Neurônios e Sinapses

- A história de sua descoberta

Having havia estabelecido que os neurônios não se fundem em qualquer nível de suas ramificações, uma questão de pesquisa irritante tornou-se importante. Como é o contato entre os neurônios? Como a transmissão de uma onda de impulso elétrico ocorre entre dois neurônios?

Esta "junção neuronal", como era chamado na época, era muito pequeno para ser visto pelos microscópios da época, eo "gap" que certamente ocorre no ponto de contato não poderia ser documentado. Na verdade, a prova morfológica definitiva para este só veio em 1954, com o trabalho de George Palade, Eduardo de Robertis e George Bennett, que usou o microscópio eletrônico recentemente inventado, que forneceu as ampliações para ver o ultra-sináptica . Eles mostraram a existência de elementos pré-sinápticos e pós-sinápticos distintos, uma fenda sináptica e vesículas pré-sináptico.

O problema da natureza da transmissão de um neurônio para outro também foi um ponto de grande consideração e consulta entre os neurofisiologistas na virada do século 20. Muitos defenderam a ideia de que a transmissão deve ser elétrica, assim como a propagação de ondas ao longo do axônio. De volta em 1846, Emil DuBois-Reymond propôs a existência de sinapses e que eles poderiam ser elétrica ou química. Ele não tinha suporte para esta especulação, e por isso foi para o esquecimento. Ele fez um grande sentido imaginar sinapses elétricas (na verdade, alguns cientistas sequer imaginado pequenas faíscas elétricas que atravessam a fenda sináptica!), Pois rendeu uma imagem mais simples para o sistema nervoso. Infelizmente, havia três importantes peças de evidência que corriam contra ele.

- A primeira é a de fluxo unidireccional de informação numa cadeia neural: é sempre da maneira axo-dendrítica ou axo-somática e a sinapse deve ser o responsável por este. Se a sinapse foram elétrico, seria difícil imaginar como a impedir o fluxo na direção oposta se o elemento pós-sináptico é excitado.

- A segunda é que os cientistas estavam a começar a acumular evidência que havia excitatório, bem como sinapses inibitórias. Uma vez que já se sabia que o potencial de ação tem sempre a mesma polaridade, que seria difícil imaginar uma sinapse excitação transmitindo puramente elétrico ou inibição.

- O terceiro é que não parecia existir um atraso na transmissão dos impulsos através de um simples proprioceptiva reflexa (como o reflexo do tendão, que é puramente espinal, e tem apenas uma sinapse entre os neuronios sensoriais e motoras). Uma transmissão de energia elétrica não deve ter nenhum atraso.

Muitos dos experimentos que forneceram esses dados foram realizadas no laboratório do grande fisiologista britânico Sir Charles S. Sherrington (1852-1952), que investigou na década de 1890 a fisiologia dos reflexos motores simples e complexos. Sua obra brilhante levou ao conceito da ação integrativa do sistema nervoso, complementando a linha de raciocínio iniciada pelo "pai" da fisiologia, Claude Bernard (1813-1878), no século anterior. Sherrington argumentou que a junção entre os neurônios era a via final de regulação da transmissão no sistema nervoso, e deu-lhe um nome, " sinapse ", que, em grego, significa" apertar ".

O trabalho de Sherrington (que também tem um Prêmio Nobel, em 1921), com destaque para um número de propriedades de arcos reflexos ao nível da coluna vertebral, e como eles são influenciados e modulados por estruturas cerebrais em um nível superior, como o cerebelo e o tronco cerebral. Ele foi um dos primeiros a descobrir que a interação de excitação central e inibição são fundamentais para essa integração, e, por conseguinte, que as sinapses deve ser de pelo menos um destes dois tipos. Este foi um novo conceito funcional. Seu trabalho foi imortalizado em um dos textos mais clássicos da neurofisiologia moderna, " A Ação Integrada do Sistema Nervoso ", publicado pela primeira vez em 1906.

Os mesmos conceitos de excitação e de inibição novamente apareceu no estudo do sistema nervoso periférico, em particular no sistema nervoso autónomo (ANS). Esta é a parte do sistema nervoso que é responsável pelo controlo sobre os órgãos viscerais, como o coração e os vasos sanguíneos, o tubo gastrointestinal e das glândulas, do aparelho urinário, e assim por diante. Desde o século 19, neurofisiologistas e neuroanatomistas foram capazes de estudar como as ANS distribuídos por todo o organismo e quais foram suas ações básicas.

Por exemplo, eles descobriram que a força de contração do músculo cardíaco (que também é um músculo estriado) e o ritmo cardíaco (frequência de bater) podem ser alterados de duas direções opostas, por duas subdivisões diferentes das ANS. Força de contração e da frequência cardíaca aumenta quando a chamada simpático divisão é ativado (através da estimulação eléctrica dos nervos ganglionares que inervam o coração, por exemplo). Eles são diminuídos quando o nervo vago, que condutas do chamado parassimpático divisão, é ativado.

Uma vez que os órgãos alvo para estes dois sistemas nervosos são os mesmos, por conseguinte deve-se concluir que, logicamente, tem de haver duas ações diferentes nas suas sinapses com músculo cardíaco: um excitatório, outro inibidores. O grande mistério, portanto, era de imaginar como transmissão de energia elétrica no mesmo elemento pós-sináptico iria conseguir efeitos totalmente opostos. A solução, é claro, foi novamente uma transmissão química. Uma forte evidência para isso seria a descoberta de substâncias ativas que podem reproduzir os efeitos da ativação ANS em alguns órgãos-alvo.

Esta prova já era considerável: por exemplo, Henry Halett Dale (1865-1968), um fisiologista britânico, investigou, em 1914, a substância ativa do ergot, que foi extraído de uma infecção fúngica do trigo, o que provocou fortes efeitos sobre o sistema nervoso central, incluindo morte. Por acidente, ele fez a descoberta de que a cravagem iria reverter os efeitos da adrenalina. Ele foi capaz de estudar os efeitos dessa substância no coração e descobriram que eles eram idênticos aos das ações dos ANS parassimpático. Esta substância foi posteriormente identificado como sendo quimicamente acetilcolina. Em outra linha de trabalho, o cientista britânico TR Elliott descobriu em 1904 que o extrato da medula da glândula adrenal (com uma substância chamada adrenalina) foi mostrado para imitar quase exatamente as ações do sistema nervoso simpático.

- Todas estas evidências convencido neurocientistas no início do século 20 que a maioria das sinapses teve transmissão química. (Fonte: Cérebro & Mente)