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SINAPSE
Profa. Dra. Cláudia Herrera Tambeli
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Base para compreendermos:
• Doenças
• Mecanismo de ação de drogas
• Movimentos
• Sensações
Transmissão sináptica
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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
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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
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3. Propagação do Potencial de Ação3. Propagação do Potencial de AçãoNeurônio SensorialNeurônio Sensorial
Sequência de eventos que resultam na Sequência de eventos que resultam na transmissão do estímulo dolorosotransmissão do estímulo doloroso
PolpaPolpa
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3. Propagação do Potencial de Ação3. Propagação do Potencial de AçãoNeurônio SensorialNeurônio Sensorial
Sequência de eventos que resultam na Sequência de eventos que resultam na transmissão do estímulo dolorosotransmissão do estímulo doloroso
PolpaPolpa
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4. Transmissão Sináptica4. Transmissão SinápticaNeurônio Pós-Neurônio Pós-SinápticoSináptico
Neurônio Pré-Neurônio Pré-SinápticoSináptico
Sequência de eventos que resultam na Sequência de eventos que resultam na transmissão do estímulo dolorosotransmissão do estímulo doloroso
PolpaPolpa
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5. Potencial Pós Sináptico5. Potencial Pós SinápticoPotencial 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
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6. Potencial de Acão no Neurônio 6. Potencial de Acão no Neurônio Pós-SinápticoPós-Sináptico
Sequência de eventos que resultam na Sequência de eventos que resultam na transmissão do estímulo dolorosotransmissão do estímulo doloroso
PolpaPolpa
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Transmissão sinápticaObjetivo:Estudar os mecanismos fisiológicos envolvidos nas diversas etapas da transmissão sináptica
Roteiro:
1 - Tipos de sinapse: Elétrica e Química2 - Etapas da transmissão sináptica
Síntese, armazenamento, liberação, efeitos pós-sinápticos, mecanismos de inativação do NT
3- Mecanismos de somação e integração sináptica4- Mecanismos de modulação sináptica
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Otto Loewi, 1926
Comprovação da existência dasSinapses Químicas
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Comprovação da existência dasSinapses Elétricas
N. Pós SinápticoN. Pré Sináptico
Despolarização(corrente que não erasuficiente para desencadearum potencial de ação)
Despolarização
Junções Gap
Furchpan and Potter, 1957
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SINAPSES
ELÉTRICAS QUÍMICAS
Raras Comuns
Bidirecionais Unidirecionais
Rápidas Lentas
Estereotipadas Flexíveis
Sinapse elétricas ocorrem: Células musculares lisasCélulas miocárdicasSistema nervoso centralCélulas da gliaCélulas beta do pâncreas
Não há fadiga Pode haver fadiga
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SINAPSES QUÍMICAS
Entre células neurais
Entre célula neural e muscular:JUNÇÃO NEUROMUSCULAR
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SinapseAxodendrítica Sinapse
Axossomática
SinapseAxoaxônica
SINAPSE ENTRE CÉLULAS NEURAIS
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COMPONENTES SINÁPTICOSCOMPONENTES SINÁPTICOS
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Etapas da Transmisão Sináptica
1. Síntese2. Armazenamento
3. Liberação
4. Efeitos pós sinápticos
5. Inativação
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Mitocôndria
Acetilcolina
Vesículasináptica
Enzima
Colina
TerminalAxônico
Acetilcolina
SÍNTESE E ARMAZENAMANTO ACETILCOLINA
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Neurotransmissores
• acetilcolina• monoaminas
–epinefrina and norepinefrina–dopamina–serotonina
• amino ácidos (glutamato, GABA, glicina)• peptídeos (opióides)
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Potencial de ação
Vesículasináptica
Terminalaxônico
Canais de Ca2+ voltagem-dependentes
Proteína de ancoragem
CélulaPós-sináptica
MecanismoFisiológico da Liberação do Neurotransmissor
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Entrada de Ca++ Fusão dasmembranas
Liberaçãodo NT
Mecanismo de liberação do neurotransmissor
Membranaplasmáticado terminalpré-sinápticonão estimulado
Membranaplasmáticado terminalpré-sinápticoestimulado
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Controle da liberação de NT...
• Através de autoreceptores– localizados no terminal pré-sináptico – ativados pelo NT liberado pelo próprio
terminal pré-sináptico
• Regula a síntese & liberação– muito NT – síntese e liberação reduzida– pouco NT – síntese e liberação aumentada
• Um sistema de feedback negativo
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Controle da liberação de NT...
