Sinapsis

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Sinapsis
Para otros usos de este término, véase Sinapsis (desambiguación).
Esquema con los principales elementos en una sinapsis modelo. La sinapsis permite a las c√©lulas nerviosas comunicarse con otras a trav√©s de los axones y dendritas, transformando una se√Īal el√©ctrica en otra qu√≠mica.

La sinapsis (del gr. ŌÉŌćőĹőĪŌąőĻŌā, "enlace") es una uni√≥n intercelular especializada entre neuronas.[1] En estos contactos se lleva a cabo la transmisi√≥n del impulso nervioso. √Čste se inicia con una descarga qu√≠mica que origina una corriente el√©ctrica en la membrana de la c√©lula presin√°ptica (c√©lula emisora); una vez que este impulso nervioso alcanza el extremo del ax√≥n (la conexi√≥n con la otra c√©lula), la propia neurona segrega un tipo de prote√≠nas (neurotransmisores) que se depositan en el espacio sin√°ptico (espacio intermedio entre esta neurona transmisora y la neurona postsin√°ptica o receptora). Estas prote√≠nas segregadas o neurotransmisores (noradrenalina y acetilcolina) son los encargados de excitar o inhibir la acci√≥n de la otra neurona.

Contenido

Origen de la palabra

La palabra sinapsis viene de sinapteína, que Sir Charles Scott Sherrington y colaboradores formaron con las palabras griegas sin-, que significa "juntos", y hapteina, es decir "con firmeza".

Marco de actividad

Estos enlaces qu√≠mico-el√©ctricos est√°n especializados en el env√≠o de cierto tipo de se√Īales de pervivencia, las cuales afectan a otras neuronas, a c√©lulas no neuronales como las musculares o cuando a uno glandulares.

Existen dos tipos de actividad base distinta, la actividad de pervivencia y la actividad de supervivencia.

La actividad sin√°ptica de pervivencia se desarrolla en estos contextos:

  • Entre dos neuronas: al est√≠mulo lo portan los neurotransmisores de tipo amino√°cido.
  • Entre una neurona y una c√©lula muscular: al est√≠mulo lo portan los neurotransmisores de tipo √©ster.
  • Entre una neurona y una c√©lula secretora: al est√≠mulo lo portan los neurotransmisores de tipo neurop√©ptido.

La actividad sin√°ptica de supervivencia se desarrolla en estos contextos:

  • En la actividad procreadora.
  • En la actividad de consumo alimenticio.
  • En la actividad de conservaci√≥n homeost√°tica extrema.

La sinapsis se produce en el momento en que se registra actividad químico-eléctrica presináptica y otra postsináptica. Si esta condición no se da, no se puede hablar de sinapsis." En dicha acción se liberan neurotransmisores" ionizados con base química, cuya cancelación de carga provoca la activación de receptores específicos que, a su vez, generan otro tipo de respuestas químico-eléctricas.

Cada neurona se comunica, al menos, con otras mil neuronas y puede recibir, simult√°neamente, hasta diez veces m√°s conexiones de otras. Se estima que en el cerebro humano adulto hay por lo menos 1014 conexiones sin√°pticas (aproximadamente, entre 100 y 500 billones). En ni√Īos alcanza los 1000 billones. Este n√ļmero disminuye con el paso de los a√Īos, estabiliz√°ndose en la edad adulta.[cita requerida]

Las sinapsis permiten a las neuronas del sistema nervioso central formar una red de circuitos neuronales. Son cruciales para los procesos biológicos que subyacen bajo la percepción y el pensamiento. También son el sistema mediante el cual el sistema nervioso conecta y controla todos los sistemas del cuerpo.

Sinapsis tripartita

De acuerdo con las √ļltimas investigaciones relacionadas con los astrocitos, esta sinapsis constar√≠a de tres elementos: los pre y postsin√°pticos neuronales y los astrocitos cercanos, que funcionar√≠an como reguladores en la transferencia de informaci√≥n en el interior del sistema nervioso.

