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Transcrição de vídeo

RKA4JL - Eu acho que temos uma boa noção de como um sinal é transmitido ao longo do neurônio. Vemos que um par de dendritos, talvez aquele, e aquele, e aquele outro, podem ser excitados ou engatilhados. E quando dizemos que ele é engatilhado, dizemos que algum tipo de canal foi aberto. Isto é, provavelmente, o gatilho. Esse canal faz com que os íons entrem na célula, mas há situações onde os íons podem ser liberados para fora da célula. Seria inibitório. Mas vamos começar com os íons liberados dentro das células de forma eletrotônica. Ela altera a carga ou gradiente de voltagem na membrana e se os efeitos combinados da mudança no gradiente forem suficientes no cerne de implantação para atingir o limiar, então os canais de sódio existentes se abrirão. O sódio inunda o interior e, então, teremos a situação onde a voltagem torna-se muito positiva. Os canais de potássio se abrem para mudar isso novamente, pois nós estávamos muito positivos. Então, isso afeta eletronicamente a próxima bomba de sódio. Mas, temos a situação onde os íons sódio inundam e, então, o sinal continua sendo transmitido. Agora, a pergunta natural é: o que acontece no neurônio nas junções neuronais? Dissemos que esse dendrito fica engatilhado ou excitado. Na maioria dos casos, ele é engatilhado ou excitado por outro neurônio. Poderia ser outra coisa. Aqui, quando este axônio é excitado, ele deve estar excitando também outra célula. Pode ser uma célula muscular ou, na maioria dos casos, no corpo humano, ele está excitando outro neurônio. E então, como ele faz isso? Esta é a extremidade final do axônio. Poderia ser o dendrito de outro neurônio aqui. Esse é outro neurônio com seu o próprio axônio, sua própria célula. Ele irá engatilhar o dendrito ali, OK? Então, a questão é: Como isso acontece? Como um sinal vai de um axônio neuronal para o dendrito do próximo axônio? Isso não precisa sempre ir de um axônio para um dendrito, mas é o mais comum. Ele pode ir de axônio para axônio, de dendrito para dendrito, de axônio para o corpo neuronal, mas falaremos só de axônio para dendrito, pois esse é o caminho mais tradicional que neurônios transmitem informação de um para o outro. Vejamos mais de perto. Vamos ver isso mais de pertinho. Essa pequena caixa aqui. Vamos ver sua base, a extremidade terminal desse axônio e toda essa área mais de perto. Então, nós vamos pegar o dendrito deste próximo neurônio e eu vou rodá-lo. Na verdade, eu nem tenho que rodá-lo. Para isso, eu vou desenhar essa extremidade terminal. Digamos que a extremidade terminal se pareça com isso. Eu estou vendo em um grande aumento. Essa é a extremidade terminal do neurônio, isso é dentro de um neurônio. O próximo dendrito, eu vou desenhar isso aqui. Nós realmente estamos vendo de perto. Este é o dendrito do próximo axônio. Isso é o interior do primeiro neurônio. Aqui é o dendrito do próximo axônio. E aqui, nós temos o interior do primeiro neurônio. Então, nós temos o potencial de ação que continua passando adiante. Eu não sei se podemos ver mais de perto. Teremos, aqui, o potencial de ação. O potencial de ação faz o potencial elétrico, ou potencial de voltagem, atravessar a membrana, tornando-a suficientemente positiva para engatilhar esse canal de sódio. Então, talvez eu esteja muito perto. O canal é esse aqui. Esse é o canal e ele permite uma inundação de sódio dentro da célula e, então, todas essas coisas acontecem. Há o potássio que pode expulsar tudo, mas ao mesmo tempo que ele entra, essa carga positiva pode engatilhar outro canal, e este outro canal de sódio e, se houver outros canais de sódio mais adiante. Cada vez mais próximo ao final do axônio, lá existem canais de cálcio. Eu vou fazer isso com rosa. Esse é um canal de cálcio que tradicionalmente é fechado. Esse é um canal de íon sódio. O cálcio tem uma carga +2, ele tende a ser fechado, mas ele é controlado pela voltagem. Quando a voltagem fica alta o suficiente, ele, que é similar a um canal de sódio controlado pela voltagem, vai se abrir. E quando isso acontecer, os íons cálcio vão inundar a célula. Assim, os íons de cálcio, com suas cargas +2, inundam o interior das células. E agora, você diz: por que os íons cálcio inundam o interior das células? Porque eles possuem carga positiva. Eu pensei que você diria que a célula se tornava positiva por causa de todo o sódio que entra. Por que esse cálcio quer