Sinapsis Quimica

Introducción:

Antes de empezar a explicar lo que es una sinapsis química, empecemos por entender que es una sinapsis.

La sinapsis: Conducen el impulso nervioso sólo en una dirección. Desde el terminal pre-sináptico se envían señales que deben ser captadas por el terminal post-sináptico.

Existen dos tipos de sinapsis, eléctricas y químicas que difieren en su estructura y en la forma en que transmiten el impulso nervioso.

La sinapsis química se establece entre células que están separadas entre sí por un espacio de unos 20-30 nanómetros (nm), la llamada hendidura sináptica.

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 contienen 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 de 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.

La suma de los impulsos excitatorios e inhibitorios que llegan por todas las sinapsis que se relacionan con cada neurona (1000 a 200 000) determina si se produce o no la descarga del potencial de acción por el axón de esa neurona.

Sinapsis Química:

Existen dos tipos de sinapsis, la de tipo eléctrico y la de tipo químico. Las de tipo eléctrico son menos comunes, (las sinapsis de este tipo se realizan principalmente en el músculo cardiaco), sin duda aparecieron primero en la evolución de los organismos.

Todas las sinapsis constan de tres elementos, una zona presináptica, otra postsináptica y una hendidura que separa a ambas zonas.

La zona presináptica está conformada por lo regular por un botón axónico o telodendron.

El botón contiene en su citoplasma docenas de pequeñas esferas llamadas vesículas sinápticas. Estas vesículas (vesículas claras) están repletas de neurotransmisores, es decir substancias químicas que actúan como mensajeros para comunicarse con otras neuronas a través de la hendidura sináptica.

Luego de atravesar la hendidura sináptica el neurotransmisor entra en contacto con la membrana postsináptica, la cual está cubierta por receptores que abren sus canales y permiten convertir la señal química intercelular en una señal intracelular que viaja a través de la membrana de la neurona y llega nuevamente a un axón donde el ciclo comienza de nuevo. El número de receptores de la membrana post-sináptica es variable y estos sólo responden a un cierto neurotransmisor, de modo que funcionan como "cerraduras" químicas esperando por su llave.

Principios Químicos De La Sinapsis

Definimos a un neurotransmisor como una sustancia producida por una célula nerviosa capaz de alterar el funcionamiento de otra célula de manera breve o durable, por medio de la ocupación de receptores específicos y por la activación de mecanismos iónicos y/o metabólicos.

Aquí tenemos que imaginar las posibilidades de un neurotransmisor. La sustancia es capaz de estimular o inhibir rápida o lentamente (desde milésimas de segundo hasta horas o días), puede liberarse hacia la sangre (en lugar de hacia otra neurona, glándula o músculo) para actuar sobre varias células y a distancia del sitio de liberación (como una hormona), puede permitir, facilitar o antagonizar los efectos de otros neurotransmisores. O también puede activar otras sustancias del interior de la célula (los llamados segundos mensajeros) para producir efectos biológicos (por ejemplo. activar enzimas como las fosforilasas o las cinasas). Y además, una misma neurona puede tener efectos diferentes sobre las estructuras postsinápticas, dependiendo del tipo de receptor postsináptico presente (por ejemplo excitar en un sitio, inhibir en otro e inducir la secreción de una neurona en un tercero).

Para todas estas posibilidades se han usado términos como el de neuromodulador, neurorregulador, neurohormona o neuromediador. Aunque el uso de términos diferentes puede ayudar a definir acciones y contextos de comunicación intercelular, aquí utilizaremos el de neurotransmisor, pues hablamos simplemente de intercambio de información, de transmisión de señales, de uniones funcionales entre células.

Entre los neurotransmisores más importantes se encuentran el glutamato (Glu) que es el "abuelo" de los neurotransmisores. Otros neurotransmisores conocidos son el ácido gamma-aminobutírico (GABA) y la acetilcolina (Ach), la noradrenalina, Dopamina, Serotonina, Adrenalina, Glicina, Encefalinas, Endorfinas, etc.

Muchos neurotransmisores son sintetizados en el retículo endoplásmico rugoso (RER) del soma neuronal (es decir, en el cuerpo de la neurona).

La síntesis de los neurotransmisores se produce a partir de substancias conocidas como precursores. Casi todos los medicamentos hechos para alterar la química cerebral, como los antipsicóticos o los que inhiben los efectos del mal de Parkinson no son neurotransmisores sino precursores.

Otros son elaborados en el citoplasma del telodendron por enzimas especializadas, transportados y colocados dentro de la vesícula por proteínas transportadoras.

Llenas de neurotransmisores y listas para descargarlos en la hendidura sináptica, las vesículas permanecen inmóviles frente a la zona activa en un fenómeno llamado anclaje.

A partir de aquí se va a desencadenar un proceso denominado exocitosis que es el proceso por el cual las células expulsan un compuesto (generalmente un mensajero químico) al exterior de su membrana.

Las vesículas sinápticas van a liberar los neurotransmisores que contienen al arribar el potencial de acción al botón terminal, fenómeno que está relacionado con el ion Ca2+. Los canales de calcio son muy similares a los canales de sodio, excepto que ellos son permeables al calcio y no al sodio.

Estos canales

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