Profa. Dra. Eliane ComoliDepto de Fisiologia da FMRP-USP

Neurotransmissão

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

Sinápses

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

a. axodendríticab. axoaxônica

c. dendrodendríticad. axossomática

Sinápse pode ser do tipo:

Elétrica Química

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.

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

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.

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).

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

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

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.

Receptores

Ionotrópico Metabotrópico

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

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+

Mecanismo de Ação da Acetilcolina

Mecanismo de remoção da Acetilcolina da fenda sináptica:

Ação da Acetilcolinesterase

Mecanismo de remoção da Acetilcolina da fenda sináptica:

Ação da Acetilcolinesterase

Mecanismo de Ação da Noradrenalina

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).

despolarização

hiperpolarização

Potencial Excitatório

Pós-sináptico (PEPS)

Potencial Inibitório Pós-

sináptico (PIPS)

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

Somação Temporal e Espacial

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

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.

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.

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.

Como funciona a sinápse?https://www.youtube.com/watch?v=Ibzfwtdtong