Departamento de Ciencia y Tecnología GUÍA DE ESTUDIO III Medio Sinapsis Nombre alumno ( a ) Curso : III OBJETIVOS - Explicar los fenómenos de la transmisión de impulsos durante la sinapsis. - Describir la función y modo de acción de los neurotransmisores CONCEPTO DE SINAPSIS Es un proceso de conexión entre células neuronales o entre células neuronales y células blanco (células musculares o glandulares) que mediante la estimulación química y eléctrica de la membrana producen la transferecia de información en forma de impulsos nerviosos o potenciales eléctricos. Como es una unión especializada de un botón terminal del axón (que forma parte de la arborización terminal) que contacta con otra neurona u otro tipo celular, la dirección normal del flujo de información se produce desde la terminal del axón hasta la neurona diana o célula diana. La sinapsis tiene dos caras: una presináptica y otra postsináptica. Los nombres indican la dirección en que se transmite la información que va desde pre hasta post. La cara presináptica suele ser la terminal del axón y la cara postsináptica puede ser una dendrita o el soma de una neurona. Por lo tanto la neurona presináptica es la que transmite el impulso y la neurona postsináptica, la que lo recibe. La transmisión de información de una neurona a otra recibe el nombre de transmisión sináptica. FUNCIONES DE LA SINAPSIS Es fundamental para mantener un estado de equilibrio en los organismos debido a que permite filtrar e intergrar la información. Es una alternativa en la distribución de los impulsos que llegan a la neurona y con ello da la posibilidad de variar la respuesta a un estímulo. Las reacciones pueden ser muy variadas mientras sea mayor el número de alternartivas de distribución que tengan los impulsos dentro del sistema nervioso.
TIPOS DE SINAPSIS Morfológico: Axodendrítica: sinapsis que ocurre entre axones y dendritas Axosomática: sinapsis que une axones con el cuerpo celular neuronal Axoaxónica : sinapsis que se establece entre axones. Funcional: SINAPSIS ELÉCTRICA Axoaxónica Características Durante una sinapsis electrica ocurre un contacto membrana a membrana, en donde las corrientes de iones se propagan en forma directa entre células adyacentes mediante uniones de abertura o nexos. Cada una de estas uniones contiene proteínas tubulares que se llaman conexones. Forman túneles con los que se conecta el citosol de dos células. Moléculas y iones pueden fluir bidireccionalmente a través de estas proteínas entre células contiguas. En el caso de iones constituye una ruta para el flujo de corriente. Este tipo de uniones de abertura son muy comunes musculo liso, miocardio y embriones en desarrollo. También se encuentran en SNC, en el humano a nivel de retina, núcleos del encéfalo y corteza cerebral. Ventajas: Comunicación más rápida. Potenciales de acción (la entrada de Na + que causa despolarización) se conducen directamente a través de la uniones de abertura o nexos.
Sincronización: las sinápsis eléctricas hace posible que se sincronice la actividad de un grupo de neuronas o fibras musculares. Son muy importantes los potenciales de acción sincronizados en el corazón, o músculo liso visceral para mantener una actividad coordinada de todas sus fibras. Transmisión bidireccional: en la sinapsis eléctrica es posible la transmisión bidireccional de los potenciales de acción. SINAPSIS QUÍMICA Características En las neuronas pre y postsinápticas no hay contacto físico entre sus membranas plasmáticas. Están separadas por la hendidura sináptica, que es un espacio de 20 a 50 nm lleno de líquido intersticial. Los impulsos nerviosos no pueden propagarse a través de la hendidura sináptica, por lo que la neurona presináptica libera un neurotransmisor (señal química) que difunde en la hendidura sináptica. El neurotransmisor actúa en receptores de la membrana plasmática de la neurona postsináptica. Esta recibe el mensaje químico y genera un impulso eléctrico. El impulso eléctrico presinaptico se convierte en una señal química (neurotransmisor liberado). La neurona postsinaptica recibe el mensajero químico y genera un impulso eléctrico postsináptico. Para que ocurran todos estos procesos en la sinapsis química hay un tiempo de demora sináptica que provoca una transmisión más lenta del impulso nervioso. En las sinapsis químicas solamente es posible la transmisión unidireccional de información (sólo una dirección) de pre a post o a algún efector como una fibra muscular o glándula. Solamente los terminales axónicos de la neurona pueden liberar neurotransmisores y únicamente la membrana de la neurona postsináptica posee proteínas receptoras adecuadas para reconocer el neurotransmisor y unirse a él.
