8 - Visão geral sobre transmissão sináptica Flashcards
Quais são as principais diferenças estruturais e funcionais entre sinapses elétricas e químicas?
- As sinapses elétricas possuem canais de junção comunicante que conectam diretamente o citoplasma das células pré e pós-sinápticas, permitindo transmissão rápida e bidirecional. Em sinapses químicas, há uma fenda sináptica onde neurotransmissores liberados pela célula pré-sináptica se difundem até receptores na célula pós-sináptica, permitindo regulação mais complexa e unidirecional da sinalização.
Como a plasticidade sináptica em sinapses químicas contribui para a memória e funções cerebrais superiores?
- A plasticidade sináptica permite o fortalecimento ou enfraquecimento das conexões sinápticas em resposta à atividade neuronal. Essa capacidade de adaptação é fundamental para processos de aprendizagem e memória, uma vez que modifica a eficácia das sinapses, criando circuitos neuronais mais eficientes para funções cerebrais superiores.
De que forma a continuidade citoplasmática nas sinapses elétricas facilita respostas rápidas?
A continuidade citoplasmática permite a transmissão direta de corrente iônica entre células, sem sinapse química, eliminando o atraso sináptico. Isso é essencial para respostas rápidas e sincronizadas, como em redes neurais de escape, onde a velocidade de transmissão é crítica.
Qual é o papel dos canais de junção comunicante (gap junctions) nas sinapses elétricas e em quais tipos de células são comuns?
Os canais de junção comunicante facilitam a transmissão direta de sinais elétricos em sinapses elétricas e estão presentes em neurônios e células gliais. Além de promoverem a sincronização neuronal, também são importantes para a coordenação celular e a manutenção da homeostase em redes gliais.
Como os neurotransmissores alteram a permeabilidade iônica na membrana pós-sináptica em sinapses químicas?
Neurotransmissores se ligam a receptores pós-sinápticos, que podem ser ionotrópicos, abrindo diretamente canais iônicos, ou metabotrópicos, ativando cascatas de sinalização que indiretamente regulam canais. Essa alteração na permeabilidade iônica gera potenciais pós-sinápticos excitatórios ou inibitórios, modificando a excitabilidade da célula alvo.
Explique o processo de liberação de neurotransmissores na sinapse química e o papel do Ca²⁺ nesse processo.
- O influxo de Ca²⁺ nas terminações pré-sinápticas ocorre por canais de cálcio dependentes de voltagem durante a despolarização. Esse aumento de Ca²⁺ intracelular desencadeia a fusão de vesículas sinápticas com a membrana pré-sináptica, liberando neurotransmissores na fenda sináptica por exocitose.
Quais são as principais vantagens das sinapses químicas sobre as elétricas em termos de sinalização neural?
As sinapses químicas permitem amplificação de sinal, modulação e sinalização tanto excitatória quanto inibitória. Essa flexibilidade possibilita a transmissão de informações complexas e a adaptação da resposta sináptica em processos de aprendizagem e memória, diferentemente das sinapses elétricas, que são mais rígidas.
Como a inativação dos neurotransmissores na fenda sináptica contribui para a precisão da sinalização química?
A inativação dos neurotransmissores por recaptura ou degradação enzimática evita a ativação prolongada dos receptores pós-sinápticos, permitindo que a célula responda a novos sinais. Esse processo é essencial para a temporização e precisão da transmissão sináptica em redes neuronais complexas.
Qual é o papel das células gliais na modulação da sinalização sináptica?
As células gliais, especialmente os astrócitos regulam a sinalização sináptica removendo neurotransmissores da fenda, liberando neuromoduladores e propagando ondas de cálcio que influenciam a excitabilidade neuronal. Essas interações desempenham um papel importante na plasticidade sináptica e na homeostase neuronal.
Explique a função dos receptores ionotrópicos e metabotrópicos na sinapse e como eles afetam a transmissão sináptica.
