TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA PDF

Alejandro va ha haur peguntas Sobre este Ama - Enores ls experimentos ! FISIOLOGÍA Tema 8 TRANSMISIÓN SINÁPTICA Olto Leni ↓ Me experimento Rodolf Llinas  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPT...

Alejandro va ha haur peguntas Sobre este Ama - Enores ls experimentos ! FISIOLOGÍA Tema 8 TRANSMISIÓN SINÁPTICA Olto Leni ↓ Me experimento Rodolf Llinas  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Contenido 8.1.- Transmisión sináptica 8.2.- Tipos de sinapsis 8.2.1 Eléctricas 8.2.2 Químicas 8.3.- Reciclaje de las vesículas sinápticas 8.4.- Potencial postsináptico 8.4.1 Generación de EPSP 8.4.2 Generación de IPSP 8.5.- Integración y modulación neuronal 8.5.1 Sumación temporal 8.5.2 Sumación espacial 8.6. Circuitos neuronales 8.6.1 Circuito divergente 8.6.2 Circuito convergente 8.7. Inhibición presináptica-postsináptica 2 Internal use  El pez globo es un pescado de lujo en japón, cuyo consumo debe estar regulado porque presenta una potente neurotoxina que, entre otros efectos, provoca depresión respiratoria e hipotensión. ¿Cual es su mecanismo de acción? 3 use Internal  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Contenido 8.1.- Transmisión sináptica 8.2.- Tipos de sinapsis 8.2.1 Eléctricas 8.2.2 Químicas 8.3.- Reciclaje de las vesículas sinápticas 8.4.- Potencial postsináptico 8.4.1 Generación de EPSP 8.4.2 Generación de IPSP 8.5.- Integración y modulación neuronal 8.5.1 Sumación temporal 8.5.2 Sumación espacial 8.6. Circuitos neuronales 8.6.1 Circuito divergente 8.6.2 Circuito convergente 8.7. Inhibición presináptica-postsináptica 4 Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Definición de Sinapsis El encéfalo humano contiene al menos 100 billones de neuronas, cada una de ellas con la habilidad de influir en las demás. Evidentemente, es necesario que se establezcan mecanismos sofisticados y altamente eficientes para que sea posible la comunicación entre un número tan elevado de neuronas. Sinapsis: región de contacto anatómico y funcional entre dos células. El potencial de acción en la célula presináptica determina la: ✓ Excitación (PEPS) de la célula postsináptica. de nepical✓ Inhibición (PIPS) de la célula postsináptica. e 5 Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Contenido 8.1.- Transmisión sináptica 8.2.- Tipos de sinapsis 8.2.1 Eléctricas 8.2.2 Químicas 8.3.- Reciclaje de las vesículas sinápticas 8.4.- Potencial postsináptico 8.4.1 Generación de EPSP 8.4.2 Generación de IPSP 8.5.- Integración y modulación neuronal 8.5.1 Sumación temporal 8.5.2 Sumación espacial 8.6. Circuitos neuronales 8.6.1 Circuito divergente 8.6.2 Circuito convergente 8.7. Inhibición presináptica-postsináptica 6 Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Tipos de sinapsis: Criterios morfológicos TIPOS DE SINAPSIS 1.- Neurona-neurona: Sinapsis axosomática: axón-soma Sinapsis axodendríticas: axón-dendrita Sinapsis axoaxónica: axón-axón Sinapsis dendrodendrítica: dendrita-dendrita 7 Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Tipos de sinapsis: Criterios morfológicos TIPOS DE SINAPSIS 2.- Neurona-efector: Músculo: Unión neuromuscular N Glándulas: Secreción hormonal J 3.- Receptor sensorial-neurona: Señal sensitiva 4.- Célula muscular-célula muscular (músculo cardiaco, y ciertos tipos de músculo liso) 8 Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Tipos de sinapsis: Criterios de transmisión SINAPSIS ELÉCTRICAS SINAPSIS QUÍMICAS Según el mecanismo de transmisión las sinapsis se pueden clasificar: I J Eléctricas Sinapsis - Químicas 9 Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Sinapsis eléctrica Uniones comunicantes: : uniones GAP N Flujo directo de corriente. Unión en brecha. Cierta pérdida de corriente. Transmisión con poco retardo: muy rápida. B Bidireccional. & Ej., neuronas del tronco encefálico responsables del ritmo ventilatorio, interneuronas de la corteza cerebral, tálamo, cerebelo, hipotálamo 10 Internal use para facilitar la secreción hormonal conjunta.  