Todas as nossas sensações, sentimentos, pensamentos, respostas motoras e emocionais, a aprendizagem e a memória, a ação das drogas psico-ativas, as causas das doenças mentais, e qualquer outra função ou disfunção do cérebro humano não poderiam ser compreendidas sem o conhecimento do fascinante processo de comunicação entre as células nervosas (neurônios). Os neurônios precisam continuamente coletar informações sobre o estado interno do organismo e de seu ambiente externo, avaliar essas informações e coordenar atividades apropriadas à situação e às necessidades atuais da pessoa.
Organização - Vertebrados
Nos vertebrados, o sistema nervoso é comandado por duas regiões contínuas situadas dorsalmente na porção mediana do corpo: o encéfalo, protegido pelo crânio e a medula espinhal, protegida pela coluna vertebral. Destas regiões partem nervos que possuem gânglios nervosos e se ramificam até a periferia do corpo. Sob um critério anatômico, baseado na posição relativa dos órgãos do corpo, chamamos de Sistema Nervoso Central (SNC) a parte formada por encéfalo e medula espinhal. E de Sistema Nervoso Periférico (SNP) a parte formada por nervos de gânglios nervosos.
O encéfalo é formado por três partes: cérebro, cerebelo e bulbo. O cérebro é responsável por nossas atividades intelectuais, memória, controle de certas funções motoras, sensações (fome, frio, sede etc.) e, em humanos, consciência e emoções. Sua camada superficial, o córtex cerebral, é formada pela substância cinzenta, constituída predominantemente por neurônios com axônios sem mielina (fibras amielínicas) e células da glia. Em seu interior encontra-se a substância cinzenta, na qual há neurônios com axônios cobertos pela bainha de mielina (fibras mielínicas) e células da glia. Comunicado com o cérebro através da região denominada ponte, o cerebelo controla o equilíbrio e o tônus muscular, realizando uma espécie de “ajuste fino” na coordenação dos movimentos. A doença humana chamada de Mal de Parkinson, resulta da degeneração das células do cerebelo, resultando em dificuldades na realização de certas tarefas como a de caminhar em linha reta ou manipular objetos. O bulbo está na região entre o encéfalo e a medula espinhal. Atua no controle de atividades involuntárias e vitais como velocidade dos batimentos cardíacos, o ritmo respiratório, a pressão sanguínea, os movimentos de deglutição e regurgitação, os espirros, as tosses e a salivação.
A medula espinhal controla os atos reflexos. Dela emergem vários nervos cujos axônios são provenientes de corpos celulares locais, do encéfalo ou de gânglios nervosos. Assim, pode ser entendida como conexão nervosa entre os membros do tronco e o encéfalo. Também é formada pelas substâncias cinzenta e branca que têm posições invertidas em relação ao cérebro. Assim, a substância cinzenta da medula espinhal situa-se internamente e possui forma de “H”.
Neurônio
A célula fundamental do Sistema Nervoso é o neurônio, é capaz de produzir e conduzir impulsos elétricos, neste caso, chamados de impulsos nervosos. Organiza-se em três regiões: a dos dendritos, filamentos relativamente curtos e extremamente ramificados; a do corpo celular, região de maior volume onde se encontra o núcleo da célula; e a do axônio, uma região filamentosa única e alongada que emerge a partir do corpo celular e se ramifica em sua extremidade. O impulso sempre percorre o neurônio iniciando pelos seus dendritos, passando pelo corpo celular e indo em direção ao fim do axônio. Esta última região é envolvida pelas células de Schwann, que produzem ao seu redor a bainha de mielina. A mielina é um lipídio que age como isolante elétrico otimizando a condução do impulso nervoso pelo axônio. Entre uma célula de Schwann e outra existe um curto setor desprovido de mielina com aparência de um estrangulamento. Cada um destes setores é denominado um nódulo de Ranvier. Além dos neurônios, o tecido nervoso possui as chamadas células da glia ou neuroglia. Incapazes de gerar e propagar eletricidade, mas importantes na manutenção das condições adequadas à sobrevivência dos neurônios no tecido, fornecendo-lhes sustentação, nutrição e proteção contra agentes patogênicos. Esquema do neurônio e de seus anexos como descritos acima
Células da Glia (neuroglia):
As células da neuroglia cumprem a função de sustentar, proteger, isolar e nutrir os neurônios. Há diversos tipos celulares, distintos quanto à morfologia, a origem embrionária e às funções que exercem. Distinguem-se, entre elas, os astrócitos, oligodendrocitos e micróglia. Têm formas estreladas e prolongações que envolvem as diferentes estruturas do tecido.
