PSINAPSIS

INTRODUCCIÓN



En el presente trabajo hablare de la sinapsis y puedo decir que la sinapsis o articulación interneuronal corresponde a las estructuras que permiten el paso del impulso nervioso desde una célula nerviosa a otra.



En la sinapsis química, las neuronas presinápticas tienen una serie de vesículas llamadas vesículas sinápticas, que contienen a las sustancias neuroactivas que van a ser liberadas por el terminal.



En el sitio donde van a ser liberadas, estas vesículas se disponen muy agrupadas cerca de la membrana presináptica.



Al microscopio electrónico se ven unas zonas activas, justo por donde se va a liberar el contenido de las vesículas y se cree que esas estructuras participan en la unión de las vesículas a la membrana presináptica.

Hay también muchas mitocondrias en el espacio sináptico.

Del lado de la membrana postsináptica se observa al microscopio electrónico una agrupación densa de material justo enfrente de la zona activa correspondiente, pero se desconoce su función.

A lo largo del presente trabajo iré detallando cada punto con relación al tema.



MARCO TEORICO



1.1. CONCEPTO

Lugar donde hacen contacto funcional las neuronas. También pueden hacer contacto con un músculo.



En la sinápsis tenemos una neurona que conecta con una segunda, a la primera se le denomina neurona presináptica y a la segunda, neurona postsináptica







Superficie presináptica:

Generalmente corresponde a un terminal axónico o botón axónico Con la membrana presináptica libre de neurotúbulos y neurofilamentos y donde se aprecian una serie de gránulos, abundantes mitocondrias que permiten el metabolismo a este nivel y vesículas sinápticas llenas de neurotransmisor que es sintetizado en el soma y llega a la superficie presináptica a través del flujo

axónico anterógrado (*). Las moléculas que no se liberan vuelven al soma a través del flujo retrógrado



Espacio sináptico:

Mide aprox. 200 Aº. Es el lugar donde se libera el neurotransmisor, el cual cae

a la hendidura sináptica y baña la superficie del tercer componente de la sinapsis que es la superficie

postsináptica. Tiene material filamentoso y se comunica con el espacio extracelular. Los contactos que se generan en las sinapsis no son estáticos, se realizan en forma continua.



Eventos de la sinapsis:

La membrana Pre- sináptica se despolariza al llegar el Impulso nervioso.

Se mueven las vesículas por la presencia del ión Calcio ( Ca2 +), hay apertura, por tanto, de canales de calcio en el Terminal pre -sináptico y esto hace que las vesículas se muevan o realicen una exocitosis liberando el NT.



Liberación del NT

Se une el NT con el receptor específico de la membrana post – sináptica.

Con la formación del Complejo NT – Receptor ocurren dos cosas dependiendo del NT que se trate: Despolarización o Hiperpolarización de la membrana post sináptica.



¿Cómo se retira el NT?

Difusión: Algunas moléculas de neurotransmisores salen de la hendidura sináptica al difundir conforme a su gradiente de concentración.



Degradación enzimática: Ciertos neurotransmisores se inactivan por degradación enzimática. Por ejemplo, la acetilcolinesterasa es la enzima que desdobla la acetilcolina en la hendidura sináptica.



Captación por células: Muchos neurotransmisores son transportados activamente de regreso a la neurona que los liberó (recaptación) o a células gliales adyacentes. Por ejemplo, las neuronas que liberan noradrenalina la captan con rapidez y la reciclan. Las proteínas membranosas que se encargan de tal captación se denominan transportadores de neurotransmisores.



a) Sumación temporal: A la sinápsis excitadora le llegan varios estímulos sucesivos y rápidos, de manera que se añaden uno a otro, por lo que si superan el umbral tendremos un potencial postsináptico, es decir, varios sitios de la membrana son exitados simultaneamente y conllevan a la generación de un Potencial de Acción.



b) Sumación espacial: La activación simultánea de varias sinápsis cercanas en el espacio aumenta la polarización. El resultado de lugar a un potencial postsináptico, es decir, si un lugar de la membrana es exitado repetidas veces y las sinapsis son suficientemente rápidas se genera un EPPS y por tanto un Potencial de Acción.



Potencial Post – Sináptico Inhibidor (PIPS): El transmisor actúa sobre un receptor inhibidor, aumentando así la permeabilidad del Cl- - K+, con lo que se produce una mayor hiperpolarización de la membrana de la membrna post – sináptica.



Durante uno de estos períodos de inhibición es mucho más difícil provocar un potencial de acción, ya que el umbral aumenta, por lo que la neurona necesitará mucha más estimulación.



