Estrutura e Ultraestrutura Sináptica

Uma sinapse é a junção especializada na qual um neurônio se comunica com uma célula-alvo. A sinapse química, o tipo dominante no cérebro de mamíferos, é definida ultraestruturalmente por um terminal pré-sináptico preenchido com vesículas contendo neurotransmissores, uma fenda sináptica estreita e uma membrana pós-sináptica espessada pela densidade pós-sináptica. Essas características, visíveis apenas por microscopia eletrônica, são a base estrutural da neurotransmissão.

Definition

Uma sinapse é uma junção intercelular especializada na qual um neurônio pré-sináptico transmite um sinal para uma célula pós-sináptica; em uma sinapse química, a ultraestrutura compreende um terminal pré-sináptico repleto de vesículas, uma fenda sináptica e uma densidade pós-sináptica.

Scope

Este tópico abrange a estrutura fina das sinapses, conforme observada por microscopia eletrônica: a zona ativa pré-sináptica e as vesículas sinápticas, a fenda sináptica, a densidade pós-sináptica e a distinção morfológica entre sinapses excitatórias e inibitórias (assimétricas versus simétricas). Também aborda a relação entre o acoplamento de vesículas e a liberação de neurotransmissores. É uma entrada de referência educacional, não uma orientação clínica.

Core questions

• Quais características ultraestruturais definem uma sinapse química na microscopia eletrônica?
• O que é a densidade pós-sináptica e o que ela contém?
• Como as sinapses excitatórias e inibitórias são distinguidas morfologicamente?
• Como a ultraestrutura pré-sináptica se relaciona com a liberação de neurotransmissores?

Key concepts

• Sinapse química
• Terminal pré-sináptico e zona ativa
• Vesículas sinápticas
• Fenda sináptica
• Densidade pós-sináptica
• Sinapses assimétricas (excitatórias, Gray tipo I) e simétricas (inibitórias, Gray tipo II)
• Sinapse elétrica (junção comunicante)

Mechanisms

Em uma sinapse química, o terminal pré-sináptico contém aglomerados de vesículas sinápticas acopladas na zona ativa; a despolarização desencadeia a fusão cálcio-dependente das vesículas com a membrana pré-sináptica e a liberação de neurotransmissores na fenda sináptica, onde se difundem para os receptores na membrana pós-sináptica (Südhof, 2013). A membrana pós-sináptica é marcada por uma densidade pós-sináptica elétron-densa contendo receptores e proteínas de andaime. Conforme descrito por Harris e Weinberg (2012), as sinapses excitatórias tendem a ser assimétricas com uma densidade pós-sináptica proeminente (Gray tipo I) e as sinapses inibitórias tendem a ser simétricas (Gray tipo II). Sinapses elétricas menos comuns transmitem corrente diretamente através de junções comunicantes.

Clinical relevance

A estrutura sináptica é a base para o estudo da perda e disfunção sináptica em doenças neurodegenerativas e psiquiátricas, e para a compreensão de como muitos fármacos e toxinas neuroativos atuam na fenda sináptica. Esta entrada descreve a ultraestrutura normal para referência educacional e não fornece recomendações diagnósticas ou terapêuticas.

History

Sherrington introduziu o termo sinapse por volta de 1897 para nomear a junção funcional entre neurônios inferida pela fisiologia. Sua realidade física foi confirmada na década de 1950, quando a microscopia eletrônica resolveu a fenda, as vesículas e as especializações da membrana, e a classificação de George Gray de sinapses assimétricas e simétricas ligou a ultraestrutura à função. Trabalhos moleculares subsequentes, incluindo a análise de Südhof sobre a fusão de vesículas, conectaram essa estrutura ao mecanismo de liberação de neurotransmissores.

Key figures

• Charles Sherrington
• Bernard Katz
• George Gray
• Thomas Südhof

Seminal works

• harris-2012
• sudhof-2013

Frequently asked questions

Por que uma sinapse só pode ser vista claramente com microscopia eletrônica?

A fenda sináptica e as especializações da membrana estão na ordem de dezenas de nanômetros, muito abaixo da resolução do microscópio de luz, portanto, as vesículas, a fenda e a densidade pós-sináptica são resolvidas apenas por microscopia eletrônica.

Como as sinapses excitatórias e inibitórias são diferenciadas estruturalmente?

As sinapses excitatórias são tipicamente assimétricas (Gray tipo I) com uma densidade pós-sináptica espessa, enquanto as sinapses inibitórias são tipicamente simétricas (Gray tipo II) com densidades pré e pós-sinápticas de espessura semelhante.