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18.11:

A Sinapse

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Biology
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The Synapse

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As células do seu sistema nervoso estão constantemente recebendo e transmitindo informações, de funções corporais básicas à estímulos sensoriais. Neurônios comunicam com sinais elétricos chamados de potenciais de ação. Esses potenciais de ação originam-se no corpo celular e viajam ao longo do axônio para o terminal do axônio onde eles são passados para a próxima célula.O ponto em que dois neurônios se encontram é chamado de sinapse. Sinapses elétricas permitem a comunicação direta entre as células usando junções em hiato, e estão frequentemente envolvidas na coordenação de atividades rápidas. No entanto, a maioria das sinapses são sinapses químicas que contém uma fenda sináptica, o espaço físico que existe entre o neurônio enviando o sinal, conhecido como célula pré-sináptica, e o neurônio recebendo o sinal, chamado de célula pós-sináptica.Potenciais de ação não podem viajar através da fenda sináptica, então os neurônios convertem o sinal elétrico em um sinal químico na sinapse. Isso é realizado através da liberação de moléculas conhecidas como neurotransmissores. Existem muitos neurotransmissores, cada um com efeitos diferentes nos neurônios pós-sinápticos, incluindo o glutamato excitatório e o GABA inibitório, entre outros.Quando o potencial de ação atinge o terminal pré-sináptico, canais de cálcio dependentes de voltagem na membrana pré-sináptica são abertos. O cálcio entra na célula, que desencadeia a fusão de vesículas com a membrana e a liberação de neurotransmissores na fenda sináptica. Estes são então capazes de se ligar aos recetores na célula pós-sináptica.A ligação de neurotransmissores aos recetores pode resultar em um aumento ou diminuição do potencial da membrana pós-sináptica, mudando a probabilidade de um potencial de ação, iniciando na célula pós-sináptica. Os neurônios podem ter milhares de sinapses e receber informações de muitas células. Esses sinais são combinados no soma do neurônio pós-sináptico onde a célula determina se deve ou não passar a mensagem adiante.Depois de ligar-se brevemente a recetores pós-sinápticos, neurotransmissores podem se difundir, serem degradados ou reciclados. Proteínas de recaptação na célula pré-sináptica são frequentemente responsáveis por reciclar neurotransmissores. A liberação e ligação de neurotransmissores através das sinapses permitem que os sinais elétricos de potenciais de ação sejam comunicados para neurônios adjacentes.Este processo de várias etapas é crítico para o funcionamento dos neurônios. omo coevolução.

18.11:

A Sinapse

Os neurónios comunicam uns com os outros passando os seus sinais elétricos para outros neurónios. Uma sinapse é o local onde dois neurónios se encontram para trocar sinais. Na sinapse, o neurónio que envia o sinal é chamado de célula pré-sináptica, enquanto que o neurónio que recebe a mensagem é chamado de célula pós-sináptica. Note que a maioria dos neurónios podem ser pré-sinápticos e pós-sinápticos, pois ambos transmitem e recebem informações.

Uma sinapse elétrica é um tipo de sinapse em que as células pré e pós-sinápticas são fisicamente ligadas por proteínas chamadas junções comunicantes. Isso permite que os sinais elétricos sejam transmitidos diretamente para a célula pós-sináptica. Uma característica dessas sinapses é que elas podem transmitir sinais elétricos extremamente rápido—às vezes em uma fração de milissegundo—e não requerem nenhuma entrada de energia. Isso é muitas vezes útil em circuitos que fazem parte de comportamentos de fuga, como o encontrado no lagostim que liga a sensação de um predador com a ativação da resposta motora.

Em contraste, a transmissão em sinapses químicas é um processo por passos. Quando um potencial de ação chega ao final do terminal axonal, canais de cálcio dependentes de voltagem abrem e permitem a entrada de iões de cálcio. Esses iões desencadeiam a fusão de vesículas contendo neurotransmissores com a membrana celular, libertando neurotransmissores no pequeno espaço entre os dois neurónios, chamado de fenda sináptica. Esses neurotransmissores—incluindo glutamato, GABA, dopamina e serotonina—estão disponíveis para se ligarem a receptores específicos na membrana celular pós-sináptica. Após a ligação aos receptores, os neurotransmissores podem ser reciclados, degradados ou difundidos para longe da fenda sináptica.

Sinapses químicas predominam no cérebro humano e, devido ao atraso associado à libertação de neurotransmissores, têm vantagens sobre as sinapses elétricas. Primeiro, poucas ou muitas vesículas podem ser libertadas, resultando em uma variedade de respostas pós-sinápticas. Em segundo lugar, a ligação a diferentes receptores pode causar um aumento ou diminuição do potencial de membrana na célula pós-sináptica. Além disso, a disponibilidade de neurotransmissores na fenda sináptica é regulada por reciclagem e difusão. Desta forma, as sinapses químicas alcançam sinalizações neuronais que podem ser altamente reguladas e afinadas.

Suggested Reading

Xu-Friedman, Matthew A. “Measuring the Basic Physiological Properties of Synapses.” Cold Spring Harbor Protocols 2017, no. 1 (January 1, 2017): pdb.top089680. [Source]

Sheng, Morgan, and Eunjoon Kim. “The Postsynaptic Organization of Synapses.” Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 3, no. 12 (December 1, 2011): a005678. [Source]