1.2. CLASIFICACIÓN

La función de la neurona es la comunicación y la función del SN es generar un comportamiento, ambos en virtud de las conexiones interneuronales. Una neurona ejerce su influencia para excitar a otras neuronas mediante los puntos de unión o sinapsis. Cada unión sináptica está formada por una parte de una neurona (terminal sináptico) que conduce un impulso a la sinapsis y por otra, de otra neurona (estructura postsináptica) que recibe el impulso en la sinapsis (Barr, 1994).

El impulso nervioso debe atravesar un espacio muy pequeño (20nm), denominado hendidura sináptica que separa las estructuras pre y postsinápticas y puede propagarse en cualquier dirección por la superficie de la neurona; sin embargo la dirección que toma en condiciones fisiológicas se determina por una polarización constante que se hace en la sinapsis, donde la transmisión se efectúa del axón de una neurona a la superficie de otra neurona (Darnell, 1993).

La dinámica estructural y funcional para que se lleve a cabo una sinapsis entre dos neuronas está dada por el movimiento, descarga, recaptación y reformación (resíntesis) de un neurotransmisor. Algunos neurotransmisores, como los péptidos, por ejemplo, son producidos en el soma, empaquetados en las vesículas que migran a través del axón mediante flujo axoplásmico por medio de los microtúbulos hacia el terminal presináptico donde se conocen con el nombre de vesículas sinápticas. La naturaleza del contenido de la vesícula sináptica varía dependiendo de la región cerebral de donde esta proceda. Cuando un impulso llega al terminal sináptico está acompañado por la entrada de iones calcio en el citoplasma neuronal. El calcio proviene de los fluidos tisulares que están fuera de la neurona (espacio extracelular), estos iones, que han atravesado la membrana celular se unen a la molécula transportadora. Los iones calcio impulsan la migración de alguna de las vesículas sinápticas hacia la membrana presináptica, la membrana de cada vesícula sufre un proceso de fusión como la membrana presináptica, lo cual esta seguido por una expulsión rápida exocitosis del neurotransmisor libre en la hendidura sináptica (Meyer, 1985).



El neurotransmisor liberado en la hendidura sináptica interaccciona directamente con las moléculas del receptor en la membrana postsináptica. Mediante este tipo de interacción se abren un gran número de canales iónicos específicos que permiten el flujo de una corriente eléctrica, transportada por iones cargados a través de la membrana postsináptica lo que afecta al estado electroquímico de la membrana en el área inmediata al canal. De esta forma la excitabilidad eléctrica de esta pequeña porción de membrana puede aumentar o disminuir mediante despolarización o hiperpolarización de la misma. Las alteraciones eléctricas individuales de la membrana postsináptica ejercen un efecto en el potencial de membrana de la neurona, que puede llevar a la generación del impulso nervioso (Barr, 1994).



En algunos casos cuando se libera el neurotransmisor, este es inactivado generalmente por hidrólisis, los fragmentos que resultan del neurotransmisor se eliminan del sistema o se reciclan por endocitosis, en cuyo caso, los fragmentos se reincorporan a una nueva vesícula formada en la membrana presináptica. Este tipo de vesícula se conoce como vesícula encapsulada y tiene apariencia diferente a la vesícula sináptica. Los fragmentos que entran en la neurona por endocitosis son utilizados para la resíntesis del neurotransmisor (Cooper, 1994).



Existen algunos principios generales para la identificación de dos tipo de sinapsis: excitadoras e inhibidoras. Datos electrofisiológicos, muestran la distribución de las sinapsis excitadoras a nivel de la porción superior del árbol dendrítico de las neuronas centrales y de las sinapsis inhibidoras que habitualmente están unidas a los segmentos iniciales de las dendritas o a los cuerpos celulares (Bradford, 1988).



Las sinapsis suelen clasificarse en dos tipos según la transmisión del impulso: sinapsis química y sinapsis eléctrica.





























Según el lugar donde se establece el contacto, las neuronas se pueden clasificar en:



• Sinapsis axoaxónica

• Sinapsis axodendrítica

• Sinapsis axosomática



Hablamos aquí de sinapsis nerviosa para no confundir al estudiante, ya que por analogía del proceso también se llama sinapsis al emparejamiento de cromosomas homólogos que ocurre en la fase de la meiosis (división celular) llamada zigoteno.



Volviendo a nuestro tema, el tipo más frecuente de sinapsis nerviosa es el que se establece entre el axón de una neurona y la dendrita de otra (sinapsis axodendrítica). A medida que el axón se acerca puede tener una expansión terminal (botón terminal) o puede presentar una serie de expansiones (botones de pasaje) cada uno de los cuales hace contacto sináptico.



Sinapsis Axodendrítica:

Es el tipo más frecuente de sinapsis. A medida que el axón se acerca puede tener una expansión terminal (botón terminal) o puede presentar una serie de expansiones (botones de pasaje) cada uno de los cuales hace contacto sináptico. En este caso las dendritas presentan unas espinas dendríticas y se ha comprobado en ratas que son sometidas a estimulación, que mediante el aprendizaje, aumentan las espinas dendríticas.