Os astrócitos são as maiores células da neuroglia e estão associados à sustentação e à nutrição dos neurônios. Preenchem os espaços entre os neurônios, regulam a concentração de diversas substâncias com potencial para interferir nas funções neuronais normais (como por exemplo, as concentrações extracelulares de potássio), regulam os neurotransmissores (restringem a difusão de neurotransmissores liberados e possuem proteínas especiais em suas membranas que removem os neurotransmissores da fenda sináptica)
Os oligodendrocitos são encontrados apenas no sistema nervoso central (SNC). Devem exercer papéis importantes na manutenção dos neurônios, uma vez que, sem eles, os neurônios não sobrevivem em meio de cultura. No SNC, são as células responsáveis pela formação da bainha de mielina. Um único oligodendrocitos contribui para a formação de mielina de vários neurônios (no sistema nervoso periférico, cada célula de Schwann mieliniza apenas um único axônio)
A micróglia é constituída por células fagocitárias, análogas aos macrófagos e que participam da defesa do sistema nervoso.
Sinapse
Sinapse é o nome dado à região de comunicação entre dois neurônios (neuro-neural) ou entre um neurônio e uma fibra muscular (neuro-muscular). Nela percebemos que não há continuidade citoplasmática entre as células. A comunicação não ocorre por transmissão direta dos impulsos nervosos, mas sim pela liberação de neurotransmissores, moléculas liberadas pelas terminações do axônio na fenda sináptica quando a estas chega um impulso nervoso. Após atravessarem a fenda sináptica, os neurotransmissores atingem moléculas receptoras da membrana plasmática nos dendritos do neurônio seguinte. Tais receptores os reconhecem e desencadeiam a produção de um novo impulso nervoso neste segundo neurônio.
Como os neurônios processam essas informações?
Isso ocorre essencialmente graças aos impulsos nervosos. Um impulso nervoso é a transmissão de um sinal codificado de um estímulo dado ao longo da membrana do neurônio, a partir de seu ponto de aplicação. Os impulsos nervosos podem passar de uma célula a outra, criando assim uma cadeia de informação dentro de uma rede de neurônios.
Dois tipos de fenômenos estão envolvidos no processamento do impulso nervoso: os elétricos e os químicos. Os eventos elétricos propagam o sinal dentro de um neurônio, e os eventos químicos transmitem o sinal de neurônio a outro ou para uma célula muscular. O processo químico de interação entre os neurônios e entre os neurônios e células efetoras acontecem na terminação do neurônio, em uma estrutura chamada sinapse. Aproximando-se do dendrito de outra célula (mas sem continuidade material entre ambas as células), o axônio libera substâncias químicas chamadas neurotransmissores, que se ligam aos receptores químicos do neurônio seguinte e promove mudanças excitatórias ou inibitórias em sua membrana.
Portanto, os neurotransmissores possibilitam que os impulsos nervosos de uma célula influenciem os impulsos nervosos de outro, permitindo assim que as células do cérebro "conversem entre si", por assim dizer. O corpo humano desenvolveu um grande número desses mensageiros químicos para facilitar a comunicação interna e a transmissão de sinais dentro do cérebro. Quando tudo funciona adequadamente, as comunicações internas acontecem sem que sequer tomemos consciência delas.
Uma compreensão da transmissão sináptica é a chave para a o entendimento das operações básicas do sistema nervoso a nível celular. O sistema nervoso controla e coordena as funções corporais e permite que o corpo responda, e age sobre o meio ambiente. A transmissão sináptica é o processo chave na ação interativa do sistema nervoso.
