เฮ [Música] Olá, alunos do curso de especialização em neurociência. Bem-vindos a ao módulo de neurofisiologia. Eu sou a professora Susete e vocês eh já me conhecem.
Eh, hoje o tema da aula será características morfuncionais da comunicação entre os neurônios, ou seja, da sinapses. E nesse momento a gente eh vai discutir algumas características específicas. Então, os tópicos eles envolvem definição e função da sinapses, a classificação da sinapses quanto aos critérios funcionais e os critérios anatômicos, tá?
Eh, antes de iniciar o o tópico específico da aula de hoje, eu gostaria de revisar com vocês um aspecto importante que a gente viu na aula anterior de bioeletrogênese. Então, nós vimos que os neurônios têm capacidade de gerar potenciais elétricos através da membrana. Alguns desses potenciais são localizados e outros são conduzidos até a porção final desse axônio.
E, nesse caso aqui, mostrando, né, os axônios do tipo e mielinizados. Eu deixei uma questão importante para vocês no sentido de eh entender qual é a importância desse processo, por que é importante que o neurônio receba uma informação, eh transfira essa informação ou eh até o final desse axônio eh que vai passar a outra célula, tá? Então qual a importância disso?
a importância, exatamente possibilitar a comunicação, né, entre as células nervosas e, eh, com isso possibilitar a gênese, né, eh de comportamentos, armazenamento de memórias, enfim, a função, eh, específica de cada circuito dentro do sistema nervoso, tá? Então, o objetivo hoje é discutir, então, de que forma que a comunicação acontece e onde ela acontece. eh entre os neurônios.
Então, esse primeiro neurônio aqui eh que gerou o potencial de ação, a gente denomina ele de neurônio pré-sináptico, ele vai dar origem ao contato sináptico. E o neurônio que a gente que recebe informação, ele tem uma denominação de neurônio pósináptico, né? Então, permitindo aqui a comunicação celular e a coordenação da atividade das células nervosas.
A definição de sinapse, ela eh pode variar de acordo, né, com a área, enfim, com a ênfase que se dá. Então, ela, na estologia, ela pode ser definida como uma estrutura microscópica de contato entre células, né, eh, neurônios, por meio da qual ocorre a transmissão de mensagens, né? elas funcionam, né?
Então, como unidades processadoras de sinais, também chamados e denominados de chips biológicos. E elas não são estruturas físicas fixas, perdão, elas são estruturas que se modificam o tempo todo, né? Então, a gente vai ver que eu tenho um processo que é denominado de plasticidade sináptica.
Mas qual é a função dessas sinapses? Tá? Então, a primeira função aqui é comunicação celular, permitir a comunicação entre uma célula pré e uma célula pós sináptica.
Isso possibilita a integração de informações no sistema nervoso, tá? Consequentemente, a gênese de respostas observáveis ou não necessárias paraa manutenção da sobrevida eh da célula e consequentemente do indivíduo, tá? E como eu falei anteriormente, também é extremamente importante pro armazenamento de informações e, portanto, formação de memória, tá?
Eh, de que forma então que essas células se comunicam, né, aqui entre uma e outra, sejam mielenizadas ou não mielenizadas? Então, eu tenho tipos de sinapses eh que são caracterizadas pelos seus elementos. Então, nesse caso aqui, quando eu tenho uma sinapse entre dois neurônios, eu digo que a sinapse é do tipo interneural, tá?
Quando eu tenho uma sinapse e entre neurônios ou entre neurônios e células da glia são eh sinapses interneurais, tá? Então, neurônio com glia, glia com glia, são interneurais, tá? Eh, e a outras e outro tipo de sinapse que você vocês também podem encontrar como denominada de neuroefetoras.
São axônios cujo corpo tá no sistema nervoso central, mas ele deixa o sistema nervoso central e vai em direção a um alvo, eh, um tecido periférico, que a gente já falou um pouco sobre isso, porque pode ser músculo estreado, músculo liso, músculo cardíaco ou glândulas, tá? mas também tem neurônios fora do sistema nervoso central, que não é o nosso objetivo de estudo, mas é importante que vocês saibam que a gente tem eh um conjunto neural neuronal bastante importante no sistema digestório, tá? Então e essas essas sinapses neuroefetoras aqui elas se relacionam com os tecidos que eu acabei de citar.
