Estructura general de la sinapsis
La sinapsis química consta de tres elementos estructurales obligatorios:
- Membrana presináptica: es la membrana de la terminación axónica de la célula emisora. Dentro de esta terminal se encuentran vesículas que contienen una sustancia química específica: el mediador (neurotransmisor). El suministro de las propias vesículas y de los componentes necesarios del mediador hacia la terminación axónica se realiza mediante un mecanismo de transporte especial, el flujo axoplásmico.
- Hendidura sináptica: un espacio microscópico que separa físicamente a las neuronas en contacto, o bien a una neurona y su órgano diana.
- Membrana postsináptica: la región de la membrana de la célula receptora. En ella se encuentran receptores especializados listos para reconocer y fijar el mediador liberado en la hendidura.
Sinapsis eléctricas (efapsis)
Las sinapsis eléctricas, también denominadas efapsis o uniones en hendidura (gap junctions), representan contactos de tipo nexo. El ancho de la hendidura sináptica es aquí 10 veces menor que en las sinapsis químicas.
La transmisión de la excitación en ellas ocurre sin la liberación de mediadores, por vía eléctrica a través de corrientes iónicas locales entre la membrana presináptica excitada y la membrana postsináptica no excitada. En esencia, este mecanismo difiere poco de la conducción del estímulo entre los nodos de Ranvier en una fibra mielínica.
Estos contactos se localizan en el miocardio, el músculo liso y parcialmente en el sistema nervioso central. Su principal característica funcional es la conducción bidireccional, es decir, la excitación puede propagarse sin obstáculos en ambas direcciones.
Sinapsis químicas
En los contactos químicos, la conducción de la excitación se realiza exclusivamente mediante mediadores. Este es el principal modo de transmisión de señales entre las neuronas del SNC, en los ganglios del sistema nervioso, así como en las uniones neuroefectoras y neuromusculares.
Un tipo especial de transmisión son las sinapsis a distancia. En ellas, el mediador, al ser liberado por una célula, excita por difusión simultáneamente las membranas postsinápticas de varios blancos a la vez. Este esquema es característico de los ganglios del sistema nervioso simpático (donde una sola fibra preganglionar es capaz de excitar a unos 20 neuronas ganglionares) y de algunas sinapsis neuroefectoras del sistema nervioso autónomo.
Clasificación morfológica y farmacológica
Según su estructura (morfología), las sinapsis se dividen en dos grandes grupos:
- Neuronales (centrales y ganglionares): axosomáticas, axodendríticas, axoaxónicas y dendrodendríticas.
- Neuroefectoras: neuromusculares y neuroglandulares.
Según el tipo de mediador liberado (clasificación farmacológica), se distinguen:
- Adrenérgicas;
- GABAérgicas;
- Serotoninérgicas;
- Dopaminérgicas;
- Glutamatérgicas;
- Colinérgicas (transmiten la excitación mediante acetilcolina). Se subdividen en nicotínicas (receptores N-colinérgicos) y muscarínicas (receptores M-colinérgicos).
Mecanismos de excitación e inhibición
La clasificación fisiológica divide las sinapsis en excitadoras e inhibidoras, lo cual depende de los canales iónicos que se abren en la membrana postsináptica:
- Sinapsis excitadora: el mediador se une a los receptores y abre canales para los iones de sodio (Na⁺). La entrada de sodio cargado positivamente a la célula provoca una despolarización local. Como resultado se forma un PEPS (Potencial Excitador PostSináptico).
- Sinapsis inhibidora: el mediador se une a los receptores y abre canales para los iones de cloro (Cl⁻). La entrada de cloro cargado negativamente provoca la hiperpolarización de la membrana celular. Se forma un PIPS (Potencial Inhibidor PostSináptico), lo que conduce a la supresión de la excitación.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿De qué formas se elimina el mediador de la hendidura sináptica?
La eliminación del mediador de la hendidura sináptica se produce a través de dos vías principales.
- Destrucción molecular: escisión enzimática del mediador. La acetilcolina es degradada por la colinesterasa/acetilcolinesterasa; la noradrenalina, por la COMT y la MAO. Los productos de degradación pueden ser absorbidos hacia la sangre o recaptados para sintetizar nuevas porciones de mediador.
- Recaptación (reuptake): el mediador es recapturado desde la hendidura sináptica de vuelta hacia la terminal presináptica y se reutiliza para rellenar las vesículas.
¿Qué proteínas específicas aseguran la fusión de la vesícula sináptica con la membrana presináptica?
La fusión de la vesícula sináptica con la membrana presináptica es asegurada por las proteínas de la maquinaria de secreción que forman el complejo SNARE, así como por los sensores de calcio.
- SNAP-25: proteína de la membrana presináptica.
- Sintaxina: proteína de la membrana presináptica.
- Sinaptobrevina: proteína de la membrana vesicular.
- Sinaptotagmina: sensor de calcio en la vesícula que, al unirse a los iones de calcio, provoca un cambio conformacional en las proteínas de secreción e inicia la exocitosis.
Para no confundir los iones: el Natrio inicia la excitación (forma el PEPS), mientras que el Cloro enfría (induce la inhibición, PIPS).
Qué más repasar sobre el tema
- Mecanismos de exocitosis y liberación del mediador en la hendidura sináptica
- El destino del mediador: destrucción enzimática y recaptación
- Sumación espacial y temporal de PEPS y PIPS en la membrana neuronal
- Propiedades de las sinapsis: retardo sináptico, conducción unidireccional y fatiga
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