Sinapseé um local onde o impulso é transmitido de uma célula a outra. Existem 2tipos de sinapse:
1– Sinapse
2- Sinapse química
Sendoassim, o que caracteriza uma sinapse elétrica?
Emprimeiro lugar, devemos saber que a sinapse elétrica é encontradaprincipalmente no SNC e SNP, mas também no miocárdio, musculatura lisa dointestino, hepatócitos e células epiteliais do cristalino.
Nasinapse elétrica a transição de uma célula a outra faz-se por junçõesabertas (gap junstions), com fendas muito pequenas (menos de 30 angstrons), debaixa resistência elétrica, por onde flui uma corrente eletrotônica(efática), de uma célula a outra. A corrente elétrica passa, de uma célula aoutra, graças ao chamado conexon (conjunto de 6 camadas de proteínasdenominadas de conexinas), que são canais que se abrem para a passagem decorrente elétrica entre as duas células. Tais canais (conexons), podemfechar-se em caso de aumento do Ca++ ou H+ intracelular em uma das duascélulas. A modulação do impulso elétrico quase não ocorre na sinapseelétrica e quase não há retardo de transmissão. Outra característica dasinapse elétrica é que ela permite uma corrente elétrica nas duas direçõeso que não ocorre com a sinapse química que é na maioria das vezesunidirecional. Algumas sinapse elétricas conduzem mais em uma direção que emoutra e a esta propriedade chamamos de retificação.
Bem,o que caracteriza uma sinapse química?
Nasinapse química há um retardo de transmissão (retardo sináptico), pois umimpulso elétrico numa primeira célula (pré-sináptica) leva à exocitose deum “pool”de elementos químicos específicos que irá estimular uma segundacélula (pós-sináptica), a gerar um potencial elétrico. Bastante numerosa nosvertebrados, a sinapse química permite amplos sistemas de modulação commodificação do sinal de maneira analógica, portanto graduando-o.
Quaissão as características gerais de uma sinapse química?
Chegaum potencial de ação na célula pré-sináptica que despolariza a membranaplasmática da terminação axônica pré-sináptica. Assim induz a abertura decanais de Ca++ que entra na célula (na terminação pré-sináptica). De algumaforma a entrada do Ca++ permite a condução das vesículas sinápticas cheiasde neurotransmissores até a membrana pré-sináptica, a fusão de taisvesículas com esta membrana e posterior liberação do neurotransmissor pelaterminação pré-sináptica na fenda sináptica. Tais neurotransmissorescombinam-se com receptores específicos na membrana plasmática da célulasináptica aumentando desta forma, a condutância da membrana plasmáticapós-sináptica a íons específicos como Na/K, o que leva à alteração dopotencial de membrana da célula pós-sináptica, gerando-se potenciais locaiseletrotônicos que ao alcançarem o limiar geram um potencial de ação. Osneurotransmissores são, em geral, rapidamente degradados ou recaptados.
Asinapse química mais estudada é a que permite a transmissão neuromuscularlevando à contração muscular. O neurotransmissor neste caso é a acetilcolinaque leva à uma despolarização transitória da membrana plasmáticapós-sináptica. Esta despolarização é chamada de potencial da placa motoraou PPM.
O PPM,que segue como uma condução eletrotônica, só vai transformar-se em potencialde ação quando chegar em uma parte da membrana que seja “despolarizavel”.
Comoocorre a síntese da acetilcolina?
Aacetilcolina é sintetizada nos motoneurônios. Lá, a acetilCoA é produzida, ea colina é captada do meio extracelular, então a enzimacolina-O-acetiltransferase catalisa a condensação destes dois elementos. Estásintetizada a acetilcolina.
Quandoa acetilcolina é hidrolizada na fenda, cerca da metade da colina ai liberada érecaptada via transporte ativo de “Na” contra um gradienteeletroquímico.
Comoocorre a hidrólise da acetilcolina?
Assimque a acetilcolina é liberada na fenda sináptica, começa sua hidrólise poração de uma enzima denominada de acetilcolinesterase.
Chegamosem um ponto, onde a acetilcolina liga-se a sua proteína receptora na membranapós-sináptica.
Mas,qual é a estrutura básica deste receptor e como funciona?
Graçasa experimentos com neurotoxinas extraídas do veneno das cobras ou de seusparentes como a “Krait de Formosa”(alfa-bungarotoxina), aos métodos deisolamento e purificação das proteínas hidrofóbicas da membrana e adifração por raios X e análise das imagens obtidas por micrografiaseletrônicas, é que pudemos definir as características de tais proteínasreceptoras da acetilcolina (cerca de 20.000 receptores por micrômero cúbico).
