Neuroquímica e Neurobiologia Celular
Aluna: Julia Itacolomy da Silva
Professor: Victor Túlio Ribeiro Resende
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Sinapse Glutamatérgica
 O glutamato:
 É o principal neurotransmissor excitatório do SNC dos
mamíferos.
... exercendo um ...
A maioria dos neurônios contem
mais do que um neurotransmissor
 Os receptores glutamatérgicos são divididos em dois grupos:
 Ionotrópicos (iGluRs)
N-metil-D-aspartato (NMDA);
Ácido-am...
Plasticidade sináptica e
neurotransmissão glutamatérgica
 Podemos subdividir os fenômenos de plasticidade
sináptica em du...
Plasticidade Sináptica no Córtex
Cerebelar
 Teoria de Marr-Albus do aprendizado motor:
haverá plasticidade na sinápse da fibra paralela
somente se essa estiver ativ...
 A LTD resulta de uma diminuição na resposta pós-
sináptica ao glutamato liberado pelas fibras
paralelas.
 O receptor gl...
 Ativação das fibras trepadeiras
Aumento da entrada de Ca no dendrito da célula de Purkinje.
 Fibras paralelas
Após a at...
 Resultando na diminuição do número de receptores
AMPA na membrana pós-sinaptica.
 Nesse modelo, o aprendizado ocorre qu...
Plasticidade Sináptica no Hipocampo
 Uma vez que a visão e o aroma de uma rosa ocorrem ao
mesmo tempo, os impulsos que levam essa informação a
um neuronio po...
 Os receptores do glutamato medeiam a
transmissão excitatória sinaptica no
hipocampo.
Como ocorre a expressão de LTP?
 A entrada de Ca 2+ através
de receptores NMDA ativa
proteínas cinases , como por
exemplo a CaMKII.
Isso causa LTP por:
1...
 Moléculas envolvidas na LTP e LTD e a memória
 LTP E LTD necessitam da ativação de receptores NMDA.
 Para verificar o ...
STRUCTURAL PLASTICITY AND MEMORY
Raphael Lamprecht and Joseph LeDoux
Center for Neural Science,
New York University,
4 Was...
Teoria Hebb/Konorski:
 Hebb - Quando dois neurônios são ativados
repetidamente e ao mesmo tempo, ocorre algum
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 Influxo de Ca 2+ inicia a plasticidade sinaptica.
 Alterações morfológicas em espinhas dendríticas
 Espinhas proporcio...
Mecanismos envolvidos na iniciação e
manutenção da plasticidade sináptica
(a) A liberação de glutamato de neurônios pré-si...
LTP ou aprendizagem induz alterações morfológicas
em espinhas dendríticas.
A LTP pode induzir crescimento (tempo na
figura relativo à indução de LTP) de novos
espinhos dendríticos, indicados por se...
Conclusão
 Aprendizagem, modulação e estabilização da
transmissão da excitatória é controlada, em parte,
pela dinâmica da...
Memória
 Memória é a capacidade que têm o homem e os
animais de armazenar informações que possam ser
recuperadas e utilizadas pos...
 Aquisição - Entrada de um evento qualquer nos
sistemas neurais ligados à memória.
 Seleção - Como os eventos são geralm...
 Esquecimento - Desaparecimento dos eventos
selecionados que foram armazenados. O
esquecimento é uma propriedade normal d...
Tipos de Memória
Memória Explícita
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Memória Implícita
Memória Explícita
A consolidação envolve o
fortalecimento das associações em ter
as novas memórias que chegam e a
informaç...
Memória Implícita
Os arquivos duradouros
devem estar nas regiões motoras do
córtex, núcleos da base e cerebelo
Referências
 Ruggiero RN, Bueno-Júnior LS, Ross JB de, Fachim
HA, Padovan-Neto FE, Merlo S, et al.
Neurotransmissão gluta...