- Receptores ionotrópicos abrem canais iônicos rapidamente em resposta à ligação de neurotransmissores, resultando em respostas rápidas. Receptores metabotrópicos, ao ativarem cascatas de sinalização intracelular, produzem efeitos mais lentos e duradouros, modulando a excitabilidade neuronal e a força sináptica.
Como os princípios de especificidade e redundância afetam a sinalização sináptica química?
- A especificidade garante que neurotransmissores atinjam receptores apropriados para gerar respostas precisas. A redundância de mecanismos, como diferentes tipos de receptores para o mesmo neurotransmissor, permite ajustes finos na transmissão sináptica e na plasticidade, aumentando a robustez da sinalização.
De que maneira a transmissão elétrica permite a sincronização de grupos neuronais e quais funções essa sincronização desempenha?
Coordena liberação de neurotransmissor que ative ou inibem os vizinhos permitindo geração de ritmos e padrões como controle mortor.
A transmissão elétrica permite a sincronização quase instantânea de neurônios, favorecendo atividades que requerem coordenação rápida, como reflexos e ritmos cerebrais. A sincronização é essencial para a funcionalidade de redes que coordenam ações motoras ou respostas de escape.
Qual é a importância do conceito de “potencial pós-sináptico excitatório (EPSP)” e “inibitório (IPSP)” na modulação da excitabilidade neuronal?
EPSPs e IPSPs representam respostas excitatórias ou inibitórias que influenciam o potencial de membrana pós-sináptico. A integração desses sinais na soma espacial e temporal determina se o neurônio atinge o limiar para disparar um potencial de ação, regulando a excitabilidade neuronal.
Como a transmissão sináptica bidirecional em sinapses elétricas afeta a dinâmica das redes neuronais?
Ambos os sentidos e por junções comunicantes, sem neurotransmissor. Em sinapses elétricas, a bidirecionalidade permite que sinais de um neurônio influenciem diretamente seus vizinhos e vice-versa. Esse tipo de conexão é crucial para a sincronia e a propagação rápida de atividades em redes, como no caso de redes que produzem oscilações rítmicas.
Explique como a neurotransmissão excitatória e inibitória são reguladas para manter o equilíbrio na atividade neural.
- A neurotransmissão excitatória (glutamatérgica) e inibitória (GABAérgica) são reguladas para evitar a hiperexcitabilidade ou supressão excessiva. O equilíbrio é mantido pela densidade de receptores, pela remoção de neurotransmissores e pelo ajuste de redes neuronais, sendo essencial para a estabilidade e plasticidade do sistema nervoso.
-Como o tamanho e a proximidade do terminal pré-sináptico influenciam a eficiência da transmissão sináptica?
Terminais pré-sinápticos maiores e mais próximos da célula pós-sináptica podem liberar mais neurotransmissores, aumentando a amplitude do potencial pós-sináptico. Isso é particularmente importante em sinapses excitatórias, onde a amplitude de resposta pode determinar a probabilidade de disparo do potencial de ação.
Quais são os mecanismos moleculares envolvidos na exocitose de vesículas sinápticas?
A exocitose de vesículas sinápticas envolve proteínas SNARE que mediam a** fusão da vesícula** com a membrana pré-sináptica, além de proteínas reguladoras ativadas pelo aumento do Ca²⁺ intracelular. Este processo altamente regulado assegura a liberação precisa de neurotransmissores.
Como as sinapses químicas podem amplificar sinais neurais em comparação com sinapses elétricas?
As sinapses químicas permitem que uma pequena quantidade de neurotransmissor pré-sináptico gere grandes respostas pós-sinápticas, ao ativar múltiplos canais iônicos na célula pós-sináptica. Essa amplificação é importante para a integração de sinais e para a modulação das respostas neurais.
Explique a função dos metabotrópicos na modulação de longa duração da excitabilidade sináptica.
Receptores metabotrópicos ativam cascatas de sinalização intracelular, produzindo efeitos prolongados que incluem mudanças na expressão gênica e na sensibilidade dos canais iônicos. Isso permite uma modulação duradoura da excitabilidade, essencial para a memória e plasticidade.
Quais são as adaptações evolutivas que justificam a predominância de sinapses químicas no cérebro humano?
