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SINAPSE SINAPSE Profa. Dra. Cláudia Herrera Tambeli

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SINAPSESINAPSE

Profa. Dra. Cláudia Herrera Tambeli

Base para compreendermos:

• Doenças

Transmissão sináptica

• Doenças

• Mecanismo de ação de drogas

• Movimentos

• Sensações

Neurônio SensorialNeurônio SensorialPolpaPolpa

1. Na presença de estímulo1. Na presença de estímulo

Sequência de eventos que resultam na Sequência de eventos que resultam na transmissão do estímulo dolorosotransmissão do estímulo doloroso

Limiar

2. Desencadeia um Potencial de Ação 2. Desencadeia um Potencial de Ação

Neurônio SensorialNeurônio Sensorial

Sequência de eventos que resultam na Sequência de eventos que resultam na transmissão do estímulo dolorosotransmissão do estímulo doloroso

PolpaPolpa

3. Propagação do Potencial de Ação3. Propagação do Potencial de Ação

Neurônio SensorialNeurônio Sensorial

Sequência de eventos que resultam na Sequência de eventos que resultam na transmissão do estímulo dolorosotransmissão do estímulo doloroso

PolpaPolpa

3. Propagação do Potencial de Ação3. Propagação do Potencial de Ação

Neurônio SensorialNeurônio Sensorial

Sequência de eventos que resultam na Sequência de eventos que resultam na transmissão do estímulo dolorosotransmissão do estímulo doloroso

PolpaPolpa

4. Transmissão Sináptica4. Transmissão Sináptica

Neurônio PósNeurônio Pós--SinápticoSináptico

Neurônio PréNeurônio Pré--SinápticoSináptico

Sequência de eventos que resultam na Sequência de eventos que resultam na transmissão do estímulo dolorosotransmissão do estímulo doloroso

PolpaPolpa

5. Potencial Pós Sináptico5. Potencial Pós Sináptico

Potencial Pós SinápticoPotencial Pós SinápticoExcitatório (PEPS)Excitatório (PEPS)

Sequência de eventos que resultam na Sequência de eventos que resultam na transmissão do estímulo dolorosotransmissão do estímulo doloroso

PolpaPolpa

6. Potencial de Acão no Neurônio 6. Potencial de Acão no Neurônio PósPós--SinápticoSináptico

Sequência de eventos que resultam na Sequência de eventos que resultam na transmissão do estímulo dolorosotransmissão do estímulo doloroso

PolpaPolpa

Transmissão sinápticaObjetivo:Estudar os mecanismos fisiológicos envolvidos nas diversas etapas da transmissão sináptica

Roteiro:

1 - Tipos de sinapse: Elétrica e Química

2 - Etapas da transmissão sinápticaSíntese, armazenamento, liberação, efeitos pós-sinápticos, mecanismos de inativação do NT

3- Mecanismos de somação e integração sináptica

4- Mecanismos de modulação sináptica

Otto Loewi, 1926

Comprovação da existência dasSinapses Químicas

Comprovação da existência dasSinapses Elétricas

Junções Gap

N. Pós SinápticoN. Pré Sináptico

Despolarização(corrente que não erasuficiente para desencadearum potencial de ação)

Despolarização

Furchpan and Potter, 1957

SINAPSES

ELÉTRICAS QUÍMICAS

Raras Comuns

Sinapse elétricas ocorrem: Células musculares lisasCélulas miocárdicasSistema nervoso centralCélulas da gliaCélulas beta do pâncreas

Raras Comuns

Bidirecionais Unidirecionais

Rápidas Lentas

Estereotipadas Flexíveis

Não há fadiga Pode haver fadiga

SINAPSES QUÍMICAS

Entre células neurais

Entre célula neural e muscular:JUNÇÃO NEUROMUSCULAR

SinapseAxoaxônica

SINAPSE ENTRE CÉLULAS NEURAIS

SinapseAxodendrítica

SinapseAxossomática

Etapas da Transmisão Sináptica

1. Síntese2. Armazenamento

3. Liberação5. Inativação

4. Efeitos póssinápticos

MitocôndriaTerminalAxônico

SÍNTESE E ARMAZENAMANTOACETILCOLINA

Acetilcolina

Vesículasináptica

Enzima

ColinaAcetilcolina

NeurotransmissoresNeurotransmissores

• acetilcolina• monoaminas

–epinefrina and norepinefrina

• acetilcolina• monoaminas

–epinefrina and norepinefrina–epinefrina and norepinefrina–dopamina–serotonina

• amino ácidos (glutamato, GABA, glicina)• peptídeos (opióides)