Então aqui alguns exemplos de como isso acontece. Então, nesta condição aqui, eu tenho dois neurônios, né, que eles podem eh se comunicar entre eles e eu tenho uma sinapse interneural, mas eles também podem estabelecer um contato com uma outra célula da glia. E nesse caso aqui, eu tenho uma sinapse interneural, tá?
O outro desenho mostra a a diversidade de contato que pode acontecer. Então, glia, né, modulando a função neuronal, glia estabelecendo um contato com o vaso, mas também fazendo sinapses. Aqui a gente vai ver que tipo de sinapses são essas especificamente com outras células da glia, tá?
Então, eh, permitindo esse contato específico. Aqui é a comunicação interneural vezes intercelular no sistema nervoso periférico. Então, aqui eu tenho neurônios no sistema nervoso periférico, eh, mostrando que nesta condição todo o ambiente que eles vivem é muito importante, né, para que a função aconteça.
Então eu, nesse caso, eu tenho neurônios se comunicando com células que vão manter a homeostase e a função, então necessária para manter essa homeostase celular. Mas num processo de mudança eh da função, por exemplo, durante uma inflamação aguda, essas células presentes nesse ambiente podem ajudar a recuperar essa função, tá? Por outro lado, se essas células eh produzem substâncias que ao invés de manter a função neuronal, né, por se comunicar com eles, aumentando o processo de reparo e proteção, elas produzirem substâncias tóxicas, substâncias que favorecem a inflamação, eu posso ter uma perda funcional.
Então, mostrando aqui, evidenciando a vocês a importância da comunicação neurônio com neurônio, mas também com o ambiente que eles vivem, né, com as outras células, tanto no sistema nervoso central como no sistema nervoso periférico. Tá? Aqui um exemplo do que eu falei para vocês, né?
no sistema nervoso periférico, uma rede neuronal muito grande, eh, existente entre as camadas, né, musculares, eh, eh, do sistema digestório. Eu vou, então, aqui são as as sinapses neuroefetoras, então eu tenho um neurônio eh localizado no sistema nervoso eh central. a gente chama esse neurônio do tipo somático, porque ele enerva a musculatura estriada esquelética e o neurotransmissor que ele libera é acetilcolina.
E sempre, sempre, sempre quando esse neurônio motor for ativado, eu vou ter uma contração muscular, então o efeito dele vai ser um efeito estimulatório, tá? eh o relaxamento do músculo eh exige que esse neurônio seja inibido. Uma outra condição aqui é os neurônios do sistema nervoso autonômico ou neurovegetativo, na qual eles vão se comunicando com tecidos, né, eh, periféricos, mas antecipadamente eles têm uma sinapse dentro de um ganglio que caracterizam o sistema nervoso periférico.
mostrando aqui a comunicação agora fora do sistema nervoso central entre dois neurônios e do neurônio com o tecido. Nesse caso aqui, eh, musculatura lisa, né, do sistema digestório ou musculatura cardíaca. E aí o efeito vai depender do neurotransmissor e do receptor presente naquele determinado tecido, tá certo?
De que forma que a gente então classifica sinapses agora de acordo com o aspecto funcional? Então, critérios funcionais. Eh, e a primeira denominação que eu trago aqui a vocês é a mais simples de entender.
É uma sinapse caracterizada eh pela denominação de sinapse elétrica. Então, o que acontece é que eh a célula que gera, na verdade, essa sinapse eh você tem uma comunicação citoplasmática entre as duas células. Então, o sinal ele pode partir tanto da célula, eu vou chamar aqui de A e B para facilitar a nossa compreensão.
Então, o sinal pode partir da célula A para B como da célula B para A, né? Então eu tenho uma comunicação bidirecional aqui importante, tá? Porque as substâncias que passam aqui por esses poros que se formam, né, pela proximidade que acontece entre a membrana de uma célula e outra, eu formo um único poro.
