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SISTEMA NERVOSO, SINAPSES E NEUROTRANSMISSORES PROF. DRA DANIELA PEREIRA ALVES SINAPSES - HISTÓRICO • FIM DO SÉC XIX: CAMILO GOLGI E SANTIAGO RAMÓN Y CAJAL DESCREVERAM EM DETALHES A ESTRUTURA DAS CÉLULAS NERVOSAS • 1897: CHARLES SHERRINGTON DEFINIU O TERMO SINAPSE (Do grego Syn, junto e Haptein, tocar). PALAVRA CRIADA PARA DEFINIR O PONTO DE CONTATO ENTRE NEURONIOS. • APENAS NA DÉCADA DE 50/SEC XX FOI POSSIVEL DETERMINAR AS BASES MORFOLÓGICAS E FUNCIONAIS DOS NEURÔNIOS, COM A UTILIZAÇÃO DO MICROSCÓPIO ELETRÔNICO E TÉCNICAS ELETROFISIOLÓGICAS (LENT, 2001) a) Sinapse Elétrica Presença de mediadores químicos Controle e modulação da transmissão Menos rápida Sem mediadores químicos, transmissão elétrica Nenhuma modulação Muito Rápida TIPOS DE SINAPSE b) Sinapse Química CORAÇÃO 1 CORAÇÃO 2 OTTO LOEWI Experimento de Otto Loewi: a descoberta da neurotransmissão química Anatomia Fisiológica da sinapse química * Membrana Pré-sináptica * Fenda sináptica * Membrana Pós-sináptica Neurônio pré-sináptico Neurônio pós-sináptico sinapse local de contato entre neurônios. Chegada do Impulso nervoso no terminal do neurônio 1 Geração de impulso nervoso no neurônio 2Neurotransmissâo MECANISMO DA NEUROTRANSMISSÃO QUÍMICA 1. Chegada do impulso nervoso ao terminal do axônio 2. Abertura de Canais de Ca Voltagem dependentes 3. Influxo de Ca ++ no terminal 4. A entrada de cálcio provoca a liberação dos NT, por exocitose 5. Interação NT- receptor pós- sinaptico causando abertura de canais iônicos NT dependentes 6. Término da ação do NT , por degradação enzimática ou recaptação. http://www.blackwellpublishing.com/matthews/nmj.html http://www.blackwellpublishing.com/matthews/neurotrans.html As moléculas de NT se difundem na fenda sináptica, e se ligam a receptores específicos na membrana pós-sináptica Os NT causam excitação (estimulação) ou inibição nas membranas pós- sinápticas NEURÔNIOS EXCITATÓRIOS: NT excitatórios (provocam despolarização, pela abertura de canais de sódio ou cálcio na membrana pós sináptica) NEURÔNIOS INIBITÓRIOS: NT inibitórios (provocam hiperpolarização, pela abertura de canais de potássio ou cloreto na membrana pós sináptica) NEUROTRANSMISSORES O QUE É UM NEUROTRANSMISSOR? 1) NT é uma substância química sintetizada no neurônio 2) NT presente no terminal pré sináptico e liberado em quantidades suficientes para exercer ação definida no terminal pós sináptico 3) Deve existir um mecanismo que remova o NT de seu sítio de ação 4) Os efeitos do NT devem ser bloqueados por antagonistas conhecidos Mecanismos gerais da transmissão sináptica química 1- Síntese do NT 2- Estoque do NT nas vesículas sinápticas 3- Liberação do NT na fenda sináptica 4- Ligação e reconhecimento do NT a receptores alvo 5- Inativação e término da ação do NT (por degradação enzimática ou recaptação) precursor Ca2+ NT Receptores enzima enzima enzima transportador Precursor Degradação ou recaptação 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 PRINCIPAIS NEUROTRANSMISSORES Aminoácidos -Acido-gama-amino-butirico (GABA) -Glutamato (Glu) -Glicina (Gly) -Aspartato (Asp) Aminas - Acetilcolina (Ach) - Adrenalina - Noradrenalina - Dopamina (DA) - Serotonina (5-HT) - Histamina Acetilcolina 1 º neurotransmissor descoberto Presente nos neurônios do SNC, neurônios que influenciam músculo liso, cardíaco, esquelético, glândulas Efeitos mediados por receptores Muscarínicos ou Nicotínicos Funções: vigília, aprendizado, controle motor, vasodilatação, contração de musculo liso, secreção de glândulas sudoríparas, etc... Acetil CoA Transportador de colina AChE Colina + Acetato Colina ACh Transportador de ACh Receptor pós-sinaptico SINAPSE COLINÉRGICA • Ach é sintetizada no neurônio a partir