Tema 8-Bloque II-Comunicacion Neuronal Sinapsis
Tema 8-Bloque II-Comunicacion Neuronal Sinapsis
Tema 8-Bloque II-Comunicacion Neuronal Sinapsis
El trasvase informativo entre las neuronas se produce a nivel de una unión especializada deno-
minada sinapsis. A través de ella, la actividad eléctrica de una neurona, denominada neurona
presináptica, influencia la actividad de una segunda denominada neurona postsináptica. Si la
si- napsis se establece entre una neurona y un efector, sea músculo o glándula, se llama unión
neu- romuscular o neuroglandular.
Cada neurona establece un promedio de unas 1000 conexiones sinápticas y probablemente so-
bre ella recaen unas 10 veces más. Se ha estimado que si en el encéfalo existen unas 1011 neu-
ronas, habrá unas 1014 sinapsis.
Las sinapsis que recibe una neurona se localizan en su mayor parte a nivel de las dendritas, si-
napsis axo-dendríticas, en menor medida a nivel del soma, sinapsis axo-somáticas y en
algunos casos en el axon, sinapsis axo-axónicas. Independientemente de donde se localicen,
desde el punto de vista funcional existen dos mecanismos de transmisión sináptica; la
transmisión eléctri- ca y química.
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FISIOLOGÍA GENERAL
Jesú s Merino Pérez y María José Noriega Borge
1. SINAPSIS ELÉCTRICA
En la sinapsis eléctrica las membranas de las células pre y postsinápticas están unidas por una
unión tipo gap, o unión comunicante. Esta unión deja en su centro un canal de comunicación a
través del cual fluye la corriente iónica de una célula a otra de forma directa.
Estos canales de las uniones gap tienen una baja resistencia (o una alta conductancia), por lo
que el paso de corriente, sea de carga positiva o negativa, fluye desde la neurona presináptica
a la postsináptica despolarizándola o hiperpolarizándola. Un potencial local conducido así
pasiva- mente puede propagarse en ambos sentidos haciendo que la sinapsis sea bidireccional.
Las sinapsis eléctricas no son exclusivas de las neuronas, se encuentran también en el músculo
cardíaco, liso y en los hepatocitos. Es un tipo de transmisión rápida y estandarizada, que sirve
para transmitir señales sencillas, pero no para realizar transmisiones muy elaboradas o
cambios a largo plazo.
La transmisión eléctrica produce una activación rápida y sincronizada de las neuronas, lo cual
en determinadas situaciones presenta ventajas adaptativas, ya que permite a las células actuar
acopladamente al mismo tiempo.
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2. SINAPSIS QUÍMICA
• Elemento presináptico, botón terminal o botón sináptico. En la terminación del axón se en-
cuentran almacenadas las vesículas sinápticas en cantidades variables. En el interior de las
mismas se acumulan las moléculas de neurotransmisor en número fijo que puede ir desde
10.000 a 50.000 por vesícula, dependiendo del neurotransmisor analizado.
• Hendidura sináptica o espacio extracelular existente entre las membranas de la neurona
pre y postsináptica. Este espacio puede ir desde los 20 nm hasta los 50 nm.
• Elemento postsináptico o receptores de membrana. En la membrana de la neurona posti-
náptica se acumulan los receptores para los neurotransmisores. La unión del neurotrans-
misor con el receptor dará lugar a través de diferentes mecanismos a modificaciones del
potencial de membrana de la neurona postsináptica.
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(© Surachit).
La entrada de Ca++ produce la fusión y apertura de las vesículas situadas en la zona acti-
va o compartimento disponible, y la movilización de las vesículas de un segundo compar-
timento de almacenamiento. A medida que entra más Ca ++ en el terminal presináptico,
mayor es la cantidad de vesículas sinápticas que llevan a cabo la exocitosis, y por lo tan-
to la cantidad de neurotransmisor vertido a la hendidura sináptica. La liberación del neu-
rotransmisor se realiza de forma cuántica, es decir en cuantos (quanta) o paquetes, ya
que cada vesícula contiene una cantidad fija de neurotransmisor y la liberación se hace
por vesículas y no por moléculas de neurotransmisor. Así si una vesícula da lugar a la li-
beración de por ejemplo 10.000 moléculas de neurotransmisor, la exocitosis de dos o
tres las liberará una cantidad de neurotransmisor doble o triple.
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La corriente iónica a través de los canales iónicos cesa cuando se produce la elimina-
ción del neurotransmisor. Si el neurotransmisor permaneciese indefinidamente en la
hendidura impediría nuevas comunicaciones sinápticas.
• Difusión del neurotransmisor lejos del receptor a través del líquido extracelular.