E essas células, essas substâncias, elas podem ser substâncias de pequeno peso molecular e elas podem ter carga, então elas vão gerar uma corrente elétrica muito pequena, né? Normalmente elas não são suficiente para causar o fenômeno que a gente estudou anteriormente, que é o potencial de ação, mas elas modificam o potencial elétrico daquele local onde elas estão se comunicando. Esse é um tipo de sinapse bastante característica entre as células da glia, tá?
Então aqui tá mostrando, por exemplo, um tipo de comunicação que acontece, então a membrana da célula um e da célula dois. Existe uma aproximação das proteínas que compõem, né, que a a membrana dessas duas células, elas formam que a gente chama de conexão, né, A e B. E aí eu tenho um canal intracelular que permite o fluxo de moléculas de baixo peso molecular com carga positiva.
Então aqui mostrando uma comunicação eh dos elementos sinápticos e a gente tem uma variação muito pequena elétrica na membrana a depender do tipo de carga que permeia esse local, tá? as sinapses elétricas. Então aqui ela pode acontecer de um dendrito para outro dendrito do neurônio, entre as células da glia, tá?
E entre a glia e um neurônio, ela também pode acontecer. Então, só mostrando aqui que essa esses canais eles podem se abrir e se fechar a depender do tipo, né, de deformação que acontece na membrana desta célula. O outro tipo de comunicação que é bem mais complexo, que é bem mais frequente, né, no sistema nervoso de mamíferos, eh, é o tipo de sinapse do tipo, eh, é a sinapse do tipo química, tá?
Então, já fica evidente aqui pela denominação que deve haver liberação de uma substância química entre as duas células que se comunicam. Então aqui eu tenho dois neurônios, né, na qual e eu tenho um sinal sendo gerado aqui. A gente já sabe que esse sinal gerado é um potencial de ação conduzível pelo axônio, tá?
E esse axôniio e esse potencial de ação vai resultar na liberação de uma substância química e essa substância química deve gerar uma modificação na célula que recebe informação, portanto, na célula pósináptica. Eh, o que a gente consegue observar aqui, né, lembrando do que a gente já viu anteriormente, a região de entrada das informações dos neurônios são dendritos e o corpo. Então, um neurônio, ele pode receber um número bastante significativo, né, de informações provenientes de outros neurônios, de circuitos neurais, de áreas diferentes, com funções, inclusive diferente de ou tentar excitar essa célula gerando um potencial excitatório ou de inibir essa célula gerando um potencial inibitório, tá?
Então o que a gente precisa entender que o que a gente, tudo que a gente vê em azul aqui é o que a gente caracteriza de elemento pré-sináptico, um terminal axônio que libera o neurotransmissor. A gente vai ver com maior detalhe que existe um espaço entre esses dois componentes pré e pós, que a gente chama de fenda sináptica. E o elemento pós, logicamente, é o outro neurônio que tem que ter eh características específicas para receber essa informação.
Portanto, tem que ter um receptor para a substância química que foi liberada. Eh, de que forma que se inicia esse processo? Então, esse contato sináptico, a sequência de eventos, ela se inicia com um potencial de ação, tá?
Então, o potencial de ação é uma corrente elétrica que vem do axônio, né? Então isso seria um terminal axonal que a gente viu nesse desenho anterior. Nessa borda aqui seria o terminal de um axônio, que é o elemento pré-sináptico, tá?
Então o potencial de ação chega nesta região aqui e e ele modifica o potencial de membrana, torna a célula positiva no seu espaço intracelular. Isso faz com que algumas proteínas que são canais de cálcio localizado nessa região se abra e consequentemente eu tenho um influxo de cálcio. Qual a importância desse processo?
O cálcio nessa nesse processo ele movimenta as vesículas que armazenam o neurotransmissor produzido naquela célula. Então, a gente vai ver depois que cada célula tem propriedades específicas e produz substâncias químicas diferentes. E quando o potencial de ação chega, essas vesículas se fundem com a membrana, liberando a substância eh química na fenda sináptica, ou seja, no espaço entre a célula pré e a célula pós, tá?
Então, nesse caso aqui, quando eu tenho a liberação desse neurotransmissor na célula pós, eu tenho o que a gente chama de potencial pósináptico. E o potencial ele pode ser excitatório ou inibitório. A gente já vai ver como isso acontece, tá?
