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18.11:

Las sinapsis

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Biology
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The Synapse

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– [Narrador] Las células de tu sistema nervioso están recibiendo y transmitiendo información, de la función básica corporal al estímulo sensorial. Las neuronas se comunican con las señales eléctricas llamadas acciones potenciales. Estas acciones potenciales se originan en la célula del cuerpo y viajan a través del axón al axón terminal en el que pasan a la siguiente célula. El punto en el que las neuronas se encuentran se llama sinapsis. Las sinapsis eléctricas permiten la comunicación directa entre las células usando la zona de unión, y a menudo están involucradas en la coordinación de actividad rápida. Sin embargo, muchas sinapsis son químicas que contienen una hendidura sináptica, el espacio físico que existe entre la neurona que envía la señal, conocida como la célula presináptica, y la neurona que lo recibe, llamada postsináptica. Los potenciales de acción no pueden viajar a través de la hendidura sináptica, para que las neuronas conviertan la señal eléctrica en una señal química en la sinápsis. Esto se logra al liberar las moléculas conocidas como neurotransmisores. Hay muchos neurotransmisores, cada uno con diferentes efectos de las neuronas postsináptica, incluyendo el glutamato excitador y el químico inhibidor llamado GABA, entre otros. Cuando el potencial de acción alcanza la terminal presináptica, se abren los canales de voltage de calcio en la membrana presináptica. El calcio se aproxima rápidamente a la célula, el cual activa la fusión vesicular con la membrana y la liberación de neurotransmisores en la hendidura sináptica. Así éstos son capaces de unir a los receptores en la célula postsináptica. La unión de neurotransmisores a los receptores pueden resultar en un incremento o decrecimiento del potencial de la membrana postsináptica, cambiando la probabilidad de una acción potencial iniciando así en la célula postsináptica. Las neuronas pueden tener miles de sinapsis y recibir información de muchas células. Estas señales se combinan en el cuerpo de la neurona postsináptica donde la célula determina si se pasará o no el mensaje. Después de unirse brevemente a los receptores postsinápticos, los neurotransmisores podrían difundirse, degradarse o reciclarse. Las proteínas recaptadoras de las células presinápticas a menudo son responsables de reciclar los neurotransmisores. La liberación y unión de los neurotransmisores a través de las sinapsis permiten las señales eléctricas de acción potencial estar en comunicación con las neuronas adyacentes. Este proceso es crucial para la función neuronal.

18.11:

Las sinapsis

Las neuronas se comunican entre sí transmitiendo sus señales eléctricas a otras neuronas. Una sinapsis es el lugar donde dos neuronas se reúnen para intercambiar señales. En la sinapsis, la neurona que envía la señal se llama célula presináptica, mientras que la neurona que recibe el mensaje se llama la célula postsináptica. Tenga en cuenta que la mayoría de las neuronas pueden ser presinápticas y postsinápticas, ya que ambos transmiten y reciben información.

Una sinapsis eléctrica es un tipo de sinapsis en el que las células pre y postsinápticas están físicamente acopladas por proteínas llamadas uniones gap. Esto permite que las señales eléctricas se transmitan directamente a la célula postsináptica. Una característica de estas sinapsis es que pueden transmitir señales eléctricas muy rápidamente, a veces a una fracción de milisegundo, y no requieren ninguna entrada de energía. Esto es a menudo útil en los circuitos que forman parte de comportamientos de escape, como el que se encuentra en el cangrejo de río que combina la sensación de un depredador con la activación de la respuesta motora.

Por el contrario, la transmisión en sinapsis químicas es un proceso escalonado. Cuando un potencial de acción llega al final del terminal axonal, los canales de calcio cerrados por voltaje se abren y permiten la entrada de iones de calcio. Estos iones desencadenan la fusión de vesículas que contienen neurotransmisores con la membrana celular, liberando neurotransmisores en el pequeño espacio entre las dos neuronas, llamada hendidura sináptica. Estos neurotransmisores, que incluyen el glutamato, el GABA, la dopamina, y la serotonina— entonces están disponibles para unirse a receptores específicos en la membrana celular postsináptica. Después de la unión a los receptores, los neurotransmisores pueden ser reciclados, degradados, o esparcidos lejos de la hendidura sináptica.

Las sinapsis químicas predominan en el cerebro humano y, debido al retraso asociado con la liberación de neurotransmisores, tienen ventajas sobre las sinapsis eléctricas. En primer lugar, algunas o muchas vesículas pueden ser liberadas, lo que resulta en una variedad de respuestas postsinápticas. En segundo lugar, la unión a diferentes receptores puede causar un aumento o disminución del potencial de membrana en la célula postsináptica. Además, la disponibilidad de neurotransmisores en la hendidura sináptica está regulada por el reciclaje y la difusión. De esta manera, las sinapsis químicas logran una señalización neuronal que puede ser altamente regulada y afinada.

Suggested Reading

Xu-Friedman, Matthew A. “Measuring the Basic Physiological Properties of Synapses.” Cold Spring Harbor Protocols 2017, no. 1 (January 1, 2017): pdb.top089680. [Source]

Sheng, Morgan, and Eunjoon Kim. “The Postsynaptic Organization of Synapses.” Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 3, no. 12 (December 1, 2011): a005678. [Source]