“A sinapse é essencial para a vida”, disse Mendell Rimer, PhD, professor associado do Departamento de Neurociência e Terapêutica Experimental do Texas A&M College of Medicine. Ele estuda uma sinapse específica chamada junção neuromuscular, que – como o nome implica – liga um neurônio motor com uma fibra muscular esquelética. Aqui, ele explica como funcionam as sinapses e o que fazemos – e não sabemos – sobre essas conexões cruciais.
Sinapses são parte do circuito que conecta órgãos sensoriais, como os que detectam dor ou tato, no sistema nervoso periférico ao cérebro. As sinapses conectam os neurônios do cérebro aos neurônios do resto do corpo e desses neurônios aos músculos. É assim que a intenção de mover o nosso braço, por exemplo, se traduz nos músculos do braço que realmente se movem. As sinapses também são importantes dentro do cérebro, e desempenham um papel vital no processo de formação da memória, por exemplo.
“A transmissão de informação dentro do sistema nervoso opera em circuitos, que podem absorver informação, como o fato de uma bola estar vindo em nossa direção, ou criar uma saída, como trazer o braço para cima para pegar a bola”, disse Rimer. “Cada um desses circuitos tem uma série de sinapses que conectam os neurônios que levam a informação sensorial ao cérebro sobre a bola que se aproxima e os neurônios que executam os comandos motores do cérebro para mover o braço.”
Ao mesmo tempo, todas essas transmissões precisam acontecer muito rapidamente, em milissegundos, então parece que tudo acontece simultaneamente – e não somos atingidos na cara com a bola.
Existem dois tipos diferentes de sinapses, a elétrica e a química, e elas funcionam de forma muito diferente. O tipo mais simples é a sinapse elétrica, na qual essencialmente não há lacunas entre as células. Em vez disso, os íons viajam através do que são chamados de junções de lacunas e transferem uma carga elétrica para o próximo neurônio.
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“Sabemos muito pouco sobre como essas sinapses são reguladas”, disse Rimer. “As sinapses eléctricas foram subestudadas.”
Estas junções de fendas podem na verdade ser melhor compreendidas em outras áreas do corpo, já que não são exclusivas dos neurónios. Existem outras células, como no coração, que também têm junções de fendas que transmitem sinais elétricos.
Por outro lado, nas sinapses químicas, o sinal elétrico dentro dos neurônios, chamado potencial de ação, é traduzido em um sinal químico que pode percorrer a sinapse até o próximo neurônio no circuito. “As sinapses aqui podem ser pensadas como um poste de relé entre células, no qual você tem que transformar um sinal”, disse Rimer. Isto é feito através da liberação de químicos chamados neurotransmissores, que são liberados em pacotes chamados vesículas quando da chegada de um potencial de ação na sinapse. Quando o neurotransmissor chega ao próximo neurônio na cadeia, o sinal químico é transformado de volta em um potencial de ação que viaja por esse neurônio até a próxima sinapse, e assim por diante.
“No cérebro, o sistema está trabalhando para que ele realmente melhore – isso é o que a aprendizagem e a memória são”, disse Rimer. “Pensamos que os neurônios no circuito podem liberar mais neurotransmissor ou colocar mais receptores para que a transmissão sináptica se torne potencializada e mais eficiente à medida que aprendemos algo novo e formamos novas memórias”
Memória também pode envolver a criação de novas sinapses. “Nós pensamos que no cérebro, o número e o tipo de sinapses são muito dinâmicos”, disse Rimer. “Há muitas maneiras de melhorar o comportamento, ou até pior em alguns casos”. Em outras palavras, a perda de sinapses no cérebro devido a uma doença degenerativa como Alzheimer ou Parkinson, causará uma correspondente perda de função relacionada com o que quer que essas sinapses tenham feito. De fato, pesquisas recentes indicam que são as sinapses, e não os próprios neurônios, que podem ser os primeiros a mostrar os efeitos dessas condições.
Sinapses no resto do corpo não parecem ser tão vulneráveis. “Na junção neuromuscular, algumas moléculas neurotransmissoras são suficientes para desencadear uma reação na célula muscular”, disse Rimer. “O sistema lá está configurado para nunca falhar.” Isso não quer dizer que eles nunca têm problemas – na verdade, a pesquisa de Rimer se concentra em doenças genéticas e imunológicas que afetam os receptores nessas junções neuromusculares, causando problemas desde os relativamente menores, como pálpebras caídas, até os muito mais graves, como problemas com o diafragma e outros músculos envolvidos na respiração.
“O fato de que problemas com sinapses podem fazer com que alguém pare de respirar só vai mostrar como as sinapses são de vital importância para a nossa própria sobrevivência”, disse Rimer. “As pessoas frequentemente se concentram nos neurônios ou células musculares, mas as conexões entre eles são igualmente essenciais”.
Esta história de Christina Sumners apareceu originalmente no Vital Record.