Tá estudando transmissão sináptica e ainda não entendeu muito bem a diferença entre sinapse elétrica e sinapse química? Então fica nesse vídeo que a gente vai usar um material didático feito em impressora 3D pra fazer uma revisão rápida sobre a sinapse elétrica e a sinapse química.

E aí pessoal, tudo bem com vocês?

Eu sou Mirian Kurauti, professora, mestre, doutora e criadora do canal MK Fisiologia, um canal que tem como principal objetivo descomplicar a fisiologia humana. Então se você tá precisando entender de verdade a fisiologia, já se inscreve no canal e ative as notificações pra você não perder os próximos vídeos que a gente postar por aqui.

Agora sem mais delongas, bora revisar sinapse elétrica e sinapse química?

Antes de começar assistir esse vídeo de revisão, lembre-se que aqui no canal a gente tem duas videoaulas completas sobre esses tipos de sinapses que eu vou deixar no card, na descrição e nos comentários do vídeo também.

Nesse vídeo, o objetivo é reforçar as principais diferenças estruturais entre as sinapses elétrica e química e mostrar de uma forma mais dinâmica como acontece a transmissão sináptica em cada uma dessas sinapses.

Bora começar nossa revisão?

Bom, então pra começar, aqui a gente tem todas as peças de um quebra-cabeça de sinapse feito em impressora 3D da In.genius.

Primeiro a gente vai montar uma sinapse elétrica pra ver sua estrutura e seu funcionamento, e depois a gente vai montar uma sinapse química pra ver também a sua estrutura e o seu funcionamento, beleza?

Bom, mas então como que a gente pode começar a montar uma sinapse elétrica?

Pra começar a montar uma sinapse, a gente precisa lembrar que sinapse é uma estrutura especializada onde ocorre a transmissão de informações, onde ocorre a transmissão sináptica entre dois neurônios ou entre um neurônio e um outro tipo celular.

Aqui a gente vai montar sinapses entre dois neurônios, ou seja, sinapses neurais.

E como a gente já viu, existem vários tipos de sinapses neurais, mas o tipo mais comum é sinapse neural axodendrítica, ou seja, uma sinapse entre o terminal axonal de um neurônio e o dendrito de outro neurônio.

Então vamos pegar aqui um botão sináptico de um terminal axonal de um neurônio com seus canais de sódio dependentes de voltagem, e um botão sináptico de um dendrito de um outro neurônio.

Em muitos botões sinápticos a gente também pode encontrar mitocôndrias, uma organela muito importante pra síntese de ATP, necessário pra várias funções celulares incluindo a transmissão sináptica.

Agora, como a gente tá montando uma sinapse elétrica, a gente precisa de uma estrutura que permite a passagem de cargas elétricas de um neurônio pro outro.

Uma estrutura que junta os neurônios e permite a comunicação, ou seja, a junção comunicante, que nada mais é do que várias proteínas canais que conectam o citoplasma dos dois neurônios, formando um poro hidrofílico, um poro aquoso por onde as cargas elétricas, na forma de íons, pode passar livremente.

Então essa é a estrutura básica de uma sinapse elétrica.

-Mas e aí, como acontece a transmissão sináptica nesse tipo de sinapse?

Pra responder essa pergunta, vamos montar o axônio, o soma ou corpo celular e os dendritos desse neurônio que acabou de disparar potenciais de ação na sua zona de gatilho.

Aí lembra que os potenciais de ação se regeneram, nesse caso, em cada nodo de Ranvier, pois estamos falando de um axônio mielinizado, com bainha de mielina. Ou seja, nesse tipo de axônio os potenciais de ação são conduzidos de forma saltatória, chegando rapidamente no botão sináptico do terminal axonal.

Nesse momento, lembra que a membrana tava em repouso, polarizada, mas com a chegada dos potenciais de ação ela despolariza e isso vai gerar aqui um último potencial de ação com a abertura dos canais de sódio dependentes de voltagem.

Com isso, íons sódio entram rapidamente por esses canais, aumentando a sua concentração nesse botão sináptico criando assim um gradiente de concentração ou um gradiente químico, que pode meio que “empurrar” o sódio através da junção comunicante. O sódio então vai a favor do seu gradiente eletroquímico, direto pro botão sináptico do dendrito do outro neurônio.

Com a chega de íons sódio, a membrana do dendrito que tava polarizada, despolariza, gerando assim uma onda de despolarização, ou seja, um potencial pós-sináptico excitatório (PEPS), que pode se propagar até a zona de gatilho desse neurônio.

Pronto, é assim que basicamente acontece a sinapse elétrica.

Ah e uma informação que vale a pena lembrar sobre a sinapse elétrica é que dependendo do gradiente eletroquímico dos íons encontrados no citoplasma dos neurônios em um determinado momento, a direção da comunicação pode ser ao contrária.

