sinapse química o neurônio pré-sináptico e a célula pós-sináptica que pode ser um neurônio ou não como já vimos estão separados por uma distância de 20 a 50 nôm sendo assim cerca de 10 vezes maior que a distância entre as membranas na sinapse elétrica esta fenda é preenchida por Matriz extracelular de proteínas fibrosas cuja principal função é manter a Adesão da estrutura sináptica como pode ser observado um axônio se divide em várias ramificações os terminais axonais cada um deles possuindo grande quantidade de vesículas com neurotransmissores que são as substâncias que medeiam a comunicação entre o

neurônio e a célula pós-sináptica essas estruturas são chamadas de vesículas sinápticas tanto na membrana na pré-sináptica como na pós-sináptica há densas acumulações de proteínas formando as chamadas diferenciações de membrana a região da membrana pré-sináptica onde ocorre a liberação dos neurotransmissores é chamada de zona ativa na célula pós-sináptica a região mais densa em proteínas é aquela onde está os receptores estrutura onde os neurotransmissores irão se ligar as sinapses químicas podem ser diferenciadas a partir da conexão do neurônio pré-sináptico com o neurônio pós-sináptico assim ela pode ser axodendrítica axo somática e axo axônica se a sinapse ocorre

na espinha dendrítica ela é chamada de axo espinhosa em algumas sinapses ainda ocorre a comunicação entre dendritos chamada de dendríticas como já mencionado uma sinapse química pode ocorrer entre o neurônio e outra célula que não o neurônio elas ocorrem fora do sistema nervoso central como no coração glândulas músculo liso e músculo esquelético a sinapse química mais estudada e que ajudou na compreensão de vários aspectos no funcionamento sináptico é a junção neuromuscular temos um vídeo específico sobre este tema o link está na descrição para que uma sinapse química ocorra É necessar um mecanismo para a produção

dos neurotransmissores seu empacotamento em vesículas sinápticas um mecanismo de liberação Na Fenda sináptica e a remoção dos neurotransmissores da fenda sináptica e tudo isso tem que acontecer extremamente rápido isso fez com que muitos pesquisadores fossem céticos quanto à existência de sinapses químicas até que as evidências de sua existência surgissem a velocidade de transmissão varia amplamente sendo que as sinapses rápidas duram entre 10 e 100 msos os neurotransmissores são Mensageiros os químicos nestas sinapses e são usualmente classificados em três categorias aminoácidos aminas e peptídeos nesta tabela estão apresentados os principais representantes de cada um destes grupos

aminas e aminoácidos são pequenas moléculas orgânicas contendo pelo menos um átomo de nitrogênio e são armazenados nas vesículas sinápticas peptídios são maiores e são armazenados em grânulos secretor que são parecidos com as vesículas sinápticas mas apresentam maior volume os neurotransmissores são produzidos nos próprios neurônios alguns deles como glutamato e glicina são aminoácidos e estão presentes em todos os neurônios outros no entanto só estão presentes nos neurônios que o utilizam como é o caso do ácido Gama aminobutírico o gaba e examinas como a adrenalina uma vez produzidas no citosol São transportadas por proteínas transportadoras na membrana

das vesículas sinápticas assim que o potencial de ação atinge o terminal axonal canais de cálcio dependentes de voltagem são abertos e uma grande quantidade de cálcio penetra no interior celular o cálcio se liga uma proteína chamada de sinaptotagmina o que promove a fusão da membrana das vesículas com a membrana do neurônio pré-sináptico liberando os neurotransmissores no espaço sináptico Por exocitose após a liberação dos neurotransmissores a membrana das vesículas é recaptado por endocitose e reciclada para armazenar neurotransmissores novamente essa liberação de neurotransmissores está associada à chamadas proteínas SN presentes tanto na vesícula como na membrana plasmática

a interação entre estas proteínas é o que permite que a membrana da vesícula se Funda com a membrana celular e libere os neurotransmissores o neurotransmissor após cair Na Fenda sináptica liga-se o receptor na célula pós-sináptica o receptor é uma proteína que altera sua conformação quando o neurotransmissor se liga a ela há centenas de receptores de neurotransmissores diferentes e podem ser divididos em dois tipos os receptores acoplados a proteína G que são mais lentos e canais iônicos ativados por neurotransmissores que são mais rápidos os canais iônicos ativados por neurotrans são proteínas transmembranares compostas por quatro ou

cinco subunidades quando não há neurotransmissor ligado ao receptor o poro Por onde passa zinos encontra-se fechado o neurotransmissor ao se ligar muda conformação do receptor e iun agora podem fluir através dele os canais iônicos ativados por neurotransmissores geralmente são muito seletivos ou seja deixam passar mais de um tipo de ion pelo Canal por exemplo na junção neuromuscular a acetilcolina ao se ligar ao receptor causa a abertura do canal que é permeável a i sódio e potássio Como o meio extracelular é rico em sódio este vai ser o principal íon a passar pelo Canal quando a