Histología

Axón terminal
Estructura de una neurona cl√°sica

Desde el punto de vista histol√≥gico y funcional, una neurona tiene tres zonas principales: el cuerpo o soma, las dendritas y el ax√≥n. Estos dos √ļltimos elementos son los encargados de establecer las relaciones sin√°pticas: las dendritas son como antenas o tent√°culos que reciben la mayor√≠a de la informaci√≥n que proviene de otras c√©lulas; el ax√≥n, por su parte, es el cable con el que una neurona se conecta a otras.

Las conexiones pueden establecerse a muy corto alcance, a unos cientos de micr√≥metros a la redonda, o a distancias mucho mayores. La moto neuronas de la espina dorsal, por ejemplo, se comunican directamente con √≥rganos como los m√ļsculos para dar lugar al movimiento (sinapsis neuromuscular).

Una sinapsis protot√≠pica, como las que aparecen en los botones dendr√≠ticos, consiste en unas proyecciones citoplasm√°ticas con forma de hongo desde cada c√©lula que, al juntarse, los extremos de ambas se aplastan uno contra otro. En esta zona, las membranas celulares de ambas c√©lulas se juntan en una uni√≥n estrecha que permite a las mol√©culas de se√Īal llamadas neurotransmisores pasar r√°pidamente de una a otra c√©lula por difusi√≥n. El canal de uni√≥n de la neurona postsin√°ptica es de aproximadamente 20 nm de ancho, y se conoce como hendidura sin√°ptica.

Estas sinapsis son asimétricas tanto en su estructura como en su funcionamiento. Sólo la neurona presináptica segrega los neurotransmisores, que se unen a los receptores transmembrana que la célula postsináptica tiene en la hendidura. El terminal nervioso presináptico (también llamado botón sináptico o botón) normalmente emerge del extremo de un axón, mientras que la zona postsináptica normalmente corresponde a una dendrita, al cuerpo celular o a otras zonas celulares. La zona de la sinapsis donde se libera el neurotransmisor se denomina zona activa. En las zonas activas, las membranas de las dos células adyacentes están unidas estrechamente mediante proteínas de adhesión celular. Justo tras la membrana de la célula postsináptica aparece un complejo de proteínas entrelazadas denominado densidad postsináptica. Las proteínas de la densidad postsináptica cumplen numerosas funciones, que van desde el anclaje y movimiento de receptores de neurotransmisores de la membrana plasmática, hasta el anclaje de varias proteínas reguladoras de la actividad de estos receptores.

Tipos de sinapsis

Sinapsis eléctrica

Esquema de una sinapsis el√©ctrica A-B: (1) mitocondria; (2) uniones gap formadas por conexinas; (3) se√Īal el√©ctrica.
Artículo principal: Sinapsis eléctrica

Una sinapsis el√©ctrica es aquella en la que la transmisi√≥n entre la primera neurona y la segunda no se produce por la secreci√≥n de un neurotransmisor, como en las sinapsis qu√≠micas (v√©ase m√°s abajo), sino por el paso de iones de una c√©lula a otra a trav√©s de uniones gap, peque√Īos canales formados por el acoplamiento de complejos proteicos, basados en conexinas, en c√©lulas estrechamente adheridas.

Las sinapsis eléctricas son más rápidas que las sinapsis químicas pero menos plásticas; por lo demás, son menos propensas a alteraciones o modulación porque facilitan el intercambio entre los citoplasmas de iones y otras sustancias químicas. En los vertebrados son comunes en el corazón y el hígado.

Las sinapsis eléctricas tienen tres ventajas muy importantes:

  1. Las sinapsis eléctricas poseen una transmisión bidireccional de los potenciales de acción, en cambio la sinapsis química solo posee la comunicación unidireccional.
  2. En la sinapsis eléctricas hay una sincronización en la actividad neuronal lo cual hace posible una coordinada acción entre ellas.
  3. 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.

