Aula 04 - Sinapses (2) PDF

Sinalização neuronal: Sinapses WIDMAIER, Eric P.; RAFF, Hershel; STRANG, Kevin T. Vander Fisiologia Humana: Os Mecanismos das Funções Corporais. Rio de Janeiro: Grupo GEN, 2024. Capítulo 06. SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre, RS: Artmed, 2017....

Sinalização neuronal: Sinapses WIDMAIER, Eric P.; RAFF, Hershel; STRANG, Kevin T. Vander Fisiologia Humana: Os Mecanismos das Funções Corporais. Rio de Janeiro: Grupo GEN, 2024. Capítulo 06. SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre, RS: Artmed, 2017. Capítulo 08. Sinalização celular e Sinapses As sinapses são exemplos específicos de sinalização celular, onde a sinalização é mediada por neurotransmissores (no caso de sinapses químicas) ou por íons (no caso de sinapses elétricas). Essas interações permitem a transmissão de sinais em circuitos neurais e desempenham um papel fundamental na regulação de diversas funções corporais, como controle motor, percepção sensorial, aprendizagem e memória.  Sinapses Sinapses são junções especializadas entre os neurônios, que permitem a transmissão de sinais elétricos e químicos no sistema nervoso. Elas são essenciais para a comunicação entre os neurônios e são a base para todas as funções cognitivas e comportamentais do cérebro. Uma sinapse é uma junção anatomicamente especializada entre dois neurônios, na qual a atividade elétrica do neurônio pré-sináptico influencia a atividade elétrica do neurônio pós-sináptico. Do ponto de vista anatômico, as sinapses incluem partes dos neurônios pré-sinápticos e pós-sinápticos e o espaço extracelular entre essas duas células. Sinapse química Uma sinapse é composta por três principais componentes: 1)Terminal Pré-sináptico: Onde o neurônio transmissor libera neurotransmissores, que são substâncias químicas responsáveis por transmitir sinais para o neurônio receptor. 2)Fenda Sináptica: É o espaço microscópico entre o terminal pré-sináptico e a membrana pós-sináptica do neurônio receptor. 3)Membrana Pós-sináptica: Localizada no neurônio receptor, contém receptores específicos para os neurotransmissores liberados pelo neurônio transmissor. Quando os neurotransmissores se ligam aos receptores, desencadeiam mudanças elétricas na membrana pós-sináptica, transmitindo o sinal para o próximo neurônio. Tipos de sinapses Existem diferentes tipos de sinapses, principalmente categorizadas com base: 1) na forma de transmissão do sinal: químicas (liberação de neurotransmissores) ou elétricas (fluxo de íons); 2) no tipo de célula envolvida: neuromuscular (entre um neurônio motor e uma fibra muscular); neuroglandular (entre um neurônio e uma célula glandular) e axo- dendrítica (entre o axônio de um neurônio e o dendrito de outro), axo-somática (entre o axônio de um neurônio e o corpo celular de outro neurônio) e axo-axônica (entre o axônio de um neurônio e o axônio de outro). 3) na função que desempenham: excitatórias ou inibitórias. Sinapses químicas A maior parte das sinapses no sistema nervoso são sinapses químicas, as quais utilizam moléculas neurócrinas para transportar a informação de uma célula à outra. Nas sinapses químicas, o sinal elétrico da célula pré-sináptica é convertido em um sinal neurócrino que atravessa a fenda sináptica e se liga a um receptor na sua célula-alvo. Sinapse química Sinapses químicas Características: Envolve a liberação de neurotransmissores pela célula pré-sináptica. O sinal é transmitido através da fenda sináptica, um espaço entre a célula pré- sináptica e a célula pós-sináptica. A célula pós-sináptica responde ao neurotransmissor por meio de receptores específicos, que podem desencadear uma variedade de respostas, incluindo excitação ou inibição. Exemplos de neurotransmissores: Glutamato: principal neurotransmissor excitatório. GABA (ácido gama-aminobutírico): principal neurotransmissor inibitório. Dopamina, serotonina, acetilcolina: neurotransmissores que têm funções específicas em várias partes do cérebro e corpo.  Descrição do processo das sinapses químicas 1)Liberação de Neurotransmissores: Quando um impulso elétrico, ou potencial de ação, atinge o terminal axônio do neurônio pré-sináptico, ele desencadeia a abertura dos canais de cálcio na membrana celular. O influxo de cálcio faz com que as vesículas sinápticas carregadas de neurotransmissores se fundam com a membrana pré-sináptica e liberem seus conteúdos na fenda sináptica. 