A principal característica do nosso sistema nervoso é a capacidade de transmitir informações de uma célula para outra. Essa comunicação intercelular ocorre de várias maneiras, e uma delas é por meio sinapses elétricas, pequenas fissuras que permitem a passagem da corrente elétrica.
Embora esses tipos de sinapses sejam mais típicos de animais vertebrados inferiores e invertebrados, eles também foram observados em algumas áreas do sistema nervoso de mamíferos, incluindo humanos.
Nos últimos anos, as sinapses elétricas perderam sua importância em favor de sinapses químicas mais numerosas e complexas. Neste artigo, veremos como são essas sinapses elétricas e o que as caracteriza.
Como são as sinapses elétricas?
A transferência de informações entre os neurônios ocorre em uma junção especializada chamada sinapse. Nesse espaço sináptico, os neurônios se comunicam e utilizam duas vias principais: a sinapse química, quando ocorre a transmissão de informações por meio da liberação de substâncias ou neurotransmissores, e a elétrica.
Na sinapse elétrica, as membranas dos neurônios pré e pós-sinápticos são conectadas por uma junção em forma de buraco, ou junção de comunicação, através do qual a corrente elétrica flui de uma célula para outra e diretamente.
Esses canais de junções comunicantes apresentam baixa resistência (ou alta condutância), ou seja, a passagem da corrente elétrica, tanto de íons com carga positiva quanto negativa, flui do neurônio pré-sináptico para o gerador pós-sináptico, seja 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 comparação com o exterior.
Em uma sinapse elétrica, a hiperpolarização ocorre quando o potencial de membrana se torna mais negativo em um ponto específico da membrana neuronal, enquanto a despolarização ocorre quando o potencial de membrana se torna menos negativo (ou mais positivo).
A hiperpolarização e a despolarização ocorrem quando os canais iônicos (proteínas que permitem a passagem de íons específicos pela membrana celular) na membrana se abrem ou fecham, o que prejudica a capacidade de certos tipos de íons de entrar ou sair da célula.
Diferenças de sinapses químicas
Do ponto de vista funcional, a comunicação entre os neurônios por meio de sinapses elétricas difere consideravelmente daquela que ocorre nas sinapses químicas. A principal diferença é a velocidade: neste último, o retardo sináptico ocorre a partir do potencial de ação que atinge o terminal pré-sináptico até a liberação do neurotransmissor, enquanto nas sinapses elétricas o retardo é praticamente inexistente.
Essa comunicação intercelular em alta velocidade permite o acoplamento funcional simultâneo (sincronização) de redes neurais conectadas por sinapses elétricas.
Outra diferença entre as sinapses elétricas e químicas está na sua regulação. Este último deve seguir um processo complexo em vários estágios, sujeito a muitos checkpoints, que acabam por levar 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 quase todas as situações.
Vantagens das sinapses elétricas em relação às sinapses químicas
Sinapses elétricas eles são mais comuns em animais vertebrados menos complexos e em certas áreas do cérebro de mamíferos. Eles são mais rápidos do que as sinapses químicas, mas menos plásticos. No entanto, esse tipo de sinapse tem várias vantagens notáveis:
bidirecionalidade
A sinapse elétrica tem transmissão bidirecional de potenciais de ação. A química, no entanto, só pode se comunicar de uma maneira.
Capacidade de coordenar
Nas sinapses elétricas, a sincronização da atividade neuronal é gerada, que faz com que as células nervosas se coordenem umas com as outras.
Rapidez
Em termos de velocidade de comunicação, é mais rápido nas sinapses elétricas, porque os potenciais de ação eles viajam através do canal iônico sem ter que liberar produtos químicos.
desvantagens
As sinapses elétricas também têm desvantagens em comparação com as sinapses químicas. Primeiramente, eles não podem converter um sinal excitatório de um neurônio em um sinal inibitório em outro. Em outras palavras, eles não têm a flexibilidade, versatilidade e capacidade de modular sinais que seus equivalentes químicos fazem.
Propriedades deste tipo de sinapse
A maioria dos canais intercelulares que formam sinapses elétricas eles dependem da voltagem; isto é, sua condutância (ou, pelo contrário, sua resistência à passagem da corrente elétrica) varia em função da diferença de potencial de cada lado das membranas que formam a vedação.
Em alguns sindicatos, de fato, esta sensibilidade à tensão dos canais torna possível conduzir as correntes despolarizadas em apenas uma direção. (Isso é chamado de retificação de sinapses elétricas).
Acontece também que a maioria dos canais de comunicação se fecha em resposta à diminuição do pH intracelular ou ao aumento do cálcio citoplasmático (no citoplasma ocorrem muitos processos metabólicos da célula).
Foi sugerido que essas propriedades desempenham um papel protetor, causando o desacoplamento de células danificadas de outras células, uma vez que nas primeiras há aumentos significativos de cálcio e prótons citoplasmáticos que poderiam afetar as células adjacentes se cruzassem os canais de comunicação.
conectividade neural
Numerosos estudos têm mostrado que os neurônios não estão conectados de forma anárquica uns aos outros, mas que as relações entre os diferentes centros nervosos seguem diretrizes que transcendem uma determinada espécie animal, sendo característicos do grupo animal.
Essa conectividade entre os diferentes centros nervosos surge durante o desenvolvimento embrionário e é aperfeiçoada à medida que cresce e se desenvolve. A fiação básica em diferentes animais vertebrados mostra uma semelhança geral, um reflexo dos padrões de expressão gênica herdado de ancestrais comuns.
Durante a diferenciação de um neurônio, seu axônio se desenvolve guiado pelas características químicas das estruturas que estavam em seu estágio e estas servem como referência para saber se posicionar e se posicionar dentro da rede neural.
Estudos de conectividade neural 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, e mapas topográficos precisos da conexão podem ser feitos entre as duas áreas.
Referências bibliográficas:
- Waxman, S. (2012). Neuroanatomia clínica. Pádua: Piccin.
