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Profa. Dra. Eliane ComoliDepto de Fisiologia da FMRP-USP
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Neurotransmissão
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ROTEIRO DE AULA TEÓRICA: NEUROTRANSMISSÃO
1. Definição de sinapse a. sinápse elétricab. sinápse química
2. Princípios da Transmissão Sináptica Químicaa. neurotransmissores e mecanismo de ação b. síntese e armazenamentoc. liberação de neurotransmissoresd. receptores e proteínas efetorase. reciclagem
3. Princípios da Integração Sinápticaa. potenciais inibitórios pós-sinápticosb. potenciais excitatório pós-sinápticosc. somatição temporal e espacial
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Sinápses
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Sinápse é o termo que designa o local de comunicação entre
neurônios.
O neurônio pré-sinápticogeralmente transporta a
informação para o neurônio pós-sináptico (célula
alvo).
O processo de transferência de informação na sinápse é
chamado transmissão sináptica
Sinápse
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a. axodendríticab. axoaxônica
c. dendrodendríticad. axossomática
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Sinápse pode ser do tipo:
Elétrica Química
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Sinápse Elétrica
é mediada por fluxo de corrente iônica direta do terminal pré-sináptico para o terminal pós-sináptico através de canais do tipo gap-junctions ou
junções comunicantes (diâmetro de 2nm), que conectam os citoplasmas dessas células permitindo continuidade entre as duas células.
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As junções comunicantes são constituídas por um par de hemi-canais, cada qual composto por 6 subunidades de proteínas idênticas (conexinas);
formam o poro no centro, sendo cada hemi-canal chamado conexon.
Junções do tipo GAP ou comunicantes
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Sinápse Elétrica
.
A corrente flui através dos canais, deposita carga positiva no lado interno da membrana pós-sináptica, despolarizando-a.
Se a despolarização atinge o limiar, canais dependentes de voltagem pós-sinápticos abrem-se e geram um potencial de ação.
A sinápse elétrica é transmissão direta e instantânea, portanto mais rápida.
Os neurônios podem disparar sincronicamente.
A sinápse elétrica é evolutivamente mais antiga. Em invertebrados é encontrada em neurôniossensoriais e motores em circuitos neurais mediando resposta de fuga.
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Sinápse Química
Os terminais pré e pós-sinápticos são separados por
um espaço de 10-20nm, chamado fenda sináptica.
No terminal pré-sináptico encontram-se organelas esféricas de diâmetro de
50nm chamadas vesículas sinápticas.
As vesículas sinápticas armazenam
neurotransmissores (substâncias químicas usadas
na comunicação entre os terminais).
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Na membrana do terminal pré-sináptico existem os sítios
de liberação de neurotransmissores, região
chamada zona ativa.
No terminal pós-sináptico, uma camada espessa proteica
é chamada densidade pós-sináptica.
A densidade pós-sináptica contém receptores de
neurotransmissores que convertem os sinais químicos
em potenciais graduados.
Sinápse Química
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a) mecanismo de síntese de neurotransmissores e empacotamento nas vesículas; b) mecanismo de liberação desse neurotransmissor em resposta a um potencial pré-sináptico; c) mecanismo que cause resposta no terminal pós-sináptico; d) mecanismo de remoção dos neurotransmissores na fenda sináptica.
Princípios da Neurotransmissão Química
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Remoção do Neurotransmissor
O neurotransmissor deve ser removido da fenda sináptica, através de:
a) difusão do neurotransmissor para o meio extracelular;
b) recaptação de aminoácidos e aminas nos terminais pré-sinápticos;
c) degradação enzimática na própria fenda. ex: acetilcolina degradada pela
acetilcolinesterase.
Evita dessensibilização dos receptores pós-sinápticos devido ao fechamento dos
canais iônicos após longo período da presença do neurotransmissor na fenda.
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Pot. de ação no terminal Entrada de Ca+2 causa a Abertura de canais receptorespré-sináptico abre fusão de vesículas e Na+ entra na célula pós-sinápticacanais de Ca+2 liberação de neurotransmissor a vesícula se recicladependentes de voltagem por exocitose
Transmissão Sináptica
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A vesícula libera seu conteúdo na fenda sináptica mediante influxo de Ca+2 que ocorre em cada potencial de ação. O Ca+2 é responsável pela mobilização da maquinaria proteica envolvida com a liberação do neurotransmissor na fenda sináptica; envolve: a) a mobilização das vesículas; b) arraste e direcionamento para as zonas ativas do terminal; c) ancoramento na zona ativa e preparo para liberação; d) liberação do neurotransmissor.
