Aspectos moleculares da transmissão sináptica

O Sistema Nervoso Central produz o nosso estado consciente mediante um contínuo fluxo de informações e armazenamento de memórias ao longo da vida, a partir de diferentes estímulos externos. Ao mesmo tempo, controla a concentração dos nossos fluidos internos e o trabalho de músculos e glândulas. A transmissão sináptica é o processo básico de toda esta atividade. Bilhões de neurônios se comunicam entre si via milhares de sinapses, e cada sinapse, por sua vez, é uma estrutura regulada independentemente. A partir desta complexidade, em lugar de caos, surge uma singular ordem na informação processada pelo cérebro. A secreção de neurotransmissores na zona ativa da sinapse é o evento primário da comunicação interneuronal. Este processo é regulado por um tráfego de membranas altamente orquestrado dentro do terminal présináptico. Os neurotransmissores são armazenados em vesículas sinápticas. A despolarização de um terminal nervoso por um potencial de ação resulta na abertura de canais de cálcio, operados por voltagem. O influxo de Ca resultante deflagra a exocitose, que é uma rápida fusão de vesículas com a membrana plasmática, liberando neurotransmissores para a fenda sináptica. A exocitose envolve a junção de proteínas intrínsecas das membranas plasmáticas, vesicular e pré-sináptica, mediante proteínas específicas de ancoragem e fusão na zona ativa (SNARE). Em seguida à liberação, as membranas das vesículas são rapidamente reincorporadas via endocitose e recicladas dentro do terminal sináptico. O terminal é, portanto, uma unidade autônoma que contém todos os elementos requeridos para a exocitose das vesículas, as proteínas responsáveis pela biossíntese do neurotransmissor e recaptação das vesículas. Uma vez liberado, o neurotransmissor difunde através da fenda sináptica e interage com proteínas receptoras na membrana do neurônio póssináptico produzindo, em uma fração de milissegundo, uma permeabilidade intensa e temporária aos íons Na + e K+, provocando a despolarização total de cerca de 100 mV desde um potencial de repouso em torno de -60mV. Isto gera um potencial de ação que se difunde ao longo da membrana do neurônio pós-sináptico, podendo alcançar o seu próprio  erminal e deflagrar novo movimento de Ca 2+ para o citosol, gerando um novo potencial. Várias proteínas dentro do terminal pós-sináptico estão envolvidas neste processo. É geralmente aceito que os processos de aprendizado e memória resultam de mudanças estruturais e bioquímicas em sinapses específicas que alteram a liberação de neurotransmissores e a ação pós-sináptica. Tais alterações podem ser registradas eletrofisiologicamente como uma potenciação ou depressão de duração longa (LTP ou LTD) ou a combinação de ambas. The Central Nervous System produces our conscious state out of various externa inputs in a continuous stream of information and storing a lifetime of memories, while keeping track of the concentration of our internal fluids and the work of muscles and glands. Synaptic transmission is the key process of all that activity. Billions of neurons communicate with each other via thousands of synapses, each of which is independently regulated. From that complexity, instead of chaos, arises the pristine order of information processed by the brain. The secretion of neurotransmitters at the synaptic active zone is the primary event of interneuronal communication. This process is regulated by a highly orchestrated cycle of membrane trafficking within the presynaptic nerve terminal. Neurotransmitters are stored in synaptic vesicles. Depolarization of the nerve terminal by an action potential results in the opening of voltage-gated Ca 2+ channels. The resulting influx of calcium ions triggers exocytosis which is a rapid fusion of the vesicles with the plasma membrane, releasing neurotransmitters into the synaptic cleft. Exocytosis involves the linking of intrinsic membrane proteins of the vesicle and the plasma membranes by specific docking and fusion, the SNARE proteins, at the active zone. The vesicle membranes are rapidly retrieved by endocytosis and the synaptic vesicles recycled within the nerve terminal. The nerve terminal is thus an autonomous unit that contains all elements required for synaptic vesicle exocytosis and proteins responsible for neurotransmitter biosynthesis and vesicular uptake. Once the neurotransmitter have been released, diffuses across the synaptic cleft and combines with receptor molecules in the membrane of the postsynaptic neuron producing, in a fraction millisecond, a large transient increased permeability to Na + and K+ ions, provoking a net depolarization to about 100mV from the resting potential of about -60mV. This generates an action potential which spreads along the surface of the postsynaptic cell membrane which in turn may trigger Ca 2+ movement to the cytosol in the synaptic terminal to generate a new response. Several proteins inside the post synaptic terminal are involved in this process. It is generally accepted that learning and memory result from structural and biochemical changes in specific synapses which alter neurotransmitter release and post synaptic action. These alterations are perceivable electrophysiologically as a long term potentiation (LTP),long term depression (LTD), or a combination of both.&nbsp