Sinapse neural: estrutura, tipos e como funciona

A sinapse neuronal é a união dos botões terminais de dois neurônios para transmitir informações. Nesse contexto, um neurônio envia a mensagem, enquanto uma parte do outro a recebe.

Assim, a comunicação geralmente ocorre em uma direção: do botão terminal de um neurônio ou célula à membrana da outra célula, embora seja verdade que há algumas exceções. Um único neurônio pode receber informações de centenas de neurônios.

Cada neurônio recebe informações dos botões terminais de outras células nervosas e, por sua vez, os botões terminais desta última sinapse com outros neurônios.

Principais conceitos

O botão do terminal é definido como um pequeno espessamento no final de um axônio, que envia informações na sinapse. Visto que um axônio é um tipo de “cabo” alongado e fino que conduz mensagens do núcleo do neurônio para o seu botão terminal.

Os botões terminais das células nervosas podem sinapsar com a membrana do soma ou dos dendritos.

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O soma ou corpo celular contém o núcleo do neurônio; Possui mecanismos que permitem a manutenção da célula. Em contraste, os dendritos são ramos de neurônios semelhantes a árvores que partem do soma.

Quando um potencial de ação viaja através do axônio de um neurônio, os botões terminais liberam substâncias químicas. Tais substâncias podem ter efeitos excitatórios ou inibitórios nos neurônios com os quais se conectam. No final de todo o processo, os efeitos dessas sinapses dão origem ao nosso comportamento.

Um potencial de ação é o produto dos processos de comunicação dentro de um neurônio. Há um conjunto de alterações na membrana do axônio que causam a liberação de produtos químicos ou neurotransmissores.

Os neurônios trocam neurotransmissores em suas sinapses como uma maneira de enviar informações entre eles.

Estrutura de sinapse neural

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Os neurônios se comunicam através de sinapses e as mensagens são transmitidas através da liberação de neurotransmissores.Esses produtos químicos se difundem no espaço líquido entre os botões terminais e as membranas que estabelecem as sinapses.

Neruone pré-sináptico

O neurônio que libera neurotransmissores através de seu botão terminal é chamado de neurônio pré-sináptico. Enquanto quem recebe a informação, é o neurônio pós-sináptico.

Quando o último capta neurotransmissores, são produzidos os chamados potenciais sinápticos. Ou seja, são alterações no potencial da membrana neuronal pós-sináptica.

Para se comunicar, as células devem secretar substâncias químicas (neurotransmissores) que são detectadas por receptores especializados. Esses receptores consistem em moléculas de proteína especializadas.

Esses fenômenos são simplesmente diferenciados pela distância entre o neurônio que libera a substância e os receptores que a capturam.

Neurônio pós-sináptico

Assim, os neurotransmissores são liberados pelos botões terminais do neurônio pré-sináptico e são detectados através de receptores localizados na membrana do neurônio pós-sináptico. Ambos os neurônios devem estar localizados a uma curta distância para que essa transmissão ocorra.

Espaço sináptico

No entanto, ao contrário do que se pode pensar, os neurônios que produzem sinapses químicas não se ligam fisicamente. De fato, entre eles existe um espaço conhecido como espaço sináptico ou fenda sináptica.

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Esse espaço parece variar de uma sinapse para outra, mas geralmente tem cerca de 20 nanômetros de largura. Existe uma rede de filamentos na fenda sináptica que mantém os neurônios pré e pós-sinápticos alinhados.

Potencial de ação

Para que haja uma troca de informações entre dois neurônios ou sinapses neuronais, primeiro, deve haver um potencial de ação.

Esse fenômeno ocorre no neurônio que envia os sinais. A membrana desta célula tem uma carga elétrica. Na verdade, as membranas de todas as células do nosso corpo têm uma carga elétrica, mas apenas axônios podem causar potenciais de ação.

A diferença entre o potencial elétrico dentro e fora do neurônio é chamada de potencial de membrana.

Essas mudanças elétricas entre o interior e o exterior do neurônio são mediadas pelas concentrações de íons existentes, como sódio e potássio.

Quando ocorre uma inversão muito rápida do potencial da membrana, um potencial de ação é produzido. Consiste em um breve impulso elétrico, que o axônio leva do soma ou do núcleo do neurônio para os botões terminais.