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Proteínas envolvidas na liberação do Neurotransmissor
b) NSF e SNAP: envolvidasno arraste e direcionamentoda vesícula em direção `azona ativa do terminal;
c) VAMPS e sinaptotagminas(vesícula), sintaxinas e neurexinas (membrana axonal): envolvidas no ancoramento, fusão e liberação do neurotransmissor. Contribuem para a formação do poro de fusão.
a) sinapsinas: proteínas associadas `a vesicula; mediam interações entre a vesícula e citoesqueleto do terminal nervoso. Com o influxo de Ca+2 torna-se fosforilada e libera a vesícula ancorada no citoesqueleto.
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Neurotransmissores
Moléculas pequenas:a) aminoácidos: glutamato , aspartato, glicina e GABA); b) aminas: acetilcolina, dopamina, epinefrina, histamina, noradrenalina e serotonina.
Moléculas grandes peptídicasarmazenadas em grânulos secretores:colecistoquinina, endorfinas, encefalinas, neuropeptídeo Y, somatostatina, substância P, hormônio liberador de tireotrofina e peptídeo intestinal vasoativo.
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Neurotransmissores
Um neurotransmissor deve seguir quatro critérios:
a) ser sintetizados por neurônios;
b) estarem presentes no terminal pré-sináptico e serem liberados em quantidades suficientes para exercer uma ação definida no neurônio pós-sináptico ou órgão efetor;
c) quando administrado exogenamente deve mimetizar a ação endógena;
d) mecanismo de remoção da fenda.
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Neurotransmissores
Um terminal pode apresentar mais de um tipo deneurotransmissor.
Transmissões mais rápidas no SNC são mediadas poraminoácidos.
Aminoácidos e aminas são sintetizados no citosol e transportados pelas vesículas sinápticas até o terminal axonalonde ficam concentrados.
Grânulos que contém peptídeos ativos sintetizados no retículo e clivados no aparelho de Golgi, são transportados até o terminal axonal onde sofrem modificações.
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Receptores
Ionotrópico Metabotrópico
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O glutamato é o principal transmissor excitatório no
cérebro e na medula espinhal.
Há vários tipos de receptores glutamatérgicos que podem ser receptores ionotrópicos ou
metabotrópicos.
Mecanismo de Ação do Glutamato
Receptores Ionotrópicos
Receptores Metabotrópicos
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Receptores ionotrópicos (GABAA) Receptores Metabotrópicos (GABAB)
Mecanismo de Ação do GABA: O GABA é o principal transmissor inibitório no cérebro e medula espinhal.
Os receptores GABAA são ionotrópicos e formam poros de Cl-. Geram aumento da permeabilidade ao Cl- , consequente influxo de Cl- e hiperpolarização.
Os receptores GABAB são metabotrópicos e através de cascata envolvendo 2os mensageiros ativam canais de K+, gerando aumento da permabilidadeao K+ e conseqüente efluxo de K+ resultando em hiperpolarização.
Cl-
K+
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Mecanismo de Ação da Acetilcolina
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Mecanismo de remoção da Acetilcolina da fenda sináptica:
Ação da Acetilcolinesterase
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Mecanismo de remoção da Acetilcolina da fenda sináptica:
Ação da Acetilcolinesterase
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Mecanismo de Ação da Noradrenalina
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Princípios da Integração Sináptica
O neurônio pós-sináptico integra o complexo de sinais químicos que resultam em inúmeros potenciais excitatórios pós-sinápticos (PEPS) e potenciais inibitórios pós-sinápticos (PIPS).
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despolarização
hiperpolarização
Potencial Excitatório
Pós-sináptico (PEPS)
Potencial Inibitório Pós-
sináptico (PIPS)
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Os potenciais pós-sinápticos são integrados, sendo que o efeito somatório ao ultrapassar um valor limiar pode gerar uma reposta de saída, o potencial de ação.
Somação
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Somação Temporal e Espacial
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Três neurônios excitam o neurônios pós-sináptico.
Seus potenciais graduados excitatórios (PEPS), separadamente, estão todos abaixo do limiar.
Os PEPS chegam juntos na zona de estímulo e somados geram um sinal supralimiar.
O sinal supralimiar desencadeia um potencial de ação.
Somação Espacial
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Somação Espacial
Dois neurônios excitam o neurônios pós-sináptico e um neurônio inibe.
O dois PEPS são diminuídos pela somação com o PIPS.
Ao cehagarem na zona de estímulo geram um sinal sublimiar.
Nenhum potencial de ação é gerado.
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Inibição Pré-sináptica
Ausência de reposta
Resposta
Resposta
Célula Alvo
Neurônio Inibitório
Na inibição pré-sináptica um neurônio modulatório realiza sinápse em um colateral do neurônio pré-sináptico.
Um dos alvos do neurônio pré-sináptico pode ser seletivamente inibido.
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Inibição Pós-sináptica
Célula Alvo
Ausência de reposta
Ausência de resposta
Ausência de resposta
Neurônio Inibitório
Neurônio Excitatório
Na inibição pós-sináptica todos os alvos da célula pós-sináptica serão igualmente inibidos.
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Como funciona a sinápse?https://www.youtube.com/watch?v=Ibzfwtdtong