Sinapsis: Eléctrica y Química

Sinapsis

• Es la comunicación neurona-neurona.
• La sinapsis puede ser eléctrica o química.

Sinapsis Eléctrica

• Ocurre entre dos células con uniones GAP o en hendidura.
• En estas uniones, hay canales fluidos que permiten el paso del potencial de acción.

Sinapsis Química

• Implica la liberación de un neurotransmisor.
• El neurotransmisor se une a un receptor de la segunda célula, lo que produce excitación, inhibición o modificación de su sensibilidad.

Anatomía de la Sinapsis Química

• Terminal o botón presináptico: Es el final del axón donde los neurotransmisores son liberados, presenta un ensanchamiento.
• Hendidura sináptica: Es el espacio entre las neuronas donde se liberan los neurotransmisores (20 a 30 nm).
• Densidad postsináptica: Es la región de la membrana de la neurona postsináptica con alta densidad de receptores.

Pasos en la Transmisión Sináptica Química

• En estado de reposo, las moléculas del neurotransmisor se empaquetan en vesículas membranosas concentradas en la terminal presináptica.
• La membrana presináptica se despolariza, usualmente por un potencial de acción.
• La despolarización abre canales de Ca2+ dependientes del voltaje, permitiendo que Ca2+ fluya hacia el terminal.
• El aumento de Ca2+ intracelular desencadena la fusión de las vesículas con la membrana presináptica.
• El transmisor es liberado en el espacio extracelular y difunde a través de la hendidura sináptica.
• Algunas moléculas del transmisor se unen a receptores en la membrana postsináptica, activando eventos postsinápticos, como la apertura de canales iónicos.
• El transmisor se aleja de los receptores por difusión, degradación enzimática o recaptación activa al interior celular.

Exocitosis Regulada Dependiente de Calcio

• Las vesículas cargadas de neurotransmisores viajan por el citoesqueleto hacia la membrana plasmática.
• Las proteínas SNAREs de la vesícula y la membrana plasmática interaccionan.
• En presencia de calcio, las membranas se acercan para permitir la fusión.
• La fusión de membrana permite la liberación del contenido de la vesícula.

Destino de los Neurotransmisores

• Receptores postsinápticos reciben los neurotransmisores.
• Apertura de canales de K+ o disminución de canales de Ca+2 vía autorreceptores.
• Recaptación presináptica vía transportadores.
• Degradación enzimática en la hendidura.

Receptores

• Los neurotransmisores liberados se unen a receptores en la membrana postsináptica.
• Pueden ser ionotrópicos o metabotrópicos

Receptores Metabotrópicos

• Implican vías de señales intracelulares, resultando en una respuesta más lenta.

Receptores Ionotrópicos

• Se encuentran ligados a canales iónicos.
• Producen potenciales postsinápticos excitatorios o inhibitorios.

Tipos de Sinapsis

• Sinapsis axodendríticas: terminales presinápticos localizados en dendritas.
• Sinapsis axosomáticas: terminales presinápticos localizados en el soma neuronal.
• Sinapsis axoaxónicas
• Retraso sináptico: tiempo entre la descarga de la terminal presináptica y el efecto en la neurona postsináptica.

Transmisores

• Neurotransmisores (NT): Moléculas pequeñas capaces de generar una respuesta en las neuronas postsinápticas.
• Neuromoduladores o neuropéptidos: Modulan la acción postsináptica del NT.

Naturaleza Química de los Neurotransmisores

• Aminoácidos
• Acetilcolina
• Monoaminas
• Serotonina
• Catecolaminas
• ATP

Glutamato

• Principal neurotransmisor excitador en el cerebro y la médula espinal.
• Tiene 3 receptores ionotrópicos: AMPA, NMDA y kainato.
• AMPA y kainato aumentan la conductancia de Na+ al interior y K+ al exterior, generando potenciales postsinápticos excitadores rápidos (EPSP).
• El receptor NMDA abre canales de Ca+2 al unirse al glutamato.
• La glicina facilita la respuesta de NMDA al unirse al glutamato.
• Los receptores metabotrópicos mGLU aumentan el IP3 o disminuyen el AMPc.
• Los mGLu se asocian a la plasticidad neuronal.

GABA (Ácido γ-aminobutírico)

• Principal inhibidor del encéfalo, tanto pre como postsináptico.
• Tiene 3 receptores: GABA A, B y C, estando el último presente solo en retina.
• El receptor GABA A es ionotrópico, permitiendo el ingreso de Cl- que hiperpolariza la neurona.
• GABA B está acoplado a proteína Gi, inhibiendo la producción de AMPc y Go retrasa el ingreso de Ca+2.