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Sinapsis eléctrica 7 Continuidad eléctrica entre las dos células 11 Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Sinapsis químicas L Hendidura sináptica: exciste espacio intercelular => un Predomina en el SNC Mayor espacio sináptico que en eléctrica. =>sinapes enanvilant Mediada por una sustancia química (neurotransmisor, NT), dentro de una vesícula sináptica.DUna neurona puede producir más de un NT (co-transmisores). Existe retardo !! Y sinaplis eléctrica en : - retardo No Unidireccional Bidireccional - 12 Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Sinapsis químicas Experimento de Otto Loewi (1926) 13 Internal use TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA frese Sucesos durante la sinapsis química ①sinapsis quimicasconmas Internal use TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Sucesos durante la sinapsis química al terminal acónico => un BA llega e despolarizan el terminal axónico cargas = Internal use Figure 8-21, step 1 TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Sucesos durante la sinapsis química Internal use TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Blat-segundo mensajero ! Sucesos durante la sinapsis química Del terminal axónico es constituido por vesiculas que contienen NT => Ca activa las entrada de poteínas reguladoras de exocitosis lo que permite , a bes vesículas de liberar su contenido Internal use TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Sucesos durante la sinapsis química = clula présinaptic = clula postsináptica Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Sucesos durante la sinapsis química afectaimpide => las sinapsis químicas que el PA dispare necesita un BA pq bloquea los canales de dave Apunto se Nat que están al nivel del todo se desencadene Cono afónico para que Adrogas o otras toxinas pueden provocar esto th comectamente ! ~ Tetrodotoxina = TTX se encuentra en el pez globo = => NT se une a se > señal eléctrica ! receptor en la postsinaptica - Internal use  cuando neurona libera GABA , hay una TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA hiperpolarización celular , y entonces relajamiento colular ! Sucesos durante la sinapsis química. Liberación del neurotransmisor Dastregula a lasproteinas queneocitosishaydespolarizanproa s ! estoxinas : la botutínica y la tetánica > parálisis rigida agonista + = músculos antagonista contraídos cast unido -con es activa! Proteínas SNARE = SNAP receptoras D Determinadas toxinas afectan al complejo SNARE, generando patologías que afectan a la ↑ protinada contracción muscular: toxinadegrada auna = de proteina la verícula A paso : formación del complejo proteína del SNARE A (helicoidal) a terminal azónico formado por : sinaphobrevina + sintaxing + SNAP-aS proteina del L terminal acónico Objetivo= liberar los NT de las verículas ! Internal use TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Sucesos durante la sinapsis química. Liberación del neurotransmisor and = paso ! entrada de lazt, la gracias a se active y entonces Sinaptotagmina Des dependiente 27 va a poder internalizarse en bicapa de la lipídica de la mb 19 ! => paso = fuzón mb vesicula y mb de y presináptica entonces NT salen Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Sucesos durante la sinapsis química. Liberación del neurotransmisor LA LIBERACIÓN DEL NT ES DEPENDIENTE DE CALCIO Modelo experimental utilizado por Rodolfo Llinás para probar que la liberación del NT es dependiente de calcio. El modelo utilizado fue la sinapsis del axón gigante de calamar Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Sucesos durante la sinapsis química. Liberación del neurotransmisor LA LIBERACIÓN DEL NT ES DEPENDIENTE DE CALCIO ! Cocontrol : TTX bloquea los Canales Nat entonces BA no transmitido ! hay mayor despolarización cuando mayor ca entra + TTX que bloquea canales Nat No No hay NT liberación respuesta !I transmitidos de NT ! v V V Resultados del experimento de Llinás y colaboradores Internal use  * Respuesta puede ser -rápida : = receptores ionotrópicos canales TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA - lenta> receptores acoplados a una proteina Gseñal metabotrópicos = Agenera vía una de transducción de la + puede tener comiente inward/despolarizante/excitatoria Características de un neurotransmisor : - - una una comiente outword/hiperpolarizante/inhibitoria How Synapses Work CRITERIOS QUE DEFINEN A UN NEUROTRANSMISOR: o La sustancia debe estar presente dentro de la vesícula sináptica. Le sintetiza => almacena presináptica y en neurona vesículas sinápticas en se o La sustancia debe secretarse en respuesta a una despolarización presináptica y la liberación debe ser calcio dependiente. Cat liberado en respuesta BA = a o Los receptores