Sinapsis axodendrítica



Sinapsis axosomática,

Es el que se establece entre el axón de una neurona y el cuerpo celular de otra neurona, es en la sinapsis axosomática, donde el estímulo pasa a la membrana y abre canales protéicos para la entrada de iones. El potasio (K+) sale hasta que se inhibe por gradiente eléctrico.



En este momento los canales de Sodio (Na+) se encuentran cerrados. Cuando se produce un estìmulo en la membrana, estos canales se abren y se produce un despolarización eléctrica que permitirá la transmisión del impulso nervioso.




Sinapsis axosomática.



Sinapsis axoaxónicas:

Son aquellas en que existe un axón que contacta con el segmento inicial de otro axón (donde comienza la vaina de mielina). No realiza un potencial de acción para excitar o inhibir directamente a la Neurona, si no que puede regular la liberación de Neurotransmisores, de químico que ayuden a realizarse otro potencial de Acción, ya sea excitadolo o inhibidiendo la acción.






Sinapsis axoaxónica.



Sinapsis Dendrodendríticas

Las sinapsis dendrodendríticas, es una forma de clasificación anatómica de las sinapsis. Son muy pocas las sinapsis dendrodendríticas que podemos encontrar, y estas sinapsis se dan entre las dendritas de una neurona con las dendritas de otra neurona. Las sinapsis dendrodendríticas muestran un perfil complejo. Puede haber una serie de conexiones entre dendritas en un área determinada constituyendo lo que se denomina sinapsis dendríticas en serie o pueden haber sinapsis dendríticas recíprocas donde una dendrita recibe conexiones de otra dendrita y, a su vez, la dendrita que recibe la sinapsis hace otro contacto sináptico con la primera.



1.3. SEGÚN EL TIPO DE TRANSMISIÓN:



• Sinapsis químicas

• Sinapsis eléctricas

• Sinapsis mixtas



Las sinapsis químicas utilizan mediadores químicos que se llaman neurotransmisores, son lo más frecuentes en nuestro organismo



Las sinapsis eléctricas son menos frecuentes. Lo que sucede es que la membrana presináptica y postsináptica están muy cercanas. La distancia entre de la hendidura sináptica es muy pequeña, aproximadamente de unos 2 nm.



El potencial de acción viaja por la primera llegando a su zona terminal, pasando a la segunda neurona como si se tratara de una célula única. No son muy frecuentes, se observan en algunos partes de los mamíferos.



La transmisión se denomina transmisión electrotónica, posee la ventaja de que la transmisión es más rápida porque no existe retraso sináptico.



Las sinapsis mixtas son muy escasas, tienen dentro del punto de contacto dos zonas, unas químicas y otras eléctricas.











1.4. SINÁPSIS QUÍMICAS



La segunda neurona está a una distancia de alrededor de 20 nm, le hendidura sináptica es mayor, por lo que el potencial de acción que llega a la parte final no puede llegar a la segunda. La transmisión es más lenta, hay retraso sináptico. Son las más frecuentes en el organismo.



Para que siga pasando información, en la primera neurona hay unas vesículas que contiene sustancias químicas llamados neurotransmisores, y en la segunda existen unos receptores que captarán esas sustancias químicas.

El potencial de acción cuando llega al botón sináptico se abren canales ce calcio y entra calcio en la célula, el calcio introducirá al neurotransmisor en el espacio sináptico mediante un mecanismo denominado exocitosis.



Cuando se une el neurotransmisor al receptor se abrirán canales de sodio en la segunda neurona continuando de esta manera con al excitación de la segunda.



La sinapsis entre dos neuronas se denomina sinápsis interneuronal, la si por el contrario conexión se establece entre una neurona y una fibra muscular entonces estaremos hablando de una sinápsis mioneural.



Aproximadamente por término medio unas 1000 neuronas convergen sobre una segunda neurona, esta neurona llega a su axón que se divide en miles de terminaciones nerviosas, esta neurona diverge a 1000 células más. En el cerebro tenemos 10.000 millones de neuronas y cada una tiene 1000 salidas. Hay gran cantidad de circuitos que pueden llevar información.







1.5. POTENCIALES POSTSINÁPTICOS EXCITADOES E INHIBIDORES

Si aplicamos un único estímulo sobre la primera neurona que llegue al punto crítico de disparo de la célula, generamos un potencial de acción que viaja y llega a la segunda neurona, lo que obtengo en el electrodo de registro es un potencial postsináptico inhibido o excitado, dependiendo de que el neurotransmisor liberado sea excitador o inhibidor.



• PPSE: es una despolarización parcial transitoria de la membrana y es debida a la entrada de sodio



• PPSI: es un hiperpolarización parcial transitoria de la membrana. Se aleja de que se transmita el impulso.



