Organização estrutural e etapas da transmissão
Morfologicamente, a zona de contato consiste em três elementos básicos. A membrana pré-sináptica constitui a membrana do terminal nervoso transmissor. A fenda sináptica é o espaço microscópico que separa as células. A membrana pós-sináptica é a região do tecido inervado que se encontra diretamente adjacente ao terminal nervoso.
O processo fisiológico de transmissão do sinal divide-se em três fases sequenciais:
- Estágio pré-sináptico. No interior do terminal, o mensageiro químico é sintetizado e armazenado em vesículas sinápticas. O impulso nervoso que chega provoca a despolarização da membrana, o que desencadeia a exocitose — a liberação do conteúdo das vesículas para o exterior.
- Etapa de trânsito. As moléculas do mensageiro químico difundem-se através do meio aquoso da fenda sináptica em direção à célula receptora.
- Estágio pós-sináptico. O transmissor interage com receptores específicos na membrana do órgão-alvo. O resultado é a alteração da atividade da célula efetora: inibição ou intensificação de sua função.
Classificação e localização das estruturas colinérgicas
Dependendo da natureza química da substância liberada, distinguem-se contatos colinérgicos (cujo transmissor é a acetilcolina) e adrenérgicos (cujo transmissor é a noradrenalina). Os fármacos que atuam sobre o sistema eferente também se dividem em dois grupos principais de acordo com o tipo de alvo.
A transmissão de sinal por meio da acetilcolina ocorre em várias estruturas anatômicas cruciais:
- Nos gânglios autonômicos (transmissão a partir de fibras pré-ganglionares).
- Nos órgãos internos (nas zonas de terminação dos nervos parassimpáticos pós-ganglionares).
- Na musculatura esquelética (junções neuromusculares).
- Na medula adrenal.
- Nos corpúsculos carotídeos.
Ciclo de vida da acetilcolina
A fisiologia da renovação do mediador obedece a uma sequência estrita. A síntese das moléculas ocorre no citoplasma dos terminais nervosos a partir de acetil-CoA e colina. A reação é catalisada pela enzima colina acetiltransferase (colina acetilase). A colina necessária é recaptada da fenda de volta para o neurônio por meio de transporte dependente de $Na^+$. A substância pronta é armazenada dentro de vesículas.
O processo de liberação é iniciado quando o potencial de ação atinge o terminal do axônio. A despolarização leva à abertura de canais de cálcio dependentes de voltagem. O fluxo de íons $Ca^{2+}$ para o interior do citoplasma induz a aproximação e interação de proteínas específicas: VAMPs (nas vesículas) e SNAPs (na membrana celular). Ocorre a fusão das membranas e a liberação de acetilcolina na fenda. Esta etapa pode ser bloqueada farmacologicamente: por exemplo, a toxina botulínica destrói o complexo proteico de fusão, enquanto os íons de magnésio ou os aminoglicosídeos reduzem a entrada de cálcio na célula.
Ao chegar à fenda, o mediador interage com os receptores no lado pós-sináptico para conduzir o impulso, bem como com os receptores na membrana pré-sináptica para controlar a liberação subsequente da substância.
Inativação enzimática do mediador
A ação da acetilcolina é de curta duração, graças a sistemas de rápida neutralização. A principal via é a hidrólise. Existem dois tipos de enzimas com essa atividade:
- Acetilcolinesterase (colinesterase verdadeira). Encontra-se diretamente nas sinapses e assegura a degradação rápida do mediador em ácido acético e colina. Esta última sofre recaptação neuronal para reutilização.
- Butirilcolinesterase (pseudocolinesterase, colinesterase falsa). Localiza-se fora dos contatos sinápticos — no plasma sanguíneo, no fígado e em outros tecidos. É capaz de degradar a acetilcolina caso esta entre na circulação sistêmica.
Resumo: perguntas e respostas sobre o tema
Quais subtipos de receptores colinérgicos são distinguidos de acordo com sua sensibilidade farmacológica?
Com base na sensibilidade farmacológica a substâncias exógenas (alcalóides), distinguem-se dois subtipos principais de colinorreceptores, embora a acetilcolina endógena aja sobre ambos da mesma maneira.
- Receptores muscarínicos (sensíveis à muscarina) — possuem alta sensibilidade seletiva à muscarina. Eles estão localizados na membrana pós-sináptica das células dos órgãos efetores.
- Receptores nicotínicos (sensíveis à nicotina) — são sensíveis à nicotina. Localizam-se nos gânglios autonômicos, na medula adrenal, nos corpúsculos carotídeos, no SNC e nos músculos esqueléticos.
Qual é o mecanismo de ação da noradrenalina nas sinapses adrenérgicas?
O mecanismo de ação da noradrenalina nas sinapses adrenérgicas está associado à sua liberação a partir de terminações simpáticas pós-ganglionares, onde atua como mediador, e à sua interação com receptores adrenérgicos. Os receptores adrenérgicos pertencem aos receptores acoplados à proteína G.
Elementos confirmados da transmissão adrenérgica:
- Os adrenorreceptores $\alpha_1$ estão localizados na membrana pós-sináptica da musculatura lisa vascular; a interação das catecolaminas com esses receptores está associada a efeitos vasculares.
- Os adrenorreceptores $\alpha_2$ podem localizar-se pré-sinapticamente; seu bloqueio aumenta a liberação de mediadores.
- Os adrenorreceptores $\beta_2$ nas terminações das fibras adrenérgicas podem participar da regulação pré-sináptica da liberação de noradrenalina.
A inativação da noradrenalina é realizada pelas enzimas COMT e MAO.
Para memorizar os componentes da síntese de acetilcolina: «Acetil-CoA + Colina formam o mediador, e a enzima simplesmente une essas palavras, adicionando o sufixo 'transferase' — colina acetiltransferase».
Questões de aulas e exames
O que é exocitose na terminação nervosa?
É o processo de fusão das vesículas sinápticas com a membrana pré-sináptica e a liberação de seu conteúdo para o exterior. É desencadeado pela entrada de íons cálcio no citoplasma da terminação nervosa após a despolarização da membrana.
Como ocorre a inativação da acetilcolina?
O mediador sofre hidrólise pela enzima acetilcolinesterase, resultando em colina e ácido acético. A colina resultante é recaptada de volta para o terminal nervoso para reutilização.
Quais substâncias são capazes de bloquear o processo de exocitose da acetilcolina?
A toxina botulínica impede a interação entre as proteínas das membranas vesicular e pré-sináptica. O processo também é inibido por substâncias que reduzem o influxo de cálcio para a célula, tais como íons de magnésio e antibióticos aminoglicosídeos.
O que mais estudar sobre o tema
- O papel das proteínas VAMPs e SNAPs no processo de fusão vesicular da membrana
- O mecanismo de funcionamento dos canais de cálcio dependentes de voltagem da membrana pré-sináptica
- Diferenças entre a colinesterase verdadeira e a pseudocolinesterase: funções e localização
- Mecanismos de recaptação neuronal de colina (transporte dependente de $Na^+$)
- O papel regulatório dos colinorreceptores pré-sinápticos na modulação da liberação do mediador
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