da colina (proveniente da dieta) e acetil (sintetizado nas mitocôndria), pela ação da enzima Colina Acetil transferase. • Fica armazenada em vesículas • Após liberação, atua em receptores muscarínicos ou nicotínicos nas células alvo • Tem seu efeito finalizado na fenda sináptica, pela ação da enzima acetilcolinesterase Receptores colinérgicos: •Receptores nicotínicos: -Músculos esqueléticos: induz contração muscular -Gânglios do SNA: estimula a transmissão -Neurônios SNC: estimula transmissão •Receptores muscarínicos: -Músculos lisos TGI/bexiga: provoca contração muscular -Glândulas exócrinas: estimula secreção -´Neurônios SNC: geralmente excitatório -Músculo cardíaco: inibe a contração 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) Toxina botulínica: impede a liberação de acetilcolina, bloqueando a contração de músculos e a secreção de glandulas Neurotransmissores do grupo dasAminas * Derivadas de aminoácidos descarboxilados Catecolaminas: Noradrenalina, adrenalina, dopamina * Formadas no cérebro, glândulas adrenais e nervos simpáticos * Efeitos mediados por receptores a e b * Funções no controle do humor, vigília e atenção, controle da pressão arterial, etc AMINAS BIOGÊNICAS Noradrenalina (Nor) Adrenalina (Adr) Dopamina (DA) Serotonina (5-HT) Catecolaminas: compartilham a mesma via de biossíntese que começa com a tirosina. DOPAMINA DOPAMINA Dopamina está presente em neurónios do SNC e SNP. Várias doenças têm sido associadas a alterações do sistema dopaminérgico. A dopamina é um neurotransmissor importante que influencia vias motoras de forma inibitória, assim a doença de Parkinson está associada a um déficit de dopamina na Substância negra. A Esquizofrenia parece se relacionar a uma hiperatividade do sistema dopaminérgico. Participa também nas vias relacionadas ao Sistema de recompensa do cérebro (sensação de prazer). Os receptores da dopamina são distintos dos das outras catecolaminas, apesar de em elevadas concentrações a dopamina ser capaz de activar os receptores adrenérgicos. Existem cinco subtipos de receptores dopaminérgicos, todos eles metabotrópicos: receptores D1 e D5 – activação da adenilciclase; receptores D2, D3 e D4 – inibição da adenilciclase e activação da PLC. AMINAS BIOGÊNICAS CH2-C-NH2 OH OH COOH H D. descarboxilase L- DOPA CH2-CH2-NH2 + CO2 OH OH DOPAMINA CH2-CH2-NH2 + CO2 OH OH DOPAMINA CH-CH2-NH2 OH OH NOREPINEFRINA OH CH-CH2-NH2 OH OH NOREPINEFRINA OH D. b Hidroxilase CH-CH2-NH-CH3 OH OH EPINEFRINA OHFeniletanolamina N- metil transferase Tirosina DOPA TH Dopamina NA NA NA NA NA alfa beta Neurônios e receptores adrenérgicos a 1: mm liso vascular periférico (provoca vasoconstrição)a 2: músculo liso do TGI (provoca relaxamento) b1: músculo do coração (aumenta FC e força) b 2: mm liso vascular (grandes vasos) - vasodilatação músculo liso dos bronquíolos – broncodilatação músculo esquelético: tremores Tirosina DOPA TH Dopamina NA NA NA NA NA alfa beta Está presente em maior quantidade nas plaquetas (8%) e células enterocromafins e plexo mioentérico do trato GI (90%). Em menor quantidade está também presente no SNC e retina (2%). É formada por hidroxilação e descarboxilação do aminoácido essencial triptofano. A sua inativação dá-se por recaptação seguida de oxidação pela MAO para formar 5-HIAA Influencia múltiplos processos fisiológicos, quer na periferia, quer a nível do SNC, como a agregação plaquetária, motilidade e secreção GI, ventilação, temperatura, percepção sensorial, sono, humor e agressividade. SEROTONINA Aminoácidos * Excitatórios: Glutamato e aspartato Agem em receptores específicos, envolvidos em transmissão excitatória rápida no SNC. * Inibitórios: GABA e glicina Geram potenciais inibitórios. Deprimem atividades do SNC ATÉ O PRÓXIMO ENCONTRO!!