Sinapse Glutamatérgica – Bases Moleculares da Memória Explícita e Implícita
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  • O glutamato é o principal neurotransmissor com atividade excitatória no SNC dos mamíferos, e, mesmo em quantidades pequenas, pode desencadear potenciais de ação.
    Uma das rotas glutamatérgicas mais longa tem a sua origem no córtex, e os seus axônios descem até fazerem ramificações na ponte e tronco cerebral, excitando assim neurônios motores atuantes numa variedade de músculos.
  • (a) A liberação de glutamato de neurônios pré-sinápticos leva à ativação de receptores AMPA (AMPAR) e à despolarização do neurônio pós-sináptico. (b) A despolarização do neurônio pós-sináptico e concomitante ativação por glutamato levam à remoção do Mg2+ dos receptores NDMA (NMDAR) e ao influxo de Ca2+ no espinho dendrítico. A despolarização também ativa canais de cálcio dependentes de voltagem (CCDV), outra fonte de Ca2+ pós-sináptico. (c) O influxo de Ca2+ na sinapse ativa quinases que, por sua vez, modulam a atividade de seus substratos. Esses substratos contribuem para mudanças locais, como alterações morfológicas, através de regulação de proteínas do citoesqueleto ou indução da transcrição de RNA no núcleo através de fatores de transcrição. (d) RNAm levam à formação de proteínas que são capturadas pelas sinapses ativadas e contribuem para a estabilização de mudanças no espinho dendrítico.
  • Sinapse Glutamatérgica – Bases Moleculares da Memória Explícita e Implícita

    1. 1. Neuroquímica e Neurobiologia Celular Aluna: Julia Itacolomy da Silva Professor: Victor Túlio Ribeiro Resende Sinapse Glutamatérgica – Bases Moleculares da Memória Explícita e Implícita
    2. 2. Sinapse Glutamatérgica  O glutamato:  É o principal neurotransmissor excitatório do SNC dos mamíferos. ... exercendo um papel crucial em mecanismos subjacentes à plasticidade sináptica, que fazem parte da base fisiológica de processos comportamentais como cognição e memória.
    3. 3. A maioria dos neurônios contem mais do que um neurotransmissor
    4. 4.  Os receptores glutamatérgicos são divididos em dois grupos:  Ionotrópicos (iGluRs) N-metil-D-aspartato (NMDA); Ácido-amino3-hidroxi-5-metil-isoxazol-4-propiônico (AMPA) ; Cainato (KA).  A neurotransmissão mediada pelos iGluRs é rápida - afeta diretamente o fluxo de íons (princ. Na+ e Ca2+) e, consequentemente, o estado eletroquímico da membrana pós-sináptica.  Metabotrópicos (mGluRs) ACPD L-AP4  são acoplados a proteínas G e participam dos mecanismos de resposta intracelular através da ativação de segundos mensageiros - são responsáveis pela geração de respostas
    5. 5. Plasticidade sináptica e neurotransmissão glutamatérgica  Podemos subdividir os fenômenos de plasticidade sináptica em duas categorias: plasticidade sináptica de curta duração e de longa duração.  A plasticidade sináptica de longa duração gera alterações que duram horas ou até dias e pode ser estudada através de dois mecanismos: a potenciação de longa duração (LTP) e a depressão de longa duração (LTD).  Uma das rotas glutamatérgicas mais longa tem a sua origem no córtex, e os seus axônios descem até fazerem ramificações na ponte e tronco cerebral,
    6. 6. Plasticidade Sináptica no Córtex Cerebelar
    7. 7.  Teoria de Marr-Albus do aprendizado motor: haverá plasticidade na sinápse da fibra paralela somente se essa estiver ativa ao mesmo tempo em que impulsos nervosos chegam pela fibra trepadeira à célula de Purkinje pós-sinaptica.  Menor resposta pós-sináptica na célula de Purkinje. Esse tipo de modificação pode durar pelo menos uma hora e, por isso, foi denominada LTD.
