Las sinapsis son relaciones de contigüidad especializadas entre neuronas que facilitan la transmisión de los impulsos desde una neurona (presináptica) hacia otra (postsináptica).
Se producen entre axones y células efectoras (dianas) como las fibras musculares y las células glandulares.
Las sinapsis entre neuronas pueden clasificarse en:
(video de una sinapsis química completa)
Una sinapsis eléctrica es aquella en la que la transmisión entre la primera neurona y la segunda no se produce por la secreción de un neurotransmisor, como en las sinapsis químicas, sino por el paso de iones de una célula a otra a través de uniones gap (pequeños canales formados por el acoplamiento de complejos proteicos) basados en conexinas (células estrechamente adheridas).
Las sinapsis eléctricas tienen 3 ventajas muy importantes:
- Axodendríticas: ocurren entre axones y dendritas.
- Axosomáticas: se producen entre axones y el soma neuronal.
- Axoaxónicas: ocurren entre axones y axones.
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| Diagrama de la clasificación de las sinapsis anteriormente descriptas |
Las sinapsis se clasifican en químicas y eléctricas:
La clasificación depende del mecanismo de conducción de los impulsos nerviosos y de la manera en que se genera el potencial de acción en las células dianas.
- Sinapsis químicas: en las que las conducción de los impulsos se consigue por la liberación de sustancias químicas (neurotransmisores) desde la neurona presináptica. Los neurotransmisores luego se difunden a través del estrecho espacio intercelular que separa la neurona presináptica de la neurona postsináptica o la célula diana.
- Sinapsis eléctrica: son comunes en invertebrados y contienen uniones hendidura (nexos) que permiten el movimiento de los iones entre las células y en consecuencia, posibilitan la propagación directa de una corriente eléctrica de una célula a otra. Estas sinapsis no necesitan neurotransmisores para funcionar. Las uniones hendidura entre las células musculares lisas y cardíacas son equivalentes en mamíferos de las sinapsis eléctricas.
Sinapsis química
Una sinapsis química típica contiene un botón presináptico, una hendidura sináptica y una membrana postsináptica.
- Botón presináptico (componente presináptico): es el extremo de la prolongación neuronal desde el que se liberan los neurotransmisores. Este botón se caracteriza por contener vesículas sinápticas, que contienen los neurotransmisores.
- Hendidura sináptica: es el espacio que separa la neurona presináptica de la neurona postsináptica o de la célula diana, y que el neurotransmisor debe atravesar.
- Membrana postsináptica (componente postsináptico): contiene sitios receptores con los que interacciona el neurotransmisor, "neuroreceptores".
Transmisión sináptica
Cuando un impulso nervioso alcanza el botón terminal la inversión de voltaje a través de la membrana producida por el impulso determina que se abran canales de Ca 2+ activados por el voltaje en la membrana del botón. La entrada de calcio desde el espacio extracelular provoca la migración de las vesículas sinápticas hacia la membrana presináptica y su fusión con ella, lo que produce la liberación del neurotransmisor hacia la hendidura sináptica por exocitosis o porocitosis.
El neurotransmisor se difunde entonces a través de la hendidura sináptica. Al mismo tiempo la membrana presináptica forma rápidamente vesículas endocíticas que retornan al compartimiento endosómico para ser recargadas con neurotransmisores.
Mientras tanto, receptores específicos de la membrana postsináptica fijan el neurotransmisor y determinan que se abran canales de Na+ en ese membrana para permitir que ingrese Na+ a la neurona. Este flujo iónico causa una despolarización local en la membrana postsináptica, que a su vez, en condiciones favorables, puede causar la apertura de los canales de Na+ activados por voltaje que hay en esa misma región, con lo que se genera un impulso nervioso. La generación de impulsos en la neurona postsináptica se debe a la acción sumatoria de centenares de sinapsis.
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| Diagrama de una sinapsis química axodendrítica |
La naturaleza química del neurotransmisor determina el tipo de respuesta en esa sinapsis en la generación de impulsos nerviosos. Es decir, la liberación de neurotransmisor por el componente presináptico puede causar excitación o inhibición en la membrana postsináptica. La generación definitiva de un impulso nervioso en una neurona postsináptica depende de la suma de los impulsos excitadores e inhibidores que llegan a la neurona. Esto permite la regulacion precisa de la reacción de una neurona postsináptica. La función de las sinapsis no consiste simplemente en transmitir impulsos de manera inalterada de una neurona a otra, sino que las sinapsis permiten el procesamiento de los impulsos recibidos por las neuronas.
Los neurotransmisores liberados hacia la hendidura sináptica pueden ser degradados o recapturados. El proceso mas común para eliminar un neurotransmisor después de su liberación hacia la hendidura sináptica se denomina recaptación de alta afinidad. Alrededor del 80% de los neurotransmisores liberados se eliminan por este mecanismo. Estos y otros transmisores son reincorporados en vesículas en el componente presináptico por endocitosis y quedan disponibles para su reciclaje. Enzimas asociadas con la membrana postsináptica degradan el 20% restante de los neurotransmisores.
Sinapsis eléctrica
Las sinapsis eléctricas tienen 3 ventajas muy importantes:
- Las sinapsis eléctricas poseen una transmisión bidireccional de los potenciales de acción, en cambio la sinapsis química solo posee la comunicación unidireccional.
- En la sinapsis eléctricas hay una sincronización en la actividad neuronal lo cual hace posible una coordinada acción entre ellas.
- La comunicación es más rápida en la sinapsis eléctricas que en las químicas, debido a que los potenciales de acción pasan a través del canal proteico directamente sin necesidad de la liberación de los neurotransmisores.