Deve-se acrescentar que o potencial da membrana deve exceder um certo limiar de excitação para que o potencial de ação ocorra. Esse impulso elétrico se traduz em sinais químicos que são liberados através do botão do terminal.

Como funciona uma sinapse?

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Os neurônios contêm sacos chamados vesículas sinápticas, que podem ser grandes ou pequenas. Todos os botões terminais possuem pequenas vesículas que transportam moléculas de neurotransmissores para dentro.

As vesículas são produzidas em um mecanismo localizado no soma chamado aparelho de Golgi. Eles são então transportados perto do botão do terminal. No entanto, eles também podem ser produzidos no botão do terminal com material “reciclado”.

Quando um potencial de ação é enviado ao longo do axônio, ocorre despolarização (excitação) da célula. Como conseqüência, os canais de cálcio do neurônio se abrem, permitindo a entrada de íons de cálcio.

Esses íons se ligam às moléculas de membrana das vesículas sinápticas que estão no botão terminal. Esta membrana está quebrada, fundindo-se com a membrana do botão do terminal. Isso resulta na liberação do neurotransmissor no espaço sináptico.

O citoplasma da célula captura os pedaços restantes da membrana e os leva para as cisternas. Lá eles são reciclados, criando com eles novas vesículas sinápticas.

O neurônio pós-sináptico possui receptores que capturam substâncias que estão no espaço sináptico. Eles são conhecidos como receptores pós-sinápticos e, quando ativados, produzem a abertura dos canais iônicos.

Quando esses canais se abrem, certas substâncias entram no neurônio, causando um potencial pós-sináptico. Isso pode ter efeitos excitatórios ou inibitórios na célula, dependendo do tipo de canal iônico que foi aberto.

Normalmente, potenciais pós-sinápticos excitatórios ocorrem quando o sódio penetra na célula nervosa. Enquanto os inibidores são produzidos pela liberação de potássio ou pela entrada de cloro.

A entrada de cálcio no neurônio causa potenciais excitatórios pós-sinápticos, embora também ative enzimas especializadas que produzem alterações fisiológicas nessa célula. Por exemplo, desencadeia o deslocamento de vesículas sinápticas e a liberação de neurotransmissores.

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Também facilita mudanças estruturais no neurônio após o aprendizado.

Fim da sinapse

Os potenciais pós-sinápticos são geralmente muito curtos e terminam por mecanismos especiais.

Uma delas é a inativação da acetilcolina por uma enzima chamada acetilcolinesterase. As moléculas de neurotransmissores são removidas do espaço sináptico pela recaptura ou reabsorção pelos transportadores que estão na membrana pré-sináptica.

Assim, os neurônios pré-sinápticos e pós-sinápticos têm receptores que capturam a presença de substâncias químicas ao seu redor.

Existem receptores pré-sinápticos chamados autoreceptores que controlam a quantidade de neurotransmissor que libera ou sintetiza o neurônio.

Tipos de sinapses

Sinapses elétricas

Neles ocorre uma neurotransmissão elétrica. Os dois neurônios se conectam fisicamente através de estruturas de proteínas conhecidas como “junções de abertura” ou junção de fenda.

Essas estruturas permitem que alterações nas propriedades elétricas de um neurônio influenciem diretamente o outro e vice-versa. Dessa forma, os dois neurônios agiriam como se fossem um.

Sinapses químicas

Nestes ocorre uma neurotransmissão química. Os neurônios pré e pós-sinápticos são separados pelo espaço sináptico. Um potencial de ação no neurônio pré-sináptico causaria a liberação de neurotransmissores.

Estes atingem a fenda sináptica, estando disponíveis para exercer seus efeitos nos neurônios pós-sinápticos. No vídeo a seguir, embora em inglês, você pode ver como uma sinapse química funciona.

Sinapses excitatórias

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Um exemplo de uma sinapse neuronal excitatória seria o reflexo de abstinência quando queimamos. Um neurônio sensorial detectaria o objeto quente, pois estimularia seus dendritos.