Por exemplo, vai que por algum motivo, em um determinado momento esse neurônio aqui se encontra com maior concentração de sódio do que esse neurônio aqui. Aí é claro que nesse momento, o sódio pode se mover através da junção comunicante, nessa outra direção a favor do seu gradiente eletroquímico. E comunicação agora pode acontecer no sentido oposto. Por isso dizemos que na sinapse elétrica a comunicação pode ser bidirecional.

Bom, agora vamos montar uma sinapse química pra ver o que tem de diferente nesse tipo de sinapse?

Então primeiro, o que a gente precisa tirar da sinapse elétrica que não tem na sinapse química?

Claro que é a junção comunicante. Vamos tirar ela daqui dos botões sinápticos do terminal axonal e do dendrito desses neurônios.

E aí, no lugar da junção comunicante, a gente vai ter proteínas de ancoragem que ancoram a membrana desses botões sinápticos. Essas proteínas mantêm essas membranas próximas, mas não coladas uma na outra, e esse espaço entre essas membranas a gente chama de fenda sináptica.

Mas a pergunta aqui é:

-Como a informação vai ser transmitida se não tem a junção comunicante?

Bom, não tem junção comunicante, mas tem outras estruturas que vão permitir a transmissão de informação de um neurônio pro outro, ou seja, que vão permitir a transmissão sináptica.

-E que estruturas são essas mesmo?

No botão sináptico do terminal axonal do neurônio que aqui na sinapse química a gente pode chamar de neurônio pré-sináptico, a gente encontra canais de cálcio dependente de voltagem e vesículas sinápticas contendo as moléculas que vão transmitir a informação, os neurotransmissores.

Já no botão sináptico do dendrito do neurônio pós-sináptico, a gente encontra proteínas específicas que podem receber a informação transmitida pelos neurotransmissores, os receptores que podem ser basicamente de dois tipos:

1. ionotrópicos, que são proteínas canais controladas por ligantes; e

2. metabotrópicos que são proteínas receptoras associadas a famosa proteína G.

Bom, então a estrutura básica de uma sinapse química tá aqui. Mas agora, como acontece a transmissão sináptica nesse tipo de sinapse?

Então voltamos aqui para a zona de gatilho do neurônio pré-sináptico que acabou de disparar potenciais de ação, os quais são regenerados em cada nodo de Ranvier, sendo assim conduzidos de forma saltatória até o terminal axonal.

Quando os potenciais de ação chegam depolarizando a membrana do botão sináptico, o canal de cálcio dependente de voltagem, muda sua conformação e passa pro estado aberto, permitindo um rápido influxo de íons cálcio pra dentro desse botão sináptico do terminal axonal.

Isso causa um pequeno aumento da concentração desse íon aqui no botão sináptico, e esse cálcio a mais ativa proteínas específicas que iniciam um processo que chamamos de exocitose, isto é, um processo que fundi a membrana das vesículas sinápticas com a membrana plasmática, causando assim a liberação dos neurotransmissores na fenda sináptica.

Esses neurotransmissores podem então se ligar em locais ou sítios de ligação presentes nos receptores da membrana do neurônio pós-sináptico.

Se o neurotransmissor se ligar em um receptor ionotrópico, lembre-se que esse receptor é uma proteína canal controlada por ligante, ou seja, quando o neurotransmissor se liga no seu sítio de ligação presente nessa proteína, ela muda de conformação e o canal iônico é aberto permitindo a passagem de determinados íons.

Se o canal for seletivo pra íons positivos ou cátions, como os íons sódio ou cálcio, o gradiente eletroquímico desses íons é favorável ao influxo ou a entrada desses íons, causando assim ondas de despolarização, causando assim um potencial excitatório pós-sináptico (PEPS), que pode então seguir pra zona de gatilho desse neurônio pós-sináptico.

Mas se o canal for seletivo pra cátions como o íon potássio, o gradiente eletroquímico desse íon é favorável ao efluxo ou a saída desse íon, causando assim ondas de hiperpolarização, causando assim um potencial inibitório pós-sináptico (PIPS), que pode então seguir pra zona de gatilho desse neurônio pós-sináptico.

Em muitos neurônios, o PIPS também pode acontecer quando o canal for seletivo pra ânions como o cloreto. O gradiente eletroquímico é favorável a entrada desse íon, causando assim ondas de hiperpolarização ou PIPS, que pode então seguir pra zona de gatilho desse neurônio pós-sináptico.

Embora os neurotransmissores podem apresentar apenas receptores ionotrópicos específicos, alguns neurotransmissores podem apresentar receptores metabotrópicos presentes na membrana do neurônio pós-sináptico, que quando ativados pelo neurotransmissor, ativam a proteína G associada a esses receptores, do lado de dentro, do lado intracelular.

Uma vez ativada, a proteína G ativa enzimas que vão metabolizar algumas coisas dentro do neurônio, por isso receptor metabotrópico, de metabolismo. A proteína G ativa reações bioquímicas que pegam um substrato A e transformam em um produto B, por exemplo. Esse produto B é chamado de segundo mensageiro, isso porque o primeiro mensageiro é o neurotransmissor.