Oreceptor da acetilcolina (Ach), é formado por 5 subunidades protéicas, sãoelas: duas alfa (peso molecular de 40.000), uma beta (48.000), a gama (58.000),e a delta (64.000). Estes quatro tipos diferentes de subunidades tem asequência de aminoácidos bastante parecidas o que sugere que tenham sidoformadas (na evolução) a partir de um percursor comum. Cada uma destassubunidades apresenta quatro hélices (domínios helicoidadais transmembrana),sendo que uma destas hélices (de cada subunidade), é denominada de M2 e tem emuma de suas faces carga negativa. É exatamente esta face negativa da hélice M2de cada uma das subunidades que está voltada para a face interna do receptor daAch, circulando portanto o canal iônico. A fixação da acetilcolina ai promovealteração conformacional das subunidades alfa abrindo o canal central. Entãopermite a passagem de cátions como Na/K aumentando sua condutância e alterandoo potencial de membrana, gerando o potencial eletrotônico. Por tudo istochamamos tais canais de ligando-dependentes, pois dependem da ligação da Achpara que haja aumento da condutância de Na/K.
Vamosentender mais detalhadamente a sinapse química!
Bem, aporção do neurônio pré-sináptico que forma a sinapse é o botão terminal.Nas membranas pré e pós sinápticas há alta densidade de elétrons(observadas em micrografias eletrônicas); estas regiões são denominadas deelétron-densas. Estas áreas elétron-densas podem ser simétricas ouassimétricas (maior densidade de elétrons na membrana pós sináptica), eacredita-se que as simétricas liberam neurotransmissores inibitórios enquantoas assimétricas liberam neurotransmissores excitatórios. Na sinapse químicahá um retardo sináptico determinado sobretudo pelo tempo de duração daabertura dos canais de Ca++ desencadeado pela chagada do potencial de ação nobotão sináptico, e pelo tempo que leva para o neurotransmissor ser liberado dacélula pré-sináptica para a fenda sináptica. O neurotransmissor, na suamaioria, desencadeia aumento da condutância de íons na membrana plasmática doneurônio pós-sináptico, mas alguns neurotransmissores desencadeiam o inverso,a diminuição da condutância.
Como amembrana plasmática sináptica é especializada em sinapse química e não emelétrica, ela gera apenas um potencial local eletrotônico que percorre estesegmento até a região do cone-axônico-segmento inicial (menor limiar deação), onde então o potencial de ação será gerado. De qualquer forma, nasinapse química, a condução da “mensagem”faz-se preferencialmente em umsentido (unidirecional), ao contrário do que já foi exposto em relação asinapse elétrica.
Bem,dissemos que o neurotransmissor poderá gerar uma despolarização ou umahiperpolarização. A despolarização (aumento da condutância para o Na/K),ocorre na sinapse excitatória (PEPS). A hiperpolarização (aumento dacondutância do CI-), ocorre na sinapse inibitória (PIPS). Existe ainda umoutro tipo de inibição pré-sináptica, onde um terceiro neurônio(inibitório), conecta-se ao neurônio pré-sinaptico e o inibe antes de suachegada à fenda sináptica, resultando em redução na amplitude do potencialeletrotônico formado no neurônio pós-sináptico e conseqüente redução nafreqüência de disparo de potenciais de ação no cone-axônico-segmentoinicial.
Devemoslembrar também que várias podem ser as conexões sinápticas, sejam sinapse umpara um, um para muitos ou muitos para muitos”, o que abre um “leque”enormede possibilidades e conexões.
Outroevento, já discutido no capítulo “Bioeletrogênese II-Potencial de Ação”,é a somação que pode ser temporal ou espacial.
Quaissão os fenômenos básicos da “modulação sináptica”?
Aresposta de um neurônio pós-sináptico depende da que freqüência e daduração com que ele foi estimulado pelo neurônio pré-sináptico. Chamamos defacilitação quando o neurônio pós-sináptico recebe estímulos repetidos,havendo um aumento da resposta pós-sináptica. Na facilitação, cessada aestimulação, o potencial cessa em décimos de segundos. Se a freqüência deestimulação pelo neurônio pré-sináptico aumentar, chamados de aumentação,e neste caso, se houver cessação da estimulação, a geração do potencialpoderá durar até 10 segundos. Ainda mais, se aumentarmos mais ainda afreqüência de estimulação, teremos a chamada potenciação pós-tetânica,que cessado a estimulação, poderá gerar potenciais desde décimos de segundoaté vários minutos. Uma potenciação pós-tetânica intensa, pode até gerarum potencial que durará horas ou dias após cessada a estimulação, importantena função memória.
