Numa sinapse, o terminal de um neurônio encontra um alvo — outro neurônio, uma fibra muscular, uma célula glandular. Numa sinapse elétrica, junções comunicantes unem as duas células e a corrente passa diretamente — rápida, bidirecional, sem amplificação, usada onde a velocidade e a sincronia importam (reflexos de fuga, o coração). Numa sinapse química, as células são separadas por uma fenda de , e o sinal é uma molécula. Um potencial de ação que chega ao terminal abre canais de cálcio dependentes de voltagem; o cálcio entra e, em uma fração de milissegundo, faz vesículas de neurotransmissor se fundirem com a membrana e se esvaziarem na fenda; o transmissor atravessa em microssegundos e se liga a receptores da membrana pós-sináptica — ou canais iônicos que ele abre (ionotrópicos, rápidos), ou receptores acoplados à proteína G (metabotrópicos, mais lentos, Capítulo 19); a corrente resultante desloca o potencial pós-sináptico em alguns milivolts, para cima (um potencial pós-sináptico excitatório, por canais que deixam passar sódio) ou para baixo (um potencial inibitório, por canais que deixam passar cloreto ou potássio); e o transmissor é removido em milissegundos por uma enzima ou por um transportador. O atraso é de meio milissegundo; esse preço compra a transmissão unidirecional, a amplificação, a inibição e a modificabilidade — tudo de que um sistema nervoso precisa além da simples condução.
Exemplos
Exemplo 20.10 (Transmissores e fármacos)
A acetilcolina na junção neuromuscular e no sistema autônomo; o glutamato, o principal transmissor excitatório do encéfalo, e o GABA, o principal inibitório; as monoaminas noradrenalina, dopamina e serotonina, que modulam circuitos inteiros a partir de alguns milhares de células; e dezenas de peptídeos. Quase todo fármaco que age sobre a mente age sobre uma sinapse: os benzodiazepínicos reforçam o canal do GABA, os antidepressivos bloqueiam o transportador da serotonina, a cocaína bloqueia o da dopamina, os opiáceos imitam um peptídeo, a nicotina imita a acetilcolina num receptor e a atropina a bloqueia em outro, a toxina botulínica corta as proteínas que fundem a vesícula. A sinapse é o lugar onde a química do Capítulo 19 e a eletricidade deste capítulo se encontram, e onde um sistema nervoso aprende: as sinapses usadas se fortalecem, e esse fortalecimento (o volume do Ano 3) é a memória.