2)Difusão dos Neurotransmissores: Os neurotransmissores liberados difundem-se através da fenda sináptica e se ligam aos receptores específicos na membrana pós- sináptica do neurônio alvo. 3)Ativação dos Receptores Pós-sinápticos: Quando os neurotransmissores se ligam aos receptores na membrana pós-sináptica, eles desencadeiam mudanças na permeabilidade da membrana, causando uma mudança no 4) Potencial Pós-sináptico: Dependendo do tipo de neurotransmissor liberado e do tipo de receptor pós-sináptico ativado, o potencial de membrana pós-sináptico resultante pode ser excitatório (PEPS - potencial excitatório pós-sináptico ) ou inibitório (PIPS - potencial inibitório pós-sináptico ). 5) Integração do Sinal: Se os sinais excitatórios superarem os sinais inibitórios, o neurônio pós-sináptico pode gerar um potencial de ação próprio e transmitir o sinal adiante. Caso contrário, o sinal pode ser atenuado ou interrompido. 6) Remoção dos Neurotransmissores: Após a transmissão do sinal, os neurotransmissores na fenda sináptica precisam ser removidos para evitar uma ativação contínua dos receptores pós-sinápticos. Isso pode ocorrer através da degradação enzimática dos neurotransmissores ou da captação pelos neurônios pré-sinápticos ou por células gliais. Tipos de Sinapses Químicas Os dois tipos de sinapses químicas – excitatória e inibitória – são diferenciados pelos efeitos que o neurotransmissor exerce na célula pós-sináptica. O tipo de canal iônico influenciado pelo neurotransmissor quando se liga a seu receptor vai determinar se o efeito será excitatório ou inibitório. Excitatórias: Nas sinapses excitatórias, a liberação de neurotransmissores resulta na despolarização da membrana pós-sináptica, conduzindo o potencial de membrana para mais próximo do limiar. A despolarização resultante pode levar à geração de um potencial de ação se for suficientemente grande. Em geral, os potenciais de ação são iniciados pela somação temporal e espacial de muitos PEPSs (potenciais excitatórios pós-sinápticos). Inibitórias: Nas sinapses inibitórias, a liberação de neurotransmissores resulta na hiperpolarização da membrana pós-sináptica. A hiperpolarização resultante torna menos provável que a célula pós- sináptica gere um potencial de ação. Potencial excitatório pós-sináptico (PEPS) O PEPS é um potencial graduado despolarizante cuja magnitude diminui à medida que ele se dissemina para longe da sinapse pela corrente local. Sua única função é conduzir o potencial de membrana do neurônio pós- sináptico para mais próximo do limiar. Potencial inibitório pós-sináptico (PIPS) O PIPS é um potencial graduado hiperdespolarizante, que diminui a probabilidade da célula pós- sináptica em despolarizar até o limiar e de gerar um potencial de ação. Integração Sináptica Refere-se ao processo pelo qual os sinais transmitidos por diferentes neurônios são combinados e processados em um neurônio pós- sináptico. Isso ocorre em várias etapas dentro do sistema nervoso e é fundamental para a regulação da atividade neuronal e a produção de respostas apropriadas a estímulos.  Integração Sináptica A comunicação entre os neurônios nem sempre é um evento um-para-um. Frequentemente, o axônio de um neurônio pré-sináptico ramifica-se, e os seus ramos colaterais fazem sinapse com múltiplos neurônios-alvo. Esse padrão é chamado de divergência. Por outro lado, quando um número maior de neurônios pré-sinápticos fornece informação para um número menor de neurônios pós-sinápticos, o padrão é chamado de convergência. A convergência permite que as informações provenientes de muitas fontes influenciem a atividade de uma célula; a divergência possibilita que uma célula afete várias vias. Integração Sináptica: as vias integram informações de múltiplos neurônios Quando dois ou mais neurônios pré-sinápticos convergem nos dendritos ou no corpo celular de uma única célula pós-sináptica, a resposta da célula é determinada pela soma dos sinais de entrada dos neurônios pré-sinápticos. A somação de potenciais graduados simultâneos de diferentes neurônios é denominada somação espacial. A somação de potenciais graduados que ocorrem em um curto intervalo de tempo é denominada de somação temporal. O potencial de membrana da célula pós-sináptica é resultado da somação temporal