A prevalência de sinapses químicas permite uma comunicação mais flexível e regulada, facilitando processos complexos como aprendizado e memória. A capacidade de modular sinais e integrar respostas excitatórias e inibitórias confere ao cérebro humano uma alta capacidade de processamento adaptativo.
Qual é a principal diferença entre sinapses elétricas e químicas em termos de estrutura e função?
- Sinapses elétricas conectam diretamente as células pré e pós-sinápticas por meio de junções comunicantes, permitindo a passagem rápida de íons e a transmissão bidirecional. Já as sinapses químicas envolvem a liberação de neurotransmissores na fenda sináptica, que se ligam a receptores na célula pós-sináptica, resultando em uma transmissão unidirecional mais lenta, mas mais modulável.
Como a plasticidade sináptica influencia a memória e o aprendizado?
- A plasticidade sináptica é a capacidade das sinapses de se fortalecerem ou enfraquecerem em resposta à atividade. Potencialização de longo prazo (LTP) e depressão de longo prazo (LTD) são exemplos que ajustam a força das conexões, essencial para a formação e retenção de memórias e para o aprendizado.
Qual é o papel do cálcio na liberação de neurotransmissores em sinapses químicas?
- O influxo de cálcio nas terminações pré-sinápticas, através de canais de Ca²⁺ dependentes de voltagem, é crucial para a fusão de vesículas sinápticas com a membrana e a liberação de neurotransmissores. O aumento do Ca²⁺ intracelular desencadeia a exocitose, permitindo a transmissão sináptica.
Como os neurotransmissores são removidos da fenda sináptica e por que essa remoção é importante?
- Neurotransmissores são removidos por recaptura pelas células pré-sinápticas, degradação enzimática ou difusão para fora da fenda. Essa remoção rápida é essencial para encerrar o sinal, evitando ativação prolongada dos receptores e garantindo precisão na comunicação sináptica.
Explique a função dos receptores ionotrópicos e metabotrópicos na transmissão sináptica.
- Receptores ionotrópicos abrem canais iônicos diretamente em resposta à ligação de neurotransmissores, gerando respostas rápidas. Receptores metabotrópicos ativam vias de sinalização intracelular que modulam a excitabilidade celular e têm efeitos mais duradouros, influenciando processos como a plasticidade.
Qual é a importância das sinapses elétricas na sincronização de neurônios?
- As sinapses elétricas permitem a transmissão rápida e bidirecional de sinais entre neurônios, promovendo sincronização em redes neuronais. Essa sincronia é vital em circuitos que controlam respostas rápidas, como reflexos, e em ritmos cerebrais, como o ritmo respiratório.
Quais mecanismos celulares sustentam a Potencialização de Longo Prazo (LTP) e a Depressão de Longo Prazo (LTD)?
- LTP é mantida por um aumento de receptores AMPA na membrana pós-sináptica e por vias de sinalização que reforçam as conexões sinápticas. LTD envolve a remoção de receptores AMPA e a desensibilização da célula pós-sináptica, diminuindo a resposta ao neurotransmissor e enfraquecendo a sinapse.
Como os canais de junção comunicante contribuem para a transmissão em sinapses elétricas?
- Os canais de junção comunicante permitem o fluxo direto de íons entre células adjacentes, gerando uma transmissão rápida e bidirecional. Esse arranjo permite a resposta simultânea e coordenação de grupos de neurônios em atividades sincronizadas, como a atividade rítmica cardíaca.
Como a frequência de disparo de potenciais de ação pode modular a quantidade de neurotransmissor liberado em uma sinapse?
- A frequência de disparo influencia o influxo de cálcio nas terminações pré-sinápticas. Frequências altas aumentam o cálcio acumulado, resultando na liberação de mais vesículas sinápticas e, consequentemente, maior quantidade de neurotransmissor, modulando a intensidade da resposta sináptica.
Qual é o papel dos astrócitos na modulação da transmissão sináptica?
