Mecanismo de sinapses

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Mecanismo de Sinapses.

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Mecanismo de sinapses

  1. 1. SINAPSE Neurotransmissores Mecanismos de ação
  2. 2. Neurônio pré-sináptico Neurônio pós-sináptico sinapse local de contato entre neurônios .
  3. 3. SINAPSE NERVOSA
  4. 4. <ul><li>Sinapse Elétrica </li></ul>Presença de mediadores químicos Controle e modulação da transmissão Lenta Sem mediadores químicos Nenhuma modulação Rápida TIPOS DE SINAPSE b) Sinapse Química
  5. 5. Tipos de Sinapse Nervosas 1 e 1’ axo-dendritica 2 axo-axonica 3 dendro-dendrítica 4 axo-somática Um neurônio faz sinapse com muitos neurônios
  6. 6. Chegada do Impulso nervoso no terminal do neurônio 1 Geração de impulso nervoso no neurônio 2 Neurotransmissâo
  7. 7. MECANISMO DA NEUROTRANSMISSÃO QUÍMICA <ul><li>Chegada do impulso nervoso ao terminal </li></ul><ul><li>Abertura de Canais de Ca Voltagem dependentes </li></ul><ul><li>Influxo de Ca (2o mensageiro) </li></ul><ul><li>Exocitose dos NT </li></ul><ul><li>Interação NT- receptor pós-sinaptico causando abertura de canais iônicos NT dependentes </li></ul><ul><li>Os NT são degradados por </li></ul><ul><li>enzimas (6) </li></ul>http://www.blackwellpublishing.com/matthews/nmj.html http://www.blackwellpublishing.com/matthews/neurotrans.html
  8. 9. Os NT causam excitação (estimulação) ou inibição (desestimulação) nas membranas pós-sinápticas. NEURÔNIOS EXCITATÓRIOS: NT excitatórios NEURÔNIOS INIBITÓRIOS: NT inibitórios
  9. 10. NEUROTRANSMISSORES Aminoácidos -Acido-gama-amino-butirico (GABA) -Glutamato (Glu) -Glicina (Gly) -Aspartato (Asp) Aminas - Acetilcolina (Ach) - Adrenalina - Noradrenalina - Dopamina (DA) - Serotonina (5-HT) - Histamina Purinas - Adenosina - Trifosfato de adenosina (ATP) <ul><li>NEUROMODULADORES </li></ul><ul><li>Peptideos </li></ul><ul><li>gastrinas : </li></ul><ul><li>gastrina </li></ul><ul><li>colecistocinina </li></ul><ul><li>b) Hormônios da neurohipofise : </li></ul><ul><li>vasopressina </li></ul><ul><li>ocitocina </li></ul><ul><li>c) Opioides </li></ul><ul><li>d) Secretinas </li></ul><ul><li>e) Somatostatinas </li></ul><ul><li>f) Taquicininas </li></ul><ul><li>g) Insulinas </li></ul><ul><li>Gases </li></ul><ul><li>NO </li></ul><ul><li>CO </li></ul>
  10. 11. 1) Receptor Ionotrópico O NT abre o canal iônico DIRETAMENTE Efeito rápido 2) Receptor Metabotrópico O NT abre o canal iônico INDIRETAMENTE - freqüentemente, presença de 2º mensageiro para modificar a excitabilidade do neurônio pós-sináptico Efeito mais demorado MECANISMOS DE AÇAO DOS NT Há dois tipos de receptores pós-sinápticos
  11. 12. Receptores acoplados a Proteína G A Proteína G é uma proteína complexa formada de três subunidades (  ,  e  ) e que funciona como um transdutor de sinais . Em repouso, a subunidade  está ligada a uma molécula de GDP. Quando o NT se liga ao receptor o GDP é trocada pelo GTP e a proteína G se torna ativa. A proteína G ativa age sobre uma molécula efetora , neste caso, um canal iônico, cuja condutância será indiretamente modificada.
