Unidad 5, tema 10 - Apuntes 10 PDF

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Apuntes de neurofisiología tema 10...

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UNIDAD 5: NEUROFISIOLOGÍA CELULAR Y MOLECULAR TEMA 10. Transmisión sináptica CONCEPTO Y TIPOS DE SINAPSIS Así, la sinapsis es el paso de información de una célula a otra. Existen dos tipos de comunicación entre las células: sinapsis eléctrica y sinapsis química. Sinapsis eléctrica Se establece entre dos células cuyas membranas están muy próximas (aproximadamente entre 3-4 nm). La distancia entre ambas es tan poco que se establecen conexiones entre proteínas de una membrana y de la otra continua. A estas proteínas que establecen contacto se les denominan conexones. Por tanto, se establecerán una vía de paso entre una célula a otra por lo que es un canal que permite el paso de iones y sustancias. Cuando dos células establecen esta configuración en la que las proteínas están alineadas se dice que estas células están acopladas electrotónicamente.

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Características de las sinapsis eléctricas:  No hay retraso sináptico, pues lo que pasa en una célula pasa casi instantáneamente en la otra.  Son bidireccionales.  Las sinapsis eléctrica se descubrió porque se añadió colorante a la célula 1 y al rato se observó que la célula 2 también estaba coloreada. Esto se vio en el cangrejo de río, pues en él se aprecian comportamientos de huida y por ello el significado biológico de las sinapsis eléctricas era el de huida. En el ser humano existen sinapsis eléctricas en las células cardíacas y también en el sistema nerviosos, concretamente en el cerebro (en el ojo) y además en las neuronas respiratorias espiratorias del bulbo raquídeo las cuales eran activadas entre ellas por sinapsis eléctrica. Sinapsis química Ocurre entre células que están mucho más separadas, aproximadamente con una distancia de 40nm. En una sinapsis química se pueden distinguir dos elementos: el elemento terminal presinaptico y elemento terminal postsinaptico; así, la información irá desde el elemento presinaptico al postsinaptico. El espacio de esos 40nm que quedan entre el terminal presinaptico y postsinaptico se denomina espacio o hendidura sináptica.

Hay algunos casos en el que la información va al revés, es decir, desde el elemento postsinaptico al presináptico y entonces hablaremos de una sinapsis retrógrada. En el terminal presinaptico hay muchas mitocondrias porque este sitio es metabólicamente muy activo. Además, existen los dos sistemas de almacenamiento de neurotransmisores: las vesículas sinápticas y los gránulos de secreción. Las vesículas y los gránulos se diferencian en tres cosas:  Tamaño: las vesículas son más pequeñas que los gránulos.

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 Origen: las vesículas tienen como origen la endocitosis de la membrana plasmática y los gránulos tienen como origen el aparato de Golgi.  Contenido: las vesículas contienen enurotransmisores de tipo aminoácido y amina y los gránulos de tipo peptídico. En el terminal postsinaptico nos encontramos los receptores de los neurotransmisores. En cualquier caso, existe una zona concreta donde ocurre la liberación de neurotransmisores, pues a pesar de que podría ocurrir en toda la hendidura sináptica ocurre en una zona aún más concreta, en la zona activa. En el terminal postisnáptico hay una zona que concentra la mayor densidad de receptores y a esta zona se denomina densidad postsinaptica. Atendiendo a los elementos o partes de una neurona que participan en una sinapsis se puede denominar de diferentes formas:  Sinapsis axodendrítica. Elemento presinaptico es un axón y el postsinaptico.  Sinapsis axoxomática. Entre el axón del elemento presinaptico y el soma del postsinaptico.  Sinapsis axoaxónica. Entre el axón del presinaptico y el axón del postsinaptico. Así, siempre el elemento presinaptico será siempre un axón y el postsinaptico puede variar.

NEUROTRANSMISORES Una sinapsis eléctrica ocurre porque entre los canales de una célula y otra pasan iones. En el caso de la sinapsis química se liberan neurotransmisores por parte del elemento presinaptico y son recibidos por receptores del postsinaptico. Hay tres tipos de neurotransmisores:  De tipo aminoácidos.  Tipo aminas.  Tipo péptidos. Son de tamaño muy grandes ya que son proteínas.

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HAY QUE APRENDERSE LA TABLA

Los neurotransmisores de tipo aminoácido y aminas son de pequeño tamaño mientras los de péptidos son de gran tamaño. Los de tipo aminoácido y aminas se almacenan en vesículas mientras que los gránulos se encargan de almacenar péptidos.

Síntesis y almacenamiento de neurotransmisores 1.

Los neurotransmisores de tipo péptido se sintetizan en el R.E.R y como un péptido precursor de mayor tamaño que el final. 2. En el aparato de Golgi se convierten en la molécula activa (neurotransmisor peptídico activo) de manera que ya se ha perdido parte de la secuencia. En este orgánulo se almacen a. 3. Almacenado el neurotransmisor se transporta por todo el axón a través en gránulos de secreción. Por lo que el origen de un gránulo de secreción es el aparato de Golgi. 4. El contenido de los gránulos que es la molécula precursora se convierte en molécula del neurotransmisor. Este proceso se verá detenidamente en el tema siguiente. En el caso de que se trate de una vesícula sináptica: una vez se tiene el neurotransmisor se almacena en vesículas sinápticas del terminal presináptico las cuales se originan por endocitosis de la membrana.