entrar? A razão pela qual ele quer entrar é porque a célula, assim como bombeia sódio para fora, bombeia o potássio para dentro. E ela também possui bombas de íon cálcio, que é um mecanismo quase idêntico ao que eu mostrei sobre a bomba de sódio e potássio, só que ela lida com o cálcio. Então, literalmente, você possui essas proteínas que estão situadas ao longo da membrana. Essa é uma camada fosfolipídica da membrana. Vou desenhar duas camadas, só para você ver que essa é uma membrana bilipídica. Deixa eu desenhar isso aqui. Isso faz com que pareça um pouco mais real, apesar de tudo isso não ser muito realista. Muito bem. E isso também vai ser uma membrana bilipídica. Você entendeu a ideia. Eu vou apenas fazer isso para deixar esse ponto bem claro. Então, existem também essas bombas que são as ATPases, que são similares às bombas de sódio e potássio. Você dá a ela um ATP e um cálcio vai se ligar em algum outro lugar. Ela irá puxar o fosfato do ATP. E, então, vai produzir energia suficiente para mudar a conformação dessa proteína, que vai empurrar o cálcio para fora. Essencialmente, foi o cálcio que se ligou e, então, a membrana se abre para o cálcio sair da célula. É como as bombas de sódio e potássio. Mas é bom saber que no estado de repouso, você tem uma alta concentração de íons de cálcio fora dali, e que isso é produzido pelo ATP. Uma concentração muito maior no exterior do que o que temos no interior e que é produzida por essas bombas de íons. Uma vez que você possui esse potencial de ação, ao invés de engatilhar outro portão de sódio, isso começa a engatilhar portões de cálcio e esses íons cálcio inundam a parte terminal deste axônio. Esses íons cálcio se ligam a outras proteínas. E antes que eu vá para outras proteínas, temos que ter em mente o que acontece perto dessas junções aqui. Eu já usei a palavra "sinapse"? Na verdade, talvez não tenha usado. O lugar onde este axônio encontra com esse dendrito é a sinapse. Essa é a sinapse. Sinapse. Você pode vê-la como um ponto de contato, ou como um ponto de comunicação ou de conexão. E esse neurônio, aqui, é chamado de neurônio pré-sináptico. Deixe eu escrever isso. É bom ter um pouco de vocabulário na manga. É um neurônio pré-sináptico. E esse neurônio é o pós-sináptico. E o espaço entre os dois neurônios, entre esse axônio e esse dendrito, é chamado "fenda sináptica". Fenda sináptica. Esse espaço é, realmente, bem pequeno. Neste vídeo, vamos lidar com uma sinapse química. Em geral, quando as pessoas falam sobre sinapses, elas estão falando sobre as sinapses químicas. Há também sinapses elétricas, mas eu não vou entrar nos detalhes delas. Esse é o tipo mais tradicional, do qual as pessoas mais falam. A fenda sináptica, em sinapses químicas, possui em média 20 nanômetros, o que é realmente muito pequeno, muito pequeno. Se você pensar que a largura média de uma célula é entre 10 a 100 micra, este mícron é 10⁻⁶. Isso é 20 vezes 10⁻⁹ metros, é uma distância muito pequena. Isso faz sentido porque veja quão grandes as células parecem perto dessa pequena distância. É uma distância muito pequena. Você tem no neurônio pré-sináptico essas vesículas próximas à extremidade terminal. Lembre-se do que são vesículas: são apenas membranas ligadas a coisas dentro da célula. Você tem essas vesículas. Essas pequenas membranas também possuem camadas fosfolipídicas. Essas vesículas podem ser consideradas como reservatórios. Eu vou desenhar mais uma como essa. Elas podem carregar essas moléculas, chamadas neurotransmissores. E eu vou desenhar os neurotransmissores em verde. Então, você vê essas moléculas chamadas neurotransmissores dentro delas. Provavelmente, já ouviu essa palavra antes. Muitas drogas usadas para depressão, ou para outras coisas relacionadas ao nosso estado mental, afetam os neurotransmissores. Enfim, eu não vou entrar em detalhes sobre isso agora, mas elas contêm esses neurotransmissores. E quando os canais de cálcio, que são dependentes de voltagem, se tornam um pouco mais positivos, eles abrem o fluxo de cálcio para dentro e o cálcio se liga a essas proteínas que vão ancorar essas vesículas. Essas pequenas vesículas estão, agora, ancoradas à membrana pré-sináptica, ou à membrana da extremidade do axônio, bem aqui. Essas proteínas são, na verdade, chamadas de proteínas SNARE. Isso é uma sigla. É também uma boa palavra porque elas, literalmente, laçam as vesículas a essa membrana. Então, isso é o que essas proteínas