Esse neurônio enviava mensagens através de seu axônio para seus botões terminais, localizados na medula espinhal. Os botões terminais do neurônio sensorial liberariam substâncias químicas conhecidas como neurotransmissores que excitariam o neurônio com o qual ele sincroniza.Especificamente, um interneurônio (aquele que medeia entre neurônios sensoriais e motores).

Isso faria o interneurônio enviar informações ao longo de seu axônio. Por sua vez, os botões terminais do interneurônio secretariam neurotransmissores que excitam o neurônio motor.

Esse tipo de neurônio envia mensagens ao longo de seu axônio, que une um nervo para alcançar o músculo alvo. Uma vez que os neurotransmissores são liberados pelos botões terminais do neurônio motor, as células musculares se contraem para se afastar do objeto quente.

Sinapses inibitórias

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Esse tipo de sinapse é um pouco mais complicado. Isso seria dado no exemplo a seguir: imagine que você tira uma bandeja muito quente do forno. Você usa algumas luvas para não se queimar, no entanto, elas são um pouco finas e o calor começa a superá-las. Em vez de jogar a bandeja no chão, tente suportar um pouco de calor até que ela fique sobre uma superfície.

A reação de retirada de nosso organismo antes de um estímulo doloroso nos faria liberar o objeto, mesmo assim, controlamos esse impulso. Como esse fenômeno ocorre?

O calor da bandeja é percebido, aumentando a atividade de sinapses excitatórias nos neurônios motores (como explicado na seção anterior). No entanto, essa excitação é neutralizada pela inibição que vem de outra estrutura: o nosso cérebro.

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Isso envia informações indicando que, se soltarmos a bandeja, pode ser um desastre total. Portanto, as mensagens são enviadas para a medula espinhal que impedem o reflexo de abstinência.

Para fazer isso, um axônio de um neurônio cerebral atinge a medula espinhal, onde seus botões terminais são sinapses com um interneurônio inibitório. Ela secreta um neurotransmissor inibitório que reduz a atividade do neurônio motor, bloqueando o reflexo de abstinência.

Importante, estes são apenas exemplos. Os processos são realmente mais complexos (especialmente inibidores), com milhares de neurônios envolvidos neles.

Classes de sinapse de acordo com os locais em que ocorrem

– Sinapses axodendríticas: nesse tipo, o botão do terminal se conecta à superfície de um dendrito. Ou, com espinhos dendríticos, que são pequenos inchaços localizados nos dendritos em alguns tipos de neurônios.

– Sinapses axossomáticas: nelas, o botão terminal sincroniza com o soma ou núcleo do neurônio.

– Sinapses axoaxônicas : o botão terminal da célula pré-sináptica se conecta ao axônio da célula pós-sináptica.Esse tipo de sinapse funciona de maneira diferente dos outros dois. Sua função é reduzir ou reforçar a quantidade de neurotransmissor liberada pelo botão do terminal. Assim, promove ou inibe a atividade do neurônio pré-sináptico.

Sinapses dendrodendríticas também foram encontradas, mas seu papel exato na comunicação neuronal é atualmente desconhecido.

Substâncias liberadas na sinapse neuronal

Durante a comunicação neuronal, não são liberados apenas neurotransmissores, como serotonina, acetilcolina, dopamina, noradrenalina, etc. Outros produtos químicos, como neuromoduladores, também podem ser liberados.

Eles são chamados assim porque modulam a atividade de muitos neurônios em uma determinada área do cérebro. Eles segregam em maior quantidade e viajam distâncias maiores, se espalhando mais amplamente que os neurotransmissores.

Outro tipo de substâncias são os hormônios. Estes são liberados pelas células das glândulas endócrinas, localizadas em diferentes partes do corpo, como estômago, intestinos, rins e cérebro.

Os hormônios são liberados no fluido extracelular (fora das células) e são posteriormente capturados pelos capilares. Então eles são distribuídos por todo o corpo através da corrente sanguínea. Essas substâncias podem se ligar a neurônios que possuem receptores especiais para capturá-los.

Assim, os hormônios podem afetar o comportamento, alterando a atividade dos neurônios que os recebem. Por exemplo, a testosterona parece aumentar a agressividade na maioria dos mamíferos.

Referências

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