Sinapse: O ponto de encontro entre neurônios
Dado que os neurônios formam uma rede de atividades elétricas, eles de algum modo têm que estar interconectados. Quando um sinal nervoso, ou impulso, alcança o fim de seu axônio, ele viajou como um potencial de ação ou pulso de eletricidade. Entretanto, não há continuidade celular entre um neurônio e o seguinte; existe um espaço chamado sinapse. As membranas das células emissoras e receptoras estão separadas entre si pelo espaço sináptico, preenchido por um fluido. O sinal não pode ultrapassar eletricamente esse espaço. Assim, substâncias químicas especiais, chamadas neurotransmissores, desempenham esse papel. Elas são liberadas pela membrana emissora pré-sináptica e se difundem através do espaço para os receptores da membrana do neurônio receptor pós-sináptico. A ligação dos neurotransmissores para esses receptores tem como efeito permitir que íons (partículas carregadas) fluam para dentro e para fora da célula receptora, conforme visto no artigo sobre condução nervosa.
A direção normal do fluxo de informação é do axônio terminal para o neurônio alvo, assim o axônio terminal é chamado de pré-sináptico (conduz a informação para a sinapse) e o neurônio alvo é chamado de pós-sináptico (conduz a informação a partir da sinapse).
Tipos de sinapses:
A sinapse típica, e a mais freqüente, é aquela na qual o axônio de um neurônio se conecta ao segundo neurônio através do estabelecimento de contatos normalmente de um de seus dendritos ou com o corpo celular. Existem duas maneiras pelas quais isso pó de acontecer: as sinapses elétricas e as sinapses químicas.
A Sinapse elétricaUma junção de fendas (a). Neuritos de duas células conectadas
A maioria das sinapses dos mamíferos são sinapses químicas, mas existe uma forma simples de sinapse elétrica que permite a transferência direta da corrente iônica de uma célula para a célula seguinte. As sinapses elétricas ocorrem em locais especializados chamados junções. Elas formam canais que permitem que os íons passem diretamente do citoplasma de uma célula para o citoplasma da outra. A transmissão nas sinapses elétricas é muito rápida; assim, um potencial de ação no neurônio pré-sináptico, pode produzir quase que instantaneamente um potencial de ação no neurônio pós-sináptico. Sinapses elétricas no sistema nervoso central de mamíferos são encontradas principalmente em locais especiais onde funções normais exigem que a atividade dos neurônios vizinhos seja altamente sincronizada. Embora as junções sejam relativamente raras entre os neurônios de mamíferos adultos, eles são muito comuns em uma grande variedade de células não neurais, inclusive as células do músculo liso cardíaco, células epiteliais, algumas células glandulares, glia, etc. Elas também são comuns em vários invertebrados.
A sinapse química
Nesse tipo de sinapse, o sinal de entrada é transmitido quando um neurônio libera um neurotransmissor na fenda sináptica, o qual é detectado pelo segundo neurônio através da ativação de receptores situados do lado oposto ao sítio de liberação. Os neurotransmissores são substâncias químicas produzidas pelos neurônios e utilizadas por eles para transmitir sinais para outros neurônios ou para células não-neuronais (por exemplo, células do músculo esquelético, miocárdio, células da glândula pineal) que eles inervam.
A ligação química do neurotransmissor aos receptores causa uma série de mudanças fisiológicas no segundo neurônio que constituem o sinal. Normalmente a liberação do primeiro neurônio (chamado pré-sináptico) é causada por uma série de eventos intracelulares evocados por uma despolarização de sua membrana, e quase que invariavelmente quando um potencial de ação é gerado.
“Sinapse: Quando um impulso elétrico ao viajar para a “cauda” da célula, chamado axônio”, chega a seu término, ele dispara vesículas que contêm um neurotransmissor as quais se movem em direção a membrana terminal. As vesículas se fundem com a membrana terminal para liberar seus conteúdos. Uma vez na fenda sináptica (o espaço entre dois neurônios) o neurotransmissor pode ligar-se aos receptores (proteínas específicas) na membrana de um neurônio vizinho.
Diagrama e micrografia de uma sinapse de uma junção neuromuscular da mosca da fruta. 1- Vesículas sinápticas; 2- Neurônio pré-sináptico (axônio terminal); 3- Fenda sináptica ; 4- Neurônio pós-sináptico.
O que dispara a liberação de um neurotransmissor?
Algum mecanismo deve existir através do qual o potencial de ação causa a liberação do transmissor armazenado nas vesículas sinápticas para a fenda sináptica.