Si aplicamos un estímulo único en la neurona presináptica, en la postsináptica no se genera potencial de acción, la segunda neurona de esas 1000 entradas hace potencial de excitación presináptica sumando las despolarizaciones que le llegan y resta la hiperpolarizaciones, si la medida llega al punto crítico de disparo se generará un potencial de acción, si no llega no se generará.



Despolarizaciones + hiperpolarizaciones = punto crítico de disparo

Los neurotransmisores son los mediadores químicos de las sinápsis. Existen de muchos tipos:



• Acetilcolina: puede ser activador o inhibidor. Se encuentra en el SNC, ganglios, placa neuromuscular, etc. Es muy frecuente en el organismo

• Catecolamina: noradrenalina y adrenalina. Se encuentran a nivel de los órganos internos. Suelen ser activadores.

• Dopamina: SNC

• Serotonina

• GABA: ácido gamma-aminobutílico, siempre inhibidor.

• Otros neurotransmisores que poseen una estructura formada por aminoácidos, estructura peptídico.

- Oxitocina

- Glucagón

- Insulina, etc.

























1.6. CONCEPTO DE INTEGRACIÓN Y FACILITACIÓN NEURONAL



INTEGRACIÓN NEURONAL: proceso por el que el impulso nervioso suma las diferencias de las influencias excitadoras e inhibidoras que convergen sobre ella y sintetiza una nueva señal de salida. El impulso nervioso no puede asimilar por separado todas las necesidades de cada neurona



FACILITACIÓN NEURONAL: si yo estimulo A o B cuando llega es estímulo a C puede que no se genere un potencial de acción, estimulando las dos a la vez si que se puede llegar a la generación de un potencial de acción. A facilita que B transmita y B facilita que A transmita el impulso nervioso. Las dos neuronas son del mismo tipo y una facilita la estimulación de la otra.







A



C



B

SUMACIÓN TEMPORAL Y ESPACIAL



• Sumación espacial: supone que la segunda neurona suma todas las influencias que le llegan en un momento dado y si es suficiente envía el impulso, de lo contrario lo para.



• Sumación temporal: supone que la segunda neurona suma todas las influencias sucesivas que le llegan tras estimular repetidamente a la neurona presináptica.



La segunda neurona puede hacer una sumación temporal o espacial y si llega al punto crítico de disparo generará el impulso.



INTERNEURONAS: son unas neuronas que no son ni puramente sensoriales ni motoras. Se intercalan en las vías motoras o sensoriales. Son neuronas de asociación, sirven para la integración y para el procesamiento de la información. Son muy pequeñas, con un axón corto, son muy excitables y poseen muchos circuitos convergentes y divergentes, es decir, que reciben mucha información.





CEREBRO





ESQUEMA

1. Motoneuronas de los músculos flexores

2. Motoneuronas de los músculos extensores

3. Interneurona excitadora de los músculos flexores

4. Interneurona excitadora de los músculos extensores

5. Colaterales de interneuronas excitadores; excitan a interneuronas inhibidoras

6. Interneuronas inhibidoras

7. Vías nerviosas de origen cerebral (las que descienden) u originadas de receptores periféricos (por ejemplo, de fibras intrafusales)

8. Registro de los potenciales de acción generados en motoneuronas de los músculos flexores (arriba) o de los músculos extensores (abajo)

E Estímulo







CONCLUSIÓN



Existen dos mecanismos de sinapsis nerviosa, eléctrica y química, que difieren en su estructura y en la forma en que trasmiten el impulso nervioso.



La sinapsis es una unión intercelular especializada entre neuronas o entre una neurona y una célula efectora. Es la superficie de contacto entre dos terminaciones nerviosas.



La sinapsis eléctricas corresponden a uniones de comunicación entre las membranas plasmáticas de los terminales presináptico y postsináptico, las que al adoptar la configuración abierta permiten el libre flujo de iones desde el citoplasma del terminal presináptico hacia el citoplasma del terminal postsináptico.



La sinapsis química se caracteriza porque las membranas de los terminales presináptico y postsináptico están engrosadas y separadas en la hendidura sináptica, espacio intercelular de 20-30 nm de ancho.



El terminal presináptico se caracteriza por contener mitocondrias y abundantes vesículas sinápticas, que son organelos revestidos de membrana que contienen neurotrasmisores.



La unión del neurotrasmisor con su receptor induce en la membrana postsináptica la apertura de los canales para cationes activados por ligandos determinando cambios en la permeabilidad de la membrana que pueden: inducir la despolarización de la membrana postsináptica: sinapsis excitatorias; o hiperpolarizar a la membrana postsinápticas: sinapsis inhibitorias.



La función de la sinapsis es trasmitir el impulso nervioso de estímulo o respuestas en relación al entorno.





BIBLIOGRAFÍA