Sinapsis química

La sinapsis química se establece entre células que están separadas entre sí por un espacio de unos 20-30 nanómetros(nm), la llamada hendidura sináptica.

La liberación de neurotransmisores es iniciada por la llegada de un impulso nervioso (o potencial de acción), y se produce mediante un proceso muy rápido de secreción celular: en el terminal nervioso presináptico, las vesículas que contienen los neurotransmisores permanecen ancladas y preparadas junto a la membrana sináptica. Cuando llega un potencial de acción se produce una entrada de iones calcio a través de los canales de calcio dependientes de voltaje. Los iones de calcio inician una cascada de reacciones que terminan haciendo que las membranas vesiculares se fusionen con la membrana presináptica y liberando su contenido a la hendidura sináptica. Los receptores del lado opuesto de la hendidura se unen a los neurotransmisores y fuerzan la apertura de los canales iónicos cercanos de la membrana postsináptica, haciendo que los iones fluyan hacia o desde el interior, cambiando el potencial de membrana local. El resultado es excitatorio en caso de flujos de despolarización, o inhibitorio en caso de flujos de hiperpolarización. El que una sinapsis sea excitatoria o inhibitoria depende del tipo o tipos de iones que se canalizan en los flujos postsinápticos, que a su vez es función del tipo de receptores y neurotransmisores que intervienen en la sinapsis.

La suma de los impulsos excitatorios e inhibitorios que llegan por todas las sinapsis que se relacionan con cada neurona (1000 a 200.000) determina si se produce o no la descarga del potencial de acción por el axón de esa neurona.

Clases de transmisión sináptica

Se distinguen tres tipos principales de transmisión sináptica; los dos primeros mecanismos constituyen las fuerzas principales que rigen en los circuitos neuronales:

  • transmisi√≥n excitadora: aquella que incrementa la posibilidad de producir un potencial de acci√≥n;
  • transmisi√≥n inhibidora: aquella que reduce la posibilidad de producir un potencial de acci√≥n;
  • transmisi√≥n moduladora: aquella que cambia el patr√≥n y/o la frecuencia de la actividad producida por las c√©lulas involucradas.

Fuerza sin√°ptica

La fuerza de una sinapsis viene dada por el cambio del potencial de membrana que ocurre cuando se activan los receptores de neurotransmisores postsin√°pticos. Este cambio de voltaje se denomina potencial postsin√°ptico, y es resultado directo de los flujos i√≥nicos a trav√©s de los canales receptores postsin√°pticos. Los cambios en la fuerza sin√°ptica pueden ser a corto plazo y sin cambios permanentes en las estructuras neuronales, con una duraci√≥n de segundos o minutos, o de larga duraci√≥n (potenciaci√≥n a largo plazo o LTP), en que la activaci√≥n continuada o repetida de la sinapsis implica que los segundos mensajeros inducen la s√≠ntesis proteica en el n√ļcleo de la neurona, alterando la estructura de la propia neurona. El aprendizaje y la memoria podr√≠an ser resultado de cambios a largo plazo en la fuerza sin√°ptica, mediante un mecanismo de plasticidad sin√°ptica.

Integraci√≥n de se√Īales sin√°pticas

Despolarización en una célula excitable, causada por una respuesta sináptica.

Generalmente, si una sinapsis excitatoria es fuerte, un potencial de acci√≥n en la neurona presin√°ptica iniciar√° otro potencial en la c√©lula postsin√°ptica. En una sinapsis d√©bil, el potencial excitatorio postsin√°ptico ("PEPS") no alcanzar√° el umbral para la iniciaci√≥n del potencial de acci√≥n. En el cerebro, cada neurona mantiene conexiones o sinapsis con muchas otras, pudiendo recibir cada una de ellas m√ļltiples se√Īales. Cuando se disparan potenciales de acci√≥n simult√°neamente en varias neuronas que se unen en sinapsis d√©biles a otra neurona, pueden forzar el inicio de un impulso en esa c√©lula a pesar de que las sinapsis son d√©biles.

