Transmissão sináptica

Transmissão sináptica
Lembrando que:
• Distribuição iônica através da membrana de um neurônio em repouso:
Íon
[i] mM
[e] mM
Pot. Equ. (mV)
K+
400
20
-75
Na+
50
440
+55
Cl-
52
560
-60
A-
385
-
-
• No Potencial de repouso: canais abertos de Na+ e de K+
• No Potencial de ação: canais de Na+ e de K+ dependentes de voltagem
Sinapses químicas
Sinapses elétricas
•
•
•
•
•
•
•
John Eccles
Junções comunicantes
Canais dependentes de voltagem
Rápida, estereotipada
Excitatória ou inibitória
Bidirecional
Os 2 elementos são similares
•
•
•
•
•
•
•
Henry Dale
Fenda sináptica
Canais dependentes de ligantes
Relativamente lenta, variável
Excitatória ou inibitória
Unidirecional
Os 2 elementos são diferentes
Sinapses elétricas
- Entre 2 neurônios
- Junções comunicantes:
• Pares de hemicanais
• 1 hemicanal = 1 conéxon
• 1 conéxon = 6 conexinas
• canais com poros de até 1,5 nm de diâmetro
passam íons e metabólitos intracelulares.
Sinapses elétricas
Sinapses químicas
• Elemento pré-sináptico:
• vesículas
• mitocôndrias
• zonas ativas
• Fenda sináptica
• Elemento pós-sináptico:
• densidade pós-sináptica
Duas etapas:
• Transmissão
- neurônio
• Recepção
- neurônio
- músculo
- gânglio
- astrócitos (?)
Junção Neuromuscular
Junção Neuromuscular
Sinapse entre 1 fibra nervosa e 1 fibra muscular
•Ocorre na placa motora
•Expansões dos terminais formam botões
sinápticos (terminais)
•Cada botão posiciona-se sobre 1 dobra
juncional
•As vesículas contém acetilcolina (Ach) e se
concentram nas zonas ativas
•O receptor de ach é tipo nicotínico
•O receptor nicotínico posiciona-se na crista da
dobra juncional
•Os receptores de Na+ estão na profundidade
da dobra juncional
•Na fenda sináptica há acetilcolinesterase
Despolarização
do botão
terminal
Canais de Na+ e de K+
dependentes de voltagem
Entrada de Ca++
Canais de Ca++
dependentes de voltagem
Fusão das
vesículas
Proteínas que interagem
com Ca++ nas membranas
das vesículas e do botão
Liberação do
neurotransmissor
(Ach)
Ligação da Ach aos
receptores
Abertura dos canais
Canais de Na+ e K+
dependentes de ligante
Potencial de placa
motora
Proteínas relacionadas as vesículas sinápticas
Ciclo das vesículas sinápticas
normal
baixa
alta
Receptor nicotínico
Eventos na célula pós-sináptica
Potencial de Placa Motora
Bloqueio dos receptores
(tubocurarina)
O potencial sináptico decai
com a distância
Sinapses centrais
Sinapses entre neurônios
• Ocorrem convergência e divergência
• Neurônios centrais recebem aferências
excitatórias e inibitórias
• Vários neurotransmissores, vários canais
iônicos
• Canais iônicos controlados direta e indiretamente
• Potenciais pós-sinápticos de pequena amplitude
Sinapses centrais - tipos
Sinapses excitatórias e inibitórias características gerais
Diferenças morfológicas:
•Localização sináptica
•Tipo de vesícula
•Tamanho zona ativa
•Tamanho densidade póssináptica
Receptores ionotrópicos
Receptores metabotrópicos
Arco reflexo medular
Sinapses excitatórias
• Principal NT: Glutamato
• PEPS
• Receptores ionotrópicos e metabotrópicos
- Ionotrópicos:
permeáveis ao Na+, K+ (e ao Ca++ )
NMDA
NR1 NR2A-D NR3A
AMPA
GluR1-4
Cainato
GluR5-7 KA1-2
NMDA
NR1 NR2A-D NR3A
AMPA
GluR1-4
Cainato
GluR5-7 KA1-2
“splice” alternativo N-terminal “splice” alternativo C-terminal edição RNA em GluR5,6 e KA2
