Sinapses elétricas: como são e como funcionam no sistema nervoso

A principal característica do nosso sistema nervoso é sua capacidade de transmitir informações de uma célula para outra. Essa comunicação intercelular ocorre de diversas formas, e uma delas é através sinapses elétricas, pequenas fendas que permitem a passagem de corrente elétrica.

Embora esse tipo de sinapse seja mais típico de animais invertebrados e vertebrados inferiores, também foi observado em algumas áreas do sistema nervoso de mamíferos, incluindo humanos.

Nos últimos anos, as sinapses elétricas perderam destaque em favor de sinapses químicas mais numerosas e complexas. Neste artigo veremos como são essas sinapses elétricas e o que as caracteriza.

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O que são sinapses elétricas?

A transferência de informações entre os neurônios ocorre no nível de uma junção especializada conhecida como sinapse. Nesse espaço sináptico, os neurônios se comunicam e utilizam, principalmente, duas vias: a sinapse química, quando a transmissão de informações ocorre pela liberação de substâncias ou neurotransmissores, e o elétrico.

Nas sinapses elétricas, as membranas dos neurônios pré e pós-sinápticos são unidas por uma junção comunicante ou junção comunicante. através do qual a corrente elétrica flui de uma célula para outra e diretamente.

Esses canais de junções comunicantes possuem baixa resistência (ou alta condutância), ou seja, a passagem de corrente elétrica, seja de íons carregada positiva ou negativamente, ela flui do neurônio pré-sináptico para o pós-sináptico, gerando despolarização ou hiperpolarização.

hiperpolarização e despolarização

Em repouso, um neurônio tem um potencial de repouso (potencial através da membrana) de -60 a -70 milivolts. Isso implica que o interior da célula é carregado negativamente em relação ao exterior.

Em uma sinapse elétrica, ocorre uma hiperpolarização quando o potencial de membrana torna-se mais negativo em um determinado ponto da a membrana neuronal, enquanto a despolarização ocorre quando o potencial de membrana torna-se menos negativo (ou mais positivo).

Ambos os hiperpolarização como a despolarização ocorrem quando os canais iônicos (proteínas que permitem a passagem de íons específicos através do membrana celular) da membrana aberta ou fechada, o que altera a capacidade de certos tipos de íons de entrar ou sair da célula. célula.

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Diferenças com sinapses químicas

Do ponto de vista funcional, a comunicação entre os neurônios através das sinapses elétricas difere substancialmente daquela que ocorre nas sinapses químicas. A principal diferença é a velocidade: nesta última, há um atraso sináptico a partir do momento em que o potencial de ação atinge o terminal pré-sináptico até que o neurotransmissor seja liberado, enquanto nas sinapses elétricas o atraso é praticamente inexistente.

Essa comunicação intercelular em velocidade tão alta permite o acoplamento funcional simultâneo (uma sincronização) de redes de neurônios que estão ligados por sinapses elétricas.

Outra diferença entre sinapses elétricas e químicas está em sua regulação.. Este último deve seguir um processo complexo de várias etapas, sujeito a vários pontos de verificação, que levam à liberação e ligação do neurotransmissor ao receptor. Tudo isso contrasta com a simplicidade das sinapses elétricas, onde os canais intercelulares permitem o fluxo bidirecional de íons e pequenas moléculas em praticamente qualquer situação.

Vantagens das sinapses elétricas versus sinapses químicas

sinapses elétricas são os mais comuns em animais vertebrados menos complexos e em algumas áreas do cérebro de mamíferos. Eles são mais rápidos que as sinapses químicas, mas menos plásticos. No entanto, este tipo de sinapse tem várias vantagens notáveis:

Bidirecionalidade

sinapse elétrica tem uma transmissão bidirecional de potenciais de ação. A química, no entanto, só pode se comunicar de uma maneira.

capacidade de coordenação

A sincronização da atividade neuronal é gerada em sinapses elétricas, o que faz com que as células nervosas possam se coordenar umas com as outras.

Velocidade

Quanto à velocidade de comunicação, ela é mais rápida nas sinapses elétricas, pelo fato de os potenciais de ação viajar através do canal iônico sem ter que liberar quaisquer produtos químicos.

Desvantagens

As sinapses elétricas também têm desvantagens em relação às sinapses químicas. Principalmente, que eles não podem converter um sinal excitatório de um neurônio em um sinal inibitório em outro. Ou seja, eles carecem da flexibilidade, versatilidade e capacidade de modular sinais que possuem suas contrapartes químicas.

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Propriedades deste tipo de sinapse

A maioria dos canais intercelulares que formam sinapses elétricas são dependentes de voltagem; ou seja, sua condutância (ou, inversamente, sua resistência à passagem da corrente elétrica) varia em função da diferença de potencial em ambos os lados das membranas que formam a junção.

Em alguns sindicatos, de fato, esta sensibilidade à tensão do canal permite que correntes despolarizantes sejam conduzidas em apenas uma direção (o que é conhecido como retificação de sinapses elétricas).

Acontece também que a maioria dos canais de comunicação são fechados em resposta à diminuição do pH intracelular ou devido a uma elevação do cálcio citoplasmático (no citoplasma muitos dos processos metabólicos do célula).

Tem sido sugerido que essas propriedades têm um papel protetor ao promover o desacoplamento de células lesadas por outras células, uma vez que no Primeiro, há aumentos significativos de cálcio e prótons citoplasmáticos que poderiam afetar as células adjacentes se cruzassem os canais. comunicadores.

conectividade neural

Numerosas investigações conseguiram verificar que os neurônios não estão anarquicamente conectados entre si, mas que as relações entre diferentes centros nervosos seguir orientações que transcendem uma espécie animal específica, sendo característico do grupo animal.

Essa conectividade entre diferentes centros nervosos se origina durante o desenvolvimento embrionário e é aperfeiçoada à medida que cresce e se desenvolve. A fiação básica nos vários animais vertebrados mostra uma semelhança geral, um reflexo dos padrões de expressão gênica herdados de ancestrais comuns.

Durante a diferenciação de um neurônio, seu axônio cresce guiado pelas características químicas das estruturas que se formam. encontra em seu caminho e estes servem de referência para saber se posicionar e se situar dentro da rede neural.

Estudos de conectividade neuronal também mostraram que geralmente há uma correspondência previsível entre a posição dos neurônios no centro de origem e de seus axônios no centro de destino, podendo estabelecer mapas topográficos precisos da conexão entre ambos zonas.

Referências bibliográficas:

• Waxman, S. (2012). Neuroanatomia clínica. Pádua: Piccin.