abertura do canal causa a excitação das células pós-sináptica a o que se chama de potencial excitatório pós-sináptico Este é o tipo de ativação causada por canais iônicos abertos por acetilcolina e mato se os canais ativados por neurotransmissores forem permeáveis ao cloreto a célula pós-sináptica torna-se hiperpolarizada tendo assim efeito inibitório isso é chamado de potencial inibitório pós-sináptico canais abertos por gaba e glicina são os principais lembrando rapidamente o potencial de ação é fácil compreender porque um influxo de sódio está presente nas sinapses excitatórias e o influxo de clorito nas inibitórias a primeira fase do potencial de

ação a despolarização é exatamente o influxo de sódio na célula sendo assim excitatória oin cloreto possu carga negativa na despolarização há um influxo de cargas positivas na célula assim o influxo de íons negativos Afasta a célula do Limar do potencial de ação dificultando a despolarização as sinapses químicas além deorr através da ativação de canais iônicos também ocorrem através de receptores acoplados à proteína G isso causa mudanças pós-sinápticas mais lentas mais duradouras e mais diversificadas essa ação de forma geral ocorre da seguinte forma o neurotransmissor se liga ao receptor da célula pós-sináptica o receptor por sua

vez ativa a proteína G as quais se movem lateralmente através da face interna da membrana celular as proteínas G por sua vez ativam proteínas efetoras estas proteínas que são ativadas pela proteína G podem ser canais iônicos ou podem ser enzimas que produzem outras moléculas chamadas de segundo mensageiro o primeiro mensageiro foi o neurotransmissor que se ligou no receptor esses segundos mensageiros podem realizar atividades diversas na célula pós-sináptica este sistema de segundos mensageiros a partir da proteína G pode ocorrer em cascata de forma que permite uma grande amplificação do sinal o que pode resultar na modificação

de muitos canais Além disso as cascatas permitem muitos pontos de regulação um exemplo bem simples para entender isso é o da acetilcolina no músculo estreado esquelético a acetilcolina causa a abertura de um canal iônico de sódio embora não seja exclusiva deste íon que leva a despolarização celular no coração a acetilcolina se liga ao receptor que ativa a proteína G que então ativa um canal iônico de potássio o que hiperpolariza a célula diminuindo a frequência cardíaca as próprias células pré-sinápticas possuem receptores para os próprios neurotransmissores que libera sendo este um exemplo de sinalização autócrina Estes autorreceptores

são acoplados à proteína g e sua função é inibir a produção de mais neurotransmissores atuam como uma forma de válvula de segurança evitando que a concentração de neurotransmissores atinja níveis muito elevados uma vez que os neurotransmissores liberados tenham interagido com o seu receptor eles devem ser removidos para um novo processo de transmissão sináptica isso pode ocorrer por difusão mas em boa parte das sinapses este processo é auxiliado através do processo de recap do neurotransmissor pela célula pré-sináptica a recaptação ocorre por transportadores proteicos e uma vez no citosol podem ser degradados para reciclagem ou armazenados novamente

em vesículas sinápticas estes transportadores de neurotransmissores também existem células da glia que assim auxiliam no processo de remoção de neurotransmissores da fenda sináptica o neurotransmissor também pode ser movido por degradação enzimática como é o caso da junção neuromuscular a enzima acetilcolinesterase degrada acetilcolina removendo seu excesso do espaço sináptico os receptores da acetilcolina rapidamente se tornam dessensibilizador de sua concentração em caso de inibição da acetilcolinesterase a dessensibilização dos receptores leva uma incapacidade de gerar potenciais de ação muscular levando a paralisia alguns gases e o veneno popularmente conhecido como chumbinho são inibidores da acetilcolinesterase a junção neuromuscular

é alvo de diversas moléculas tóxicas para entender melhor acesse o link da descrição um único neurônio pós-sináptico pode receber sinais de vários outros neurônios por meio de diferentes tipos de receptores a resposta final do neurônio pós-sináptico poderá ser gerar um potencial ou não a integração sináptica é o processo pelo qual múltiplos potenciais sinápticos se combinam em um único neurônio pós-sináptico cada vesícula pré-sináptica possui cerca de 200 moléculas de neurotransmissores e a fusão de uma única vesícula gera alterações na voltagem da célula pós-sináptica assim as alterações de voltagem na célula pós-sináptica sempre serão um múltiplo de

uma vesícula sináptica na junção neuromuscular por exemplo uma única sinapse é capaz de gerar um potencial de ação no sistema nervoso central entretanto uma única célula pós-sináptica está conectada a diversas células pré-sinápticas se a cada sinapse recebida a célula pós-sináptica disparasse um potencial de ação ela seria um mero retransmissor de sinal no entanto cada neurônio tem um sistema de computação sofisticado querendo várias sinapses atuando sobre ele em sincronia para que um potencial de ação possa ser gerado Isso se chama de somação e há dois tipos somação espacial e somação temporal a somação espacial consiste em

