Transmisión de señales en la sinapsis PDF

## Transmisión de señales en las sinapsis ### OBJETIVOS - Explicar los fenómenos de la transmisión de señales en las sinapsis eléctricas y químicas. - Distinguir entre sumación espacial y sumación temporal. - Dar ejemplos de neurotransmisores excitadores e inhibidores, y describir cómo actúa cada...

## Transmisión de señales en las sinapsis ### OBJETIVOS - Explicar los fenómenos de la transmisión de señales en las sinapsis eléctricas y químicas. - Distinguir entre sumación espacial y sumación temporal. - Dar ejemplos de neurotransmisores excitadores e inhibidores, y describir cómo actúa cada uno. ### Sinapsis En el *Capítulo 10* se explicó que una sinapsis es una región en la que se produce la comunicación entre dos neuronas o entre una neurona y una célula efectora (célula muscular o glandular). El término **neurona presináptica** (pre-, antes) se refiere a una célula nerviosa que transporta el impulso nervioso hacia la sinapsis. Una célula **postsináptica** es aquella que recibe una señal. Puede ser una célula nerviosa denominada **neurona postsináptica** (post-, después) que transmite un impulso nervioso lejos de la sinapsis o una célula efectora que responde al impulso en la sinapsis. En su mayor parte, las sinapsis son **axodendríticas** (entre un axón y una dendrita), mientras que otras son **axosomáticas** (entre un axón y el cuerpo celular o soma) o **axoaxónicas** (entre axones) (Fig. 12.22). Además, las sinapsis pueden ser eléctricas o químicas, y difieren tanto desde el punto de vista estructural como funcional. En el *Capítulo 10* se describen los fenómenos que tienen lugar en un tipo de sinapsis, la unión neuromuscular. En este capítulo nos centraremos en las comunicaciones sinápticas que se producen entre los miles de millones de neuronas del sistema nervioso. Las sinapsis son esenciales para la homeostasis, ya que permiten que la información pueda ser filtrada e integrada. Durante el aprendizaje, la estructura y la función de determinadas sinapsis se modifican. Estos cambios pueden permitir que algunas señales se transmitan y que otras sean bloqueadas. ### ¿Qué es una sinapsis? Las sinapsis son uniones entre una neurona y una segunda neurona o una célula efectora. #### Tipos de sinapsis: **Sinapsis eléctricas:** - En una sinapsis eléctrica, los potenciales de acción (impulsos) se transmiten directamente entre las membranas citoplasmáticas de células adyacentes, a través de estructuras llamadas uniones comunicantes o en hendidura. - Cada unión comunicante contiene alrededor de 100 conexones tubulares, que actúan como conductos para conectar directamente el citosol de las dos células . - Las sinapsis eléctricas tienen dos ventajas principales: - Comunicación más rápida - Sincronización **Sinapsis químicas:** - Las sinapsis químicas son el tipo de sinapsis más abundante en el sistema nervioso. - A pesar de la cercanía entre las membranas plasmáticas de las neuronas presinápticas y postsinápticas en una sinapsis química, ambas no se tocan. - Están separadas por la hendidura sináptica, de 20 a 50 nm* lleno de líquido intersticial. - En respuesta a un impulso nervioso, la neurona presináptica libera un neurotransmisor que difunde a través del líquido de la hendidura sináptica y se une a receptores específicos de la neurona postsináptica. - La neurona postsináptica produce un potencial postsináptico, un tipo de potencial graduado. #### **Transmisión de señales en una sinapsis química:** - Una sinapsis química típica genera la transmisión de una señal de la siguiente manera: - Un impulso nervioso arriba al bulbo terminal sinaptico (o a una vari-cosidad) de un axón presináptico. - La fase de despolarización del impulso nervioso abre los canales de Ca2+ con compuerta de voltaje que están en la membrana citoplasmática de los bulbos sinapticos. - El aumento en la concentración de Ca²+ dentro de la neurona presináptica actúa como una