  12. 13. COMUNICAÇAO VIA 2º MENSAGEIRO Fenda sináptica Membrana Pós-sináptica Citoplasma NT cAMP Receptor pós-sináptico Proteina G / Adenilciclase Quinases Abertura/ Fechamento Canais iônicos Exemplo
  13. 14. Versatilidade dos receptores metabotrópicos
  14. 15. Receptor metabotrópico  noradrenérgico MECANISMO A Noradrenalina liga-se ao receptor do tipo  ativando a adenilciclase que hidrolisa o ATP em cAMP produzindo o 2 o mensageiro. O cAMP difunde-se até o citosol e ativa a enzima quinase A (PKA). A PKA age fosforilando canais de Ca modificando a sua condutância. RESULTADO : abertura de canais de Ca ++ e aumento de excitabilidade da membrana pós-sináptica. Estimula a contração do coração. Prot G, Adenilciclase e cAMP Coração http ://www. blackwellpublishing .com/ matthews / neurotrans . html
  15. 16. A Prot G, Adenilciclase e cAMP Receptor metabotrópico  2 noradrenérgico MECANISMO O NT liga-se ao receptor e ativa uma proteína G que age inibindo a adenilciclase . A  de cAMP  atividade das PKAs. A fosforilação não ocorre nos canais iônicos de K. RESULTADO : o fechamento dos canais de K + aumenta a excitabilidade da membrana pós-sináptica. Vasos sanguineos
  16. 17. Outros 2o mensageiros A Prot G, Fosfolipase C , IP3 e DAG Receptor metabotrópico MECANISMO O NT estimula, através da proteína G, a Fosfolipase C (PLC) enzima que hidrolisa o inositol fosfolipídio em IP3 e DAG. O DAG ativa a proteína quinase C (PKC) e o IP3 abre canais de Ca do reticulo endoplasmático. RESULTADO : o aumento de Ca ++ intracelular altera não só o metabolismo do neurônio pós-sináptico como também da sua excitabilidade. 5-HT
  17. 18. Qual é a vantagem da comunicação por meio de 2º Mensageiro? <ul><li>- Amplificação do sinal inicial </li></ul><ul><li>Modulação da excitabilidade neuronal </li></ul><ul><li>regulação da atividade intracelular </li></ul>
  18. 19. Sistemas de 2o. Mensageiro mediados pela proteína G
  19. 20. PA Potencial pós-sinaptico NT Por que a sinapse química é o chip do SN? <ul><li>O NT pode causar na membrana pós: </li></ul><ul><li>POTENCIAL PÓS-SINAPTICO EXCITATÓRIO </li></ul><ul><li>Despolarização </li></ul><ul><li>entrada de cátions </li></ul><ul><li>POTENCIAL PÓS-SINAPTICO INIBITORIO </li></ul><ul><li>Hiperpolarizaçâo </li></ul><ul><li>entrada de ânions </li></ul><ul><li>saída de cátions </li></ul>
  20. 21. A) PEPS O NT é EXCITATÓRIO Causa despolarização na membrana pós-sináptica (p.e.entrada de Na) b) PIPS O NT é INIBITÓRIO Causa hiperpolarização na membrana pós-sináptica (p.e. entrada de Cl ou saída de K)
  21. 22. Os PEPS e PIPS são gerados apenas nos dendritos e no corpo celular que se propagam em direção a zona de gatilho do PA. Se o PEPS atingir o valor limiar haverá PA; se o PEPS for mais intenso que o limiar, haverá mais de um PA gerado pela zona de gatilho. PEPS PA
  22. 23. A amplitude do PEPS é diretamente proporcional a intensidade do estimulo e à freqüência dos PA A quantidade de NT liberado depende da freqüência do PA Fadiga sináptica: esgotamento de NT para serem liberados. PEPS PA Liberação de NT A freqüência do PA determina a quantidade de NT liberado
  23. 24. A membrana dos dendritos e do soma computam algebricamente os PEPS e PIPS. O resultado dessas combinações determinarão se haverá ou não PA e com que freqüência. Para que servem os PEPS E PIPS? Como um neurônio que recebe milhares de sinais excitatórios e inibitórios processam esses sinais antes de gerar PA?
  24. 25. SOMAÇAO DE PEPS O mecanismo de combinação (ou integração) dos sinais elétricos na membrana pós-sináptica chama-se SOMAÇÃO.
