Mudanças de condutância pós-sinápticas e as potenciais alterações que as acompanham alteram a probabilidade de que um potencial de acção seja produzido na célula pós-sináptica. Na junção neuromuscular, a acção sináptica aumenta a probabilidade de um potencial de acção ocorrer na célula muscular pós-sináptica; de facto, a grande amplitude do PPE assegura que um potencial de acção é sempre desencadeado. Em muitas outras sinapses, os PSP reduzem efectivamente a probabilidade de que a célula pós-sináptica gere um potencial de acção. Os PSP são chamados excitatórios (ou EPSP) se aumentarem a probabilidade de ocorrência de um potencial de acção pós-sináptico, e inibitórios (ou IPSP) se diminuírem esta probabilidade. Dado que a maioria dos neurónios recebe inputs tanto de sinapses excitatórias como inibitórias, é importante compreender com mais precisão os mecanismos que determinam se uma determinada sinapse excita ou inibe o seu parceiro pós-sináptico.
Os princípios de excitação apenas descritos para a junção neuromuscular são pertinentes a todas as sinapses excitatórias. Os princípios de inibição pós-sináptica são muito semelhantes aos da excitação, e são também gerais. Em ambos os casos, os neurotransmissores ligados aos receptores abrem ou fecham canais de iões na célula pós-sináptica. Se uma resposta pós-sináptica é um EPSP ou um IPSP depende do tipo de canal que está acoplado ao receptor, e da concentração de iões permeantes dentro e fora da célula. De facto, o único factor que distingue a excitação pós-sináptica da inibição é o potencial de inversão do PSP em relação à tensão limite para gerar potenciais de acção na célula pós-sináptica.
Considerar, por exemplo, uma sinapse neuronal que utiliza o glutamato como transmissor. Muitas dessas sinapses têm receptores que, como os receptores ACh nas sinapses neuromusculares, abrem canais de iões que não são selectivamente permeáveis aos catiões. Quando estes receptores de glutamato são activados, tanto o Na+ como o K+ fluem através da membrana pós-sináptica. O potencial de inversão (Erev) para a corrente pós-sináptica é de aproximadamente 0 mV, enquanto o potencial de repouso dos neurónios é de aproximadamente -60 mV. O EPSP resultante despolarizará o potencial da membrana pós-sináptica, levando-o para 0 mV. Para o neurónio específico mostrado na Figura 7.6A, a tensão limite do potencial de acção é de -40 mV. Assim, o EPSP aumenta a probabilidade de o neurónio pós-sináptico produzir um potencial de acção, definindo esta sinapse como excitatória.
Figure 7.6
P>Potenciais de reversão e potenciais de limiar determinam a excitação e inibição pós-sináptica. (A) Se o potencial de reversão para um PSP (0 mV) for mais positivo do que o limiar do potencial de acção (-40 mV), o efeito de um transmissor é excitatório, e (mais…)
Como exemplo de acção pós-sináptica inibitória, considerar uma sinapse neuronal que usa GABA como seu transmissor. Em tais sinapses, os receptores GABA normalmente abrem canais que são selectivamente permeáveis a Cl-. Quando estes canais se abrem, os iões de cloreto carregados negativamente podem fluir através da membrana. Assumir que o neurónio pós-sináptico tem um potencial de repouso de -60 mV e um limiar de potencial de acção de -40 mV, como no exemplo anterior. Se ECl for -70 mV, como é típico para muitos neurónios, a libertação do transmissor nesta sinapse inibirá a célula pós-sináptica (porque ECl é mais negativo do que o limiar do potencial de acção). Neste caso, a força motriz electroquímica (Vm – Erev) faz com que Cl- flua para a célula, gerando um PSC externo (porque Cl- é carregado negativamente) e consequentemente um IPSP hiperpolarizante (Figura 7.6B). Porque ECl é mais negativo do que o limiar do potencial de acção, a mudança de condutância resultante da ligação de GABA mantém o potencial da membrana pós-sináptica mais negativo do que o limiar, reduzindo assim a probabilidade de a célula pós-sináptica disparar um potencial de acção.
No entanto, nem todas as sinapses inibitórias produzem IPSP hiperpolarizantes. Por exemplo, no neurónio agora descrito, se o ECl fosse -50 mV em vez de -70 mV, então a sinapse continuaria a ser inibitória porque o potencial de reversão do IPSP permanece mais negativo do que o limiar do potencial de acção (-40 mV). No entanto, como a força motriz electroquímica agora faz com que o Cl- flua para fora da célula, o IPSP está na realidade a despolarizar (Figura 7.6C). No entanto, este IPSP despolarizante inibe a célula pós-sináptica porque o potencial de membrana da célula é mantido mais negativo do que o potencial limiar de início do potencial de acção. Outra forma de pensar sobre esta peculiaridade é que se outro input despolarizante trouxesse o potencial de repouso da célula para -41 mV, imediatamente abaixo do limiar de disparo de um potencial de acção, a abertura destes canais activados por GABA resultaria numa corrente hiperpolarizante, aproximando o potencial de membrana de -50 mV, o potencial de reversão para estes canais. Assim, enquanto os EPSPs despolarizam a célula pós-sináptica, os IPSPs podem hiperpolarizar ou despolarizar; de facto, uma mudança de condutância inibitória pode não produzir nenhuma mudança potencial e ainda exercer um efeito inibitório.
Embora os detalhes da acção pós-sináptica possam ser complexos, uma regra simples distingue a excitação pós-sináptica da inibição: Um EPSP tem um potencial de reversão mais positivo do que o limiar do potencial de acção, enquanto que um IPSP tem um potencial de reversão mais negativo do que o limiar (Figura 7.6D). Intuitivamente, esta regra pode ser compreendida ao perceber que um EPSP tenderá a despolarizar o potencial de membrana de modo a exceder o limiar, enquanto que um IPSP actuará sempre para manter o potencial de membrana mais negativo do que o potencial do limiar.