• Degradación enzimática: como la unión del neurotransmisor con el receptor es diso-
ciable, las moléculas disociadas son degradadas a través de reacciones simples que
convierten el neurotransmisor en una sustancia inactiva.
• Recaptación del neurotransmisor por la neurona presináptica y por las células gliales.
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Los potenciales postsinápticos presentan una amplitud muy pequeña. Para que la membrana de
una neurona se despolarice hasta el valor umbral (de 15 a 25 mV. más positivo que el valor de
re- poso) y genere un potencial de acción, es necesario que se “sumen” los efectos de muchas
sinapsis de tipo excitador. Así sobre la membrana postsináptica se van produciendo procesos
sumatorios que permitirá (o no) que el potencial de membrana alcance el umbral de
despolarización y se gene- re un potencial de acción.
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4. PLASTICIDAD SINÁPTICA
Con este término se describe la capacidad de cambio a largo plazo que pueden experimentar
las sinapsis. La base de la plasticidad son las modificaciones sinápticas que se generan como
respuestas adaptativas ante determinados estímulos. Cuando una neurona actúa insistente-
mente sobre otra, se establece un mecanismo de reforzamiento sináptico entre ellas, lo que
hace más fácil y probable su siguiente interacción.
Afectan al número y a la localización de las sinapsis y son el sustrato de funciones tales como
la memoria, el aprendizaje o el entrenamiento. En el sistema nervioso hay redes neuronales
esta- bles y otras muy plásticas en las que el aprendizaje permite modificar en un porcentaje
muy ele- vado la arquitectura del sistema nervioso.
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Dentro de los mecanismos de plasticidad en los mamíferos, los mejor conocidos son:
• Potenciación a largo plazo: se describe con este término al incremento en la eficacia de la
respuesta sináptica después de una estimulación repetida de la misma que persiste días o
semanas.
• Depresión a largo plazo: fenómeno opuesto al anterior, en el que se observa que ante una
estimulación repetida, disminuye la eficacia sináptica obteniéndose menores respuestas e
incluso la desaparición total.
5. NEUROTRANSMISORES
Los neurotransmisores son sustancias químicas que liberan los terminales axónicos. Se unen a
receptores de membrana postsináptica. Un gran número de sustancias han sido identificadas
como neurotransmisores, una clasificación de los mismos lo más simple posible los divide en
dos grupos: transmisores de pequeño tamaño molecular y transmisores de tamaño grande
(Péptidos).
Constituyen un grupo muy heterogéneo desde el punto de vista químico, ya que su único punto
en común, que además da nombre al grupo es que presentan un tamaño molecular pequeño.
- Monoaminas
1) Acetilcolina: Es utilizada por el sistema nervioso central y periférico, en sinapsis excitato-
rias e inhibitorias. A nivel periférico en la unión neuromuscular es siempre excitatoria. Las
neuronas que utilizan esta molécula se denominan neuronas colinérgicas.
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Los receptores colinérgicos son de dos tipos: nicotínicos y muscarínicos, denominados así
por las sustancias (nicotina y muscarina) que se utilizaron para su distinción
farmacológica. El receptor nicotínico al unir acetilcolina cambia de conformación dando
lugar a que su por- ción de canal se abra permitiendo la entrada de Na + y la consecuente
despolarización. El receptor muscarínico, que dispone de cinco subtipos (M 1 a M5) ejerce
sus efectos a través de proteínas G, pudiendo producir despolarizaciones o
hiperpolarizaciones.
2) Catecolaminas: Contienen un anillo catecol. La síntesis se realiza a partir del aminoácido
ti- rosina que dependiendo del tipo neuronal dispondrá (o no) de unos enzimas que le
permiti- rán llevar más lejos la ruta biosintética que sería:
- Aminoácidos
1) Inhibitorios.
- GABA: es el principal neurotransmisor inhibidor del SNC. Las neuronas gabaergicas son
las interneuronas inhibitorias más abundantes en el SNC.
- Glicina: es menos utilizado que el GABA, se encuentra en número limitado en las
sinapsis inhibitorias en la médula espinal y en el tronco del encéfalo.
2) Excitatorios.
Glutamato y aspartato son aminoácidos que se interconvierten fácilmente entre sí, y los
dos estimulan a los mismos receptores.
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- Esteroides
Además de los efectos hormonales manifiestos a largo plazo, los esteroides presentan acciones
a corto plazo desarrollados a través de la membrana neuronal. Los receptores para el
desarrollo de estas acciones pueden ser específicos o utilizar los de otros neurotransmisores,
aunque también es posible que su acción no esté asociada a la activación de ningún receptor.