3. Transmisión sináptica PDF

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TEMA 3: TRANSMISIÓN SINÁPTICA 1. Definición y concepto de sinapsis Es la transmisión de la señal de una neurona a otra neurona. La sinapsis es una unión anatómicamente especializada entre 2 neuronas, en las que una de ellas influye con su actividad sobre la excitabilidad de la otra. Desde el punto de vista funcional, debe ser considerada en 3 partes: • • •

Cuerpo neuronal y las dendritas o prolongaciones cortas Fibra nerviosa o axón Terminaciones nerviosas o terminaciones axónicas o terminales axónicos

2. Sinapsis química Neurona presináptica y neurona postsináptica La señal va desde el cuerpo y dendritas para finalizar en las terminaciones axónicas pasando por la fibra nerviosa. La información o impulso pasa posteriormente desde las terminaciones nerviosas a la siguiente neurona, hacia el cuerpo o dendritas • •

Componente sináptico de la neurona presináptica: terminal axónico. Neuronas que llevan la información. Componente sináptico de la neurona postsináptica: dendrita, cuerpo neuronal. Neuronas que reciben la información o señal.

Una misma neurona puede ser pre y post-sináptica y la inmensa mayoría lo son, sobre todo a nivel neuronal. Una neurona postsináptica puede recibir miles de entradas presinápticas, por ejemplo, una neurona motora, recibiendo unas 15 mil entradas presinápticas. Las neuronas de las estructuras suprasegmentarias reciben unas 40 mil entradas presinápticas. El rango de entradas presinápticas es de 1 a 100 mil entradas presinápticas.  Las denominamos relaciones neuronales de convergencia. Una neurona presináptica puede llevar la información a muchas neuronas postsinápticas. En promedio a unas mil neuronas postsináptica.  Las denominamos relaciones neuronales de divergencia. Estructura funcional de las sinapsis químicas El botón o nudo sináptico de la neurona presináptica contiene las vesículas sinápticas que almacenan los neurotransmisores. En las terminaciones axónicas. En la membrana subsináptica (membrana especializada o diferente al resto de la mb) de la neurona postsináptica se encuentran los receptores moleculares. En las dendritas. El espacio sináptico se encuentra entre el botón sináptico y la membrana subsináptica. Tiene entre 20-40 nm.

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Neurotransmisores • • • • • • • •

Acetilcolina GABA (gamma-aminobutyric acid): inhibidor Glicina Glutamato: excitador Dopamina Noradrenalina Adrenalina Serotonina

Dinámica de la neurotransmisión en las sinapsis químicas -

Exocitosis de las vesículas sinápticas

Expulsan el neuro transmisor al espacio sináptico. El potencial de acción en el terminal axónico de la neurona presináptica provoca la entrada de Ca++. El Ca++ inicia la exocitosis, haciendo que la vesícula se acerque a la pared de la membrana del botón sináptico (debido al aumento de la permeabilidad de membrana provocado por el aumento de iones de Ca++), una vez que se acopla a la membrana expulsa los neurotransmisores al espacio sináptico y posteriormente las vesículas se adentran de nuevo en el botón sináptico para volverse a cargar.

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Interacción entre neurotransmisor y receptores moleculares

Provoca cambios en la permeabilidad de la membrana subsináptica. Esta membrana especial tiene receptores moleculares que interaccionan con el neurotransmisor que se encuentra en el espacio sináptico. El receptor molecular, es una configuración molecular de la membrana subsináptica. 2

Asimetría de la sinapsis química La membrana de la neurona presináptica y postsináptica son asimétricas. Explica la conducción de la señal en un solo sentido. Sinapsis: desde terminal axónico a cuerpo o dendrita. Fibra nerviosa: desde cuerpo y dendritas a terminal axónico. Tipos de sinapsis -

Sinapsis excitatorias

La permeabilidad de la membrana subsináptica aumenta para Na+ y K+. Y la permeabilidad queda igual para ambas. Pequeña despolarización: potenciales postsinápticos excitatorios (PPSE). Hay una pequeña despolarización porque entra más Na+ (ya que tiene todo a favor, incluso más porque la permeabilidad es favorable para ambos). En el caso de que un PPSE no sea suficiente para llegar al potencial umbral  hay una sumación temporal y espacial de PPSE para llegar al potencial umbral. •

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Temporal: una sola terminación presináptica puede producir 2 o más PPSE, muy juntos en el tiempo. Tienen que estar separados temporalmente menos de 100 milisegundos, para que se sumen. Y eventualmente esta sumación, si puede llegar a alcanzar el potencial umbral. Espacial: 2 o más terminaciones presinápticas que simultáneamente producen en la membrana subsináptica generando PPSE, que se pueden sumar.