  25. 26. Neurônio excitatório : ATIVO Neurônio inibitório : inativo A excitação se propagou do dendrito até o cone de implantação. Neurônio excitatório : ATIVO Neurônio inibitório : ATIVO A excitação causada pelo neurônio excitatório foi totalmente bloqueada pelo neurônio inibitório Inibição pós-sináptica
  26. 27. Inibição pré-sináptica - - + - - + Inibição pós-sináptica Estimulação pós-sináptica
  27. 28. CIRCUITOS NEURAIS Um neurônio sozinho de nada vale. As células nervosas são capazes de interpretar estímulos sensoriais ou produzir comandos motores porque vários neurônios funcionalmente relacionados estabelecem circuitos neurais. CIRCUITOS NEURAIS : redes de neurônios funcionalmente relacionados. Rede monossinaptica Rede polissinaptica
  28. 29. Distribuição do sinal Concentração do sinal Tipos de circuitos neurais Neurônio excitatório
  29. 30. Reverberação do sinal Modulação do sinal Neurônio inibitório Neurônio excitatório
  30. 31. Aumento da descriminação do estimulo Neurônio inibitório Neurônio excitatório
  31. 32. Neurônio motor Músculo interneurônio inibitório interneurônio inibitório interneurônios excitatórios PEPS PIPS Liberação ou facilitação do sinal Modulação do sinal Neurônio inibitório Neurônio excitatório
  32. 33. Orla subliminar Zona de descarga Zona de descarga Circuito Facilitatório
  33. 34. Propriedades das transmissões sinapticas Facilitação Fadiga Potenciação pós-tetânica LTP Conudução unidirecional
  34. 35. Esquelética JUNÇOES NEURO-MUSCULARES: sinapses entre o neurônio e a célula muscular
  35. 36. As sinapses neuromusculares são diferentes das sinapses nervosas. JUNÇÃO NEUROMUSCULAR SINAPSE NERVOSA 50mV 0,1mV PPS Um único PA causa a resposta motora É necessário vários PA para liberar muitas vesículas e somações Excitabilidade 1 PA: 200 vesículas 1 PA: 1vesicula No de vesículas Ùnico excitatório (acetilcolina), Vários excitatórios e inibitórios NT
  36. 37. Lisa
  37. 38. MECANISMOS DE AÇAO DOS NEUROTRANSMISSORES
  38. 39. A maquinaria neuronal realiza suas funções metabólicas e sintetiza substâncias químicas especificas = neurotransmissores , que são armazenadas em vesículas . As vesículas são transportadas e armazenadas nos terminais nervosos de onde são secretadas. NT de baixo PM: sintetizados e armazenados nos terminais nervosos NT de alto PM: sintetizados no corpo celular, transportados para os terminais onde são armazenados
  39. 40. Secreção Recaptaçâo
  40. 41. Acetil CoA Transportador de colina AChE Colina + Acetato Colina ACh Transportador de ACh Receptor pós-sinaptico Etapas da biossíntese e degradação enzimática do NT Liberação do NT Sítios receptores pré e pós-sinápticos Onde as drogas podem agir?
  41. 42. Princípios de Neurofarmacologia Muitas substancias exógenas afetam a neurotransmissâo: Modos de ação AGONISTAS : mimetizam o efeito do NT ANTAGONISTAS : inibem a ação do NT
  42. 43. Receptor Nicotínico Ionotrópico Fibras musculares esqueléticas Abertura de canais de Na (despolarização) Receptor Muscarínico Metabotrópico Fibras musculares cardíacas - abertura de canais de K (hiperpolarizaçâo) Fibras musculares lisas Atropina Curare Muscarina Nicotina Muscarínico Nicotínico Acetilcolina Antagonistas Agonistas Receptores Neurotransmissor
  43. 44. IMPORTANCIA CLINICA DAS SINAPSES COLINÉRGICAS Venenos de Cobra (alfa-toxinas): ligam-se a receptores nicotínicos e causam bloqueio da neurotransmissâo. Paralisia muscular (morte por parada respiratória). Curare : extraída de uma planta tem o mesmo efeito. Usado farmacologicamente como relaxante muscular. Miastenia grave : uma doença auto-imune em que o corpo produz anti-corpos contra os receptores de Ach. Paralisia muscular Doença de Alzheimer : degeneração de neurônios colinérgicos do SNC (encéfalo)
  44. 45.  da contração SNA PS SNMS Acetilcolina: possui 2 tipos de receptores Músculo Cardíaco Receptor muscarínico Músculo Esquelético Receptor nicotínico  da Contração  da contração  da contração SNA PS Músculo Liso Receptor muscarínico
  45. 46. Ach O canal foi diretamente aberto pela Ach Receptor nicotínico e ionotrópico O canal foi indiretamente aberto pela Ach Receptor muscarínico e metabotrópico
  46. 47. AMINAS BIOGÊNICAS Noradrenalina (Nor) Adrenalina (Adr) Dopamina (DA) Serotonina (5-HT) Catecolaminas: compartilham a mesma via de biossíntese que começa com a tirosina.