Então, a sinapse química, tá? Ela ela depende da ocorrência de um neurotransmissor, diferente da sinapse do tipo elétrica, tá? Então ela ela faz uma dupla conversão o tempo todo.
Um sinal elétrico chega ao final desse desse neurônio, libera uma substância química e que gera um potencial elétrico na célula que recebe. Que tipo de potencial é esse? Tá?
Então, vai depender muito eh do neurotransmissor. Então, vamos imaginar que esse neurônio aqui tem um potencial negativo. A gente já entendeu, né, das nossas aulas anteriores que o potencial de repouso de um de uma célula excitável é negativo.
Nesse caso aqui, o potencial desta célula é -70. Isso pode variar em função do tamanho das células. Quando essa substância química se liga a esse receptor, eh, o que aconteceu aqui foi uma entrada de sódio.
Se foi uma entrada de sódio, nós já vimos o sódio é um Ion com carga positiva, ele tende a despolarizar essa membrana. Só que isso é muito pequeno. Então eu, para que isso seja eh significativo, ou seja, para que isso atinja o limiar de excitabilidade da célula, eu preciso chegar no valor específico, que nessa célula é -5.
Então, nesse caso, ainda não chegou, tá? Eh, nessa outra condição aqui, e eu tenho entrada de cloreto da célula. O cloreto está no espaço extracelular.
Lembrem-se, eu tenho cloreto de sódio no espaço extracelular, quando o cloreto permeia a membrana, porque abriu, né, a substância, o neurotransmissor liberado abriu um canal de cloreto. Consequentemente a entrada de cloreto faz com que o potencial fique mais negativo. Então, eu vou hiperpolarizar a célula.
não aconteceu o potencial de ação, mas o a entrada de clorito nos dendritos ou no corpo, é aonde não acontece normalmente o potencial de ação, gera um potencial pós-sináptico do tipo inibitório. Então esse potencial é chamado de pips e o outro que é excitatório é chamado de peps. Portanto, aqui tá mostrando o desenho, né, de um elemento pré-sináptico com o elemento pós-sináptico.
Nesse momento, essas o elemento pré-sináptico foi excitado, liberou as substâncias químicas que se ligou, né, essas substâncias se ligaram aos receptores que estão estão e representados aqui por esses canais, essas proteínas escurecidas. O que que vai resultar na célula pós-sináptica? Nesse caso aqui, a célula foi excitada, né, pelo pela representação que a gente tem aqui, eh, da tonalidade.
Então, a substância química gerou PEPS nesse terminal pré-sináptico. E essa informação agora ela vai ser conduzida eh ao longo eh desse desse desse dendrito até chegar no corpo. E se a informação for suficientemente forte, essa célula vai reconduzir, né, gerar um novo potencial de ação, tá?
Eh, que tipo de canais então a gente tem nessa membrana e que permeia, né, a entrada de diferentes? Então aqui eu tenho, por exemplo, um tipo de proteína que a gente chama de receptor ionotrópico. É uma proteína que quando estimulada por uma substância química, então uma molécula química se liga esse receptor aqui, ela vai mudar a conformação.
Então ele tá fechado aqui, ó. Quando a substância química se liga, esse esse canal ele se movimenta, ele se abre, o polo se torna maior e a substância permeia a membrana. Que substância é essa?
Pode ser sódio, pode ser cloreto, pode ser potássio, né? E aí o potencial ele vai ser ou peps ou pips. Eh, nessa condição aqui, tá?
Eu tenho, por exemplo, a membrana de um neurônio. Ele pode acontecer, né, de você ter e frequentemente isso acontece. você tem ao longo do axô, do neurônio, perdão, vários tipos de proteínas.
Alguns são canais de cloreto, outros são canais de cálcio, outros são canais de sódio, a depender da substância que se liga. Então, é uma afinidade específica. Cada cada molécula se liga a um canal específico.
Então, se ele se ligar a um canal de sódio, eu tenho uma corrente despolarizante em fluxo de sódio. Eu vou ter um peps. Se ele se ligar a um canal de cloreto, o cloreto, lembrem-se, tá mais concentrado no meio intracelular.
A corrente é de efluxo, de saída pro meio extracelular. E eu vou ter uma corrente hiperpolarizante. Ela tá negativa, vai ficar mais negativa.
