S I N A P S I S

Células excitables

Neuronas y células musculares.

Cambios en el potencial de membrana.– Depolarización– Hiperpolarización

Hiperpolarización Depolarización

SINAPSIS:

Punto de contacto que se establece entre neurona

y neurona. a) química ( neurotransmisores) b) eléctrica ( canales eléctricos formados por

GAP junctions) Botón terminal: vesículas de transmisión y

mitocondrias. También hay membranas con canales de Ca dependientes de voltaje)

Hendidura sináptica: 200 – 300 angstroms neurona o soma postsináptico

DIFERENCIAS ENTRE SINAPSIS ELECTRICAS Y QUIMICAS

Tipo Distancia entre la membrana pre y post sinápticas

Continuidad en citoplasma pre y post sináptico

Componentes ultraestructurales

Agente transmisor

Demora sináptica

Dirección de la transmisión

QUIMICA 3.5 nm Si Canales intercelulares comunicantes

Corriente iónica

Prácticamente ausente

Bidireccional

ELECTRICA 20 – 40 nm No Vesículas y zonas activas presinapticas; receptores postsinapticos

Transmisor químico

Por lo menos 0.3 milisegs; en general 1 – 5 milisegs o mnas

Unidireccional

Por sus conexiones las sinapsis pueden clasificarse en:

-s. Axodendrítica: sinápsis de un axón con dendrita de otra neurona

-s. Axosomática: entre axón y pericarion de otra neurona

-s. Axoaxónica: una terminal axonal presináptica entra en contacto con el axón de otra neurona en segmento inicial o cerca de su propia terminación e inhibe el funcionamiento de la terminal con la que contacta. Inhibición presináptica

RETRASO DE SINAPSIS: Retraso en la descarga de sustancias

transmisoras en terminales presinápticas. Hay difusión del transmisor por la membrana postsináptica.

acción del transmisor sobre membrana de receptor

acción de receptor aumentando la permeabilidad de membrana

difusión del Na al interior para aumentar potencial postsináptico a un valor suficiente para obtener potencial de acción. VALOR : 0.5 msegs

La membrana neuronal tiene proteínas del receptor que tiene 2 componentes:

componente de fijación componente ionóforo

– canal para iones canales de cationescanales de aniones

– actividad de segundo mensajero

sinapsis

Tipos de sinapsis: 1) Sinapsis química: La primera neurona segrega un producto

químico denominado neurotransmisor. Se han descubierto 40 sustancias transmisoras

importantes. Entre las mejor conocidas están: Acetilcolina. Noradrenalina. Adrenalina. Histamina. GABA. Glicina. Serotonina. Glutamato

2) Sinapsis eléctrica: Se caracterizan por la presencia de unos

canales abiertos que conducen electricidad directamente desde una célula a la siguiente

Consta de uniones en hendidura que permite el flujo libre de lo iones desde el interior de una célula hasta el interior de la siguiente.

Tipo de sinapsis Sinapsis electrica:

es una sinapsis en la que la transmisión entre la primera neurona y la segunda no se produce por la secreción de un neurotransmisor, como en las sinapsis químicas, sino por el paso de iones de una célula a otra a través de uniones gap. Las uniones gap son pequeños canales formados por el acoplamiento de complejos proteicos, basados en conexinas, en células estrechamente adheridas

Sinapsis quimica La liberación de

neurotransmisores es iniciada por la llegada de un impulso nervioso (o potencial de acción), y se produce mediante un proceso muy rápido de secreción celular: en el terminal nervioso presináptico, las vesículas que contiene los neurotransmisores permanecen ancladas y preparadas junto a la membrana sináptica.

Cuando llega un potencial de acción se produce una entrada de iones calcio a través de los canales de calcio dependientes de voltaje. Los iones de calcio inician una cascada de reacciones que terminan haciendo que las membranas vesiculares se fusionen con la membrana presináptica y liberando su contenido a la hendidura sináptica. Los receptores del lado opuesto de la hendidura se unen a los neurotransmisores y fuerzan la apertura de los canales iónicos cercanos de la membrana postsináptica, haciendo que los iones fluyan hacia o desde el interior, cambiando el potencial de membrana local. El resultado es excitatorio en caso de flujos de despolarización, o inhibitorio en caso de flujos de hiperpolarización.