muitas sinapses atuando ao mesmo tempo sobre o mesmo neurônio a somação temporal consiste em uma mesma sinapse disparando vários potenciais de ação no neurônio pós-sináptico em intervalo curtos de tempo Entre 1 e 15 milissegundos quando o neurônio pós-sináptico recebe impulsos dos neurônios pré-sinápticos a corrente se propaga até uma zona gatilho do neurônio conhecida como cone de implantação região entre o corpo e o axônio A efetividade de uma sinapse excitatória irá depender de sua distância da zona gío e das propriedades da Condução do neurônio pós-sináptico além das sinapses excitatórias as sinapses inibitórias exercem papel crucial no

sistema nervoso a função das sinapses inibitórias é afastar o potencial de membrana do Limiar do potencial de ação a maior parte dos receptores pós-sinápticos nas sinapses inibitórias são os mesmos das excitatórias a principal diferença é nos neurotransmissores ligados principalmente gaba e glicina e o canal ativado geralmente é de cloreto como é um íon negativo ele aumenta a negatividade do meio intracelular afastando a célula do Limiar do potencial de ação assim as sinapses inibitórias também contribuem para a integração sináptica as sinapses inibitórias são muito reguladas visto que inibição em excesso leva ao coma e a falta

de inibição leva a convulsões alguns medicamentos como os benzodiazepínicos e barbitúricos aumentam o fluxo de cloreto através destes canais e podem ser usados em vários distúrbios como os de ansiedade para que haja geração de potenciais ação é necessário a abertura de canais iônicos vimos em maiores detalhes até o momento as sinapses químicas que levam a abertura destes canais Mas como já mencionado há também as sinapses de receptores acoplados a proteína G este tipo de sinapse não evoca ou inibe um potencial de ação diretamente mas modifica fica estes potenciais gerados por outras sinapses com canais iônicos

este tipo de efeito sobre a transmissão sináptica é chamada de modulação um exemplo bem conhecido de modulação é a ligação da Adrenalina em receptores beta adrenérgicos no coração o receptor Beta ativa a proteína G que ativa a proteína efetua adenilato ciclase que converte ATP em Amp cíclico que ativa uma proteína sinase que fosforila o canal de potássio causando seu fechamento o fechamento diminui a saída de potássio da célula dificultando sua hiperpolarização Por isso os receptores Bet adrenérgicos estão Associados com aumento da frequência cardíaca cada receptor só responde a um tipo de transmissor porém um mesmo

neurotransmissor pode atuar em diferentes receptores isso é muito bem conhecido no caso da acetilcolina na junção neuromuscular o receptor para acetilcolina é chamado de nicotínico já que a nicotina é um agonista ou seja capaz de gerar a mesma resposta no receptor daquela gerada pela acetilcolina já os receptores para acetilcolina no coração são chamados de muscarínicos pois a muscarina presente em cogumelos tóxicos são agonistas destes receptores a muscarina é tóxica pois provoca intensa diminuição da frequência cardíaca e pressão arterial a atropina uma molécula derivada da planta Beladona por sua vez é um antagonista de receptores muscarínicos

o que a torna extremamente tóxica a atropina pode ser utilizada farmacologicamente no tratamento de várias condições incluindo aqueles indivíduos com brá de Cardia Severa os receptores para o gaba também são subdivididos sendo eles a MPA nmda e receptores cainato da mesma forma que os receptores de acetilcolina esta divisão ocorre de acordo com os agonistas que conseguem se ligar e induzir os efeitos em cada um dos receptores os receptores a MPA e nmda são os principais receptores a mediar as sinalizações rápidas ex citates do sistema nervoso central o excesso de glutamato é tóxico já que a

ativa canais que permitem a passagem de sódio e cálcio super estimulando a despolarização exaurindo o neurônio este processo é conhecido como excitotoxicidade A adrenalina também possui subtipos de receptores com receptores Alfa que predominam nos vasos sanguíneos e os Beta que predominam no coração o mesmo vale para praticamente todos os sistemas de neurotransmissores um mesmo neurônio Pode liberar mais de um tipo de transm isor que neste caso são chamados de cotrans smiss cores outro fato interessante é que as células pós-sinápticas podem liberar moléculas que atuam no terminal pré-sináptico portanto é uma sinalização retrógrada e os mensageiros

são chamados de retrógrados um grupo conhecido são de pequenas moléculas lipídicas conhecidas como endocanabinoides que atuam nos receptores canabinoides não são armazenados em vesículas lipídicas como os outros neurotransmissores sendo rapidamente produzidos e se difundindo rapidamente a partir da membrana este sistema localiza-se em várias populações de neurônios do sistema nervoso central e periférico mas também em estruturas de outros sistemas como o imunológico possuem dois receptores conhecidos o cb1 e cb2 o cb1 é amplamente distribuído no encéfalo e é o receptor acoplado a proteína g mais comum nesta região o tetrahidrocanabinol molécula derivada daquela erva que você

já deve imaginar o YouTube não gosta que falemos do nome dela aqui se liga aos receptores endocanabinoides e é psicoativa a função deste sistema ainda é pouco conhecida os transmissores podem até mesmo ser gases como é o caso do óxido nítrico reconhecidamente um importante controlador do fluxo sanguíneo tecidual no sistema nervoso também pode atuar como um mensageiro retrógrado já que se difunde através das membranas com muita facilidade Obrigado por assistir o vídeo e até a próxima