específicos para esa sustancia deben estar presentes en la membrana de la célula postsináptica, y estimularse. * V o Tras su liberación, debe existir un mecanismo específico para eliminar los NT de la hendidura - sináptica. & Degradación total de NT - = desechos eliminados en sangre X - glias/accesoras deciden de lo que hay que have - Recapturación NT por terminal presináptico almacenados en vesículas y liberados 26 => vesícula Internal use -Degradación pacial de NT = en sus precursores que con asociados de Nuevo y almacenados en presinópticas TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Denzimas sintetizadas en curpo olular y precursores con recaptados !! Metabolismo de los NT ~ las vacias ! D vanación potencial de membrana gensa en : > - - PPSE enzimas - PPSI = propéptidos formación NT pequeños Nansporte rápido => L maduración propeptidos transporte lento - precursores D on enzimas ↓ Core denso: NT grandes sintetizados en el cuerpo celular. 1 & Vesiculas de Transporte axonal rápido por microtúbulos y proteínas que gastan ATP, como kinesina. v Core claro: NT pequeños, transporte axonal lento). T Internal use enzimas son asociados en terminal nervioso precursores y  A mayor n o PA = mayor contracción TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Liberación cuántica del neurotransmisor => liberación en paquetes y no uno por uno liberación cuántica si estímulo, ↑ PA de respuesta Sinopsis neuromuscular unión/estructura = v en placa motora = potencial de placa motora = PPM Experimento realizado por Katz (1950-1960) que fue la prueba evidente de la liberación cuántica del NT. El modelo que se utilizó fue la unión neuromuscular en la rana 28 Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Liberación cuántica del neurotransmisor en ausencia de estímulo, estructura es idéntica pero amplitudos más pequeña MEPP o PPTM: potencial miniatura de placa motora (o placa terminal) la liberación , cada uno equivale a la liberación de 1 verícular = # de potencial que permite 29 Dsi son a entonces 2 vesículas han sido libradas Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA ① ⑧ Liberación cuántica del neurotransmisor Las moléculas de neurotransmisor se empaquetan en las vesículas, acumulándose en la terminación axónica presináptica. Se libera una - cantidad fija de NT denominada cuanto O Actividad de baja frecuencia NT pequeños = ② Actividad de alta frecuencia = NT peptídicos grandes => vesículas de care caro 30 Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Contenido 8.1.- Transmisión sináptica 8.2.- Tipos de sinapsis 8.2.1 Eléctricas 8.2.2 Químicas 8.3.- Reciclaje de las vesículas sinápticas 8.4.- Potencial postsináptico 8.4.1 Generación de EPSP 8.4.2 Generación de IPSP 8.5.- Integración y modulación neuronal 8.5.1 Sumación temporal 8.5.2 Sumación espacial 8.6. Circuitos neuronales 8.6.1 Circuito divergente 8.6.2 Circuito convergente 8.7. Inhibición presináptica-postsináptica 31 Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Reciclaje de la vesícula sináptica 1 minuto ~ vesiculas fusionan y endocoma forman vesiculas/fositas con cubiertas invaginación de membrana produce una endocitosis del material exterior laqui PRP) Ciclo de las vesículas ~ I minuto sinápticas ~ 30x 32 Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Resumen: Sinapsis eléctrica / Sinapsis química ELÉCTRICAS QUÍMICAS Deute - Conexión directa entre citoplasmas (gap o conexones) - No hay conexión directa - Transmisión directa de iones - Hendidura sináptica 33 Internal use - Elevada rapidez - Mediador químico = NEUROTRANSMISOR  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Resumen: Secuencia de sucesos en sinapsis química 1. LIBERACIÓN DEL NEUROTRANSMISOR - En reposo NT en vesículas - Llegada de PA → apertura de canales de Ca2+ voltaje dependientes y entrada de Ca2+ → unión de vesículas a membrana → liberación de NT 2. ACCIÓN DEL NT - Difusión por hendidura hasta que se une a receptores de membrana postsinápticos: apertura de canales iónicos => receptores tonotrópicos o bien activación de enzimas (efecto sobre otros canales o segundos mensajeros) receptores metabotrópicos => → cambio de Vm célula postsináptica (POTENCIALES POSTSINÁPTICOS)L 3. ELIMINACIÓN DEL NT Recaptación, difusión y/o degradación enzimática 34 Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Contenido 8.1.- Transmisión sináptica 8.2.- Tipos de sinapsis 8.2.1 Eléctricas 8.2.2 Químicas 8.3.