El que una sinapsis sea excitatoria o inhibitoria depende del tipo o tipos iones que se canalizan en los flujos postsinápticos, que a su vez es función del tipo de receptores y neurotransmisores que intervienen en la sinapsis

El neurotransmisor actúa como una pequeña llave, y el lugar receptor como una pequeña cerradura. Cuando se encuentran, abren un camino de paso para los iones, los cuales cambian el balance de iones fuera y dentro de la siguiente neurona. Y el proceso completo comienza de nuevo.

Motoneurona anterior típica

Mecanismo de la sinapsis

Los iones calcio activan el mecanismo por el que los potenciales de acción provocan la liberación del transmisor en los terminales presinapticos.

Las proteínas receptoras son sustancias transmisoras que actúan en la neurona postsinaptica.

Anatomía fisiológica de la sinapsis

SISTEMA DE SEGUNDO MENSAJEROAcción neuronal prolongada en neurona postsináptica. Proteína G

-Componente α -componente β -componente γ

1. - Apertura de canal de iones

2. - Actividad de AMP ó GMP en neurona3. - Activación de

enzimas intracelulares con función específica

por proteína G4. - Actividad de

transcripción de gen dando lugar a síntesis de nuevas proteínas con alteración en el metabolismo celular o en su estructura.

Sistema de segundo mensajero

Existen 4 cambios que se pueden dar en el sistema del segundo mensajero.

1) Apertura de canales iónicos específicos a través de la membrana celular postsinaptica.

2) Activación del monofosfato de adenosina cíclico (AMPc) o del monofosfato de guanosina cíclico (GMPc).

3) Activación de una enzima intracelular o mas.

4) Activación de la trascripción génica.

Receptores excitadores de la membrana postsinaptica:

1)Apertura de los canales de sodio para dejar entrar grandes cantidades de cargas eléctricas positivas hacia el interior de la célula postsinaptica.

2)Depresión de la conducción mediante los canales de cloruro, potasio o ambos.

3)Diversos cambios en el metabolismo de la neurona postsinaptica para excitar la actividad celular.

Receptores inhibidores de la membrana postsinaptica:

1) Apertura de los canales de ion cloruro en la membrana neuronal postsinaptica.

2) Aumento de la conductancia para los iones potasio fuera de la neurona.

3) Activación de las enzimas receptoras que inhiben las funciones metabólicas celulares encargadas el numero de receptores sinápticos.

Distribución de los iones potasio, sodio y cloruro a través de la membrana del soma neuronal.

Na+

mielina

Na+

Na+

Velocidad de conducción

AXÓN

DENDRITA

SINAPSIS

NEUROTRANSMISOR

SINAPSIS EXCITADORA

SINAPSIS EXCITADORA

SINAPSIS EXCITADORA

Na+

+++

+

+++

SINAPSIS INHIBIDORA

SINAPSIS INHIBIDORA

SINAPSIS INHIBIDORA

K+

--

-----

---

SINAPSIS INHIBIDORA

Cl-

--

-----

---

CIRCUITOS NEURONALES El SNC tiene cúmulos de neuronas organizados

en complejos que se denominan comunidades neuronales, dispuestos en patrones llamados circuitos por los que se transmiten los impulsos nerviosos.

circuito simple en serie: una neurona presináptica estimula a una única neurona de la comunidad, esta a otra y así sucesivamente.

Circuito divergente: una neurona establece al mismo tiempo contacto con varias neuronas postsinápticas, haces musculares o células glandulares estimulando a un número progresivo de neuronas a lo largo del circuito

A. Divergencia en una vía para producir ampliación de la señal.

B. Divergencia en muchos haces para transmitir la señal a zonas separadas

CIRCUITO DIVERGENTE

Circuito convergente: la neurona postsináptica recibe impulsos procedentes de fuentes diversas

Circuito reverberante u oscilatorio: en este sistema el impulso aferente estimula a una neurona, y esta a la que sigue, a la tercera y así sucesivamente, pero las ramificaciones de la ultima neurona establecen sinápsis con las anteriores enviando impulsos de vuelta a través del circuito una y otra vez. Ejemplos: mecanismo del sueño, despertar, respiración, memoria reciente

CIRCUITO REVERBERANTE

Circuito paralelo postdescarga: una sola célula presináptica estimula a un grupo de neuronas, cada una de las cuales establece sinápsis con una célula postináptica común. El numero de sinápsis entre la primera y última neurona impone retrasos sinápticos variables, de forma que la ultima neurona tiene múltiples potenciales de acción.

Un circuito paralelo postdescarga es un tipo de circuito de reverberación