Nesse, nessa condição aqui, eu também tenho uma corrente hiperpolarizante, só que agora é um influxo, a entrada de uma carga negativa. Portanto, eu posso inibir uma célula ou pela entrada de uma carga negativa ou pela saída de uma carga positiva, sem ter sido gerado um potencial elétrico. E aqui eu tenho é um outro tipo de canal que é um canal de cálcio, né, que também é no sentido é despolarizante porque é carregado de carga positiva.
Um outro tipo de receptores que eu tenho na membrana são os receptores do tipo metabotrópico. Eles podem eh modular, né, eh a proteínas internas na célula, mas secundariamente eles podem também abrir um canal iônico. Então, nesse caso aqui, a molécula se ligou a uma proteína que não é um canal, né, que modifica o posicionamento de uma proteína, nesse caso, proteína G, então e ligada ou eh relacionada ao receptor do neurotransmissor e que secundariamente ela abre um canal iônico.
Então, novamente, dependendo do canal que ela abrir, o efeito vai ser despolarizante ou hiperpolarizante, tá? Então, mostrando aqui, é um sistema mais complexo, né, aonde eu tenho uma enzima que ativa segundo mensageiros e esse segundo mensageiros secundariamente também eh movimentam um canal iônico. Então, tenho várias formas de modificar o fluxo de um na membrana de uma célula excitável, na qual eu posso eh gerar um peps ou um pips, né, no dendrito ou no soma desse neurônio, tá?
Então, de que forma é que a gente integra essas informações eh no neurônio? Então, aqui a gente tem um exemplo só para vocês entenderem da complexidade com que isso acontece eh nas células nervosas. Então, imaginem que eu tenho aqui eh um neurônio pré-sináptico e aqui um neurônio pós um sináptico, um dendrito de um neurônio pósináptico.
E aí eu tenho ao longo da membrana desse dendrito vários tipos de receptores. Nesse caso aqui, eles são receptores, vários tipos de receptores para o mesmo neurotransmissor, né? sejam eles canais iônicos do tipo aqui ampa ou NMDA para o glutamato ou eu tenho um receptor do tipo metabotrópico.
Então, e a ativação desses receptores, é, vai depender da quantidade de neurotransmissor que vai ser liberado, né, e da necessidade de mudar o potencial de membrana da célula ou ativar proteínas para que eh esses receptores se abram ou se fecham em relação à presença do neurotransmissor, tá? Consequentemente, isso tudo pode modificar a atividade de proteínas internas. a a esta célula.
E aí, além, né, de gerar um potencial elétrico, eles também podem eh participar do processo de síntese de novos genes e novas proteínas para que eh essa célula se torne mais sensível quando eu incorporo, por, por exemplo, eh, canais iônicos, mais canais iônicos. Então eu vou sintetizar aqui, por exemplo, uma subilidade específica de um determinado receptor, tornando aquela célula eh mais sensível ou menos sensível. Cada subidade tem uma função específica para aquele neurotransmissor.
Um dado importante nesse nessa figura é que apesar da comunicação acontecer normalmente nesse sentido, a gente também tem que ter uma sinalização, pode ter, perdão, uma sinalização retrógrada. E nesse caso aqui, ela tá acontecendo pelo óxido nítrico. Então a gente tem condições em que a comunicação não é no sentido do pré para o pós, mas ela pode acontecer uma modulação também do do do neurônio pós para o neurônio pré.
E isso muda também a atividade dessa célula pré-sináutica. Eh, aqui mostrando então que eh ao longo do neurônio, né, eh o processo de gênese ou de recondução desse potencial de ação vai depender da soma, a que a gente chama de soma algébrica eh em relação aos potenciais excitatórios representados aqui pelo verde e os potenciais inibitórios, representado pela cor rosa. Então, a célula tende a se despolarizar, né?
e ela só vai se despolarizar quando chegar no limear de estabilidade. Então, tudo isso tem que ser somado ao longo do tempo. Quando a somação do do PIPS e do PEPS chega no limear de estabilidade, aí sim no cone de implantação eu tenho a gênese de um potencial de ação agora conduzível que vai ao longo desse axônio, tá?
a classificação quando os critérios anatômicos dessas sinapses, elas podem ser do tipo, então eh excitatória ou inibitória. E normalmente normalmente, tá, elas acontecem em locais diferentes. Então essas sinapses axodendríticas que acontecem em locais específicos aqui, que a gente chama de botão sináptico.