- Reciclaje de las vesículas sinápticas 8.4.- Potencial postsináptico 8.4.1 Generación de EPSP 8.4.2 Generación de IPSP 8.5.- Integración y modulación neuronal 8.5.1 Sumación temporal 8.5.2 Sumación espacial 8.6. Circuitos neuronales 8.6.1 Circuito divergente 8.6.2 Circuito convergente 8.7. Inhibición presináptica-postsináptica 35 Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Características de los potenciales postsinápticos La liberación del neurotransmisor de una vesícula sináptica induce un cambio en el potencial de la membrana postsináptica denominado potencial postsináptico unitario. asociado única sinapsis = a una viene del estimula Pueden ser: Regulación intensidad depende/ e ✓ Excitadores → PPSE ✓ Inhibidores → PPSI 2 2 pequeño grande NTH NTM D Son más pequeños que los potenciales T ef : ROSE de acción. ef USEd : Son potenciales GRADUADOS. Tienen propagación ELECTROTÓNICA. Presentan propiedad de SUMACIÓN: Et disparad ✓ Espacial musculo nuvisa necosista muchos pose que se suman ✓ Temporal anopais para propager BA 36 A sinapsis musculo nerviosa necesita Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Potenciales postsinápticos excitadores * distanciaconeluma NT liberados se unon a canales que promueven excitación Potencial postsináptico excitatorio (EPSP) V o Genera una despolarización y una respuesta estimulante Corriente inword => potencial de membrana 0 + más o La despolarización puede alcanzar el umbral generando un potencial de acción 37 Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Potenciales postsinápticos inhibidores N distanciao n el umbral es más grande v inhibición del poder estimulante de la y Potencial postsináptico inhibitorio (IPSP) W o Genera una hiperpolarización y una respuesta inhibitoria Corriente outward potencial de membrana más => + o La hiperpolarización aleja el potencial de membrana del valor umbral 38 Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Esquema de generación de PEPS-PIPS 2 19 face de su generación S L PPSI SE - => comiente inword >camiente = outword Nat + y K entran (Natmas sale K+ rápido que K) + y Cl'entra => mb e => int mb. postsi · Más e postsi Más 39 L PPSE alcanza umbral o no ce alan RPSF umlas Internal use respuesta No respuesta  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Contenido 8.1.- Transmisión sináptica 8.2.- Tipos de sinapsis 8.2.1 Eléctricas 8.2.2 Químicas 8.3.- Reciclaje de las vesículas sinápticas 8.4.- Potencial postsináptico 8.4.1 Generación de EPSP 8.4.2 Generación de IPSP 8.5.- Integración y modulación neuronal 8.5.1 Sumación temporal 8.5.2 Sumación espacial 8.6. Circuitos neuronales 8.6.1 Circuito divergente 8.6.2 Circuito convergente 8.7. Inhibición presináptica-postsináptica 41 Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Integración y modulación neuronal Para que en una neurona postsináptica aparezca un potencial de acción se necesita la participación de varias sinapsis. A este fenómeno se le denomina sumación. 42 Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA juega papel de centro soma integrador, Integración y modulación neuronal => entonces suma todo los ROSI y PPSE que recibe fenómeno de sumación D = un montón !! 43 Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA hay los estímulos más estímulos más Ra Sumación temporal => Adepende del tiempo que entre es orcanos son , se penden cumar Cuando las mismas fibras presinápticas descargan potenciales de acción en una sucesión rápida, se suman los EPSP individuales. célula presinapticen => > se dispara un BA PA PPS => B No disparado ese Eq hay sumación 7 célula repolariza mucho tiempo entre los => No tiene tiempo postsinaptice L L estímulos de repolarizarse 44 Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Sumación espacial subumbrales que => estimulos a la vez dispararan potenciales graduados se suman y producen A Cuando dos o más aferencias presinápticas son activadas al mismo tiempo se suman sus EPSP individuales. 1. El disparo del potencial de acción de cada neurona genera un EPSP por debajo del valor umbral. 2. Los EPSP llegan a la zona de disparo, se suman y se alcanza el valor umbral. 3. Se genera un potencial de acción. Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Sumación espacial Cuando dos o más aferencias presinápticas son activadas al mismo tiempo se suman sus EPSP individuales. 