Fisiologia neurológica

SINAPSES

• CONCEITOS

Sinapse pode ser conceituada como a transmissão da informação de um neu-rônio para outra célula, que pode ser ou não um neurônio, através do ponto de contato. Existem alguns tipos, como a Sinapse Neuro-neural que é o contato entre 2 neurônios, através dos terminais pré-sináptico e pós-sináptico, pode ser também Sinapse Neuro-epitelial que acontece entre neurônio e célula epitelial, ou Placa Motora (ou Sinapse neuromuscular), contato entre neurônio e célula muscular.

• CLASSIFICAÇÃO DA SINAPSE NEURO-NEURAL 1) Axo-dendríticas É a forma mais comum e representa 80% das sinapses. Ela ocorre entre o axô-nio de um neurônio e o dendrito de outro neurônio. 2) Axo-somática

É a 2° mais comum e ocorre entre o axônio de um neurônio e o soma (corpo celular) de outro neurônio.

3) Axo-axônicas

Essa é a forma menos comum e ocorre entre os axônios de 2 neurônios.

• CLASSIFICAÇÃO DO TIPO DE SINAPSE

1) Elétrica É pouco encontrada no SNC. Na sinapse elétrica, a membrana pré-sináptica do neurônio 1 mantém contato com a membrana pós-sináptica do neurônio 2 através do Conéxon, que é a união de várias conexinas, formando uma “ponte” citoplasmática entre os 2 neurônios (é um tipo de junção comunicante), permi-

tindo o livre trânsito de íons. Essa sinapse é muito mais rápida que a química e pode ser bidirecional, o que permite a coordenação das atividades de grandes grupos de neurônios interconectados. Diferentemente da sinapse química, é menos passível de modulação e não apresenta retardo sináptico.

Representação da sinapse elétrica

2) Química É a mais comumente encontrada. Não possui contato físico entre os neurônios e para isso utiliza neurotransmissores. Possui o princípio da condução unidi-recional, na qual o neurônio pré-sináptico secreta neurotransmissores que atu-am nas proteínas receptoras do neurônio pós-sináptico esse mecanismo permite que os sinais sejam direcionados para alvos específicos.

• CLASSIFICAÇÃO PELO EFEITO

1) Excitatória Quando os terminais pré-sinápticos secretam um neurotransmissor que esti-mula o neurônio pós-sináptico.

2) Inibitória Quando neurotransmissor secretado inibe o neurônio seguinte.

• ANATOMIA E MECANISMO DA SINAPSE QUÍMICA

Na sinapse química, não há contato físico entre o terminal pré-sináptico de um neurônio e o corpo celular do neurônio pós-sináptico. Existe a chamada fenda sináptica, que é o local onde haverá a liberação dos neurotransmissores. Es-ses neurotransmissores ficam armazenados nas vesículas sinápticas do termi-nal pré-sináptico e são mediadores químicos fundamentais para que ocorra o processo de sinapse.

Para que a produção do efeito seja estabelecida, existem receptores no neurô-nio pós-sináptico que farão a recepção desses neurotransmissores. O efeito gerado é dependente do tipo de receptores presentes na membrana neuronal: excitatórios ou inibitórios.

É importante destacar que, alguns neurotransmissores são formados no corpo celular e chegam até o terminal axônico conduzidos pelos filamentos do citoe-squeleto. Já outros, são formados no próprio terminal axônico e não necessi-tam de transporte.

Imagem da sinapse química

A Terminal pré-sináptico B Terminal pós-sináptico 1 Mitocôndria 2 Vesículas sinápticas 3 Autorreceptor 4 Fenda sináptica 5 Receptores dos neurotransmissores 6 Canal de cálcio 7 Fissão da vesícula e liberação dos neurotransmissores 8 Recaptação dos neurotransmissores

Quando a onda de despolarização chega na membrana do terminal pré-sináptico, um grande número de canais de cálcio voltagem-dependente locali-zado nessa membrana se abre. No terminal axônico, os íons cálcio entram por esses canais e se ligam a calmodulina.

O complexo Calmodulina + Cálcio ativa uma enzima chamada tubulina-quinase, responsável por fosforilar, ou seja, adicionar radical fosfato, na tubuli-na presente nos microtúbulos, que é um dos filamentos do citoesqueleto. Des-sa forma começa o endereçamento das vesículas sinápticas para a membrana do terminal axônico. Lá, essas vesículas começam a se fundir com a membrana do terminal axônico, formando o Complexo de Fusão (composto pelas proteí-nas v-SNARE e t-SNARE) e quando esse complexo é ativado: ele ativa ATPase e Fosfolipases. Isso faz com que os fosfolípideos se afastem e tem-se a libera-ção por exocitose dos neurotransmissores na fenda sináptica.

