¿Dónde se forma el PEPS?
La generación del potencial ocurre en la sinapsis química, que consta de varios elementos estructurales:
- Membrana presináptica: se caracteriza por la presencia de engrosamientos en red y espacios hexagonales entre ellos.
- Zona de exocitosis: lugar de fusión de la vesícula sináptica con la membrana presináptica, a través del cual el mediador se libera en la hendidura sináptica.
- Hendidura sináptica: espacio intercelular a través del cual las moléculas del mediador pasan mediante difusión pasiva.
- Membrana postsináptica: parte receptora de la sinapsis que contiene receptores específicos. Es aquí donde las corrientes iónicas provocan un cambio en el potencial de membrana y la formación del PEPS.
- Vesículas sinápticas: depositan moléculas de neurotransmisor en la terminal presináptica.
Etapas y mecanismo de aparición
El proceso de transmisión sináptica en una sinapsis excitadora incluye una secuencia estricta de eventos:
- Llegada de la excitación: El potencial de acción (PA) llega a la terminación presináptica.
- Entrada de calcio: Se abren los canales de calcio y los iones $Ca^{2+}$ ingresan al interior de la terminal.
- Exocitosis: Bajo la influencia del $Ca^{2+}$, las vesículas sinápticas se fusionan con la membrana presináptica, liberando porciones (cuantos) de mediador excitador en la hendidura sináptica.
- Recepción: El mediador se une a receptores proteico-lipídicos en la membrana postsináptica.
- Despolarización: Se abren los poros para los iones de sodio ($Na^+$). La entrada de $Na^+$ (y en algunos casos también de $Ca^{2+}$) al interior de la célula provoca una despolarización local: surge el PEPS.
El mecanismo de excitación depende en gran medida de los específicos de las reacciones químicas postsinápticas, que pueden extenderse incluso hasta el aparato genético de los núcleos neuronales (expresión génica).
Tipos de receptores y velocidad de transmisión
La velocidad de desarrollo del PEPS depende del mecanismo de acción de los receptores involucrados:
- Canales iónicos activados por ligando: proporcionan una acción rápida. El canal se abre inmediatamente al unirse al ligando. Ejemplo: PEPS rápido por la acción de la acetilcolina sobre los receptores colinérgicos nicotínicos (N).
- Receptores acoplados a proteína G: actúan mucho más lentamente, desencadenando una cascada de transmisión de señales intracelulares. Ejemplo: PEPS lento en los ganglios simpáticos, que puede durar minutos.
Mecanismo especial observado en los receptores NMDA en sinapsis glutamatérgicas: se encuentran bajo un bloqueo de magnesio. La despolarización de la membrana resultante elimina este bloqueo, haciendo que los receptores sean permeables.
Rol fisiológico y efectos
El resultado principal del trabajo de la sinapsis excitadora es la conducción de la señal a través de la red nerviosa. Las corrientes locales de los PEPS se suman y, al alcanzar el nivel umbral, provocan un potencial de acción en las regiones vecinas de la membrana.
Además, la generación del PEPS es la base de funciones fundamentales del SNC:
- Memoria a corto plazo: Se basa en la circulación (reverberación) de la excitación a través de un circuito neuronal cerrado, lo cual se mantiene mediante la generación de PEPS en las neuronas del circuito.
- Postefecto: La continuación de la reacción refleja después del cese del estímulo puede ser proporcionada por PEPS polisinápticos de gran amplitud.
- Procesos eléctricos en los ganglios: En los ganglios simpáticos del sistema nervioso autónomo se registra un cambio característico de potenciales: un PEPS rápido es reemplazado por un PIPS lento, seguido de un PEPS lento y prolongado.
Preguntas de clases y exámenes
¿De qué depende la amplitud del PEPS?
La magnitud del potencial varía de 1 a 50 mV y depende de la cantidad de mediador liberado. Una vesícula (cuanto de mediador) cambia la carga de la membrana en 0,1 mV.
¿En qué se diferencia el PEPS del PIPS?
El PEPS provoca la despolarización de la membrana y favorece la conducción de la excitación (generación del potencial de acción). El PIPS (potencial postsináptico inhibidor) provoca hiperpolarización, impide alcanzar el umbral y bloquea la conducción de la señal.
¿Qué mediadores provocan el PEPS?
Los principales mediadores excitadores incluyen el glutamato, la acetilcolina y la noradrenalina. Su acción sobre la membrana postsináptica provoca despolarización y la formación del PEPS.
Qué más repasar sobre el tema
- Potencial postsináptico inhibidor (PIPS)
- Potencial de acción (PA)
- Transmisión sináptica
- Reverberación de la excitación
- Receptores NMDA
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