Como o segundo mensageiro é um mensageiro, ele pode levar a informação do neurotransmissor pra várias proteínas dentro do neurônio, dentre elas, proteínas canais específicas que podem ser ativadas por esses segundos mensageiro, pra permitir a passagem de íons específicos que podem causar PEPS ou PIPS, dependendo do íon que conseguir passar por esses canais iônicos.

Esses PEPS ou PIPS se propagam então até a zona de gatilho do neurônio pós-sináptico.

Antes de finalizar, lembre-se que os neurotransmissores liberados não podem ficar na fenda sináptica pra sempre né. Na verdade, eles precisam ser removidos rapidamente.

E aí, vale lembrar que os neurotransmissores podem ser removidos por difusão, isto é, se na fenda sináptica tá mais concentrado, o neurotransmissor pode simplesmente se difundir pra fora da fenda sináptica onde ele tá menos concentrado.

Além disso, os neurotransmissores podem ser recapturados pelo próprio neurônio pré-sináptico, através de proteínas transportadoras específicas presente na sua membrana, e na membrana das células da glia como os astrócitos, ou seja, os neurotransmissores podem ser captados por essas células da glia que geralmente envolvem as sinapses.

Por fim, mas não menos importante, alguns neurotransmissores também podem ser degradados por enzimas específicas que podem estar presentes na fenda sináptica, mais um mecanismo que contribui pra uma rápida remoção dos neurotransmissores da fenda sináptica, pra finalizar a transmissão sináptica química.

Bom então, resumindo sinapse elétrica e sinapse química, lembre-se que:

• Na sinapse elétrica, quando os potenciais de ação chegam na membrana do botão sináptico do terminal axonal por exemplo, os íons sódio que entram durante a fase de despolarização dos potenciais de ação, podem se mover a favor do seu gradiente eletroquímico, através da junção comunicante, despolarizando a membrana do botão sináptico do outro neurônio, ou seja, gerando um PEPS que pode se propagar até a zona de gatilho desse outro neurônio.

• Na sinapse química, quando os potenciais de ação chegam na membrana do botão sináptico do neurônio pré-sináptico, a depolarização dessa membrana ativa os canais de cálcio dependentes de voltagem causando a entrada desse íon e o início da exocitose que libera os neurotransmissores na fenda sináptica. Uma vez liberados, os neurotransmissores podem ativar seus receptores ionotrópicos e/ou metabotrópicos gerando PEPS ou PIPS que podem se propagar até a zona de gatilho do neurônio pós-sináptico.

• E pra finalizar essa transmissão sináptica química, lembre-se que os neurotransmissores podem ser removidos da fenda sináptica por difusão, recaptura e/ou degradação enzimática.

Bom, se esse vídeo te ajudou a revisar as sinapses elétrica e química, não esquece de curtir e compartilhar com aquele seu amigo que também tá precisando revisar esse conteúdo. E se você já me acompanha por aqui já sabe que você pode se tornar membro do canal e ter benefícios exclusivos, mas talvez o que você ainda não sabe é que agora a gente tem um site onde você pode acessar as transcrições das videoaulas, e adquirir os slides das videoaulas e também alguns e-books com questões comentadas pra você arrasar na fisiologia! O link do nosso site tá aqui na descrição do vídeo.

Bom, a gente vai ficando por aqui. Qualquer dúvida pode deixar aí nos comentários que a gente tenta responder, beleza? A gente se vê num próximo vídeo. Abraço!

Sobre a autora

Mirian Ayumi Kurauti é apaixonada pela fisiologia humana, com uma trajetória acadêmica admirável. Ela se formou em Biomedicina pela Universidade Estadual de Londrina (UEL), fez mestrado e doutorado em Biologia Funcional e Molecular com ênfase em Fisiologia na Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), e ainda atuou como pesquisadora de pós-doutorado na mesma instituição. Além disso, já lecionou fisiologia humana na Universidade Estadual de Maringá (UEM) e biologia celular na UEL. A sua última experiência como professora de fisiologia humana foi na Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR). Fundadora da MK Educação Digital Ltda (MK Fisiologia), atualmente, Mirian é a mente criativa por trás de todos os conteúdos publicados nas redes sociais da empresa.

Apaixonada pela docência, Mirian adora dar aulas de fisiologia humana, mas de um jeito mais descontraído e se diverte muito ensinando. Ela está sempre buscando aprender algo novo não só sobre fisiologia, mas sobre qualquer coisa sobre a vida, o universo e tudo mais. Por isso, é uma consumidora compulsiva de conteúdos de divulgadores científicos. Nas horas vagas, você pode encontrá-la na piscina, treinando e participando de competições de natação. Para Mirian, a vida só tem graça, se ela tiver desafios a serem superados. Hoje, o seu maior desafio é ajudar o maior número de estudantes a entender de verdade a fisiologia humana, principalmente através de suas videoaulas publicadas no canal do YouTube MK Fisiologia.