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Transmissão sináptica
• Distribuição iônica através da membrana de um neurônio em repouso:
Íon
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Na+
Cl-
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[i] mM
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Lembrando que:
• 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 elétricas Sinapses químicas
• 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
- 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 elétricas
Sinapses químicas
Duas etapas:
• Transmissão
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• Recepção
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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
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vesículas
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com Ca++ nas membranas
das vesículas e do botão
Liberação do
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normal baixa alta
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com a distância
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• Ocorrem convergência e divergência
• Neurônios centrais recebem aferências
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• Vários neurotransmissores, vários canais
iônicos
• Canais iônicos controlados direta e indi-
retamente
• Potenciais pós-sinápticos de pequena am-
plitude
Sinapses centrais
Sinapses entre neurônios
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Sinapses excitatórias e inibitórias características gerais
Diferenças morfológicas:
•Localização sináptica
•Tipo de vesícula
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•Tamanho densidade pós-
sináptica
Receptores ionotrópicos Receptores metabotrópicos
Arco reflexo medular
Sinapses excitatórias
• Principal NT: Glutamato
• PEPS
• Receptores ionotrópicos e metabotrópicos
NMDA
NR1 NR2A-DNR3A
AMPA
GluR1-4
Cainato
GluR5-7 KA1-2
- Ionotrópicos:
permeáveis ao Na+, K+ (e ao Ca++ )
“splice” alternativo N-terminal edição RNA em GluR5,6 e KA2
NMDA
NR1 NR2A-D NR3A
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GluR5-7 KA1-2
http://www.bris.ac.uk/synaptic/
“splice” alternativo C-terminal
Receptores metabotrópicos
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Grupo I mGlu1, mGlu5
mGlu2, mGlu3
mGlu4, mGlu6,
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Grupo II
Grupo III
Receptores metabotrópicos : mecanismos
comuns transdução do sinal
• 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
Sistema adenilil ciclase - AMPc
Sinapses inibitórias
• Receptor GABA A – ionotrópico, Cl-
• Receptor GABA B – metabotrópico, K+
• Receptor Glicina - ionotrópico, Cl-
1 2
Despolarização do terminal Fusão das vesículas
• Principais NTs: GABA e Glicina
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4
5
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Integração sináptica
Integração sináptica
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• Liberação regulada pela despolarização do terminal pré-sináptico
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- estar presente no terminal e ser liberada em quantidade
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  • 2. • Distribuição iônica através da membrana de um neurônio em repouso: Íon K+ Na+ Cl- A- [i] mM 400 50 52 385 [e] mM 20 440 560 - Pot. Equ. (mV) -75 +55 -60 - Lembrando que: • No Potencial de repouso: canais abertos de Na+ e de K+ • No Potencial de ação: canais de Na+ e de K+ dependentes de voltagem
  • 3. Sinapses elétricas Sinapses químicas • 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
  • 4. - 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
  • 5.
  • 7. Sinapses químicas Duas etapas: • Transmissão - neurônio • Recepção - neurônio - músculo - gânglio - astrócitos (?) • Elemento pré-sináptico: • vesículas • mitocôndrias • zonas ativas • Elemento pós-sináptico: • densidade pós-sináptica • Fenda sináptica
  • 8.
  • 10. 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
  • 11. Despolarização do botão terminal Canais de Na+ e de K+ dependentes de voltagem Entrada de Ca++ Fusão das vesículas Canais de Ca++ dependentes de voltagem Proteínas que interagem com Ca++ nas membranas das vesículas e do botão
  • 12. Liberação do neurotransmissor (Ach) Ligação da Ach aos receptores Abertura dos canais Canais de Na+ e K+ dependentes de ligante Potencial de placa motora
  • 13. Proteínas relacionadas as vesículas sinápticas
  • 14. Ciclo das vesículas sinápticas normal baixa alta
  • 15. Receptor nicotínico Eventos na célula pós-sináptica
  • 16. O potencial sináptico decai com a distância Bloqueio dos receptores (tubocurarina) Potencial de Placa Motora
  • 17.
  • 18. • Ocorrem convergência e divergência • Neurônios centrais recebem aferências excitatórias e inibitórias • Vários neurotransmissores, vários canais iônicos • Canais iônicos controlados direta e indi- retamente • Potenciais pós-sinápticos de pequena am- plitude Sinapses centrais Sinapses entre neurônios
  • 20. Sinapses excitatórias e inibitórias características gerais Diferenças morfológicas: •Localização sináptica •Tipo de vesícula •Tamanho zona ativa •Tamanho densidade pós- sináptica
  • 23. Sinapses excitatórias • Principal NT: Glutamato • PEPS • Receptores ionotrópicos e metabotrópicos NMDA NR1 NR2A-DNR3A AMPA GluR1-4 Cainato GluR5-7 KA1-2 - Ionotrópicos: permeáveis ao Na+, K+ (e ao Ca++ )
  • 24. “splice” alternativo N-terminal edição RNA em GluR5,6 e KA2 NMDA NR1 NR2A-D NR3A AMPA GluR1-4 Cainato GluR5-7 KA1-2 http://www.bris.ac.uk/synaptic/ “splice” alternativo C-terminal
  • 25. Receptores metabotrópicos Receptor adrenérgicoReceptor glutamatérgico Grupo I mGlu1, mGlu5 mGlu2, mGlu3 mGlu4, mGlu6, mGlu7, mGlu8 Grupo II Grupo III
  • 26. Receptores metabotrópicos : mecanismos comuns transdução do sinal
  • 27. • 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
  • 29.
  • 30. Sinapses inibitórias • Receptor GABA A – ionotrópico, Cl- • Receptor GABA B – metabotrópico, K+ • Receptor Glicina - ionotrópico, Cl- 1 2 Despolarização do terminal Fusão das vesículas • Principais NTs: GABA e Glicina • PIPS
  • 31. 4 5 6 7 8 Exocitose Ligação ao receptor Abertura do canal Recaptação Influxo de cloreto Hiperpolarização
  • 32. Ativação do receptor no sistema AMPc 1 2 3 4
  • 37. Integração sináptica – fatores intrínsecos
  • 38. Variações no potencial de membrana afetam a liberação do NT
  • 40. Ações sinápticas podem ter longa duração
  • 42. Ações sinápticas modulatórias envolvendo 2os mensageiros
  • 43. 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
  • 44. Acetilcolina - amina de bx peso molecular acetil + colina em presença de acetiltransferase JNM N. pré-ganglionares e pós-ganglionares do SNPS SNC (núcleo basal) Dopamina Noradrenalina síntese a partir do aa tirosina Adrenalina 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 - síntese a partir do aa triptofano Ncs da rafe com projeções difusas (distúrbios do humor) Histamina - síntese a partir do aa histidina Hipotálamo
  • 45. 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)