–epinefrina and norepinefrina–dopamina–serotonina

• amino ácidos (glutamato, GABA, glicina)• peptídeos (opióides)

Potencial de ação

Vesículasináptica

Terminalaxônico

MecanismoFisiológico da Liberação do Neurotransmissor

Canais de Ca2+ voltagem-dependentes

Proteína deancoragem

CélulaPós-sináptica

O neurotransmissor liberadose liga a um receptor

Terminal Pré-Sináptico

Ca++

Sináptico

FendaSináptica

Neurônio Pós-Sináptico

Receptor

ReceptoresIONotrópicos v METABOtrópicos

ReceptoresIONotrópicos v METABOtrópicos

• Receptores IONotrópico estão associados a canais iônicos…portanto a ligação do neurotransmissor no sítio ativo do receptor, resulta diretamente na abertura de canais iônicos na membrana.

• Receptores IONotrópico estão associados a canais iônicos…portanto a ligação do neurotransmissor no sítio ativo do receptor, resulta diretamente na abertura de canais iônicos na membrana.

• Receptores METABotrópicos não estão associados a canais iônicos. Quando o neurotransmissor se liga ao sítio ativo do receptor, ele ativa uma cadeia de eventos químicos na célula que resulta indiretamente na abertura de canais iônicos na membrana.

• Receptores METABotrópicos não estão associados a canais iônicos. Quando o neurotransmissor se liga ao sítio ativo do receptor, ele ativa uma cadeia de eventos químicos na célula que resulta indiretamente na abertura de canais iônicos na membrana.

abertura de canais iônicos na membrana.abertura de canais iônicos na membrana.

Receptores Ionotrópicos: Potencial pós-sináptico rápido, de curta duração.

Sítio de ligação do receptor

Neurotransmissorligado ao sítio ativo do receptor

íons

Canaliônico fechado

Canaliônico aberto

Fora do neurônio

NT

AtivaMembrana

Ativaenzimas

Canal iônico

Receptores Metabotrópicos:Potencial pós-sináptico lento

Dentro do neurônio

Receptor

Membrana

Proteina G

Produz

Segundo menssageiro

Pode abriro canal iônico

PPS v PAPPS v PA

Resposta graduadaResposta graduada

Desencadeado por canais iônicos voltagem dependentesDesencadeado por canais iônicos voltagem dependentes

Causado por canais iônicosNT dependentesCausado por canais iônicosNT dependentes11

PAPA PPSPPS

Resposta propagavelResposta propagavel Resposta não propagavelResposta não propagavel

Resposta tipo tudo ou nadaResposta tipo tudo ou nadaResposta graduada(depende da quantidade de NT liberada)

Resposta graduada(depende da quantidade de NT liberada)

22

33

Potencial PósPotencial Pós--SinápticoSináptico

Neurônio Neurônio sensorialsensorial

Potencial Pós Sináptico Potencial Pós Sináptico Excitatório (PEPS)Excitatório (PEPS)

PolpaPolpa

Potencial PósPotencial Pós--Sináptico Sináptico Excitatório (PPSE)Excitatório (PPSE)

Potencial Pós Sináptico Excitatório

Potencial de ação

Potencial de membranade repouso Estímulo

Limiar

PPSE

BASES IÔNICAS DO POTENCIALPÓS-SINÁPTICO INIBITÓRIO

Influxo de Cl -Efluxo de K+

Mecanismos de Remoção do NeurotransmissorMecanismos de Remoção do Neurotransmissor

Célulapré-sináptica

vesícula sináptica

Neurotransmissor pode retornar ao terminal axônico para ser reutilizado ou transportado para as células gliais

Célulapós-sináptica

Célulaglial

Sangue

Enzima

Inativação enzimática

Difusão para fora da fenda sináptica

DIVERGÊNCIAA COMUNICAÇÃO ENTRE A COMUNICAÇÃO ENTRE NEURÔNIOS NÃO É SEMPRE NEURÔNIOS NÃO É SEMPRE UM EVENTO 1:1UM EVENTO 1:1

