SINAPSIS

SEMINARIO 4: SINAPSIS Y NEUROTRANSMISORES PROFESOR: CARLOS NOMBERTO

BELÉN GELDRES MOLINA

LUNES 04:10- 07:45pm.

SINAPSIS: DEFINICIÓN: La sinapsis es el punto de unión entre una neurona con la siguiente que provoca la comunicación funcional entre ellas para transformar una señal electroquímica (potencial de acción) en una señal química capaz de atravesar el espacio sináptico. ESTRUCTURA SINÁPTICA: La estructura sináptica está formada por la membrana presináptica, la hendidura sináptica y la membrana postsináptica.

CLASIFICACIÓN DE LA SINAPSIS: SINAPSIS ELÉCTRICA En la sinapsis eléctrica las membranas de las células pre y postsinápticas están unidas por una unión tipo gap, o unión comunicante. Esta unión deja en su centro un canal de comunicación a través del cual fluye la corriente iónica de una célula a otra de forma directa. Estos canales de las uniones gap tienen una baja resistencia (o una alta conductancia), por lo que el paso de corriente, sea de carga positiva o negativa, fluye desde la neurona presináptica a la postsináptica despolarizándola o hiperpolarizándola. Un potencial local conducido así pasivamente puede propagarse en ambos sentidos haciendo que la sinapsis sea bidireccional. Las sinapsis eléctricas no son exclusivas de las neuronas, se encuentran también en el músculo cardíaco, liso y en los hepatocitos. Es un tipo de transmisión rápida y estandarizada, que sirve para transmitir señales sencillas, pero no para realizar transmisiones muy elaboradas o cambios a largo plazo. La transmisión eléctrica produce una activación rápida y sincronizada de las neuronas, lo cual en determinadas situaciones presenta ventajas adaptativas, ya que permite a las células actuar acopladamente al mismo tiempo.

SINAPSIS QUÍMICA En la sinapsis química, no hay continuidad entra las neuronas, la transmisión de información se produce cuando la neurona presináptica libera una sustancia química o neurotransmisor, que se une a receptores localizados en la membrana postsináptica. La unión neurotransmisor-receptor desencadena cambios en la permeabilidad de la membrana que producirán un potencial graduado, el potencial postsináptico o, sencillamente, el potencial sináptico. DIFERENCIA ENTRE SINAPSIS QUIMICA Y ELÉCTRICA: 1. En las sinapsis eléctricas la información se transmite a través de corrientes locales, mientras que en las sinapsis químicas se transmite mediante neurotransmisores. 2. En las sinapsis eléctricas prácticamente no hay retardo sináptico (tiempo que tarda en producirse la conexión sináptica), en las químicas este retardo es mayor. 3. Las sinapsis eléctricas son simétricas, meintras que las químicas son asimétricas. 4. Las sinapsis eléctricas son, por lo general, bidireccionales. En cambio, las sinapsis químicas son unidireccionales (la neurona postsináptica no puede transmitir información a la presináptica). 5. Las sinapsis eléctricas tienen una baja plasticidad (la información siempre se traduce de la misma manera: cuando se produce un potencial de acción en una neurona se produce en la otra), en cambio las sinapsis químicas muestran una alta plasticidad (las sinapsis que han estado más activas transmitirán la información con mayor facilidad). Esta plasticidad permite la adaptación a los cambios del entorno, las sinapsis químicas son más evolucionadas que las eléctricas. 6. Las sinapsis eléctricas son frecuentes en invertebrados, las químicas en vertebrados. POTENCIAL POSTSINÁPTICO EXCITATORIO E INHIBITORIO:

Sinapsis excitatoria: la unión del neurotransmisor al receptor produce una despolarización de la membrana postsináptica llamada potencial excitatorio postsinático, PEPS. El PEPS es un potencial electrotónico o graduado; su amplitud depende del número de canales abiertos y se propaga con decremento. En las sinapsis excitatorias la sustancia neurotransmisora es la acetilcolina que tiene la propiedad de aumentar el paso del Na+ a través de la membrana de la neurona postsináptica. El Na+ pasa por consiguiente, del espacio sináptico al postsináptico y se invierte la polaridad de la membrana postsináptica, ya que el espacio sináptico pierde cargas positivas (Na+), mientras el postsináptico las gana. En estos puntos de la membrana postsináptica se genera así un potencial local, conocido como potencial postsináptico excitatorio. EL transmisor aumenta la permeabilidad par el Na – K – Ca. La entrada de Na determina un aumento del potencial de reposo. Cuando este potencial llegue a un cierto nivel se desencadenará un potencial de acción que excitará a la membrana. La membrana postsináptica podrá, por lo tanto transmitir excitaciones, por ello también puede sufrir procesos de sumación. Existen 2 tipos diferentes de sumación postsináptica. Sumación espacial: La activación simultánea de varias sinápsis cercanas en el espacio aumenta la polarización. El resultado de lugar a un potencial postsináptico. 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. Sinapsis inhibitoria: las investigación es de los últimos años han demostrado la existencia de una sustancia denominada GABA (gamma amino butiric acid) que desempeñaría el papel de neurotransmisor en estás sinapsis inhibitorias. El efecto de esta sustancia sobre la membrana postsináptica de la neurona es exactamente el opuesto al observado en el caso del neuro transmisor excitatorio. Es decir, en vez de invertir la potencialidad de la membrana, se reforzarían las cargas positivas en el lado externo y las negativas en el lado interno, produciéndose en esta forma una hiperpolarización de la membrana postsináptica, o sea, un potencial postsináptico inhibitorio (ppsi). Esta hiperpolarización se produciría por la entrada del Cl - , que hace aún más negativo el interior de la membrana y por la salida de K+ que le da a su exterior un carácter más positivo. Por tanto, una señal inibitoria, aleja al potencial de membrana del potencial umbral a partir del cual se genera un potencial de acción.

FATIGA DE TRANSMISIÓN: Cuando las terminales presinápticas son estimuladas constante y continuamente a alta frecuencia, la respuesta es elevada, pero cada vez es menor. A esta respuesta menor se la llama fatiga. Puede llegar a ser una respuesta de protección, previniendo un posible feedback positivo. La fatiga puede ser debida a un agotamiento de los neurotransmisores, en cuyo caso se conoce como fatiga química, o bien ser debida a una inactivación progresiva de la membrana postsináptica.

NEUROTRANSMISORES DEFINICIÓN: Es una biomolécula que transmite información de una neurona a otra neurona consecutiva, unidas mediante una sinapsis. CLASIFICACIÓN: Transmisores de acción rápida y molécula pequeña: Esteres de colina: Acetilcolina Aminas: Noradrenalina, adrenalina, dopamina, serotonina e histamina. Aminoácidos: GABA, glicina, glutamato, aspartato. Clase IV: Óxido nítrico Transmisores de acción lenta o factores de crecimiento: Hormonas liberadoras hipotalámicas: Hormona liberaora de tirotropina Hormona liberadora de LH Somastostatina Péptidos hipofisiarios: ACTH

Beta- Endorfina Hormona estimuladora de los melanocitos alfa Prolactina LH Hormona de crecimiento Vasopresina Oxitocina NEUROTRASMISOR ACETILCOLNA

UBICACIÓN EN EL SISTEMA NERVIOSO Sinapsis de neurona motora a músculo

DOPAMINA

Mesencéfalo

EPINEFRINA (ADRENALINA) SEROTONINA

Sistema nervioso simpático

GLUTAMATO

Mesencéfalo, puente y bulbo raquídeo Encéfalo y médula espinal

GLICINA

Médula espinal

GABA

En todo el encéfalo

ENDORFINAS

Encéfalo y médula espinal

OXIDO NÍTRICO

encéfalo

Transmisores de acción rápida (síntesis de acetilcolina):

ALGUNAS FUNCIONES Activa músculos esqueléticos; activa órganos blanco del sistema nervioso parasimpático Importante en el control del movimiento. Cuando su producción está alterada aparecen desórdenes como la esquizofrenia y la enfermedad de Parkinson. Activa órganos blanco del sistema nervioso simpático Influye en el ánimo y en el sueño. Importante neurotransmisor de excitación en e SNC Importante neurotransmisor de inhibición de la médula espinal Importante neurotransmisor de inhibición del encéfalo. Sustancia importante en la percepción del dolor. Influye en el ánimo, reduce sensaciones de dolor Importante para formas memorias