e espacial dos PEPS e PIPS nas muitas sinapses inibitórias e excitatórias ativas na célula. Neurotransmissores x Neuromoduladores Neurotransmissores são substâncias químicas liberadas por neurônios na fenda sináptica em resposta a um impulso elétrico. Eles se ligam a receptores específicos no neurônio pós-sináptico, propagando ou inibindo o sinal nervoso. Neuromoduladores, por outro lado, influenciam a atividade de grandes populações de neurônios em vez de atuarem em uma única sinapse. Eles não causam diretamente a excitação ou inibição de um neurônio, mas modulam a probabilidade de que esse neurônio responda a estímulos futuros. Os neuromoduladores podem ser liberados em regiões mais amplas do cérebro e têm efeitos mais prolongados em comparação aos neurotransmissores. Exemplos de neurotransmissores Glutamato: Função: Principal neurotransmissor excitatório no sistema nervoso central. Papel: Envolve-se na aprendizagem, memória, plasticidade sináptica e na transmissão rápida de sinais entre os neurônios. Ácido gama-aminobutírico (GABA): Função: Principal neurotransmissor inibitório no sistema nervoso central. Papel: Regula a atividade neuronal, reduzindo a excitabilidade das células e contribuindo para a modulação do humor, ansiedade e sono. Dopamina: Função: Atua como neurotransmissor e neuromodulador em várias regiões do cérebro. Papel: Envolvida no controle do movimento, recompensa, prazer, motivação, humor, atenção e aprendizagem. Exemplos de neurotransmissores Serotonina: Função: Atua como neurotransmissor e neuromodulador no cérebro e no trato gastrointestinal. Papel: Regula o humor, o sono, o apetite, a ansiedade, a percepção da dor, a função cardiovascular e outros processos fisiológicos. Noradrenalina (Norepinefrina): Função: Atua como neurotransmissor e hormônio. Papel: Envolvida na regulação do estado de alerta, resposta ao estresse, humor, atenção, vigília, controle autonômico e função cardiovascular. Acetilcolina: Função: Principal neurotransmissor dos neurônios motores do sistema nervoso periférico e presente em várias regiões do sistema nervoso central. Papel: Envolvida no controle dos movimentos musculares, memória, atenção, aprendizagem e na regulação do sono. Exemplos de neuromoduladores Serotonina: Função: Regulação do humor, sono, apetite, ansiedade, percepção da dor e função cardiovascular. Papel: A serotonina atua como um importante regulador do estado emocional e do comportamento, e desempenha um papel crucial na fisiopatologia de transtornos como a depressão e a ansiedade. Dopamina: Função: Regulação do movimento, recompensa, prazer, motivação, humor, atenção e aprendizagem. Papel: A dopamina está envolvida em uma variedade de funções cognitivas e motivacionais, além de desempenhar um papel central em distúrbios neuropsiquiátricos, como a doença de Parkinson e a esquizofrenia. Noradrenalina (Norepinefrina): Função: Regulação do estado de alerta, resposta ao estresse, humor, atenção, vigília, controle autonômico e função cardiovascular. Papel: A noradrenalina desempenha um papel importante na regulação do humor, estresse e ansiedade, além de estar envolvida em transtornos como o transtorno de déficit de atenção e hiperatividade (TDAH) e transtornos do Exemplos de neuromoduladores Acetilcolina: Função: Envolvida no controle dos movimentos musculares, memória, atenção, aprendizagem e regulação do sono. Papel: A acetilcolina é essencial para funções cognitivas superiores, como memória e atenção, e está implicada em doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer. Endorfinas e Encefalinas: Função: Regulação da percepção da dor e modulação do humor. Papel: Essas endorfinas naturais do corpo têm propriedades analgésicas e estão envolvidas na regulação do humor e do bem-estar emocional. Sinapses elétricas As sinapses elétricas transmitem um sinal elétrico, ou corrente, diretamente do citoplasma de uma célula para outra através de poros presentes nas proteínas das junções comunicantes (gap junctions) que permitem a passagem direta de íons e pequenas moléculas. A transmissão do sinal é bidirecional e quase instantânea, sem a necessidade de neurotransmissores. É mais comum em tecidos onde a sincronização rápida das atividades de uma rede celular é necessária, como em alguns tipos de células cardíacas e musculares lisas. Sinapse elétrica