señal que desencadena la exocitosis de las vesículas sinápticas. - La unión de las moléculas de neurotransmisor con sus receptores en los canales con compuerta de ligando provoca la apertura de estos y permite el flujo de determinados iones a través de la membrana. - A medida que los iones fluyen a través de los canales abiertos, se producen cambios en el voltaje de la membrana. Este cambio en el voltaje constituye un potencial postsináptico. - Cuando un potencial postsináptico despolarizante alcanza el umbral, desencadenará un potencial de acción en el axón de la neurona postsináptica. #### **Diferencias entre sinapsis eléctricas y químicas:** - Las sinapsis eléctricas son más rápidas que las sinapsis químicas. - La sinapsis eléctrica puede funcionar en ambas direcciones, pero una sinapsis química solo puede transmitir señales en forma unidireccional. - La sinapsis eléctrica puede sincronizar la actividad de un grupo de neuronas o de fibras musculares. #### **Potenciales postsinápticos excitadores e inhibidores:** - Un neurotransmisor puede producir un potencial graduado excitador o inhibidor. - Un neurotransmisor que despolariza la membrana postsináptica es excitador porque el valor del potencial de membrana se acerca al valor umbral. - Un neurotransmisor que produce hiperpolarización de la membrana postsináptica es inhibidor. #### **Estructura de los receptores de neurotransmisores:** - Los receptores de neurotransmisores se clasifican como ionotrópicos o metabotrópicos. - Un receptor ionotrópico contiene un sitio de unión y un canal iónico. - Un receptor metabotrópico está acoplado a un canal iónico separado por un tipo de proteína de membrana denominada proteína G. #### **Efectos postsinápticos diferentes para el mismo neurotransmisor:** - El mismo neurotransmisor puede excitar algunas sinapsis e inhibir otras, y esto depende de la estructura del receptor del neurotransmisor a la que se une. #### **Eliminación del neurotransmisor:** - La eliminación del neurotransmisor de la hendidura sináptica es esencial para la función sináptica normal. - La eliminación de los neurotransmisores se produce por medio de tres vías: - Difusión - Degradación enzimática - Recaptación celular #### **Sumación espacial y sumación temporal de los potenciales postsinápticos:** - El efecto neto de los PPSE y PPSI en la membrana de una neurona postsináptica , determina sí se genera un potencial de acción o no. - **Sumación espacial:** Es la adición de potenciales postsinápticos en respuesta a estímulos que ocurren en diferentes localizaciones en la membrana de una célula postsináptica al mismo tiempo. - **Sumación temporal:** Es la adición de potenciales postsinápticos en respuesta a estímulos que ocurren en la misma localización en la membrana de la célula postsináptica pero en diferentes momentos. #### **Correlación clínica:** - La importancia de las neuronas inhibidoras puede apreciarse en toda su magnitud al observar qué sucede cuando su actividad es bloqueada. - La estricnina es un veneno letal utilizado sobre todo como pesticida para controlar ratas, topos, ardillas terrestres y coyotes. - La importancia de las neuronas inhibidoras de la médula espinal llamadas **células de Renshaw** que liberan el neurotransmisor glicina se ve al observar qué sucede cuando su actividad es bloqueada por la **estricnina**. - La acción de la glicina en los receptores la impediría la contracción excesiva de los músculos esqueléticos. - La estricnina es una toxina que bloquea los receptores de glicina y esto produce la pérdida del delicado equilibrio entre la excitación y la inhibición en el SNC. - La víctima de la estricnina pierde la capacidad de inspirar y se produce, como consecuencia, la asfixia por sofocación. ### Neurotransmisores - Existen alrededor de 100 sustancias químicas conocidas como neurotransmisores o que presuntamente lo son. - Algunos neurotransmisores se unen a receptores específicos y actúan con