Facilitación postsináptica: cuando 2 o más PPSE sumatorios que se acercan al potencial umbral pero no llegan, por eso decimos que se encuentra facilitada. Porque a poco que haya de PA se conseguirá en potencial umbral. Es un fenómeno postsináptico, porque es donde tiene lugar la suma. -

Sinapsis inhibitorias

La permeabilidad de la membrana subsináptica aumenta para Cl- y K+. *El Cl-: ion negativo extracelular, que difunde al interior de la célula a favor de gradiente de concentración. Entran más cargas negativas y salen cargas positivas (en forma de iones de k+), por lo que aumenta la negatividad intracelular. Hay una hiperpolarización (-90 mV): potencial postsináptico excitatorio (PPSE). También puede haber sumación temporal y espacial de PPSI. Evita que la información sea transmitida, porque es inhibitoria. Neurotransmisor y degeneración de potenciales postsináptico • • •

El neurotransmisor es destruido por un agente químico, generalmente una enzima El neurotransmisor puede ser recaptado por el botón sináptico El neurotransmisor desde el espacio sináptico se difunda, alejándose del espacio sináptico, perdiendo su operatividad.

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Muchos neurotransmisores pueden producir PPSEs o bien PPSIs dependiendo del receptor molecular con el cual están interactuando. Y en menos medida depende del propio neurotransmisor. Un mismo neurotransmisor puede interaccionar con diferentes receptores moleculares. Aunque existen excepciones como el glutamato que es excitatorio o en GABA que es inhibitorio. Integración sináptica Por el principio de convergencia sabemos que a una membrana subsináptica, convergen muchos terminales presinápticos pertenecientes a muchas neuronas. Por lo que en la misma membrana encontramos PPSEs y PPSIs. Si en el balance de ambos potenciales postsinápticos que hay en la membrana: • •

Si predomina la excitación, la membrana tenderá a despolarizarse y alcanzar el potencial umbral. Si predomina la actividad inhibitoria en el balance, la membrana se hiperpolarizará, alejándose del potencial umbral.

La plasticidad: da una cantidad de matices y formas en la respuesta postsináptica, y hay tanto como entradas presinápticas recibe. Por lo que puede variar mucho la respuesta postsináptica. Primer potencial de acción en la neurona postsináptica El primer potencial de acción se produce en el cono axónico porque en esta localización el potencial umbral es más bajo que en las dendritas y el cuerpo neuronal. Y es transmitida desde la dendritas y el cuerpo neuronal  al cono axónico por un flujo de corriente. Retardo sináptico Tiempo que tarda el impulso presináptico en provocar la respuesta postsináptica. Con una duración de 1 a 5 milisegundos. Permanencia del neurotransmisor en el espacio sináptico Habrá permanencia del neurotransmisor en el espacio sináptico: • • •

Hasta quedar inactivado por la combinación con otra sustancia química Hasta a ser recaptado por la terminación presináptica Hasta difundirse desde la región sináptica

3. Sinapsis eléctricas Las sinapsis eléctricas operan únicamente por medios eléctricos, sin neurotransmisores. La mayoría de las sinapsis en el cuerpo humano son químicas, pero también se usan las eléctricas. Sobre todo, se encuentra en el tejido muscular liso, tejido muscular cardiaco y tejido epitelial. Estructura funcional de las sinapsis eléctricas La neurona A y la neurona B están comunicadas por unos canales llamados canales intercelulares comunicantes o unión en hendidura o gap junctions. Canales que comunican el citoplasma de ambas neuronas, por tanto, no hay un espacio sináptico. La neurona presináptica y postsináptica forman una estructura simétrica. 4

Dinámica de la neurotransmisión en las sinapsis eléctricas Mecanismo parecido a los flujos locales de corriente  la información pasa de una neurona a otra, como si se tratase de una sola neurona. Dado que no utilizan ningún neurotransmisor, el retardo sináptico es casi inexistente y la velocidad en la transmisión intercelular mucho más elevada que en las sinapsis químicas. Esto permite el acoplamiento funcional simultáneo (sincronía) de redes neuronales. Simetría de las sinapsis eléctricas Permite un flujo bidireccional de la señal. En cambio, como la sinapsis química es asimétrica solo el flujo es unidireccional.

**Astrocitos actúan en colaboración con las sinapsis químicas (GABA), de tal forma que el neurotransmisor es captado por los astrocitos y la difusión de este es ayudada por los astrocitos. Existe un nivel de colaboración de estos elementos celulares del SN.

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