Sehouver estimulação em alta freqüência e persistente, ocorrerá a chamadafadiga sináptica, por redução acentuada (esgotamento), do quanta deneurotransmissor.
Agoraé hora de entendermos um pouco sobre Neurotransmissores ou simplesmentetransmissores químicos!
Amaioria dos neurotransmissores, podem ser divididos em 3 grupos básicos:aminas, aminoácidos e oligopeptídeos.
Particularmentea acetilcolina é utilizada por todos axônios motores que emergem da medulaespinhal, nos neurônios pré-ganglionares do sistema nervoso autônomosimpático e parasimpático, nos neurônios pós-ganglionares do sistema nervosoautônomo parasimpático, e finalmente em diversos circuitos centrais, porexemplo participando do sistema de vigília (mesencéfalo).
Comorepresentantes das aminas biogênicas temos a norepinefrina, epinefrina edopamina (compartilham de uma via comum começando com o aminoácido tirosina),serotonina e histamina. A norepinefrina é encontrada nos neurôniospós-ganglionares simpáticos e também em diversos circuitos cerebrais. Já adopamina é mais encontrada no mesencéfalo, participando da modulação dosmovimentos automáticos (substância negra) e auxiliando a acetilcolina naativação do Sistema Reticular Ativador ascendente da vigília. A deficiência de dopamina na substância negra do mesencéfalo leva aDoença / Síndrome de Parkinson (tremores de repouso, bradicinesia e rigidez).A serotonina é encontrada em muitos núcleos do tronco cerebral (principalmentebulbo), e entre outras funções induz o sono de ondas lentas (fases I a IV). Ahistamina é encontrada em alguns núcleos hipotalâmicos.
Comorepresentantes dos aminoácidos transmissores temos a glicina, glutamato,aspartato e GABA . A glicina é um neurotransmissor inibitório encontrado namedula. O GABA também é um neurotransmissor inibitório só que suprasegmentar(desde o tronco cerebral até o córtex cerebral): sabemos que a deficiência deGABA no núcleo caudado leva a chamada Coréia de Huntington (movimentosparasitas). O aspartato e glutamato são neurotransmissores excitatóriosencefálicos.
Osneuropeptídeos neuroativos são diversos:
a) Peptídeos intestinais encefálicos
- Polipeptídeo intestinal vasoativo (VIP)
- Colecistocinina octapeptídeo (CCK-8).
- Subst. P.
- Metionina-encefalina
- Leucina-encefalina
- Motilina
- Insulina
- Glucagon
b) Hormônios hipotalâmicos de liberação
- Hormônio liberador de tirotropina (TRH)
- Hormônio de h. luteinizante (LHRH).
- Fator inibidor da liberação de hormônio do crescimento ou SRIF (somatostatina)
c) Peptídeos hiposários
- Corticotropina (ACTH)
- Beta-endorfina
- Hormônio estimulador de melanócitos alfa (alfa-MSH)
d) Outros
- Dinorfina
- Angiotensina II
- Bradicinina
- Vasopressina
- Oxitocina
- Carnosina
- Bombesina
Ospeptídeos neuroativos podem atuar como neurotransmissores ou neuromodulares (sedeixados próximo à célula alvo) podendo agir na célula pós-sinápticamodificando a condutância aos íons (como já exposto), ou na célulapré-sináptica modulando (regulando), o quanto será liberado deneurotransmissor. Sendo assim chegamos a conclusão de que pode haver acoexistência de um neurotransmissor peptídeo com um neurotransmissor nãopeptídeo na mesma sinapse. Os peptídeos são sintetizados no corpo celular esão conduzidos pelo chamado transporte axônico rápido até o botãosináptico, enquanto os neurotransmissores não peptídicos são sintetizados noaxônio (ex.: Ach). Além do mais, os neurotransmissores peptídicos em geraltem uma ação mais prolongada na emissão do sinal em quantidades bem maioresdo que as outras classes de neurotransmissores. Além destas funções, assubstâncias peptídicas neuroativas, também podem ser hormônios (sãoliberadas no sangue para irem agir a distância).
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