    8. 8.  A LTD resulta de uma diminuição na resposta pós- sináptica ao glutamato liberado pelas fibras paralelas.  O receptor glutamatérgico que medeia a transmissão excitatória nessa sinapse é o receptor AMPA.  Estudos sugerem, que a célula pós-sináptica internaliza receptores AMPA após a indução de LTD, tornando, assim, a sinapse menos sensível ao glutamato.
    9. 9.  Ativação das fibras trepadeiras Aumento da entrada de Ca no dendrito da célula de Purkinje.  Fibras paralelas Após a ativação há liberação do glutamato e entrada de Na no dendrito, através do receptor AMPA. O receptor metabotrópico de glutamato, que se acopla , por meio de uma proteína G, à enzima fosfolipase C; a ativação dessa enzima leva á produção de um segundo mensageiro, que ativa a proteína cinase C.  Células de Purkinje - Disparam um potencial de ação.
    10. 10.  Resultando na diminuição do número de receptores AMPA na membrana pós-sinaptica.  Nesse modelo, o aprendizado ocorre quando aumentos na concentração de Ca2+ e Na2+ coincidem com a ativação da proteína cinase C.  A memória acontece quando os canais AMPA são internalizados e as correntes excitatórias pós- sinapticas são reduzidas
    11. 11. Plasticidade Sináptica no Hipocampo
    12. 12.  Uma vez que a visão e o aroma de uma rosa ocorrem ao mesmo tempo, os impulsos que levam essa informação a um neuronio podem produzir LTP, assim formando uma associação entre os dois estímulos.
    13. 13.  Os receptores do glutamato medeiam a transmissão excitatória sinaptica no hipocampo. Como ocorre a expressão de LTP?
    14. 14.  A entrada de Ca 2+ através de receptores NMDA ativa proteínas cinases , como por exemplo a CaMKII. Isso causa LTP por: 1) alterar a efetividade de receptores AMPA pós-sinapticos preexistentes ou 2) estimular a inserção de novos receptores AMPA.
    15. 15.  Moléculas envolvidas na LTP e LTD e a memória  LTP E LTD necessitam da ativação de receptores NMDA.  Para verificar o possível papel desses receptores, pesquisadores injetaram um bloqueador do receptor NMDA no hipocampo de ratos que estavam sendo treinados em um labirinto aquático.  Diferentemente dos animais normais, esses ratos não apresentaram as regras do jogo ou a localização da plataforma submersa.  Logo... forneceu a primeira evidência de que processos dependentes de receptores NMDA possam ter um papel na memória.
    16. 16. STRUCTURAL PLASTICITY AND MEMORY Raphael Lamprecht and Joseph LeDoux Center for Neural Science, New York University, 4 Washington Place, New York,New York 10003,USA. Correspondence to J.L. e-mail: ledoux@cns.nyu.edu
    17. 17. Teoria Hebb/Konorski:  Hebb - Quando dois neurônios são ativados repetidamente e ao mesmo tempo, ocorre algum crescimento entre eles, de tal modo que a atividade de um conduz a atividade de outro.  Konorski - A plasticidade neuronal, induzida pela associação de estímulos repetitivos, por mudanças morfológicas poderia ser mediada pela transformação de um conjunto de potenciais pré-existentes de conexões sinapticas em ligações funcionais  Hoje, a teoria de Hebb / Konorski, o que equivale a
    18. 18.  Influxo de Ca 2+ inicia a plasticidade sinaptica.  Alterações morfológicas em espinhas dendríticas  Espinhas proporcionam um compartimento fechado que permite mudanças rápidas na concentração de moléculas de sinalização, tais como o cálcio e, portanto, tornam possíveis respostas eficazes para inputs.  A modulação do número de espinhas dendríticas e/ou a sua morfologia foi proposto para contribuir para alterações na transmissão sinaptica excitatória durante a aprendizagem.