Isso acontece em algumas áreas do sistema nervoso central e especificamente nas áreas que estão relacionadas à formação de memória. Eh, e mas a maior parte delas acontece ao longo do dendrito, tá? Então, essas sinapses elas tendem a ser excitatórias, eh, no sentido de que a morfologia da terminação é diferente, o formato da vesícula é diferente, então elas estão classificadas como sinapse do tipo um.
No corpo, elas tendem a ser inibitórias e elas são classificadas como sinapse do tipo dois. Então aqui eu chamo de axo porque é um axônio de um neurônio, se comunicando com dendrito, axodendrítica e aqui eu chamo de axosomática. Aqui só um detalhe mostrando que muda, né, entre uma sinapse axodendrítica e axossomática.
Eh, e são critérios que eles usam para classificar se a sinapse é do tipo excitatório inibitória, como formato de vesículas, aqui a densidade da membrana eh pós-sináptica. Então são fatores importantes. E esse esses é um trabalho recente que saiu na Nature eh neuroscience que mostra que existe uma eh estratégia bastante variada para que a gente classifique as sinapses.
Então, eu posso classificá-la de acordo com eh o neurotransmissor que for liberado, ele pode ter uma tendência excitatória, inibitória ou modulatória, tá? principalmente aqueles que eh agem através de receptores do tipo metabotrópico. Eu posso classificar a sinapse de acordo com o tipo de células que elas eh estão presentes e que se comunicam com as regiões eh envolvidas.
Então, se envolvem áreas motoras, áreas relacionadas, por exemplo, com comportamento emocional, memória emocional, eh eh ou outros tipos de memória, como hipocampo. Aqui eu posso classificar regiões de acordo com o alvo pós-sináptico, se é dendrito, se é axônio, eh se é o corpo do neurônio. E aqui com o tipo de entrada pré-sináptica, tá?
Então, eh, além disso, com a morfologia e a placidade, isso é uma sinapse facilitatória que favorece a gênese e do potencial elétrico ou ela é depressiva, então ela diminui, né, a corrente elétrica nos neurônios. Então, são formas que estão sendo discutidas na literatura. Resumindo, que a gente viu, então, em relação à sinapse, a gente viu que elas têm diferenças morfofuncionais.
do tipo elétrica e do tipo química. Obrigatoriamente sinapses do tipo química, elas dependem, né, do armazenamento dessas substâncias químicas em vesículas. é preciso que elas estejam em vesículas, porque senão a quantidade que vai ser liberada após a chegada a um potencial de ação vai ser mínima, então o efeito vai ser reduzido.
Quando você tem elas em vesículas, a quantidade, o quanta que vai ser liberado é normalmente suficiente para se ligar aos receptores e produzir um efeito, né, que pode ser excitatório ou inibitório, tá? Então aqui most a evidenciando também os elementos característicos, terminal pré e terminal pós. No terminal pré eu tenho a vesícula, canais de cálcio e essas vesículas se fundindo, mas logicamente eu tenho na célula pós a necessidade de ter receptores para os neurotransmissores e na célula pós, então eu vou ter aqui os receptores que vão causar potenciaisatórios ou inibitórios, tá?
Os diferentes tipos de receptores, eles podem ser do tipo canal iônico ativado por lig, né, que são eh o ligante se liga às a regiões específicas do canal, abrindo ou fechando o canal. E aqui receptores metabotrópicos acoplados, nesse caso aqui, a proteína G, que secundariamente modula um canal, tá? Eh, os potenciais, então, eles podem ser eh no sentido despolarizante ou hiperpolarizante, vai depender da substância que será liberada.
Tá bom? Então, esse foi o nosso conteúdo inicial para discutir sinapses. Essas são algumas referências que vocês podem eh utilizar para eh leitura sobre conteúdo discutido.
E eu agradeço mais uma vez a atenção de vocês. Eh, me coloco à disposição. Muito obrigada.
