SINAPSESINAPSE
Profa. Dra. Cláudia Herrera Tambeli
Base para compreendermos:
• Doenças
• Mecanismo de ação de drogas
• Movimentos
• Sensações
Transmissão sináptica
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 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
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
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
Transmissão sináptica
Objetivo: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
N. Pós SinápticoN. Pré Sináptico
Despolarização(corrente que não erasuficiente para desencadearum potencial de ação)
Despolarização
Junções Gap
Furchpan and Potter, 1957
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
SINAPSES QUÍMICAS
Entre células neurais
Entre célula neural e muscular:JUNÇÃO NEUROMUSCULAR
SinapseAxodendrítica
SinapseAxossomática
SinapseAxoaxônica
SINAPSE ENTRE CÉLULAS NEURAIS
COMPONENTES SINÁPTICOSCOMPONENTES SINÁPTICOS
Etapas da Transmisão Sináptica
1. Síntese2. Armazenamento
3. Liberação
4. Efeitos pós sinápticos
5. Inativação
Mitocôndria
Acetilcolina
Vesículasináptica
Enzima
Colina
TerminalAxônico
Acetilcolina
SÍNTESE E ARMAZENAMANTO ACETILCOLINA
NeurotransmissoresNeurotransmissores
• acetilcolina
• monoaminas–epinefrina and norepinefrina–dopamina–serotonina
• amino ácidos (glutamato, GABA, glicina)
• peptídeos (opióides)
• acetilcolina
• monoaminas–epinefrina and norepinefrina–dopamina–serotonina
• amino ácidos (glutamato, GABA, glicina)
• peptídeos (opióides)
Potencial de ação
Vesículasináptica
Terminalaxônico
Canais de Ca2+ voltagem-dependentes
Proteína de ancoragem
CélulaPós-sináptica
MecanismoFisiológico da Liberação do Neurotransmissor
Entrada de Ca++ Fusão dasmembranas
Liberaçãodo NT
Mecanismo de liberação do neurotransmissor
Membranaplasmáticado terminalpré-sinápticonão estimulado
Membranaplasmáticado terminalpré-sinápticoestimulado
Controle da liberação de NT...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
• 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
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
O neurotransmissor liberadose liga a um receptor
Ca++
Terminal Pré-Sináptico
FendaSináptica
Neurônio Pós-Sináptico
Receptor
ReceptoresIONotrópicos v METABOtrópicos
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 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.
• 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 Ionotrópicos: Potencial pós-sináptico rápido, de curta duração.
Sítio de ligação do receptor
Canaliônico fechado
Canaliônico aberto
Neurotransmissorligado ao sítio ativo do receptor
íons
Receptores Ionotrópicos: Potencial pós-sináptico rápido, de curta duração.
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
Terminal axônicoPré-sináptico
NeurotransmissorNeurotransmissorPotencial pós-sinápticorápido, de curta duraçãoPotencial pós-sinápticorápido, de curta duração
Potencial pós-sináptico lento e efeitos de longa 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 regula
síntese de novasproteínas
Entra 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
PEPSdespolarização
PIPShiperpolarização
PIPShiperpolarização
PEPSdespolarização
PEPSdespolarização
Respostaintracelularcoordenada
Respostaintracelularcoordenada
PPS v PAPPS v PA
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)
Desencadeado por canais iônicos voltagem dependentesDesencadeado por canais iônicos voltagem dependentes
Causado por canais iônicosNT dependentesCausado por canais iônicosNT dependentes11
22
33
PAPA PPSPPS
Potencial Pós-SinápticoPotencial Pós-Sináptico
Neurônio Neurônio sensorialsensorial
Potencial Pós Sináptico Potencial Pós Sináptico Excitatório (PEPS)Excitatório (PEPS)
PolpaPolpa
Potencial Pós-Sináptico Potencial Pós-Sináptico Excitatório (PEPS)Excitatório (PEPS)
Neurônio em repouso
-70 mV
-55 mV
Estimulação excitatória
PPSE= +15 mV
PotencialPós-SinápticoExcitatório
NA+
Fora
DentroDentro Potencial de Potencial de MembranaMembranaIntra-celularIntra-celular
BASES IÔNICAS DO POTENCIAL PÓS-SINÁPTICO EXCITATÓRIO
Potencial de membranade repouso Estímulo
Limiar
PPSE
Potencial Pós Sináptico Excitatório
Potencial de ação
Neurônio em repouso
-60 mV
-70 mV
Estimulação inibitória
PPSI= -10 mV
PotencialPós-SinápticoInibitório
BASES IÔNICAS DO POTENCIAL PÓS-SINÁPTICO INIBITÓRIO
Influxo de Cl-Efluxo de K+
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)
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
Mitocôndria
Acetilcolina
Vesículasináptica
Enzima
AcetilcolinesteraseCélula Pós-sináptica
Colina
Acetato
Receptorcolinérgico
TerminalAxônico
Receptorcolinérgico
INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA
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
Terminais axônicosdos neurôniospré-sinápticos
AxônioProcessos dascélulas da glia
Dendrito
Dendrito do neurôniopós-sináptico
Somação & IntegraçãoSomação & Integração
•PIPS & PEPS alteram o potencial de membrana– Um único PEPS é insuficiente para desencadear um Potencial de ação
•PIPS & PEPS alteram o potencial de membrana– Um único PEPS é insuficiente para desencadear um Potencial de ação
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
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
SOMAÇÃO TEMPORAL
estímulo
Não há somação
Po
ten
cia
l d
e m
em
bra
na
(mV
)
Tempo (mseg)
Limiar
Po
ten
cia
l d
e m
em
bra
na
(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.
• 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 SinápticaModulação Sináptica
Inibição pré-sináptica
Neurônioexcitatório
Neurônioexcitatório
Inibição pós-sináptica
Potencial de ação (PA)
Neurônio inibitório
Terminal 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
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
Estudamos os mecanismos fisiológicos envolvidos nas diversas etapas da transmissão sináptica
Sinapses podem ser elétricas ou químicas
A 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 sináptica
Mecanismos de modulação sináptica tanto no
terminal pré-sináptico como pós-sinaptico
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