Por otro lado, una neurona presin√°ptica que libera neurotransmisores inhibitorios, como el GABA, puede generar un potencial inhibitorio postsin√°ptico ("PIPS") en la neurona postsin√°ptica, bajando su sensibilidad y la probabilidad de que se genere un potencial de acci√≥n en ella. As√≠ la respuesta de una neurona depende de las se√Īales que recibe de otras, con las que puede tener distintos grados de influencia, dependiendo de la fuerza de la sinapsis con esa neurona. John Carew Eccles realiz√≥ algunos experimentos importantes en los inicios de la investigaci√≥n sin√°ptica, por los que recibi√≥ el Premio Nobel de Fisiolog√≠a o Medicina en 1963. Las complejas relaciones de entrada/salida conforman las bases de la computaci√≥n basada en transistores, y se cree que funcionan de forma similar en los circuitos neuronales.

Propiedades y regulación

Tras la fusi√≥n de las ves√≠culas sin√°pticas y la liberaci√≥n de las mol√©culas transmisoras en la hendidura sin√°ptica, el neurotransmisor es r√°pidamente eliminado del espacio por prote√≠nas especializadas en su reciclaje, situadas en las membranas tanto presin√°ptica como postsin√°ptica. Esta recaptaci√≥n evita la desensibilizaci√≥n de los receptores postsin√°pticos y asegura que los potenciales de acci√≥n subsiguientes generen un PEP de la misma intensidad. La necesidad de una recaptaci√≥n y el fen√≥meno de la desensibilizaci√≥n en los receptores y canales i√≥nicos significa que la fuerza de la sinapsis puede disminuir si un tren de potenciales de acci√≥n llega en una sucesi√≥n r√°pida, un fen√≥meno que hace que exista una dependencia de la frecuencia en las sinapsis. El sistema nervioso se aprovecha de esta propiedad para computaciones, y puede ajustar las sinapsis mediante la fosforilaci√≥n de las prote√≠nas implicadas. El tama√Īo, n√ļmero y tasa de reposici√≥n de las ves√≠culas tambi√©n est√° sujeto a regulaci√≥n, as√≠ como otros muchos aspectos de la transmisi√≥n sin√°ptica. Por ejemplo, un tipo de f√°rmaco conocido como inhibidores selectivos de la recaptaci√≥n de serotonina o SSRI afectan a ciertas sinapsis inhibiendo la recaptaci√≥n del neurotransmisor serotonina. Por el contrario, un neurotransmisor excitatorio muy importante, la acetilcolina, no es recaptada, pero es eliminada por acci√≥n de la enzima acetilcolinesterasa.

El papel de las sinapsis en los fenómenos plásticos

Artículo principal: Neuroplasticidad

La modificación de los parámetros sinápticos pueden modificar el comportamiento de los circuitos neurales y la interacción entre los diferentes módulos que componen el sistema nervioso (modal). Dichos cambios están englobados en un fenómeno conocido como neuroplasticidad.

Sinapsis inmunitarias

Por analogía con las sinapsis descritas, el encuentro entre una célula antigénica y un linfocito se denomina a veces sinapsis inmunitaria.

Notas

Bibliografía

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  • Kandel ER, Schwartz JH, Jessell TM: Principios de neurociencia. Madrid: McGraw-Hill, 2001, 4ta ed. ISBN 84-486-0311-7
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  • Perea, Gertrudis y Alfonso Araque, "Sinapsis tripartita", Mente y cerebro, 27, 2007, p√°gs. 50-55.
  • Purves D, et al: "Ion Channels Underlying Action Potentials". En Neuroscience. Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates, 2004, tercera ed. ISBN 0-87893-725-0 Disponible en l√≠nea

Véase también

Enlaces externos


Wikimedia foundation. 2010.