  47. 48. Receptores METABOTRÓPICOS Receptores  Excitatório (abre canais de Ca ++ ) Receptores  Excitatório (fecha canais de K + ) Antagonistas Agonistas Receptores Neurotransmissor Fenoxibenzoamina Propanolol Fenilefrina Isoproterenol Receptor  Receptor  Noradrenalina
  48. 49. Doença de Parkinson : degeneração dos neurônios dopaminergicos Tremores e paralisia espástica. Psicose : hiperatividade dos neurônios dopaminergicos Todos os receptores são metabotrópicos, acoplados a proteína G, cujo aumento de cAMP causa PEPS Antagonistas Agonistas Receptores Neurotransmissor D1, D2...D5 Dopamina
  49. 50. A 5-HT participa na regulação da temperatura, percepção sensorial, indução do sono e na regulação dos níveis de humor Drogas como o Prozac são utilizados como anti-depressivos. Agem inibindo a recaptaçâo do NT, prolongando os efeitos do 5HT Receptores Neurotransmissor 5 HT 1A , 5 HT 1B , 5 HT 1C , 5 HT 1D , 5HT 2 , 5HT 3 e 5HT 4 Serotonina
  50. 52. Dopamina Receptor dopaminérgico Bomba de Recaptaçâo
  51. 53. Dopamina
  52. 54. O que a cocaína faz? Impede a recaptaçâo da dopamina e prolonga a sua ação pós-sináptica
  53. 55. Positron emission tomography (PET) scan Vermelho: elevada taxa de utilização de glicose (metabolismo elevado) Amarelo e azul: pouca ou nenhuma
  54. 56. IONOTRÓFICO Receptores não-NMDA (ou AMPA) Excitatório (rápido) Abrem canais de Na e K Receptores NMDA Excitatório (lento) Abrem canais de Ca, Na e K METABOTRÓFICO Receptores Kainato E o mais importante NT excitatório do SNC CNQX AP5 AMPA NMDA AMPA NMDA Kainato Glutamato Antagonistas Agonistas Receptores Neurotransmissor
  55. 57. Mecanismo de ação do Glutamato O canal NMDA em repouso está obstruído pelo Mg ++ . Mesmo com o Glu em seu receptor, o Mg ++ só será removido depois que o canal AMPA tenha despolarizou parcialmente a membrana. O canal NMDA só se abrirá na presença de um co-transmissor, a Glicina. <ul><li>Na membrana pós-sináptica há receptores AMPA e NMDA para o glutamato. </li></ul><ul><li>O Glu abre os canais iônicos com receptores AMPA; </li></ul><ul><li>a despolarização abre os canais com receptores NMDA </li></ul>
  56. 58. Ambos são inibitórios GABA A : ionotrópico Abrem canais de Cl diretamente Causam hiperpolarizaçâo GABA B : metabotrópico Abrem canais de K indiretamente Causam hiperpolarizaçâo Benzodiazepinicos e os Barbituricos são potentes agonistas que agem nos receptores GABA A (exacerbam o efeito inibitorio) Antagonista Agonista Receptor Neurotransmissor Bicuculina Faclofen Muscimol Baclofen GABA A GABA B GABA
  57. 59. Glicina : NT inibitório dos neurônios motores Estricnina : inibe os receptores da glicina e causa rigidez muscular generalizada. Glicina Antagonistas Agonistas Receptores Neurotransmissor
  58. 60. Oxido nítrico <ul><li>Os gases são sintetizados quando receptores do tipo NMDA são acionados. </li></ul><ul><li>Quando sintetizados difunde-se em todas as direções e por isso não estão contidas em vesículas. </li></ul><ul><li>Ação pré-sináptica: causa facilitação do NT que estimulou a sua sintese (feedback positivo) </li></ul><ul><li>Endotélio de capilares cerebrais causando vasodilatação </li></ul>
  59. 61. NEUROPEPTÍDEOS GASTRINAS gastrina, CCK HORMÔNIOS DA NEURO-HIPÓFISE vasopressina (ADH), ocotocina INSULINAS OPIOIDES encefalinas (Enk), beta endorfinas SECRETINAS secretina, glucagon, VIP SOMATOSTATINAS TAQUICININAS sub P, sub K
  60. 63. 1 2 3
  61. 64. Opiate Estimula indiretamente a produção de 2o mensageiro

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