Transmisión sináptica

Sinapsis eléctricaSinapsis química

Neurotransmisores

El término “sinápsis” fue introducido a principios de este siglo por charles sherrington, para describir la zona de contacto especializada en la que una neurona se comunica con otra; este lugar había sido descrito histológicamente (microscopia óptica) por Ramón y Cajal.

Charles sherrington, 1857-1952

Una neurona media establece unas 1000 conexiones sinápticas, y recibe hasta 10 000 conexiones. Las células de purkinje del cerebelo reciben hasta 100 000.

Dibujo de las células de Purkinje (A) y de las células granulosas (B) del cerebelo de un pichón realizadas por Santiago Ramón y Cajal, 1899. Instituto Santiago Ramón y Cajal, Madrid, España.

La fisiología y farmacología Al principio se pensaba que

la sinapsis operaba mediante transmisiones eléctricas, sin embargo, en los años 20, Otto Loewi mostró que la acetilcolina (Ach), transportaba señales desde el nervio vago hasta el corazón. Así surgieron dos escuelas del pensamiento: la fisiología y farmacología. Cada una defendía un único mecanismo para todas las transmisiones sinápticas.

Todas las neuronas establecen dos tipos de transmisión sináptica: eléctrica o química.

Las sinapsis eléctricas se utilizan sobre todo para enviar sencillas señales de despolarización, sin intervenir en la producción de acciones inhibidoras o de cambios de larga duración en las propiedades eléctricas de las células postsinápticas.

Una parte de la corriente inyectada en una célula presináptica escapa a través de los canales iónicos de reposo a la membrana celular. También hay una parte de la corriente que fluye a la célula postsináptica a través de canales iónicos especializados, denominados canales intercelulares comunicantes, que conectan el citoplasma de ambas células.

Esta corriente deposita una carga positiva en la cara interna de la membrana de la neurona postsináptica y la despolariza. La corriente pasa a continuación a los canales iónicos de reposo, a la célula postsináptica. Si la despolarización supera el umbral, los canales iónicos sensibles al voltaje se abren y generan un PA

Las sinapsis químicas son capaces de una transmisión más variable y así pueden realizar acciones celulares más complejas. Pueden mediar entre señales tanto excitadoras como inhibidoras en las células postsinápticas y producir cambios eléctricos en la célula postsinaptica que duran desde milisegundos hasta minutos.

También sirven para amplificar señales neuronales, de forma que un pequeño terminal presinaptico puede alterar la respuesta de una gran célula postsinaptica.

Toda la corriente inyectada escapa a través de los canales iónicos de la célula presinaptica. La despolarización celular resultante activa la liberación de moléculas del NT empaquetadas en vesículas sinápticas, que se unen a continuación a los receptores de la célula postsináptica. Esta unión abre canales iónicos e inicia un cambio en el potencial de membrana de la célula postsinaptica

La transmisión sináptica química depende de la liberación del neurotransmisor (NT)

NT: sustancia química que se une a receptores específicos de la membrana de la célula postsinaptica

Exocitosis

Exocitosis En la mayoría de las Sin. Quím., la

liberación del transmisor se produce en los terminales presinápticos, que son unos engrosamientos especializados del axón.

Los terminales presinapticos contienen grupos de vesículas sinápticas individuales, cada una está ocupada de varios miles de moléculas del transmisor

Las vesículas se acumulan en regiones de la membrana especializadas para la liberación del transmisor

Durante la descarga de un PA presinaptico, el Ca2+ entra en el terminal presinaptico a través de los canales de Ca2+ sensibles al voltaje.

El aumento de la concentración intracelular de Ca2+ hace que las vesículas se fusionen con la membrana presinaptica y liberen su transmisor en la hendidura sináptica.

Las moléculas del transmisor difunden a continuación a través de la hendidura sináptica y se unen a los receptores de la membrana de la célula postsináptica; ésta a su vez, activa receptores, lo que hace que se abran o se cierren los canales iónicos.

El flujo iónico que resulta de ello altera la conductancia y el potencial de membrana de la célula postsináptica.

Receptores La acción de un transmisor en la célula

postsinaptica no depende de las propiedades químicas del mismo, sino más bien de las propiedades de los receptores que lo reconocen y unen. Por ejemplo, la ACh puede tanto inhibir como excitar algunas células postsinápticas, es el receptor el que determina si una sinapsis colinérgica es excitadora o inhibidora

Todos los receptores de transmisores químicos tienen dos características bioquímicas en común:

Sin proteínas que abarcan todo el espesor de la membrana. La región expuesta al medio externo de la célula reconoce y enlaza el transmisor procedente de la célula presináptica

Llevan a cabo una función activa dentro de la célula diana. Los receptores normalmente influyen en la apertura o cierre de los canales iónicos.

Cuadro 1. Diferencias entre las propiedades de las sinápsis eléctricas y químicas. Principios de Neurociencia. Eric kandel, 2001