Liberação de neurotransmissores na fenda sináptica

Exemplo de empacotamento de neurotransmissores Através de co-transporte do tipo antiporte, no qual uma molécula de dopami-na entra na vesícula enquanto uma molécula de próton (H+) é exportada. Para garantir o H+ necessário no processo existe uma Bomba de Prótons ATPase: essa bomba capta os prótons de fora da vesícula e bombeia para dentro às

custas de ATP. A dopamina pode virar noradrenalina no interior da vesícula, sendo formada no terminal axônico. Para liberar os neurotransmissores na fen-da sináptica, essas vesículas precisam se fundir com a membrana do terminal pré-sináptico.

Empacotamento da dopamina da vesícula sináptica

• INTERAÇÃO DOS NEUROTRANSMISSORES NA FENDA SI-NÁPTICA

1) Interação com receptor pós-sináptico A membrana pós-sináptica apresenta grande número de proteínas receptoras, compostas por: componente de ligação que se exteriora para fenda sináptica + componente intracelular que alcança o interior do neurônio pós-sináptico. Atra-vés dessa interação, se produz efeitos excitatórios ou inibitórios no neurônio pós-sináptico.

2) Interação com receptor pré-sináptico Responsável pela autorregulação da liberação do neurotransmissor através de uma modulação negativa e inibição pré-sináptica. Essa última, ocorre devido a liberação de neurotransmissores inibitórios nos terminais pré-sinápticos, que geralmente é o GABA, resultando na liberação de íons cloreto que anulam efei-to excitatório dos íons sódio, inibindo a transmissão sináptica.

• TIPOS DE RECEPTORES

IONOTRÓPICO METABOTRÓPICO

O receptor é o próprio canal iônico, então permite a passagem direta de alguns íons pela sua membrana, dessa forma ele ativa diretamente o canal iônico.

O receptor está atrelado a várias proteínas, atuando através de um sistema de 2º men-sageiro para ativar o canal iônico, sendo assim, o canal iônico é ativado indiretamen-te.

• EFEITO NA MEMBRANA PÓS-SINÁPTICA

1) Excitatório O neurotransmissor excitatório aumenta a permeabilidade ao Na+ agindo no receptor excitatório da membrana pós-sináptica O potencial de repouso da membrana do corpo celular é de −65 milivolts. Através do influxo dos íons de sódio, esse potencial de repouso da membrana torna-se menos negativo. Esse aumento voltagem do potencial é chamado potencial excitatório pós-sináptico (PEPS) Esse mecanismo age favorecendo o processo de despolarização no

segmento inicial do axônio (cone axônico) até o limiar de excitação. Quando um único PEPS não é suficiente para atingir o limiar de disparo, ele soma-se a ou-tros através de um processo chamado de somação. Além disso, o potencial de ação é originado no cone axônico, pois sua membrana tem 7x mais canais de sódio voltagem-dependentes que a membrana do corpo celular.

2) Inibitório Aumenta permeabilidade ao íon cloreto (carga negativa) como esse íon tem carga negativa, seu influxo provoca uma hiperpolarização (aumenta negativi-dade) Garantindo o potencial pós-sináptico inibitório (PPSI), afastando a célula do limiar de excitação. PIPS pode ocorrer também pela abertura de ca-nais de potássio, fazendo com que ocorra a exteriorização do K+, diminuindo as cargas positivas na face interna da membrana resultando numa hiperpolari-zação e garantindo o PIPS. O potencial inibitório pós-sináptico (PIPS) tende a diminuir a tendência de a célula ser despolarizada, através do aumento de car-gas negativas na face interna da membrana, mantendo seu potencial abaixo do limiar de disparo.

• SOMAÇÃO DOS POTENCIAIS SINÁPTICOS

1) Espacial Ocorre quando vários axônios de neurônios distintos chegam em pontos dife-rentes de um outro neurônio. Cada um realiza uma sinapse e gera um PPSE diferente. Através da somação desse PPSE se alcança o limiar de disparo e ge-ra potencial de ação nesse neurônio. Isso é possível pois a condutividade elétri-ca no corpo celular é muito grande, então qualquer alteração local no potencial alterará todo o corpo celular de maneira muito semelhante.

Somação Espacial

2) Temporal Ocorre quando um mesmo axônio dispara no mesmo ponto de um neurônio, mas nesse caso há vários potenciais de ação diferentes, pois, a frequência de disparo é maior. Um estímulo consegue manter o potencial pós-sináptico modi-ficado por 15 milissegundos e se outro estímulo entrar dentro deste período de tempo aumenta o potencial pós-sináptico, e assim sucessivamente. Esses vá-rios potenciais de ação geram vários PPSE, que podem num processo de so-mação alcançar o limiar de disparo para conseguir abrir os canais de sódio vol-tagem-dependente e gerarem potencial de ação.

Somação Temporal

• TÉRMINO DA AÇÃO DOS NEUROTRANSMISSORES

Os neurotransmissores podem sofrer a recaptação neuronal, como ocorre com a noradrenalina; ou degradação na fenda, como a acetilcolina. Existe também a recaptação extraneuronal, que pode ser exemplificada pelo GABA e até mes-mo a difusão até o sangue. O ponto importante é que, qualquer um desses destinos resulta em término do efeito do neurotransmissor.