    19. 19. Mecanismos envolvidos na iniciação e manutenção da plasticidade sináptica (a) A liberação de glutamato de neurônios pré-sinápticos leva à ativação de receptores AMPA (AMPAR) e à despolarização do neurônio pós-sináptico (b) A despolarização do neurônio pós-sináptico e concomitante ativação por glutamato levam à remoção do Mg2+ dos receptores NDMA (NMDAR) e ao influxo de Ca2+ no espinho dendrítico. A despolarização também ativa canais de cálcio dependentes de (c) O influxo de Ca2+ na sinapse ativa quinases que, por sua vez, modulam a atividade de seus substratos. Esses substratos contribuem para mudanças locais, como alterações morfológicas, através de regulação de proteínas do citoesqueleto ou indução da (d) RNAm levam à formação de proteínas que são capturadas pelas sinapses ativadas e contribuem para a estabilização de mudanças no espinho dendrítico.
    20. 20. LTP ou aprendizagem induz alterações morfológicas em espinhas dendríticas.
    21. 21. A LTP pode induzir crescimento (tempo na figura relativo à indução de LTP) de novos espinhos dendríticos, indicados por setas. • Formação de novas espinhas através da indução de LTP. • Mudanças na morfologia da coluna também foram observadas. • Alterações a longo prazo na morfologia da coluna, pode contribuir para a modulação da transmissão sinaptica. Encurtar ou alargar o gargalo de uma coluna afeta o influxo de cálcio para o dendrito e, portanto, pode afetar os eventos bioquímicos em espinhas.
    22. 22. Conclusão  Aprendizagem, modulação e estabilização da transmissão da excitatória é controlada, em parte, pela dinâmica da actina.  O citoesqueleto é regulado por receptores de glutamato.  O receptor NMDA inicia a dinâmica da actina, seguido pelo receptor AMPA induzindo estabilização.  A estabilização dos elementos pré e pós-sinapticos são controlados por moléculas de adesão.  A atividade conjunta e coordenada destes eventos
    23. 23. Memória
    24. 24.  Memória é a capacidade que têm o homem e os animais de armazenar informações que possam ser recuperadas e utilizadas posteriormente.  Difere da aprendizagem, pois esta é apenas o processo de aquisição das informações.
    25. 25.  Aquisição - Entrada de um evento qualquer nos sistemas neurais ligados à memória.  Seleção - Como os eventos são geralmente múltiplos e complexos, os sistemas de memória só permitem a aquisição de alguns aspectos mais relevantes para a cognição, mais marcantes para a emoção, mais focalizados pela nossa atenção, mais fortes sensorialmente, ou priorizados por critérios desconhecidos.  Retenção - Armazenamento dos eventos selecionados, que ficam disponíveis para serem lembrados. Fortemente influenciada pela presença de elementos distratores. Retemos melhor as informações que estão
    26. 26.  Esquecimento - Desaparecimento dos eventos selecionados que foram armazenados. O esquecimento é uma propriedade normal da memória, desempenhando um mecanismo de prevenção de sobrecarga e filtragem da memória.  Consolidação - Quando o evento é memorizado durante um tempo prolongado, às vezes permanentemente.  Evocação (lembrança) - Processo através do qual temos acesso à informação armazenada para
    27. 27. Tipos de Memória
    28. 28. Memória Explícita & Memória Implícita
    29. 29. Memória Explícita A consolidação envolve o fortalecimento das associações em ter as novas memórias que chegam e a informação previamente existente.
    30. 30. Memória Implícita Os arquivos duradouros devem estar nas regiões motoras do córtex, núcleos da base e cerebelo
    31. 31. Referências  Ruggiero RN, Bueno-Júnior LS, Ross JB de, Fachim HA, Padovan-Neto FE, Merlo S, et al. Neurotransmissão glutamatérgica e a plasticidade sináptica.  STRUCTURAL PLASTICITY AND MEMORY Raphael Lamprecht and Joseph LeDoux

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