Prateleira
P>Embora sejam uma minoria distinta, as sinapses eléctricas são encontradas em todos os sistemas nervosos, incluindo o cérebro humano. A estrutura de uma sinapse eléctrica é mostrada esquematicamente na Figura 5.1A. As membranas dos dois neurónios comunicantes aproximam-se extremamente na sinapse e estão de facto ligadas entre si por uma especialização intercelular chamada junção de fendas. As junções de fendas contêm canais precisamente alinhados, emparelhados na membrana dos neurónios pré e pós-sinápticos, de tal forma que cada par de canais forma um poro (Figura 5.2A). O poro de um canal de junção de fendas é muito maior do que os poros dos canais de iões de tensão emparelhados descritos no capítulo anterior. Como resultado, uma variedade de substâncias pode simplesmente difundir-se entre o citoplasma dos neurónios pré e pós-sinápticos. Para além dos iões, as substâncias que se difundem através dos poros de junção de fendas incluem moléculas com pesos moleculares tão grandes como várias centenas de daltons. Isto permite que o ATP e outros metabolitos intracelulares importantes, como os segundos mensageiros (ver Capítulo 8), sejam transferidos entre neurónios.
Figure 5.1
Sinapses eléctricas e químicas diferem fundamentalmente nos seus mecanismos de transmissão. (A) Nas sinapses eléctricas, as junções de fendas entre as membranas pré e pós-sinápticas permitem que a corrente flua passivamente através dos canais intercelulares (ver explodir). Isto (mais…)
Figure 5.2
Estrutura e função das junções de fendas nas sinapses eléctricas. (A) As junções de fendas consistem em complexos hexamericanos formados pela junção de subunidades chamadas connexões, que estão presentes tanto nas membranas pré como pós-sinápticas. Os poros das (mais…)
Sinapses eléctricas funcionam assim permitindo que a corrente iónica flua passivamente através dos poros de junção da fenda de um neurónio para outro. A fonte habitual desta corrente é a diferença potencial gerada localmente pelo potencial de acção (ver Capítulo 3). O neurónio “a montante”, que é a fonte da corrente, é chamado elemento pré-sináptico, e o neurónio “a jusante” para o qual esta corrente flui é denominado pós-sináptico. Este arranjo tem uma série de consequências interessantes. Uma é que a transmissão pode ser bidireccional; ou seja, a corrente pode fluir em qualquer direcção através da junção da fenda, dependendo de qual membro do par acoplado é invadido por um potencial de acção (embora alguns tipos de junções da fenda tenham características especiais que tornam a sua transmissão unidireccional). Outra característica importante da sinapse eléctrica é que a transmissão é extraordinariamente rápida: Como o fluxo de corrente passiva através da junção da fenda é virtualmente instantâneo, a comunicação pode ocorrer sem o atraso característico das sinapses químicas.
Estas características são aparentes no funcionamento da primeira sinapse eléctrica a ser descoberta no sistema nervoso do lagostim. Um sinal eléctrico pós-sináptico é observado nesta sinapse numa fracção de milissegundo após a geração de um potencial de acção pré-sináptica (Figura 5.2B). De facto, pelo menos parte deste breve atraso sináptico é causado pela propagação do potencial de acção no terminal pré-sináptico, de modo que pode não haver essencialmente nenhum atraso na transmissão de sinais eléctricos através da sinapse. Tais sinapses interligam muitos dos neurónios que permitem ao lagostim escapar aos seus predadores, minimizando assim o tempo entre a presença de um estímulo ameaçador e uma resposta motora potencialmente salva-vidas.
Um objectivo mais geral das sinapses eléctricas é sincronizar a actividade eléctrica entre populações de neurónios. Por exemplo, certos neurónios secadores de hormonas dentro do hipotálamo mamífero estão ligados por sinapses eléctricas. Esta disposição assegura que todas as células disparam potenciais de acção ao mesmo tempo, facilitando assim uma explosão de secreção hormonal na circulação. O facto de os poros de junção de fendas serem suficientemente grandes para permitir que moléculas como o ATP e os segundos mensageiros difundam intercelularmente também permite que as sinapses eléctricas coordenem a sinalização intracelular e o metabolismo dos neurónios acoplados.