Glicina

• Tiene función tanto excitatoria como inhibitoria.
• Potencia la acción del glutamato uniéndose a su receptor.
• Tiene un receptor propio ionotrópico que abre canales de Cl-, hiperpolarizando la membrana. Inhibidor.

Acetilcolina (ACh)

• Participa como neurotransmisor en la unión neuromuscular y en el sistema nervioso parasimpático (SNP).
• Presente en neuronas del SNC, pares craneales, neuronas motoras y neuronas preganglionares.
• En el SNC, se asocia a los estados de sueño y vigilia, aprendizaje y memoria.
• La ACh se une a receptores colinérgicos nicotínicos o muscarínicos.
• Receptores nicotínicos: ionotrópicos, canales de Na+ que permiten la despolarización.
• Receptores nicotínicos Nn se encuentran en la unión neuromuscular.
• Receptores nicotínicos NN se encuentran ganglios neurovegetativos.
• Los receptores muscarínicos (M1 a M5) son metabotrópicos y activan adenilato ciclasa, fosfolipasa C o canales de K+.
• La actividad de la acetilcolinesterasa es fundamental para frenar la actividad de la acetilcolina en la hendidura sináptica.

Adrenalina y Noradrenalina

• Las neuronas noradrenérgicas liberan noradrenalina, mientras que las adrenérgicas liberan adrenalina.
• Se sintetizan en la vesícula a partir de la dopamina.
• La noradrenalina es el principal neurotransmisor en las terminaciones posganglionares simpáticas.
• Existen dos tipos de receptores adrenérgicos: α y β, que son metabotrópicos.
• Tanto la adrenalina como la noradrenalina pueden unirse a ambos, aunque la NA tiene mayor afinidad por los α, y la A por los β.
• Los receptores α están acoplados a proteínas Go o Gi, mientras que los β se asocian a Gs.

Dopamina

• Se metaboliza para formar adrenalina y noradrenalina, pero también se libera como neurotransmisor.
• Los receptores son metabotrópicos (D1 a D5) y están acoplados a proteínas G, incrementando los niveles de AMPc.

Serotonina (5-HT)

• Existen 5 tipos de receptores, salvo 5-HT3, todos son metabotrópicos.
• Acoplados a proteína, ya sea inhibiendo la AC o activando la PLC.
• El receptor 5-HT3 aumenta la conductividad del Na+.
• Participa en el control del estado de ánimo, del apetito y las náuseas.

Otros Neurotransmisores

• HISTAMINA: Existen 3 tipos de receptores (H1, H2 y H3). Los 3 receptores son metabotrópicos acoplados a proteína G, ya sea con activación PLC o AC.
• ATP: Suele liberarse en la misma vesícula sináptica acompañando a otros neurotransmisores.

Neuromoduladores

• SUSTANCIA P: Se une a receptores de neurocinina (NK1 a NK3), acoplados a proteína G, y aumenta la síntesis de IP3 y DAG. Se encuentra en terminaciones de neuronas aferentes primarias de la ME y en el asta dorsal, para la transmisión del dolor.
• OPIOIDES: Se sintetizan a partir de distintos compuestos (proencefalina, propiomelanocortina y prodimorfina) y se unen a receptores que inhiben la adenilatociclasa, aumentando la permeabilidad del K+ y provocando la hiperpolarización de la neurona.

Potenciales Postsinápticos

• Potencial postsináptico excitador (EPSP): Despolariza la membrana por la entrada de Na+ o Ca+2.
• Potencial postsináptico inhibidor (IPSP): Hiperpolariza la membrana por la entrada de Cl-.

Potenciales Postsinápticos Inhibitorios

• Postsináptica: se inhibe directamente liberando neurotransmisores inhibitorios como GABA o glicina.
• Postsináptica indirecta: los potenciales de acción anteriores producen una inhibición por el periodo refractario.

Potenciales Inhibitorios Presinápticos

• Se inhibe liberando neurotransmisores a través de una sinapsis axoaxónica.

Potenciales Facilitadores

• Presináptica axoaxónica que hace que la serotonina aumente AMPc fosforilando los canales K y cerrándolos.

Unión Neuromuscular

• Las terminaciones se ajustan en pliegues de la unión, que son depresiones en la placa motora terminal.