rapidez abriendo o cerrando canales iónicos de la membrana. - Otros actúan con más lentitud, a través de sistemas de segundos mensajeros, para influir en las reacciones químicas intracelulares. - El resultado de cualquiera de estos procesos puede ser **la excitación o la inhibición** de las neuronas postsinápticas. - Los neurotransmisores se dividen en dos grupos: **neurotransmisores de moléculas pequeñas y neuropéptidos**. #### **Neurotransmisores de moléculas pequeñas:** - **Acetilcolina:** - Es el neurotransmisor mejor estudiado. - Es liberada por muchas neuronas en el SNP y algunas neuronas en el SNC. - Se comporta como un neurotransmisor **excitador** en ciertas sinapsis, como la unión neuromuscular. - Puede ser un neurotransmisor **inhibidor** en otras sinapsis. - **Aminoácidos:** - El **glutamato** y el **aspartato** producen efectos **excitadores** potentes. - El **GABA** y la **glicina** son neurotransmisores **inhibidores** importantes. - En muchas sinapsis, la unión del **GABA** a los receptores ionotrópicos produce la apertura de canales de Cl. - **Aminas biógenas:** - La **noradrenalina**, la **adrenalina**, la **dopamina** y la **serotonina** pueden generar tanto **excitación** como **inhibición**. - **Otras purinas:** - La **adenosina** en sí misma y sus derivados **trifosfato, difosfato y monofosfato (ATP, ADP y AMP)** actúan como neurotransmisores **excitadores**. - **Óxido nítrico (NO):** - Es un importante neurotransmisor. - Es segregado en el encéfalo, la médula espinal, las glándulas suprarrenales y los nervios del pene. - Produce varios efectos en el cuerpo. - **Monóxido de carbono (CO):** - Es un neurotransmisor **excitador**. - Es producido en el encéfalo en respuesta a algunas funciones neuromusculares y neuroglandulares #### **Neuropéptidos:** - Consisten de 3 a 40 aminoácidos unidos por enlaces peptídicos. - Son numerosos y están distribuidos tanto en el SNC como en el SNP. - Se unen a receptores **metabotrópicos**. - Tienen acciones tanto **inhibidoras** como **excitadoras**, dependiendo del tipo de receptor metabotrópico en la sinapsis. - Se forman en el cuerpo celular de la neurona , se acumulan en el interior de vesículas y son transportados hacia los terminales axónicos. - Muchos neuropéptidos también actúan como hormonas que regulan las respuestas fisiológicas en otras partes del cuerpo. - Algunos ejemplos de neuropéptidos son: - **Encefalinas:** - Son potentes analgésicos (supresión del dolor). - Son 200 veces más intensos que la morfina. - **Endorfinas y dinorfinas:** - Son péptidos opioides. - Son los analgésicos naturales del cuerpo. - Se han related to el aumento de la memoria y el aprendizaje, los sentimientos de placer o euforia, el control de la temperatura corporal, la regulación de las hormonas que afectan el comienzo de la pubertad, la actividad sexual y la reproducción, y ciertas enfermedades mentales como la depresión y la esquizofrenia. - **Sustancia P:** - Es liberado por neuronas que transmiten aferencias relacionadas con el dolor, desde los receptores nociceptivos periféricos hacia el sistema nervioso central. - Aumenta la percepción del dolor. - Las encefalinas y las endorfinas suprimen la liberación de sustancia P, que causa una disminución del número de impulsos nerviosos relacionados con sensaciones dolorosas que son retransmitidos hacia el encéfalo. - Podría ser útil en el tratamiento de procesos de degeneración nerviosa. ##### **Modificación de los efectos de los neurotransmisores:** - Algunas sustancias naturalmente presentes en el cuerpo, como también ciertas drogas y toxinas, pueden modificar los efectos de los neurotransmisores. - Estas sustancias pueden modificar la síntesis de neurotransmisores , la unión de los neurotransmisores o la inactivación de los neurotransmisores. - Un ejemplo de esta modificación es la acción del fármaco L-dopa, que actúa como precursor de la dopamina en el caso de la enfermedad de Parkinson.