são. Quando esses íons de cálcio inundam, eles se ligam a essas proteínas e mudam sua conformação, apenas o suficiente para que elas tragam essas vesículas para perto da membrana, e também puxam as duas membranas, de modo que elas possam se fundir. Vamos ver mais de perto, só para deixar claro o que está acontecendo. Depois que elas se ligam, isso antes da entrada do cálcio, elas se ligam àquelas proteínas SNARE. Então, a SNARE traz a vesícula para muito próximo da membrana pré-sináptica. Essa é a vesícula, e a membrana pré-sináptica se parece com isso. E aqui, você tem as proteínas SNARE. Claro que o desenho não é exatamente como se parece na célula, mas é só para dar uma ideia do que acontece. As proteínas SNARE puxam as coisas juntas, então essas duas membranas se fundem. E o efeito colateral principal, a razão pela qual tudo isso acontece, é que isso faz aqueles neurotransmissores serem expulsos para as fendas sináptica. Então, os neurotransmissores que estavam dentro das vesículas são expulsos para a fenda sináptica. Esse processo é chamado de exocitose. Ele está saindo do citoplasma, ou podemos dizer do neurônio pré-sináptico. Você provavelmente já ouviu os nomes específicos de muitos neurotransmissores como serotonina, dopamina, a epinefrina que é também a adrenalina, que é também um hormônio, mas também atua como um neurotransmissor. A neropinefrina também é um hormônio e um neurotransmissor. São palavras que você já deve ter ouvido. Eles entram na fenda sináptica e, então, ligam-se na superfície da membrana do neurônio pós-sináptico nesse dendrito. Digamos que eles se liguem aqui, nesse pontinho aqui, e aqui, e aqui. Eles se ligam a proteínas especiais na superfície da membrana, mas o efeito principal é que isso vai engatilhar os canais de íons. Digamos que esse neurônio esteja excitando esse dendrito. Quando esses neurotransmissores se ligarem a essa membrana, talvez os canais de sódio se abram, talvez isso faça com que um canal de sódio se abra. Assim, ao invés de ser controlado pela voltagem, ele é controlado por um neurotransmissor. Isso fará com que um canal de sódio se abra e depois o sódio inunde e, depois, como já dissemos, se formos para o original, é como se ele fosse excitado. Ele vai se tornar mais e mais positivo, e positivo o suficiente para aumentar eletronicamente o potencial nesse ponto no corpo celular do neurônio e, então, teremos outro neurônio sendo estimulado. É essencialmente assim que isso acontece. Isso pode, na verdade, ser inibitório. Você pode imaginar se, ao invés de engatilhar um canal de um sódio, engatilhasse um canal de íon potássio. Se ele engatilhar um canal de íon sódio, o gradiente de concentração do íon potássio fará com que esse vá para fora da célula. Então, coisas positivas tendem a sair da célula, se for potássio. Lembre-se: eu usei triângulos para o potássio. Se as coisas positivas saírem da célula e se você seguir ao longo do neurônio, ele ficará menos positivo e será mais difícil para o potencial de ação iniciar, porque ele precisa de mais positividade para fazer o gradiente de limiar. Eu espero não estar confundindo vocês quando eu digo isso. Então, essa conexão, da forma que eu descrevi lá no início, é excitante. Quando um neurônio é excitado por um potencial de ação, o cálcio entra. Isso faz com que as vesículas despejem seus conteúdos na fenda sináptica, o que fará com que outro portão de sódio se abra e isso vai estimular esse neurônio, mas isso fará os portões de cálcio se abrirem, o que irá inibir isso. E é assim que as sinapses trabalham. Eu ia dizer que existem milhões de sinapses, mas isso seria incorreto. Há trilhões de sinapses. A melhor estimativa do número de sinapses no nosso córtex cerebral é de 100 a 500 trilhões. Apenas no córtex cerebral. De 100 a 500 trilhões! Enfim, nós podemos ter sinapses assim porque o neurônio pode formar muitas, muitas, muitas sinapses. Pode imaginar se nesse desenho original de uma célula, você pode ver uma sinapse aqui, outra aqui, outra ali, pode ter centenas ou mesmo milhares de sinapses entrando em um neurônio ou saindo de um neurônio. Isso pode ser uma sinapse com o neurônio, outro neurônio, outro, outro, outro. Pode ter muitas conexões. As sinapses são o que nos dá a complexidade, o que nos marca em termos de mente humana, e tudo isso. Mas, enfim, eu espero que você tenha achado tudo isso útil.
O conteúdo de Biologia foi criado com o apoio da Fundação Amgen