SUSTANCIAS NEUROTRANSMISORAS Y TRANSMISON NEUROMUSCULAR

TRANSMISION NEUROMUSCULAR

La sinapsis es la unión entre neuronas, que ocurre a través de un espacio de unos 30 a 50 nm de largo, denominado hendidura sináptica, que permite que las células se comuniquen entre sí, por medio de sustancias químicas llamadas neurotransmisores.

Toda membrana celular tiene una diferencia de potencial eléctrico entre el interior (negativo) y el exterior (positivo); este es el potencial de reposo, de aproximadamente -70 mV, y está determinado por la permeabilidad selectiva de la membrana a ciertos iones. La diferencia (o gradiente) en la composición de iones dentro y fuera de la membrana es mantenida por bombas de iones, que mantienen una concentración casi constante de iones inorgánicos dentro de la célula. La bomba Na+-K+-ATPasa extrae sodio desde el interior celular hacia el espacio extracelular e introduce potasio desde el mismo hacia la célula, consumiendo energía en forma de ATP (adenosín trifosfato).

Las neuronas se comunican mediante impulsos eléctricos llamados potenciales de acción, señales auto-regeneradas que tienden a propagarse a través de la neurona y su axón. Este potencial es una despolarización del tipo todo o nada de alrededor de 100 mV. Los canales de Na+ (sodio) de la membrana neuronal responden abriéndose (activándose), de modo que se produce mayor despolarización. Conforme el impulso cede, ocurre la repolarización rápida, en primer término, y luego, de forma más lenta. El potencial de membrana regresa al de reposo. El potencial de acción tiende a durar unos pocos milisegundos. Durante el comienzo del potencial existe un periodo refractario de excitabilidad disminuida; uno es el periodo refractario absoluto, durante el cual no pueden generarse más potenciales de acción; en el periodo refractario relativo un segundo potencial puede ocurrir, pero la velocidad de conducción disminuye y aumenta el umbral para que se produzca otro potencial de acción.

En axones que no tienen mielina (amielínicos) el potencial de acción viaja de forma continua. La activación de los canales de Na+ constituye la fase de despolarización y la de los canales de K+ produce la repolarización. En axones mielínicos, la mielina tiene alta resistencia y baja capacitancia, por lo que actúa como aislante. Es interrumpido periódicamente por brechas conocidas como nodos de Ranvier, partes en donde el axón está expuesto. Los canales de Na+ y de K+ sensibles al voltaje no se distribuyen uniformemente: los canales de Na+ se agrupan densamente en los nodos de Ranvier, en tanto que los de K+ se localizan en la membrana axonal intermodal o paranodal (cubierta por mielina). El potencial de acción salta de un nodo al siguiente, (a esto se le conoce como conducción saltatoria) requiriendo menos energía y aumentando la velocidad de conducción.

La terminación axonal posee vesículas presinápticas. Cuando ocurre un potencial de acción, se activan canales de Ca2+ en la membrana presináptica, el Ca2+ ingresa a la terminación, produciéndose fosforilación de unas proteínas llamadas sinapsinas, con lo que se propicia la fusión de las vesículas con la membrana presináptica y la liberación de su contenido, los neurotransmisores, mediante exocitosis, al espacio sináptico. Esto explica el retraso de 0.5 a 1 ms en la sinapsis química.

Un tipo de sinapsis especializada, la unión neuromuscular (o mioneural), se forma donde la rama terminal de un axón motor entra en contacto con la fibra muscular. Las ramificaciones de dicho axón forman en su extremo un área elíptica llamada placa motora terminal. El sarcolema (la membrana plasmática de la fibra muscular) se repliega en una placa o aparato subneural.

Una placa terminal humana promedio contiene alrededor de 15 a 40 millones de receptores para acetilcolina. Cada impulso nervioso libera cerca de 60 vesículas de acetilcolina y cada vesícula contiene alrededor de 10 000 moléculas del neurotransmisor. Esta cantidad es suficiente para activar alrededor de 10 veces el número de receptores de acetilcolina que se requieren para producir un potencial completo de placa terminal.

Generalmente una fibra muscular recibe una sola rama del axón motor. Cuando una neurona motora es excitada, se propaga un potencial de acción a lo largo del axón y todas sus ramas hacia las fibras musculares que inerva. Estos elementos (las fibras y las ramas del axón) conforman la unidad motora, que determina la mayor o menor contracción simultánea de fibras dentro del músculo esquelético.

En los músculos empleados para tareas de precisión, p. ej., los músculos extraoculares, los músculos interóseos o los intrínsecos de la laringe, cada neurona motora inerva solo cerca de 10 fibras musculares; en cambio, en un músculo largo de alguna extremidad, una neurona motora puede inervar varios cientos de fibras musculares.

Cuando se produce un potencial de acción en la placa motora terminal se libera el neurotransmisor acetilcolina desde las vesículas sinápticas que la contienen hacia la hendidura sináptica de 30 a 50 nm que separa la terminación nerviosa del sarcolema. La acetilcolina se une rápidamente a receptores específicos (nicotínicos) localizados en los pliegues de la unión de la membrana de la fibra muscular, originando un aumento casi instantáneo de la permeabilidad y conductancia de la membrana postsináptica para el Na+ y el K+. Esto produce una despolarización local (potencial de placa terminal), el cual da origen a un potencial de acción en las áreas que rodean el sarcolema. La actividad del neurotransmisor termina rápidamente por la acción de la enzima acetilcolinesterasa, encontrada cerca de los pliegues del sarcolema o en la hendidura sináptica, y que se encarga de degradar a la acetilcolina en colina y acetato, los cuales pueden ser recaptados por la terminación presinática para su posterior utilización.

Los potenciales de acción son conducidos radialmente al interior de la fibra muscular a través de los túbulos T, extensiones del sarcolema. Esto permite que todas las partes de la fibra muscular sean activadas con rapidez casi sincrónicamente.

El acoplamiento excitación-contracción es el proceso mediante el cual un potencial de acción dispara la liberación de calcio desde las cisternas terminales del retículo sarcoplásmico hacia el citosol. Se activa un interruptor sensible al calcio en los miofilamentos delgados y cuando los miofilamentos de actina y miosina se unen se produce la contracción muscular.

Al terminar la excitación nerviosa, la membrana de los túbulos T se repolariza, cesa la liberación de calcio, los iones Ca2+ son activamente transportados de nuevo a las reservas de calsecuestrina por medio de bombas de Ca2+-ATPasa, y el músculo se relaja.

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