O potencial de ação estimula a entrada de Ca2+, que causa a adesão das vesículas sinápticas aos locais de liberação, sua fusão com a membrana plasmática e a descarga de seu suprimento de transmissor. O transmissor se difunde para a célula alvo, onde se liga à uma proteína receptora na superfície externa da membrana celular. Após um breve período o transmissor se dissocia do receptor e a resposta é terminada. Para impedir que o transmissor associe-se novamente a um receptor e recomece o ciclo, o transmissor, ou é destruído pela ação catabólica de uma enzima, ou é absorvido, normalmente na terminação pré-sináptica. Cada neurônio pode produzir somente um tipo de transmissor.
Categorias de sinapses químicas
Existem dois tipos de sinapses químicas, de acordo com o efeito que causam no elemento pós-sináptico:
Sinapses inibitórias:
As sinapses inibitórias causam um potencial pós-sináptico inibitório (IPSP), porque o efeito líquido da liberação do transmissor é para hiperpolarizar a membrana, tornando mais difícil alcançar o potencial de limiar elétrico. Esse tipo de sinapse inibitória funciona graças à abertura de diferentes canais de íons nas membranas: tipicamente os canais cloreto (Cl-) ou potássio (K+).
Um impulso chegando ao terminal pré-sináptico provoca a liberação do neurotransmissor. A. As moléculas ligam-se aos canais de íon, cuja abertura é controlada pelo transmissor, na membrana pós-sináptica. Se o Na+ entra na célula pós-sináptica através dos canais abertos, a membrana se tornará despolarizada. B. As moléculas ligam-se aos canais de íon, cuja abertura é controlada pelo transmissor, na membrana pós-sináptica. Se o Cl-entra a célula pós-sináptica, através dos canais abertos, a membrana se tornará hiperpolarizada. A mudança resultante no potencial da membrana, conforme registrado através de um microeletrodo na célula é visto na figura abaixo (Geração
de um EPSP e IPSP).
Sinapses excitatórias:
Sinapses excitatórias causam uma mudança elétrica excitatória no potencial pós-sináptico (EPSP). Isso acontece quando o efeito líquido da liberação do transmissor é para despolarizar a membrana, levando-o a um valor mais próximo do limiar elétrico para disparar um potencial de ação. Esse efeito é tipicamente mediado pela abertura dos canais da membrana (tipos de poros que atravessam as membranas celulares para os íons cálcio e potássio).
Geração de um EPSP e IPSP.
Nessa figura, o registro do potencial elétrico transmembrana em função do tempo (em vermelho) mostra que há uma deflexão gradual para cima do traçado quando uma sinapse excitatória (EPSP) é ativada. O fluxo de íons causa a despolarização, i.e,a membrana torna-se menos polarizada. Lembre-se que normalmente a face externa da membrana é negativa em relação ao interior, e que o potencial de repouso da membrana pós-sináptica é cerca de -70 milivolts. Qualquer despolarização diminui esse valor, tornando-o menos negativo, e, portanto causando uma deflexão para cima (mais próxima ao nível zero).
O registro do potencial de membrana para o potencial pós-sináptico inibitório (IPSP: em verde) mostra uma hiperpolarização, i.e., uma deflexão para baixo no traçado porque ele torna-se mais negativo que o potencial de repouso.
Uma única célula nervosa normalmente tem centenas ou milhares de sinapses químicas excitatórias e inibitórias que chegam a seus dendritos ou corpo celular. As EPSP e IPSPs somam-se de modo que a curva resultante (em preto) podem inclinar-se para uma despolarização líquida ou uma hiperpolarização. Se a despolarização líquida alcançar o valor limiar, a célula pós-sináptica dispara potenciais de ação.
Sinapses nos sistemas nervoso central
Diferentes tipos de sinapses podem ser diferenciados pelo critério de qual parte do neurônio é pós-sináptico em relação ao axônio terminal. Se a membrana pós-sináptica está em um dendrito, a sinapse é chamada axo-dendrítica. Se a membrana pós-sinpática está no corpo celular, a sinapse é chamada axo-somática. Em alguns casos a membrana pós-sináptica está em um outro axônio, e essas sinapses são chamadas axo-axônicas. Em determinados neurônios especializados, os dendritos formam, na realidade, sinapses entre si, essas são as chamadas sinapses dendro-dendríticas.