http://www.bris.ac.uk/synaptic/
Receptores metabotrópicos
Receptor glutamatérgico
Grupo I
mGlu1, mGlu5
Grupo II
mGlu2, mGlu3
Grupo III
mGlu4, mGlu6,
mGlu7, mGlu8
Receptor adrenérgico
Receptores metabotrópicos : mecanismos
comuns transdução do sinal
Sistema adenilil ciclase - AMPc
• A ligação do NT altera a conformação do receptor,
expondo o sítio de ligação para a proteína Gs
• O complexo proteína Gs liga-se ao receptor e troca
seu GDP por GTP
• A subunidade α dissocia-se do complexo Gs expondo
o sítio de ligação da adenilil ciclase na subunidade α
• A subunidade α ativa a ciclase a produzir muitas
moléculas de AMPc
• A hidrólise do GTP pela subunidade α refaz a
conformação original e esta dissocia-se da ciclase
• A ativação da ciclase continua enquanto o NT
estiver ligado ao receptor
Sistema adenilil ciclase - AMPc
Sinapses inibitórias
• Principais NTs: GABA e Glicina
• PIPS
1
2
Despolarização do terminal Fusão das vesículas
• Receptor GABA A – ionotrópico, Cl• Receptor GABA B – metabotrópico, K+
• Receptor Glicina - ionotrópico, Cl-
7
4
Exocitose
Recaptação
8
5
Ligação ao receptor
Abertura do canal
6
Influxo de cloreto
Hiperpolarização
Ativação do receptor no sistema AMPc
3
1
2
4
5
6
7
8
Integração sináptica
Integração sináptica
Integração sináptica
Efeitos competitivos das correntes
Integração sináptica – fatores intrínsecos
Variações no potencial de membrana afetam a liberação do NT
Integração sináptica- fatores extrínsecos
Ações sinápticas podem ter longa duração
http://www.bris.ac.uk/synaptic/
Ações sinápticas modulatórias envolvendo 2os mensageiros
Neurotransmissores
• Liberação regulada pela despolarização do terminal pré-sináptico
• Desencadeada pelo influxo de cálcio
• Liberação em unidades quânticas
• Armazenados e liberados por vesículas sinápticas (exocitose)
• Vesículas sinápticas são recicladas
• Critérios:
- ser sintetizado pelo neurônio
- estar presente no terminal e ser liberada em quantidade
suficiente para exercer ação definida no órgão efetor
-qdo adm. exogenamente, mimetize a ação do NT endógeno
- ter mecanismo específico de remoção da fenda sináptica
Acetilcolina -
Dopamina
Noradrenalina
Adrenalina
amina de bx peso molecular
acetil + colina em presença de acetiltransferase
JNM
N. pré-ganglionares e pós-ganglionares do SNPS
SNC (núcleo basal)
síntese a partir do aa tirosina
tirosina hidroxilase
L-DOPA
descarboxilase
dopamina
dopamina β-hidroxilase
noradrenalina
feniletanolamina N-metil transf.
adrenalina
dopamina: via nigroestriatal (controle motor)
vias mesolímbica e mesocortical (afeto, motivação e emoção)
via arqueado-hipófise (secreção hormonal)
noradrenalina: locus ceruleus e N pós-ganglionares do SNS
adrenalina: poucas células
Serotonina Histamina -
síntese a partir do aa triptofano
Ncs da rafe com projeções difusas (distúrbios do humor)
síntese a partir do aa histidina
Hipotálamo
Glutamato -
síntese a partir do α-cetoglutarato
Glutamato
Glutaminase
Glutamina sintase
Glutamina
Glicina -
síntese a partir do aa serina
IN da medula espinal
GABA -
síntese a partir do aa glutamato
Glutamato
Descarboxilase do ácido glutâmico
GABA
IN em todo SNC
ATP e Adenosina – N. autonômicos para o vaso deferente
plexos nervosos no intestino
corno dorsal da medula espinal (dor)