- Astrócitos removem neurotransmissores da fenda sináptica, regulam os níveis de íons e liberam moléculas sinalizadoras. Eles contribuem para a manutenção da homeostase sináptica e afetam a plasticidade, desempenhando um papel importante na comunicação neuronial.
Como a transmissão sináptica bidirecional em sinapses elétricas influencia a plasticidade neural?
- A transmissão bidirecional permite ajustes rápidos em resposta à atividade das células conectadas, facilitando sincronização e plasticidade imediata. Embora limitada em comparação com sinapses químicas, a bidirecionalidade nas sinapses elétricas pode influenciar a coordenação em circuitos neuronais.
Explique o conceito de “soma temporal e espacial” e sua importância para a integração sináptica.
- Soma temporal ocorre quando potenciais pós-sinápticos se somam ao longo do tempo em uma mesma sinapse. Soma espacial envolve a combinação de sinais de várias sinapses simultaneamente. Essa integração determina se o neurônio atinge o limiar para disparar um potencial de ação, modulando a resposta do neurônio a estímulos múltiplos.
Como os receptores GABA e glutamato regulam a excitabilidade neuronal?
- Receptores de glutamato, principalmente AMPA e NMDA, são excitatórios, promovendo a despolarização. Já os receptores GABA, como GABA_A, são inibitórios, permitindo o influxo de Cl- e hiperpolarizando a célula. O equilíbrio entre esses sistemas excitatório e inibitório é fundamental para a estabilidade e funcionamento do sistema nervoso.
Qual é o papel dos receptores NMDA na plasticidade sináptica e no aprendizado?
- Receptores NMDA permitem a entrada de Ca²⁺ após a ativação por glutamato e despolarização simultânea, o que ativa vias de sinalização que promovem a LTP. Esse mecanismo é essencial para a plasticidade sináptica de longo prazo, associada a processos de aprendizado e memória.
Como a difusão e a degradação enzimática dos neurotransmissores ajudam a manter a precisão da sinalização sináptica?
- Após a liberação, neurotransmissores são rapidamente removidos por difusão ou degradados por enzimas, como a acetilcolinesterase para a acetilcolina. Esse mecanismo encerra a sinalização, evitando a ativação contínua dos receptores e permitindo a resposta a novos estímulos.
Quais são os principais tipos de receptores envolvidos na transmissão sináptica e como eles diferem em função?
- Os principais tipos de receptores são ionotrópicos e metabotrópicos. Ionotrópicos permitem respostas rápidas ao abrir canais iônicos diretamente. Metabotrópicos ativam cascatas intracelulares, resultando em efeitos mais lentos e moduladores na excitabilidade neuronal.
Explique como a somação de potenciais pós-sinápticos excitatórios (EPSPs) e inibitórios (IPSPs) determina o disparo de um potencial de ação.
- EPSPs despolarizam a célula, enquanto IPSPs hiperpolarizam. A combinação desses sinais, dependendo da soma temporal e espacial, determina se a célula atinge o limiar para disparo. A soma eficaz de EPSPs e IPSPs permite ao neurônio integrar múltiplos sinais e responder de forma coordenada.
Qual é a função dos autorreceptores na célula pré-sináptica?
- Autorreceptores regulam a liberação de neurotransmissores em resposta ao excesso de sinalização. Quando ativados por neurotransmissores da própria célula, modulam a exocitose para manter um equilíbrio e prevenir a superestimulação dos receptores pós-sinápticos.
Como as propriedades do potencial de ação influenciam a eficiência da transmissão sináptica?
- A frequência e a amplitude do potencial de ação afetam o influxo de cálcio na célula pré-sináptica, modulando a liberação de neurotransmissores. Um potencial de ação eficiente mantém a transmissão e a modulação da resposta sináptica, adaptando-se à atividade neuronal.
De que forma os receptores metabotrópicos contribuem para a modulação de longo prazo da resposta sináptica?
- Receptores metabotrópicos ativam vias de sinalização intracelular que afetam a plasticidade sináptica ao modificar a expressão gênica, canais iônicos e receptores. Essa modulação de longo prazo é fundamental para a adaptação das sinapses e para processos de memória e aprendizado.