SinapseSinapseAxoaxônicaAxoaxônicaentre A e Bentre A e B
A B
C
Facilitação pré-sináptica-Diminuição da condutância de K+ no neurônio B- Aumento na duração do PA no neurônio A- Aumento no influxo de Ca++ no neurônio A- Aumento na liberação de NT do neurônio A
Inibição pré-sinápticaNeurônio B – inibitórioAumento da condutância de Cl- no neurônio ABloqueio do influxo de Ca++ no neurônio AInibição da liberação de NT do neurônio A
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O neurotransmissor liberadose liga a um receptor
Ca++
Terminal Pré-Sináptico
FendaSináptica
Neurônio Pós-Sináptico
Receptor
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ReceptoresIONotrópicos v METABOtrópicos
• 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 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.
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Receptores Ionotrópicos: Potencial pós-sináptico rápido, de curta duração.
Sítio de ligação do receptor
Canaliônico fechado
Canaliônico aberto
Neurotransmissorligado ao sítio ativo do receptor
íons
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Receptores Ionotrópicos: Potencial pós-sináptico rápido, de curta duração.
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Dentro do neurônio
Fora do neurônio
NT
Receptor
AtivaMembrana
Proteina G
Ativaenzimas
Produz
Segundo menssageiro
Pode abriro canal iônico
Canal iônico
Receptores Metabotrópicos:Potencial pós-sináptico lento
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Terminal axônicoPré-sináptico
NeurotransmissorNeurotransmissorPotencial pós-sinápticorápido, de curta duração
Potencial pós-sináptico lento e efeitos de longa duração
Canais iônicosquímico-dependentes
Receptorionotrópico
Receptormetabotrópico
Célula pós-sináptica
Canais iônicos abertos Modifica proteínas
existentes ou regulasíntese de novas
proteínasEntra
mais Na+
Canais iônicos fechados
Altera o estado de abertura doscanais iônicos
Via de segundomenssageiro é ativada
Sai mais K+ ou entra mais Cl-
Entra menos Na+
Sai menos K+
Via inativa
Receptor ligado à proteína G
PEPSdespolarização
PIPShiperpolarização
PEPSdespolarização
Respostaintracelularcoordenada
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PPS v PA
Resposta propagavel Resposta não propagavel
Resposta tipo tudo ou nada Resposta graduada(depende da quantidade de NT liberada)
Desencadeado por canais iônicos voltagem dependentes
Causado por canais iônicosNT dependentes1
2
3
PA PPS
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Potencial Pós-SinápticoPotencial Pós-Sináptico
Neurônio Neurônio sensorialsensorial
Potencial Pós Sináptico Potencial Pós Sináptico Excitatório (PEPS)Excitatório (PEPS)
PolpaPolpa
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Potencial Pós-Sináptico Potencial Pós-Sináptico Excitatório (PEPS)Excitatório (PEPS)
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Neurônio em repouso
-70 mV
-55 mV
Estimulação excitatória
PPSE= +15 mV
PotencialPós-SinápticoExcitatório
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NA+
Fora
DentroDentro Potencial de Potencial de MembranaMembranaIntra-celularIntra-celular
BASES IÔNICAS DO POTENCIAL PÓS-SINÁPTICO EXCITATÓRIO
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Potencial de membranade repouso Estímulo
Limiar
PPSE
Potencial Pós Sináptico Excitatório
Potencial de ação
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Neurônio em repouso
-60 mV
-70 mV
Estimulação inibitória
PPSI= -10 mV
PotencialPós-SinápticoInibitório
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BASES IÔNICAS DO POTENCIAL PÓS-SINÁPTICO INIBITÓRIO
Influxo de Cl-Efluxo de K+
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Ionic Movements During Postsynaptic Potentials
Movimento iônico durante PEPS E PIPS
NT ligado ao sítio ativo do receptor
Canal iônico Membrana
Influxo de NA+
produz despolarização(PEPS)
Efluxo de K+
produz hiperpolarização(PIPS)
Influxo de Cl-produz hiperpolarização(PIPS)
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Mecanismos de Remoção do NeurotransmissorMecanismos de Remoção do Neurotransmissor
Célulapré-sináptica
vesícula sináptica
Célulapós-sináptica
Célulaglial
Sangue
Enzima
Neurotransmissor pode retornar ao terminal axônico para ser reutilizado ou transportado para as células gliais
Inativação enzimática
Difusão para fora da fenda sináptica
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Mitocôndria
Acetilcolina
Vesículasináptica
Enzima
AcetilcolinesteraseCélula Pós-sináptica
ColinaAcetato
Receptorcolinérgico
TerminalAxônico
Receptorcolinérgico
INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA
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DIVERGÊNCIAA COMUNICAÇÃO ENTRE A COMUNICAÇÃO ENTRE NEURÔNIOS NÃO É SEMPRE NEURÔNIOS NÃO É SEMPRE UM EVENTO 1:1UM EVENTO 1:1
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A COMUNICAÇÃO ENTRE A COMUNICAÇÃO ENTRE NEURÔNIOS NÃO É SEMPRE NEURÔNIOS NÃO É SEMPRE UM EVENTO 1:1UM EVENTO 1:1
CONVERGÊNCIA
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Terminais axônicosdos neurôniospré-sinápticos
AxônioProcessos dascélulas da glia
Dendrito
Dendrito do neurôniopós-sináptico
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Somação & Integração
•PIPS & PEPS alteram o potencial de membrana– Um único PEPS é insuficiente para desencadear um Potencial de ação
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Terminal axônico
pré-sináptico
Potencialde ação
Zona de estímulo
Três neurônios excitatórios são estimulados. seus potenciais graduados, separadamente, estão todos abaixo do limiar.