A COMUNICAÇÃO ENTRE A COMUNICAÇÃO ENTRE NEURÔNIOS NÃO É SEMPRE NEURÔNIOS NÃO É SEMPRE UM EVENTO 1:1UM EVENTO 1:1

CONVERGÊNCIA

Somação & IntegraçãoSomação & Integração

•PPSI & PPSE alteram o potencial •PPSI & PPSE alteram o potencial •PPSI & PPSE alteram o potencial de membrana

– Um único PPSE é insuficiente para

desencadear um Potencial de ação

•PPSI & PPSE alteram o potencial de membrana

– Um único PPSE é insuficiente para

desencadear um Potencial de ação

Terminal axônico

pré-sináptico

Três neurônios excitatórios são estimulados. seus potenciais graduados, separadamente, estão todos abaixo do limiar.

SOMAÇÃO ESPACIAL

Potencialde ação

Zona de estímulo

Os potenciais graduados chegamjuntos à zona de estímulo e somam-se para gerar um sinal supralimiar.

Um potencial de ação é gerado

Dois potenciais pós-sinápticos excitatóriossão diminuídos pela somação comum potencial de inibitório

SOMAÇÃO ESPACIAL - INTEGRAÇÃO

Potencialde ação

Zona de estímulo

Neurônioinibitório

NÃO

Os potenciais pós-sinápticos somadosestão abaixo do limiar, então,nenhum potencial de ação é gerado

SOMAÇÃO TEMPORAL

estímulo

A somação causa um potencial de ação

PPS diminuem com o tempoSoma de múltiplos PPS gerados a partir de impulsos sinápticos repetitivos provenientes de um único neurônio pré-sináptico.

estímulo

Não há somação

Pot

enci

al d

e m

embr

ana

(mV

)

Tempo (mseg)

Limiar

Pot

enci

al d

e m

embr

ana

(mV

)

Tempo (mseg)

Limiar

Modulação SinápticaModulação Sináptica

Inibição pré-sinápticaInibição pós-sinápticaInibição pré-sinápticaInibição pós-sináptica

Inibição pré-sináptica

Neurônioexcitatório

Potencial de ação (PA)

Neurônio inibitório

Terminal axônicopré-sináptico

Não há liberaçãode neurotransmissor

Sem resposta

Resposta

Resposta

Neurônio excitatório ativado PA deflagrado Neurônio inibitório ativado

Neurotransmissor liberado

Neurônioexcitatório

Inibição pós-sináptica

Não hánenhumaresposta

Neurônio inibitório

Neurônio + e – ativadoSinal moduladoabaixo do limiar

O potencial de açãonão é deflagrado

Não há resposta

O que ganhamos em termos práticos ao estudar o mecanismo da

transmissão sináptica??

1.1. PodemosPodemos entenderentender comocomo diferentesdiferentessubstânciassubstâncias atuamatuam no no cerebrocerebro ((váriasváriassubstânciassubstâncias atuamatuam no no cerebrocerebro ((váriasváriassubstânciassubstâncias atuamatuam emem diferentesdiferentes etapasetapas da da transmissãotransmissão sinápticasináptica))

2.2. Podemos entender o mecanismo de várias Podemos entender o mecanismo de várias doençasdoenças

3.3. PodemosPodemos usarusar essesesses conhecimentosconhecimentos paraparatratartratar pacientespacientes..

Álcool: Fase 1. Excitação

Qual o mecanismo de ação do álcool durante a fase de excitação?O álcool estimula a liberação de dopamina provocando euforia logo após seu consumo

ÁlcoolLiberação de dopamina

Efeitos PósSinapticos

Álcool: Fase 2. InibiçãoÁlcool: Fase 2. Inibição

Qual o mecanismo de ação do álcool durante a fase de inibição?

Álcool (agonista do receptor GABA). Mimetiza o efeito de GABA nas sinapses inibitórias.

Álcool(GABA)agonistaCl- Cl-

Receptores GABA

GABA

Efeitos PósSinapticos

Depressão e SerotoninaDepressão está associada à uma redução de monoaminas na transmissão sináptica. A serotonina é a monoamina mais associada à depressão

Qual o mecanismo de ação do Prozac?

Inibidor Seletivo da Recaptação de Serotonina: inibibe a proteina carreadora de serotonina sem afetar as outras monoamines

ProzacProzac

Recaptação