Arranjos sinápticos no SNC. A. Uma sinapse axo-dendrítica. B. uma sinapse axo-somática. C. Uma sinapse axo-axônica.
Neurotransmissores: Mensageiros do Cérebro
Quimicamente, os neurotransmissores são moléculas relativamente pequenas e simples. Diferentes tipos de células secretam diferentes neurotransmissores. Cada substância química cerebral funciona em áreas bastante espalhadas mas muito específicas do cérebro e podem ter efeitos diferentes dependendo do local de ativação. Cerca de 60 neurotransmissores foram identificados e podem ser classificados, em geral em uma das quatro categorias.
1) colinas: das quais a acetilcolina é a mais importante;
2) aminas biogênicas: a serotonina, a histamina, e as catecolaminas - a dopamina e a norepinefrina.
3) aminoácidos: o glutamato e o aspartato são os transmissores excitatórios bem conhecidos, enquanto que o ácido gama-aminobutírico (GABA), a glicina e a taurine são neurotransmissores inibidores.
4) neuropeptídeos: esses são formados por cadeias mais longas de aminoácidos (como uma pequena molécula de proteína). Sabe-se que mais de 50 deles ocorrem no cérebro e muitos deles têm sido implicados na modulação ou na transmissão de informação neural.
Neurotransmissores importantes e suas funções
Dopamina:
Controla níveis de estimulação e controle motor em muitas partes do cérebro. Quando os níveis estão extremamente baixos na doença de Parkinson, os pacientes são incapazes de se mover voluntariamente. Presume-se que o LSD e outras drogas alucinógenas ajam no sistema da dopamina.
Serotonina:
Esse é um neurotransmissor que é incrementado por muitos antidepressivos tais com o Prozac, e assim tornou-se conhecido como o 'neurotransmissor do 'bem-estar'. ' Ela tem um profundo efeito no humor, na ansiedade e na agressão.
Acetilcolina (ACh):
A acetilcolina controla a atividade de áreas cerebrais relacionadas à atenção, aprendizagem e memória. Pessoas que sofrem da doença de Alzheimer apresentam tipicamente baixos níveis de ACTH no córtex cerebral, e as drogas que aumentam sua ação podem melhorar a memória em tais pacientes.
Noradrenalina:
Principalmente uma substância química que induz a excitação física e mental e bom humor. A produção é centrada na área do cérebro chamada de locus coreuleus, que é um dos muitos candidatos ao chamado centro de "prazer" do cérebro. A medicina comprovou que a norepinefrina é uma mediadora dos batimentos cardíacos, pressão sanguínea, a taxa de conversão de glicogênio (glucose) para energia, assim como outros benefícios físicos.
Glutamato:
O principal neurotransmissor excitante do cérebro, vital para estabelecer os vínculos entre os neurônios que são a base da aprendizagem e da memória a longo prazo.
Encefalinas e Endorfinas:
Essas substâncias são opiáceos que, como as drogas heroína e morfina, modulam a dor, reduzem o estresse, etc. Elas podem estar envolvidas nos mecanismos de dependência física.
CONCLUSÃO
As sinapses ocorrem no "contato" das terminações nervosas (axônios) com os dendritos. O contato físico não existe realmente, pois ambas as estruturas estão próximas, mas há um espaço entre ela (fenda sináptica). Dos axônios são liberadas substâncias (neurotransmissores), que atravessam a fenda e estimulam receptores nos dendritos e assim transmitem o impulso nervoso de um neurônio para o outro.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:
Disponível em: < http://www.passeiweb.com/na-ponta-lingua/sala-de-aula/biologia/biologia-animal/.../sist-nervoso-sinpse>Acesso em: 07outubro 2008.
Disponível em:
Disponível em: < http://www.afh.bio.br/nervoso/nervoso2-asp>Acesso em: 07 Outubro 2008
UNICERP-CENTRO UNIVERSITARIO DO CERRADO PATROCINIO
CURSO: ENFERMAGEN
DISCIPLINA: CITOLOGIA E HISTOLOGIA
PROFESSORA: MARIA DE FATIMA
SÍNAPSES E CELULAS NERVOSAS
Alunas do II período:
Franceline Veloso Al. Rosa.
Rubia Aparecida R. Oliveira
Patrocínio
Outubro/2008
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