Notas sobre Transmissão sináptica

Prof. FRANCESCO LANGONE

Anotações sobre

Transmissão Sináptica

Conceitos gerais

 A transmissão sináptica ocorre em regiões especializadas de contato entre neurônios denominadas sinapses.

 As sinapses podem ser elétricas ou químicas

 Nas sinapses elétricas as regiões de contato, denominadas "junções gap", permitem a comunicação entre os citoplasmas dos neurônios. Através dessas regiões podem trafegar íons e moléculas de pequenas dimensões. Desta forma, a transmissão sináptica pode ocorrer pela direta propagação da corrente iônica entre os neurônios. Ela é eletrotônica e pode ser uni ou bidirecional. As sinapses elétricas são rápidas e permitem, por exemplo, a atividade sincronizada de grupamentos de neurônios acoplados morfológica e funcionalmente.

 Nas sinapses químicas o terminal pré-sináptico é especializado para a liberação de um transmissor químico contido em vesículas intracelulares. O neurônio pós-sináptico esta especializado para receber a mensagem química através de receptores protéicos específicos.

 Os receptores podem ser de três tipos:

 receptor ionotrópico  receptor metabotrópico  receptor tirosina quinase

 O receptor inotrópico é também um canal iônico que pode ser ativado através da ligação com a molécula neurotransmissora.

 O receptor metabotrópico está funcionalmente acoplado a um canal iônico, ou a uma enzima que sintetiza o segundo mensageiro intracelular, através de um proteína G.

 O receptor quinase é o próprio efetor quinase

 Transmissão sináptica que envolve receptores ionotrópicos é denominada direta, enquanto que as que envolvem receptores metabotrópicos ou tirosina quinase são ditas indiretas.

 A liberação de milhares de moléculas neurotransmissoras por cada vesícula sináptica constitui um importante mecanismo de amplificação da transmissão de informações nas sinapses químicas.

 As sinapses químicas são extremamente plásticas, podendo ser grandemente influenciadas por fatores que modulam seu funcionamento. Tal plasticidade das sinapses químicas pode ser a base fisiológica dos processos de aprendizagem e memória.

 As sinapses elétricas também podem ser moduladas pelo pH e Ca2+ intracelular, pela voltagem, pela ação de quinases, mas em geral são menos plásticas que as sinapses químicas.

Potenciais pós-sinápticos e Integração sináptica

 O disparo de potencial de ação por um neurônio é determinado pela interação de dezenas a milhares de botões sinápticos que atingem seu corpo celular e dendritos. A atividade desses botões produz efeitos despolarizantes (potencial excitatório pós-sináptico, PEPS) ou hiperpolarizantes (potencial inibitório pós-sináptico, PIPS) na membrana pós-sináptica.

 Os PEPS resultam do aumento da condutância a cátions e seu potencial de inversão é próximo de 0 mV, ao passo que os PIPS resultam de um aumento na condutância ao Cl-, sendo o potencial de inversão próximo ao potencial de equilíbrio do Cl- (-60mV). Outras vezes podem resultar de um aumento na condutância ao K+ e o potencial de inversão é próximo ao potencial de equilíbrio do K+ (-90mV)

 Esses efeitos deverão ser integrados temporal e espacialmente pelo neurônio pós-sináptico.

 A integração dos PEPS e PIPS é realizada em uma região especializada do neurônio, com alta densidade de canais de Na+ dependentes de voltagem, a qual lhe confere um baixo limiar de excitabilidade. Essa região de disparo de potenciais de ação corresponde à porção do axônio mais próxima do corpo celular, denominada cone de implantação.

 É interessante lembrar que neurônios com uma árvore dendrítica muito extensa possuem em seus dendritos zonas especializadas de disparo, ricas em canais de Ca2+ dependentes de voltagem que potencializam o efeito excitatório das sinapses despolarizantes.

 A propagação dos efeitos despolarizantes e hiperpolarizantes em direção à região de disparo depende das propriedades elétricas passivas da membrana do neurônio pós-sináptico, particularmente de suas constantes de tempo e de espaço. Assim, a geometria dos neurônios e a localização do botões sinápticos tem um importante papel na integração sináptica.

 Nas sinapses axo-axônicas o "input" sináptico serve principalmente para modular a liberação do neurotransmissor pelo neurônio pós-sináptico e não contribui para a deflagração do potencial de ação.

 No sistema nervoso dos vertebrados, os PEPS são mediados principalmente pelo neurotransmissor glutamato.

 Os receptores para o glutamato podem ser ionotrópicos ou metabotrópicos.

 Os receptores ionotrópicos são de dois tipos:

NMDA (N-Metil-D-Aspartato) e não-NMDA.

 Os receptores canal do tipo não-NMDA permitem a passagem de Na+ e K+, porém não permitem a passagem de Ca2+.

 Os receptores canal do tipo NMDA conduzem Na+, K+ e Ca2+ e possuem uma característica singular, eles são bloqueados por Mg2+ extracelular. O fluxo de Ca2+ através do canal depende da remoção deste bloqueador, a qual depende da despolarização da membrana pós-sináptica. Assim, esse tipo de canal requer para o seu funcionamento a ação do glutamato e a variação do potencial de membrana.

 A sensibilidade à voltagem e a capacidade de conduzir Ca2+ (o qual pode ativar uma proteína quinase dependente da Calmodulina) confere ao canal do tipo NMDA um papel importante na plasticidade sináptica.

 No sistema nervoso dos vertebrados, os PIPS são mediados principalmente pelo neurotransmissor GABA (ácido gama aminobutírico) e em menor extensão pela Glicina.

 Os receptores do GABA podem ser inotrópicos (GABAA) ou metabotrópicos