Existem algumas drogas, como anfetamina e cocaína, que interferem no pro-cesso sináptico, aumentando o tempo das catecolaminas na fenda sináptica, potencializando seu efeito.

• CARACTERÍSTICAS ESPECIAIS DA SINAPSE QUÍMICA

1) Fadiga sináptica Exaustão total ou parcial dos estoques de neurotransmissores. É um mecanis-mo de proteção do organismo contra a atividade neuronal excessiva. Exemplo: mecanismo autolimitante da convulsão epiléptica.

2) Acidose e alcalose Acidose induz uma diminuição da transmissão sináptica (exemplificada pelo estado comatoso induzido pela acidose urêmica e crises hiperglicêmicas agu-das), enquanto a alcalose aumenta acentuadamente a excitabilidade neuronal (exemplo: hiperventilação em predispostos a convulsão epiléptica pode precipi-tar crise).

3) Hipóxia Age diminuindo a transmissão sináptica, pois o neurônio é uma célula com ele-vado metabolismo, necessitando de muito ATP que depende, em sua maior parte, do metabolismo aeróbio.

4) Retardo sináptico Só ocorre na sinapse química e mede 0,5 mseg. É o tempo do íon cálcio entrar no terminal pré-sináptico, as vesículas serem endereçadas e se fundirem a membrana do terminal pré-sináptico, haver a liberação dos neurotransmissores e interação com os receptores do terminal pós-sináptico para produção do efei-to.

5) Efeito dos fármacos sobre a transmissão sináptica É importante lembrar que algumas moléculas podem estimular a transmissão sináptica através da diminuição do limiar de excitação neuronal (ex: cafeína, teofilina e teobromina) ou pela inibição da ação de substâncias transmissoras inibitórias (ex: estricnina). Existem outras moléculas, como os anestésicos, que aumentam o limiar para excitação da membrana neuronal, consequentemente reduzindo a transmissão sináptica.

• NEUROTRANSMISSORES

São mediadores químicos que garantem, com eficiência, a ocorrência da si-napse química. A sinapse elétrica não apresenta esse tipo de molécula. São liberados na fenda sináptica e quando interagem com seus receptores no terminal pré-sináptico ou pós-sináptico levam a algum tipo de efeito.

RÁPIDOS LENTOS

Síntese no botão terminal

Vesículas pequenas

Grandes quantidades

Chamados de Neuropeptídeos

Síntese no corpo celular

Vesículas grandes

Ação rápida e curta

Agem ao nível de sinapse

Pequenas quantidades

Ação lenta e duradoura

Podem agir longe da sinapse

REPRESENTANTES

Classe I: Acetilcolina Hormônio Liberadores Hipotalâmicos: TRH; GnRH; GHIH; CRH

Classe II: Aminas (Norepinefrina; Epine-frina; Dopamina; Serotonina; Histamina).

Peptídeos Hipofisários: ACTH; PRL; TSH; GH

Classe III - Aminoácidos: GABA; Glicina; Glutamato; Aspartato.

Peptídeos que agem no Intestino e no Cérebro: Encefalina; Substância P; Gas-trina; CCK; VIP

Classe IV: Óxido nítrico e Adenosina De outros tecidos: Angiotensina II; Cal-citonina; Bradicinina

CARACTERÍSTICAS DOS PRINCIPAIS NEUROTRANSMISSORES

Acetilcolina – Está no sistema nervoso autônomo parassimpático, nas fibras pré-ganglionares do SNA simpático e no SN somático. Também está envolvida com memória e sono REM.

Norepinefrina – Envolvida no SNA simpático, secretada nas fibras pós-glanglionares, consegue induzir situações de alerta e estresse

Dopamina – Secretada por neurônios da substância negra e, em geral, possui efeito inibitório.

Glicina – Secretada pela medula espinhal, sempre atua como neurotransmissor inibi-tório.

GABA – Efeito inibitório sempre!

Glutamato – Efeito excitatório sempre!

Serotonina – Ação inibitória tanto nas vias de dor na medula espinal, como nas regi-ões superiores auxiliando humor e provocando sono.

Óxido Nítrico – Secretado nas áreas responsáveis por comportamento a longo pra-zo e memória. Difere dos demais neurotransmissores por ser liberado na fenda si-náptica dentro de embalagens vesiculares e promovendo alterações na excitabilida-de do neurônio pós-sináptico através de modificações das funções metabólicas in-tracelulares.

• REFERÊNCIAS

Curso de Fisiologia Neurológica – Jaleko Acadêmicos. Disponível em: <https://www.Jaleko.com.br>. Acesso em: 19 jul. 2020.

GUYTON, Arthur; HALL, John. Guyton & Hall Fundamentos de Fisiologia. 13a edição. Elsevier Brasil, 2017.