Sinapsis

Tipos principales según el modo de transmisión

Según el mecanismo de transmisión de la señal, todas las sinapsis se pueden dividir en dos grandes grupos:

1. Sinapsis químicas. Es el tipo de contacto dominante en los seres humanos. La señal se transmite mediante un agente químico específico: el mediador (neurotransmisor). La característica clave de este contacto es su estricta conducción unidireccional. Las moléculas se difunden a través del espacio intercelular y se unen a los receptores de la célula diana, siendo físicamente imposible la transmisión inversa.
2. Sinapsis eléctricas. Son bastante raras en el sistema nervioso (por ejemplo, en la retina). Las células están unidas físicamente mediante uniones estrechas o nexos. Los canales iónicos atraviesan las membranas de lado a lado, uniendo el citoplasma de las células vecinas. Esto permite la transmisión directa de la onda de despolarización. Existen estructuras similares en el miocardio y en el músculo liso, pero conectan células musculares entre sí, por lo que no siempre se ajustan a la definición estricta de sinapsis.

Tríada estructural de la sinapsis química

Una sinapsis química clásica siempre consta de tres componentes obligatorios que forman un complejo funcional único:

• Terminación presináptica. Por regla general, es una terminal axonal dilatada. En su interior, fijadas a los elementos del citoesqueleto, se encuentran vesículas llenas de mediador. En el plasmalema de esta terminación se integran canales de calcio dependientes de voltaje, que permanecen firmemente cerrados en estado de reposo.
• Hendidura sináptica. Espacio microscópico de 20–30 nm de ancho. En esta zona se localizan filamentos especiales que cruzan y unen mecánicamente ambas membranas, evitando que el contacto se desintegre.
• Membrana postsináptica. Es una región especializada del plasmalema de la célula receptora. En ella se localiza un complejo aparato proteico: receptores específicos para el mediador, proteínas del dispositivo efector (que ejecutan la respuesta) y enzimas cuya función es destruir rápidamente el mediador ya utilizado para cesar la transmisión de la señal.

Mecanismo de liberación del mediador

La transmisión de la señal se inicia con la llegada de un impulso eléctrico a la terminación axonal. El proceso se desarrolla en varias etapas:

1. La onda de excitación llega a la membrana presináptica.
2. Se abren los canales de $Ca^{2+}$ dependientes de voltaje y los iones de calcio se precipitan hacia el interior de la terminación.
3. Un aumento brusco en la concentración de $Ca^{2+}$ hace que las vesículas sinápticas se desprendan del citoesqueleto que las retenía.
4. La membrana de la vesícula se fusiona con el plasmalema presináptico (se produce la exocitosis).
5. Una porción del mediador es liberada en la hendidura sináptica y comienza a difundirse hacia la célula diana.

Receptores ionotrópicos y metabotrópicos

Cuando el mediador llega a la membrana postsináptica, la respuesta de la célula puede desarrollarse por una de dos vías, dependiendo del tipo de receptor:

• Mecanismo ionotrópico (rápido). Aquí, la molécula del receptor y el canal iónico forman un complejo proteico único. Al unirse el mediador, el canal se abre de forma instantánea. Si se trata de un canal catiónico (como en las sinapsis nicotínicas colinérgicas), entra $Na^+$, provocando despolarización y excitación. Si es aniónico (sinapsis gabaérgicas o glicinérgicas), entra $Cl^-$, provocando hiperpolarización e inhibición.
• Mecanismo metabotrópico (lento). El receptor no es un canal. La unión del mediador activa mensajeros intracelulares que modifican la actividad de enzimas (habitualmente proteína quinasas). Esto desencadena la fosforilación de dianas en el metabolismo intracelular. En las neuronas, esto conduce finalmente a la apertura o cierre de canales, y en las células musculares puede modificar directamente la actividad de las proteínas contráctiles sin alterar el potencial de membrana. Así funcionan las sinapsis adrenérgicas (noradrenalina) y los receptores muscarínicos.

Arquitectura de redes y modulación

Las neuronas forman redes muy complejas gracias a los fenómenos de divergencia (dispersión de la señal a través de colaterales del axón hacia múltiples células) y convergencia (confluencia de cientos de contactos en el cuerpo de una sola neurona). La célula suma todos los impulsos recibidos y genera una respuesta integradora.

Además de las sinapsis clásicas, existen contactos no sinápticos. En este caso, las terminaciones axonales presentan dilataciones varicosas desde las cuales el mediador (frecuentemente neuropéptidos o noradrenalina) se libera directamente hacia el amplio espacio intercelular. Este proceso es lento, pero ejerce una acción moduladora generalizada sobre todo un grupo de células vecinas, ajustando finamente su actividad.

En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema

Preguntas de clases y exámenes

Qué más repasar sobre el tema

• Particularidades de la fosforilación de proteínas diana durante la transmisión metabotrópica
• Diferencias en los efectos de la noradrenalina sobre los receptores adrenérgicos alfa y beta
• Ultraestructura de los nexos en las sinapsis eléctricas
• Morfología de las dilataciones varicosas en la transmisión no sináptica
• El papel de los iones de calcio en la separación de las vesículas sinápticas del citoesqueleto

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