Os potenciais graduados chegamjuntos à zona de estímulo e somam-se para gerar um sinal supralimiar.
Um potencial de ação é gerado
SOMAÇÃO ESPACIAL
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Potencialde ação
Zona de estímulo
Neurônioinibitório
NÃO
Dois potenciais pós-sinápticos excitatóriossão diminuídos pela somação comum potencial de inibitório
Os potenciais pós-sinápticos somadosestão abaixo do limiar, então,nenhum potencial de ação é gerado
SOMAÇÃO ESPACIAL - INTEGRAÇÃO
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SOMAÇÃO TEMPORAL
estímulo
Não há somação
Pote
ncia
l de
mem
bran
a (m
V)
Tempo (mseg)
LimiarPo
tenc
ial d
e m
embr
ana
(mV)
A somação causa um potencial de ação
Tempo (mseg)
Limiar
PPS diminuem com o tempoSoma de múltiplos PPS gerados a partir de impulsos sinápticos repetitivos provenientes de um único neurônio pré-sináptico.
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• Terminal Pré sináptico– Neurônio inibitório (s) – menos NT liberado– Neurônio excitatório (s) – mais NT liberado
• Membrana Pós-sináptica e receptores– Número de receptores– Afinidade do receptor pelo NT– Permeabilidade
Modulação Sináptica
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Inibição pré-sináptica
Neurônioexcitatório
Neurônioexcitatório
Inibição pós-sináptica
Potencial de ação (PA)
Neurônio inibitórioTerminal axônicopré-sináptico
Não há liberaçãode neurotransmissor
Sem resposta
Resposta
Resposta
Não hánenhumaresposta
Neurônio excitatório ativado PA deflagrado Neurônio inibitório ativado
Neurônio inibitório
Neurotransmissor liberado
Neurônio + e – ativadoSinal moduladoabaixo do limiar
O potencial de açãonão é deflagrado
Não há resposta
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POTENCIALIZAÇÃO DE LONGA DURAÇÃO
Axôniopré-sináptico
O Ca2+ entra e ativaas vias de segundo menssageiro
Célulapós-sináptica
Liberaçãoparácrina
Glutamato
Glutamato é liberado
Influxo de Na despolariza a célula pós-sináptica
A despolarização remove o Mg2+ e abre o canal de Ca2+
Ca2+ entra no citoplasma
Célula se torna mais sensível ao glutamato
Célula pós-sináptica libera substâncias parácrinasque aumenta a liberação de glutamato
AprendizadoMemória
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Estudamos os mecanismos fisiológicos envolvidos nas diversas etapas da transmissão sináptica
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Sinapses podem ser elétricas ou químicasA transmissão sináptica nas sinpses químicasé constiuída por várias fases:
Síntese, armazenamento, liberação, efeitos pós-sinápticos, mecanismos de inativação do NT
Mecanismos de somação e integração sinápticaMecanismos de modulação sináptica tanto noterminal pré-sináptico como pós-sinaptico
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Desordens da transmissão sináptica são responsáveis por muitas doenças uma vez que a transmissão sináptica corresponde ao ponto mais vulnerável no processo de sinalização do sistema nervoso.
Muitas drogas utilizadas no tratamento dessas doenças atuam na atividade sináptica
Desafio:Entender a causa das diversas doenças que afetam a transmissão sináptica e compreender o mecanismo de ação de drogas que já tem sido utilizadas no tratamento de algumas dessas doenças e desenvolver medicamentos mais eficazes.
CONCLUSÃO