Profa. Dra. Eliane Comoli Depto de Fisiologia da FMRP-USP

Transcrição

1 Profa. Dra. Eliane Comoli Depto de Fisiologia da FMRP-USP

2 Neurotransmissão

3 ROTEIRO DE AULA TEÓRICA: NEUROTRANSMISSÃO 1. Definição de sinapse a. sinápse elétrica b. sinápse química 2. Princípios da Transmissão Sináptica Química a. neurotransmissores e mecanismo de ação b. síntese e armazenamento c. liberação de neurotransmissores d. receptores e proteínas efetoras e. reciclagem 3. Princípios da Integração Sináptica a. potenciais inibitórios pós-sinápticos b. potenciais excitatório pós-sinápticos c. somatição temporal e espacial

4 Sinápses

5 Sinápse Sinápse é o termo que designa o local de comunicação entre neurônios. O neurônio pré-sináptico geralmente transporta a informação para o neurônio pós-sináptico (célula alvo). O processo de transferência de informação na sinápse é chamado transmissão sináptica

6 a. axodendrítica b. axoaxônica c. dendrodendrítica d. axossomática

7 Sinápse pode ser do tipo: Elétrica Química

8 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.

9 Junções do tipo GAP ou comunicantes 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.

10 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 neurônios sensoriais e motores em circuitos neurais mediando resposta de fuga..

11 Sinápse Química Os terminais pré e póssinápticos 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).

12 Sinápse Química 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 póssináptica. A densidade pós-sináptica contém receptores de neurotransmissores que convertem os sinais químicos em potenciais graduados.

13 Princípios da Neurotransmissão 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.

14 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.

15 Transmissão Sináptica Pot. de ação no terminal Entrada de Ca +2 causa a Abertura de canais receptores pré-sináptico abre fusão de vesículas e Na + entra na célula pós-sináptica canais de Ca +2 liberação de neurotransmissor a vesícula se recicla dependentes de voltagem por exocitose

16 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.

17 Proteínas envolvidas na liberação do Neurotransmissor 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. b) NSF e SNAP: envolvidas no arraste e direcionamento da vesícula em direção `a zona 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.

18 Neurotransmissores Moléculas pequenas: a) aminoácidos: glutamato, aspartato, glicina e GABA); b) aminas: acetilcolina, dopamina, epinefrina, histamina, noradrenalina e serotonina. Moléculas grandes peptídicas armazenadas em grânulos secretores: colecistoquinina, endorfinas, encefalinas, neuropeptídeo Y, somatostatina, substância P, hormônio liberador de tireotrofina e peptídeo intestinal vasoativo.

19 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.

20 Neurotransmissores Um terminal pode apresentar mais de um tipo de neurotransmissor. Transmissões mais rápidas no SNC são mediadas por aminoácidos. Aminoácidos e aminas são sintetizados no citosol e transportados pelas vesículas sinápticas até o terminal axonal onde 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.

21 Ionotrópico Metabotrópico Receptores

22 O glutamato é o principal transmissor excitatório no cérebro e na medula espinhal. Receptores Ionotrópicos Há vários tipos de receptores glutamatérgicos que podem ser receptores ionotrópicos ou metabotrópicos. Receptores Metabotrópicos Mecanismo de Ação do Glutamato

23 Mecanismo de Ação do GABA: O GABA é o principal transmissor inibitório no cérebro e medula espinhal. Receptores ionotrópicos (GABA A ) Receptores Metabotrópicos (GABA B ) Cl - K + Os receptores GABA A são ionotrópicos e formam poros de Cl -. Geram aumento da permeabilidade ao Cl -, consequente influxo de Cl - e hiperpolarização. Os receptores GABA B são metabotrópicos e através de cascata envolvendo 2 os mensageiros ativam canais de K +, gerando aumento da permabilidade ao K + e conseqüente efluxo de K + resultando em hiperpolarização.

24 Mecanismo de Ação da Acetilcolina

25 Mecanismo de remoção da Acetilcolina da fenda sináptica: Ação da Acetilcolinesterase

26 Mecanismo de remoção da Acetilcolina da fenda sináptica: Ação da Acetilcolinesterase

27 Mecanismo de Ação da Noradrenalina

28 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).

29 Potencial Excitatório Pós-sináptico (PEPS) despolarização Potencial Inibitório Póssináptico (PIPS) hiperpolarização

30 Somação 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.

31 Somação Temporal e Espacial

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33 Somação 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.

34 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.

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37 Inibição Pré-sináptica Neurônio Inibitório Ausência de reposta Resposta Na inibição pré-sináptica um neurônio modulatório realiza sinápse em um colateral do neurônio pré-sináptico. Célula Alvo Resposta Um dos alvos do neurônio pré-sináptico pode ser seletivamente inibido.

38 Inibição Pós-sináptica Neurônio Inibitório Célula Alvo Ausência de reposta Neurônio Excitatório Ausência de resposta Ausência de resposta Na inibição pós-sináptica todos os alvos da célula pós-sináptica serão igualmente inibidos.

39 Como funciona a sinápse?