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Exocitosis de neurotransmisores Cuando la despolarización que viaja por el axón alcanza el terminal presináptico se produce la apertura de canales de calcio dependientes de voltaje. Así, cuando ya está lista la vesícula sináptica en el interior celular del elemento presináptico, más tarde se produce la entrada y aumento de calcio en el interior celular siendo ésta la señal que desencadena la liberación de neurotransmisores.

Si bloqueamos los canales de calcio no se produce la salida del neurotransmisor. El cadmio es un bloqueante de los canales de calcio por lo que si éstos están bloqueados no hay corriente de entrada de calcio y en la membrana postsináptica no pasa absolutamente nada. Así, el calcio es esencial para la liberación del neurotransmisor.

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El proceso de exocitosis del neurotransmisor tiene relevancia 4 moléculas. En el exterior de la vesícula sináptica está la sinaptotagnina y la sinaptobrevina y en el lado interno de la membrana celular está la sintaxina y SNAP-25. La sinaptobrevina, sintaxina y SNAP-25 forman el complejo SNARE. Al interactuar estas 3 proteínas ya la distancia entre la vesícula y la membrana de la célula postináptica se ha acortado mucho y lo que hace el conjunto de éstas es tirar de la vesícula hacia el elemento postsináptico para así acercarlas aún más. Cuando se produce calcio se une a la sinaptotagnina de manera que esta unión va a hacer que la membrana de la vesícula se fusione con la membrana celular y el contenido del interior de la vesícula se vierta al espacio sináptico. La auxilina participa en este proceso cuando no funciona correctamente, pues “auxilia”.

Además, cuanto más calcio entra más neurotransmisor se libera. Existe la teoría cuántica de liberación de neurotransmisores que dice que el calcio hace que los neurotransmisores se liberen en forma de cuantos o caajas, es decir, en paquetes.

Además, en la exocitosis de neurotransmisores intervienen muchas moléculas. Es más, diferentes subunidades de distintas moléculas como por ejemplo distintas subunidades de la proteína botulínica.

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Endocitosis Asociado a un proceso de exocitosis está asociado el proceso de endocitosis. Pues cada vez que una vesícula se une a una membrana ésta crece y por tanto tiene que compensarse el crecimiento de la membrana teniendo una pérdida por exocitosis. La endocitosis sirve además de recomponer la cantidad de membrana adecuada también se producen vesículas nuevas para aceptar al neurotransmisor.

Tipos de receptores Una vez que el neurotransmisor se libere éste debe unirse a receptores del terminal postsináptico , concretamente en la zona densa postsináptica. Hay dos tipos de receptores:  Canal iónico (ionotrópico). Es una proteína transmembrana que actúa como un canal de modo que cuando el neurotransmisor se une al receptor lo que hace es inducir en la proteína un cambio conformacional de modo que el canal se abre, de manera que puede pasar (entrando o saliendo) iones ya vengan de la célula o del medio extracelular.  Receptor asociado a proteína G (metabotrípico). Es una proteína transmembrana que en el lado extracelular tiene un sitio de unión para el neurotransmisor y en el lado intracelular tiene un sitio de unión para la proteína G. Cuando el neurotransmisor se une al receptor asociado a proteína G lo que ocurre es que la proteína G se activa y a partir de aquí puede ocurrir dos cosas:  La proteína G una vez activada puede actuar sobre canales iónicos de forma que el canal se abre y por tanto podrán pasar a través de éste iones entrando o saliendo de la célula.  La proteína G puede si no activar a mensajeros intracelulares que lo que hacen es actuar sobre canales y por tanto los canales se abrirán de manera que podrán entrar y salir iones. En definitiva, el efecto neto de la unión de un neurotransmisor y un receptor, sea del tipo que sea el receptor, es la apertura de un canal iónico y por tanto la entrada y salida de iones.

Generación de un PPSE Si el ión que se mueve es Na, lo que hace éste será entrar en el interior celular y por tanto se produce una despolarización. La despolarización transitoria de la célula postsinaptica como consecuencia de la liberación del neurotransmisor en la célula presinaptica se denomina potencial postsinatico excitador (PPE). Por tanto, al haber canales iónicos abiertos y entran Na se produce la despolarización la cual será transitoria que ocurre en la célula postisnaptica.

Generación de un PPSI Si entra Cl en la célula se produce una hiperpolarización. Un potencial postsinaptico inhibidor (PPI) es la hiperpolarización transitoria de la célula postisnaptica como consecuencia de la liberación de neurotransmisor de la célula presinaptica.

Cuando ya tenemos nuestro neurotransmisor liberado por exocitosis, se ha unido a uno de los receptores por lo que se abrirán los canales y entran o salen iones. En la definición pone transitoria porque se une el neurotransmisor al receptor, hace su función y se suelta por lo que entonces ese neurotransmisor puede seguir diferentes caminos:  Degradación en la propia hendidura sináptica, ej: acetilcolina.  Recaptación al terminal presináptico. Se almacena en las vesículas y se vuelve a usar.  Recaptado por parte de la célula presináptica y se degrada, lo cual no tiene mayor fin que su degradación por lo cual parece inútil.

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