Sinapse. Permitem a comunicação e funcionamento do sistema nervoso. Neurónio pré-sináptico (envia a informação)

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2 Sinapse Medeia a transferência de informação de um neurónio para o seguinte, ou de um neurónio para uma célula efectora (ex.: célula muscular ou glandular); Permitem a comunicação e funcionamento do sistema nervoso. Neurónio pré-sináptico (envia a informação) Neurónio pós-sináptico (transmite o sinal eléctrico após a sinapse) A maioria dos neurónios funciona, ao mesmo tempo, como pré-sináptico e pós-sináptico.

3 Sinapses eléctricas versus sinapses químicas Fenda sináptica (~20-50 nm, preenchida por fluido) Junções comunicantes (ou de hiato); Fluxo de iões e pequenas moléculas directamente de um neurónio para outro electricamente acoplados; Transmissão muito rápida; Comunicação unidireccional ou bidireccional; Sincronização da actividade neuronal. Convertem sinais eléctricos em sinais químicos (NTs), e novamente em sinais eléctricos; Não permitem a transmissão directa do impulso nervoso; Transmissão relativamente lenta (libertação + difusão + ligação) (0.3-5 ms); Comunicação unidireccional;

4 Neurotransmissão através de sinapses químicas Exocitose O neurónio pós-sináptico pode ser excitado ou inibido, dependendo do tipo de receptor ao qual se liga o NT

5 Terminação da acção dos neurotransmissores 1) Degradação por enzimas associadas à membrana pós-sináptica ou presentes na sinapse; 2) Recaptura ( reuptake ) do neurotransmissor pelos astrócitos ou pelo terminal pré-sináptico; 3) Difusão para fora da sinapse.

6 Potenciais pós-sinápticos As sinapses químicas podem ser excitatórias ou inibitórias, dependendo de como afectam o potencial de membrana do neurónio pós-sináptico; Sinapses excitatórias potenciais excitatórios pós-sinápticos (PEPS) Ligação do neurotransmissor Activação de receptores, com abertura de canais iónicos Passagem de Na + e K +, simultaneamente, em direcções opostas Gradiente electroquímico: Na + > K + Influxo Na + > efluxo K + Despolarização da membrana pós-sináptica (PEPS) Potencial de acção no axónio (se se atingir o limiar)

7 Sinapses inibitórias potenciais inibitórios pós-sinápticos (PIPS) Ligação do neurotransmissor Activação de receptores, com abertura de canais iónicos Aumento da permeabilidade membranar ao K + ou Cl - Efluxo de K + ou influxo Cl - Hiperpolarização da membrana pós-sináptica (PIPS) Probabilidade de se gerar um potencial de acção no axónio

8 Potencial de acção versus potencial pós-sináptico (graduado)

9 Integração de sinais eléctricos na membrana pós-sináptica A maioria dos neurónios recebe inputs tanto excitatórios como inibitórios a partir de milhares de outros neurónios; A mesma fibra pode estabelecer diferentes tipos de sinapses com diferentes tipos de neurónios alvo. Como é que toda esta informação é organizada e integrada? Somação temporal: quando um ou mais neurónios pré-sinápticos transmitem impulsos e libertam neurotransmissores em rápida sucessão. Somação espacial: quando o neurónio pós-sináptico é estimulado ao mesmo tempo por um grande número de terminações do mesmo ou, mais comum, de diferentes tipos de neurónios.

10 Neurotransmissores Tal como os sinais eléctricos, os neurotransmissores são a linguagem do sistema nervoso; Um neurónio diferenciado produz sempre o mesmo conjunto de neurotransmissores; Induzem alterações eléctricas na célula pós-sináptica por ligação a receptores específicos; os receptores desencadeiam sinais eléctricos por abertura ou fecho de canais iónicos na membrana pós-sináptica; Um mesmo neurotransmissor pode ter efeitos diferentes em diferentes células pós-sinápticas: acção excitatória ou inibitória dependendo do tipo de canal iónico que é regulado por esse neurotransmissor.

11 NT excitatório despolarização NT inibitório hiperpolarização Acção excitatória ou inibitória: depende do tipo de receptor na célula pós-sináptica.

12 Síntese e armazenamento de neurotransmissores Péptidos Aminoácidos Aminas

13 Armazenamento de neurotransmissores (vesículas sinápticas e vesículas electrodensas) Maior frequência do impulso nervoso que chega ao terminal pré-sináptico (i é, estímulo mais intenso) fusão de maior número de vesículas com a membrana pré-sináptica maior o efeito na célula pós-sináptica

14 Acetilcolina Terminação da acção: degradação e recaptura

15 Glutamato 2 sistemas de recaptura: neuronal e glial (importância da neuroglia na regulação da excitabilidade neuronal)

16 GABA 2 sistemas de recaptura: neuronal e glial (retorna aos neurónios como glutamina e depois?)

17 Catecolaminas ADH: aldeído desidrogenase DOMA: ácido 3,4-dihidroximandélico

18 Óxido nítrico

19 Receptores pós-sinápticos Receptores ionotrópicos (ACh, glutamato, aspartato, ATP, GABA, glicina) Acção directa do NT; resposta rápida e breve Receptores metabotrópicos (ACh, aminas biogénicas e neuropeptídeos) Acção indirecta do NT; resposta lenta e, muitas vezes, prolongada

20 Bibliografia Human Anatomy & Physiology, Marieb, EL and Hoehn, K, 7 th edition (2007), Pearson International Edition. Cap. 11, pp Neuroscience, Purves, D, et al., 3 rd edition (2004), Sinauer Associates, Inc. Cap. 2, pp ; Cap. 3, pp Anatomia e Fisiologia Humana, Seeley, RR, et al., 6ª edição (2003), McGray-Hill. Cap. 11, pp