1. El disparo del potencial de acción de una neurona inhibitoria (IPSP) disminuye, en la zona de disparo, el valor de los EPSP que generan las otras dos neuronas. 2. NO se genera un potencial de D acción.= depende del resultado de la samación de PPSE + PPSI - Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Sumación espacial El microelectrodo registra los potenciales postsinápticos generados por la actividad de Resultado de los registros de los potenciales postsinápticos dos sinapsis excitatorias (E1 y E2) obtenidos en el caso de que haya sumación o no y una sinapsis inhibitoria (I) Internal use TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Por lo tanto la sumación… Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Contenido 8.1.- Transmisión sináptica 8.2.- Tipos de sinapsis 8.2.1 Eléctricas 8.2.2 Químicas 8.3.- Reciclaje de las vesículas sinápticas 8.4.- Potencial postsináptico 8.4.1 Generación de PEPS 8.4.2 Generación de PIPS 8.5.- Integración y modulación neuronal 8.5.1 Sumación temporal 8.5.2 Sumación espacial 8.6. Circuitos neuronales 8.6.1 Circuito divergente 8.6.2 Circuito convergente 8.7. Inhibición presináptica-postsináptica 51 Internal use TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Circuitos neuronales 1 presnap y muchas. postsinap Muchas presinap Y. menos postsinap. = amplificación de señal Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Circuito divergente Dos finalidades: - Amplificación (vía corticoespinal que 2 controla músculos esqueléticos). - Divergencia en múltiples vías. > Internal use TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Circuito convergente - Sumación. - El SNC correlaciona, suma y clasifica la información. Ejemplo detectan intensidad luminosa L sumación espacial L ppS & ppS ppS POS a Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Contenido 8.1.- Transmisión sináptica 8.2.- Tipos de sinapsis 8.2.1 Eléctricas 8.2.2 Químicas 8.3.- Reciclaje de las vesículas sinápticas 8.4.- Potencial postsináptico 8.4.1 Generación de PEPS 8.4.2 Generación de PIPS 8.5.- Integración y modulación neuronal 8.5.1 Sumación temporal 8.5.2 Sumación espacial 8.6. Circuitos neuronales 8.6.1 Circuito divergente 8.6.2 Circuito convergente 8.7. Tipos de inhibición sináptica 55 Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Inhibición sináptica clásica = inhibición postsinóptica => cumación espacial ! Un potencial postsináptico inhibidor (PPSI) se suma a dos potenciales excitadores (PPSE) en impide el desarrollo de un potencial de acción en la célula post sináptica (inhibición postsináptica). Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Inhibición presináptica ① ② Desde el punto de vista de la y efectora : INHIBICIÓN PRESINÁPTICA ① GLOBAL INHIBICIÓN PRESINÁPTICA ② SELECTIVA Internal use  TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Inhibición presináptica global ~ despolarización hiperpolarización L En la inhibición presináptica global, X todas las células diana de la neurona postsináptica son inhibidas por igual. diana ogano/sistema afectado ! - => ENTERO Ej.: GABA. Vías sensitivas. ogliana 7 Internal use Figure 8-29b - Overview  PPSE = despolarización TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Inhibición presináptica selectiva => Selección de un colateral que se va a ver inhibido En In la inhibición M -presináptica selectiva, una neurona inhibidora V hace sinapsis con un colateral de la neurona presináptica e inhibe selectivamente a una célula diana. => hiperpolarización - => inhibición de un colateral solamente ! Ej.: GABA. Vías sensitivas. ogliana Internal use bloquea canales de Nat dependientes No hay B entonces de voltaje=> de Cat, b2 + ce aben canales No No entra en terminal axónico y los NT wo con transmitidos El pez globo es un pescado de lujo en japón, cuyo consumo debe estar regulado porque presenta una potente neurotoxina que, entre otros efectos, provoca depresión respiratoria e hipotensión. ¿Cual es su mecanismo de acción? 60 use Internal TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Bibliografía Purves D. Neurociencia. 5ª ed. Editorial Médica Panamericana; 2015. Silverthorn DU. Fisiología Humana, un enfoque integrado. 8ª ed. Editorial Médica Panamericana; 2019. Huether, Sue E. Fisiopatología. Bases biológicas de la enfermedad en adultos y niños. 8ª ed. Editorial Médica Panamericana. 2019 Boron W, Boulpaep EL. Medical physiology: a cellular and molecular approach. 2ª ed. Elsevier Saunders; 2012. Internal use Internal use