Sinapses elétricas: como são e como funcionam no sistema nervoso - Psicologia - 2023

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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 através sinapses elétricas, pequenos sulcos que permitem a passagem da corrente elétrica.

Embora esse tipo de sinapse seja mais típico de animais invertebrados e vertebrados inferiores, elas também foram observadas 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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Como são as sinapses elétricas?

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


Na sinapse elétrica, as membranas dos neurônios pré e pós-sinápticos são ligadas por uma junção tipo gap, ou junção comunicante, através do qual a corrente elétrica flui de uma célula para outra e diretamente.

Esses canais de junção de hiato têm baixa resistência (ou alta condutância), ou seja, a passagem de corrente elétrica, seja de íons com carga positiva ou negativa, flui do neurônio pré-sináptico para o neurônio pós-sináptico, gerando uma despolarização ou uma 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, 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).


Tanto a hiperpolarização quanto a despolarização ocorrem quando os canais iônicos (proteínas que permitem a passagem de íons específicos através da membrana celular) da membrana se abrem ou fecham, interrompendo a capacidade de certos tipos de íons de entrar ou sair da 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: neste último, ocorre um retardo sináptico desde o momento em que o potencial de ação 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 (uma sincronização) de redes de neurônios que estão ligadas por sinapses elétricas.


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

Vantagens das sinapses elétricas vs. sinapses químicas

Sinapses elétricas são os mais comuns em animais vertebrados menos complexos e em algumas áreas do cérebro dos 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 uma transmissão bidirecional de potenciais de ação. A química, no entanto, só pode se comunicar de uma maneira.

Habilidade de coordenação

Nas sinapses elétricas, uma sincronização é gerada na atividade neuronal, o que torna as células nervosas capazes de coordenar umas com as outras.

Velocidade

Em relação à velocidade de comunicação, é mais rápida nas sinapses elétricas, pois 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 de outro. Ou seja, eles não têm flexibilidade, versatilidade e capacidade de modular sinais que seus equivalentes químicos possuem.

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Propriedades deste tipo de sinapse

A maioria dos canais intercelulares que formam sinapses elétricas são dependentes de tensão; ou seja, sua condutância (ou, ao contrário, sua resistência à passagem de 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 dos canais permite conduzir as correntes que despolarizam em apenas uma direção (o que é conhecido como retificação de sinapses elétricas).

Também acontece que a maioria dos canais de comunicação fecha em resposta a uma diminuição do pH intracelular ou devido a um aumento no cálcio citoplasmático (muitos dos processos metabólicos da célula ocorrem no citoplasma).

Foi sugerido que essas propriedades desempenham um papel protetor, garantindo o desacoplamento das células lesadas por outras células, uma vez que nas primeiras há aumentos significativos no cálcio e nos prótons citoplasmáticos que podem afetar as células adjacentes se cruzarem os canais de comunicação.

Conectividade neural

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

Essa conectividade entre os diferentes centros nervosos se origina durante o desenvolvimento embrionário e é aperfeiçoada à medida que cresce e se desenvolve. A fiação básica em vários 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 cresce guiado pelas características químicas das estruturas que ele encontra em seu caminho e estas servem como referência para saber se posicionar e se posicionar dentro da rede neuronal.

Os estudos de conectividade neural também mostraram que normalmente existe uma correspondência previsível entre a posição dos neurônios no centro de origem e a de seus axônios no centro de destino, sendo capaz de estabelecer mapas topográficos precisos da conexão entre as duas áreas.