Mira otros diccionarios:

  • sinapsis ‚ÄĒ f. anat. Zona de conexi√≥n sin contacto f√≠sico entre dos terminaciones nerviosas; entre el extremo distal del ax√≥n de una neurona y las dendritas de la siguiente. La transmisi√≥n del impulso se produce mediante el transporte de los… ‚Ķ   Diccionario m√©dico

  • sinapsis ‚ÄĒ (Del gr. ŌÉŠĹĽőĹőĪŌąőĻŌā, uni√≥n, enlace). f. Relaci√≥n funcional de contacto entre las terminaciones de las c√©lulas nerviosas ‚Ķ   Diccionario de la lengua espa√Īola

  • Sinapsis ‚ÄĒ ‚Ėļ sustantivo femenino BIOLOG√ćA Relaci√≥n funcional de contacto que existe entre las terminaciones de las c√©lulas nerviosas o entre una neurona motora y un m√ļsculo. IRREG. plural sinapsis * * * sinapsis (del gr. ¬ęs√Ĺnapsis¬Ľ, uni√≥n) f. Anat. Conexi√≥n ‚Ķ   Enciclopedia Universal

  • sinapsis ‚ÄĒ {{ÔľÉ}}{{LM S35832}}{{„Äď}} {{ÔľĽ}}sinapsis{{ÔľĹ}} ‚ÄĻsi¬∑nap¬∑sis‚Äļ {{‚óÜ}}(pl. sinapsis){{‚óá}} {{„Ää}}‚Ėć s.f.{{„Äč}} Relaci√≥n funcional de contacto entre las terminaciones de las c√©lulas nerviosas. {{‚ėÖ}}{{Ôľľ}}ETIMOLOG√ćA:{{ÔľŹ}} Del griego syn√°psis (uni√≥n, enlace) ‚Ķ   Diccionario de uso del espa√Īol actual con sin√≥nimos y ant√≥nimos

  • Sinapsis (desambiguaci√≥n) ‚ÄĒ Sinapsis puede referirse a: Sinapsis, uniones que se producen entre el ax√≥n de una neurona y las dendritas o cuerpo celular de otra neurona. Sinapsis, proceso que ocurre en la primera divisi√≥n mei√≥tica, en el cigonema de la profase I. Esta p√°gina ‚Ķ   Wikipedia Espa√Īol

  • sinapsis axonoax√≥nica ‚ÄĒ Tipo de sinapsis en la que el ax√≥n de una neurona se pone en contacto con el ax√≥n de otra neurona. Diccionario Mosby Medicina, Enfermer√≠a y Ciencias de la Salud, Ediciones Hancourt, S.A. 1999 ‚Ķ   Diccionario m√©dico

  • sinapsis axonodendrosom√°tica ‚ÄĒ Tipo de sinapsis en la que el ax√≥n de una neurona se pone en contacto tanto con las dendritas como con el cuerpo celular de otra neurona. Diccionario Mosby Medicina, Enfermer√≠a y Ciencias de la Salud, Ediciones Hancourt, S.A. 1999 ‚Ķ   Diccionario m√©dico

  • sinapsis axonodendr√≠tica ‚ÄĒ Tipo de sinapsis en la que el ax√≥n de una neurona se pone en contacto con las dendritas de otra neurona. Diccionario Mosby Medicina, Enfermer√≠a y Ciencias de la Salud, Ediciones Hancourt, S.A. 1999 ‚Ķ   Diccionario m√©dico

  • sinapsis axonosom√°tica ‚ÄĒ Tipo de sinapsis en la que el ax√≥n de una neurona se pone en contacto con el cuerpo celular de otra neurona. Diccionario Mosby Medicina, Enfermer√≠a y Ciencias de la Salud, Ediciones Hancourt, S.A. 1999 ‚Ķ   Diccionario m√©dico

  • sinapsis dendrodendr√≠tica ‚ÄĒ Tipo de sinapsis en la que la dendrita neuronal contacta con otra procedente de otra neurona. Diccionario Mosby Medicina, Enfermer√≠a y Ciencias de la Salud, Ediciones Hancourt, S.A. 1999 ‚Ķ   Diccionario m√©dico


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