En la mayoría de los casos, los tipos de transmisores de molécula pequeña se sintetizan en el citoplasma del terminal presináptico y las numerosas vesículas transmisoras presentes a este nivel los absorben por transporte activo. A continuación, cada vez que llega un potencial de acción al terminal presináptio, las vesículas liberan su neurotransmisor a la hendidura sinápica en pequeños grupos. Esto suele sucedes en cuestión de milisegundos o menos según el mecanismo descrito antes. Las vesículas que se almacenan y liberan neurotransmisores de molécula pequeña se reciclan continuamente y se utilizan una y otra vez. Una vez que se fusionan con la membrana sináptica y se abren para verter la sustancia transmisora, la membrana de la vesícula simplemente forma parte al principio de la membrana sináptica. Sin embargo, pasados unos segundos a minutos, la porción correspondiente a la vesícula se invagina hacia el interior del terminal presináptico y se desprende para configurar una nueva vesícula. La acetilcolina es un típico neurotransmisor de moléculas pequeñas que obedece a los principios de síntesis y liberación antes mencionados. Esta se sintetiza en el terminal presináptico a partir de acetil coenzima A y colina en presencia de la enzima acetiltransferasa de colina. A continuación, se transporta a sus vesículas específicas. Cuando más tarde se produce su salida desde ellas a la hendidura sionáptica durante la transmisión de la señal nerviosa en la sinapsis, se degrada de nuevo con rapidez en acetato y colina por acción de la enzima colinesterasa, que está presente en el retículo. La colina sufre un transporte activo de vuelto hacia el terminal para repetir su empleo en la síntesis de una nueva acetilcolina. RECEPTORES DE ACETILCOLINA: Un receptor de acetilcolina (AChR) es una proteína integral de membrana que responde a la unión del neurotransmisor acetilcolina. Se encuentra principalmente en las terminaciones neuromusculares y tanto en el sistema nervioso central como el periférico. Como el resto de los receptores transmembrana, el receptor de la acetilcolina se clasifica de acuerdo con su farmacología, es decir, de acuerdo a las afinidades relativas y sensibilidad que tiene por diferentes moléculas. Aunque todos los receptores de la acetilcolina, por definición, responden a la acetilcolina, pueden igualmente unirse a otros ligandos.

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Receptor nicotínico (nAChR, llamado también receptor de acetilcolina ionotrópico), que logra unirse con especificidad por la nicotina, de allí su nombre. Receptor muscarínico (mAChR, llamado también receptor de acetilcolina metabotrópico), que logra unirse con especificidad por la muscarina, de allí su nombre.

SÍNTESIS

DE

NORADRENALINA:

La noradrenalina se sintetiza a partir de la dopamina mediante la dopamina βhidroxilasa. Se libera desde la médula suprarrenal a la sangre como una hormona, y es también un neurotransmisor en el sistema nervioso central y el sistema nervioso simpático, donde se libera a partir de las neuronas noradrenérgicas. Las acciones de la noradrenalina se llevan a cabo a través de la unión a receptores adrenérgicos.

RECEPTORES ADRENÉRGICOS: Los receptores adrenérgicos o adrenoreceptores son una clase de receptores asociados a la proteína G, los cuales son activados por las catecolaminas adrenalina (epinefrina) y noradrenalina (norepinefrina). Existen muchas células que poseen estos receptores y, la unión de un agonista adrenérgico causará, por lo general, una respuesta simpaticomimética, como la

reacción de pelea o huida. Por ejemplo, la frecuencia cardíaca aumentará y las pupilas se dilatarán, se movilizará la energía corporal y la sangre fluirá a órganos esenciales. Existen varios tipos de receptores adrenérgicos divididos en dos grupos principales, los receptores alfa (α) y los receptores beta (β). 

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Receptores α: se unen con epinefrina y norepinefrina. La fenilefrina es un agonista selectivo del receptor α1.2 Existen dos subtipos, el receptor α1 y el receptor α2. Receptores β: asociados a proteínas G y que activan a la adenil ciclasa. Los agonistas que se unen a los receptores β producen un incremento en la concentración intracelular del segundo mensajero AMPc.