COMO SE PRODUCE UNA SINAPSIS QUÍMICA? Llega un potencial de acción al botón terminal del axón. La fase de despolarización del potencial de acción abre los canales de Ca 2+ de voltaje, además de otros canales similares de Na + que abren de forma normal. Hay una alta concentración de calcio en el líquido extracelular por lo tanto entran a la célula por los canales abiertos. El aumento de la concentración de calcio en el interior de la neurona presináptica desencadena la exocitosis de algunas vesículas sinápticas. Al fusionarse las membrana de las vesículas con la plasmática, las moléculas de los neurotransmisores del interior de las vesículas se liberan en la hendidura sináptica. Cada vesícula tiene una gran cantidad de moléculas de neurotransmisor. Las moléculas del neurotransmisor difunde la hendidura sináptica y se unen con los receptores de neurotransmisores en la membrana plasmática de la neurona postsináptica. El receptor puede ser parte del canal iónico de ligando o una proteína independiente en la membrana. La unión de las moléculas de neurotransmisor con sus receptores en los canales iónicos de ligando abre los canales y permite el flujo de iones específicos a través de la membrana. Dependiendo del tipo de iones que admitan los canales, el flujo iónico produce despolarización o hiperpolarización en la membrana postsináptica. Si se abren canales de Na + y entran estos iones, se genera una despolarización. Mientras que la apertura de canales para Cl - y el flujo de este ión causa la hiperpolarización. Potenciales Postsinápticos Excitatorios e Inhibitorios Cuando se une el neurotransmisor con su receptor en la membrana postsináptica se produce un potencial bajo el umbral necesario para producir un potencial de acción en la membrana postsináptica. Se genera entonces un Potencial Graduado, es decir un potencial localizado que provoca una leve perturbación en la membrana postsináptica que permanecía en reposo, que avanza muy poco hasta desaparecer, por lo que permite la comunicación sólo a distancias cortas. Ocurre principalmente en dendritas y somas neuronales. El potencial postsináptico es un tipo de potencial graduado, que puede tener un efecto inhibidor al provocar la apertura de canales de Cl -, causando una hiperpolarización de la memebrana postsináptica. El potencial postsinaptico puede tener un efecto excitador cuando provoca la apertura de los canales de Na + y Ca +2 generando una despolarización parcial y transitoria que no inicia un potencial de acción.
Para alcanzar el umbra e iniciar un potencial de acción, la neurona postsináptica debe integrar la mayor cantidad de impulsos, lo que se llama sumación. La sumación espacial se origina cuando hay una acumulación de un neurotransmisor que liberan simultáneamente varios botones terminales presinápticos. Sumación termporal cuando la acumulación de neurotransmisor sucede porque hay un botón terminal que está liberando repetidamente la sustancia química. NEUROTRANSMISORES Carácteristicas La molécula debe ser sintetizada y almacenada en la neurona presináptica. La molécula debe ser liberada por el terminal del axón presináptico durante la estimulación. Deben existir receptores específicos para la sustancia en la célula postsináptica TIPOS DE NEUROTRANSMISORES - Acetilcolina neurotransmisor excitatorio en algunas sinapsis como la unión neuromuscular. También es inhibitorio, por ejemplo las neuronas parasimpáticas del nervio vago que inerva el corazón. Allí el efecto es desacelerar la frecuencia cardiaca por medio de la sinapsis inhibitoria. - Noradrenalina y adrenalina: se ha relacionado con la mantención del estado de vigilia y la regulación del estado de ánimo. Sirven como hormonas. - Serotonina neurotransmisor que regula el humor, sueño y conducta emocional. - Glutamato efectos excitatorios - GABA importante neurotransmisor inhibitorio RETIRO DEL N EUROTRANSMISOR 1. Difusión: las moléculas de neurotransmisor salen de la hendidura sináptica al difundir de acuerdo a su grandiente de concentración (mayor a menor). 2. Degradación enzimática: algunos neurotransmisores se inactivan por degradación enzimática. Afecta a la acetilcolina. 3. Captación por células: pueden ser transportados activamente de regreso a la neurona que los liberó (recaptación) ej: noradrenalina es reciclada por proteínas de la membrana llamadas transportadores. O a las células gliales adyacentes. MODIFICACIÓN DE LOS EFECTOS DE UN NEUROTRANSMISOR 4. se puede estimular o inhibir la síntesis del neurotransmisor 5. se puede bloquear o intensificar la liberación del neurotransmisor 6. se puede estimular o inhibir el retiro del neurotransmisor. 4. bloqueo o activación del sitio receptor del neurotransmisor. ACTIVIDADES: Responda las siguientes preguntas en relación a lo expuesto en el documento. 1.- Defina el concepto de Sinapsis 2.- Señale que es una neurona presináptica y postsináptica 3.- Explique que significa la unidireccionalidad en la conducción del impulso nervioso en la sinapsis.
4.- Confeccione un cuadro señalando las diferencias entre una sinapsis química y una eléctrica. 5.- Indique en que consiste una sinapsis: a) axodendrítica b) axosomática c) axoaxónica 6.- Defina: a) potencial postsináptico excitador e inhibidor b) neurotransmisor c) hendidura sináptica d) potencial graduado 7.- En que condiciones un neurotransmisor es capaz de inhibir o excitar una neurona postsináptica. 8.- Señale la diferencia entre una sumación espacial y una temporal. 9.- Señale las estructuras involucradas en las sinapsis indicadas con los números: 1 2 3 4 5 6 7 10.- La siguiente figura representa una sinapsis química, a que corresponden: - la letra A: - la letra B: - el n 1: - el n 2 : - el n 3 : 11.- Indique la secuencia de los acontecimientos que ocurren en una sinapsis química 12.- Un neurotransmisor no puede permanecer por un tiempo prolongado en la hendidura sináptica, al respecto explique de que maneras puede este ser retirado de la hendidura. 13.- Investigue por qué un mismo neurotransmisor puede tener efectos distintos en células de diferente origen. Señale un ejemplo.