Sinapsis
La sinapsis es la comunicación funcional entre las neuronas que permite transformar una señal electroquímica, en una señal química capaz de atravesar el espacio sináptico.
Según el mecanismo de propagación, existen dos tipos de sinapsis: eléctrica y química.
La sinapsis eléctrica ocurre entre neuronas conectadas estrechamente por canales proteicos llamados conexones, que transmiten iones de neurona a neurona.
La sinapsis química tiene lugar entre neuronas pre sinápticas que liberan una sustancia química denominada neurotransmisor hacia el espacio sináptico, el que la separa de la neurona pos sináptica, en cuya membrana se encuentran los receptores específicos, que permiten la propagación o inhibición del un impulso nervioso, fenómeno conocido como potencial excitatorio pos sinápticos y potencial inhibitorio postsinápticos, respectivamente.
Una vez que los neurotransmisores cumplen su función deben ser eliminados del espacio sináptico para el correcto funcionamiento de la sinapsis. Esto puede ocurrir de dos formas: enzimas específicas destruyen al neurotransmisor o bien los transportadores de neurotransmisores los llevan hasta la membrana de la neurona presináptica que los había liberado (recaptación).
Además de sinapsis entre neuronas, también existen sinapsis entre neuronas y células motoras o musculares, a este tipo de comunicación se le denomina unión neuromuscular o placa motora.
El potencial en la célula postsináptica. En una sinapsis débil, el potencial excitatorio postsináptico ("PEPS") no alcanzará el umbral para la iniciación del potencial de acción. En el cerebrIntegración de señales sinápticasGeneralmente, si una sinapsis excitatoria es fuerte, un potencial de acción en la neurona presináptica iniciará otro poto, cada neurona mantiene conexiones o sinapsis con muchas otras, pudiendo recibir cada una de ellas múltiples señales. Cuando se disparan potenciales de acción simultáneamente en varias neuronas que se unen en sinapsis débiles a otra neurona, pueden forzar el inicio de un impulso en esa célula a pesar de que las sinapsis son débiles.
Por otro lado, una neurona presináptica que libera neurotransmisores inhibitorios, como el GABA, puede generar un potencial inhibitorio postsináptico ("PIPS") en la neurona postsináptica, bajando su sensibilidad y la probabilidad de que se genere un potencial de acción en ella. Así la respuesta de una neurona depende de las señales 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 realizó algunos experimentos importantes en los inicios de la investigación sináptica, por los que recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1963. Las complejas relaciones de entrada/salida conforman las bases de la computación basada en transistores, y se cree que funcionan de forma similar en los circuitos neuronales.
La conducción de un impulso a través del axón es un fenómeno eléctrico causado
por el intercambio de iones Na+ y K+ a lo largo de la membrana. En cambio, latrasmisión del impulso de una neurona a otra o a una célula efectora no neuronal depende de la acción de neurotransmisores (NT) específicos sobre receptores también específicos.
Cada neurona individual genera un PA idéntico después de cada estímulo y lo conduce a una velocidad fija a lo largo del axón. La velocidad depende del diámetro axonal y del grado de mielinización. En las fibras mielínicas la velocidad en metros/segundo (m/s) es aproximadamente 3,7veces su diámetro (m)
LA SINAPSIS Y LOS NEUROTRANSMISORES
Es necesario considerar lo siguiente:
1. Una célula nerviosa o neurona (hay más de 100 000 millones en el cerebro) nunca llegará a tocarse con otra, aun cuando estén muy cercanas entre sí, pero se comunican por una zona especializada que se llama sinapsis. Esta pequeñísima separación se denomina hendidura sináptica.
2. La comunicación entre las neuronas (impulso nervioso) se efectúa por medios químicos. Cuando llega un impulso nervioso a una célula, ésta libera una sustancia química llamada neurotransmisor, que se difunde y llena la hendidura sináptica, siendo así captado el impulso nervioso por los receptores de la neurona continua en menos de un milésimo de segundo.
Estos neurotransmisores pueden producir excitación de la neurona siguiente o receptora cuando hay aumento de los iones de sodio o inhibición cuando el aumento es de iones de potasio o cloro. La cantidad de neurotransmisores liberados está directamente relacionada con el número de iones de calcio que penetran a la neurona. Hay más de cien sustancias químicas diferentes que funcionan como neurotransmisores y pueden ser:
a) De acción rápida:
i) Clase I: acetilcolina
ii) Clase II: aminas: noradrenalina, dopamina y serotonina (histamina).
b) De acción lenta pero más duradera: neuropéptidos.
i) Hormona hipotalámica liberadora de tirotropina
ii) Péptidos hipofisarios: endorfinas, ACTH, etc.
iii) Péptidos que actúan en el cerebro y en el intestino:
(1) Sustancia P - VIP (péptido intestinal vasoactivo)
(2) Insulina, etc.
La noradrenalina, por ejemplo, controla el estado anímico de la mente; la serotonina actúa inhibiendo las vías del dolor de la médula, modifica el sueño y los movimientos. Una vez que el neurotransmisor ha sido liberado es destruido o eliminado para evitar que su acción se perpetúe. Las neuronas aumentan su excitabilidad con ligeros cambios del PH de los líquidos que las rodeen. Normalmente el PH es de 7.4 y un aumento a 7.8 puede ocasionar convulsiones.
Con el aumento del oxígeno en la sangre, el PH se eleva momentáneamente y se produce una ligera alcalosis, lo que hace que aumente la excitabilidad de las células cerebrales y respondan más rápidamente a cualquier estímulo. Este fenómeno sucede en el individuo que practica la concentración mental, ya que al llegar más oxígeno al cerebro aumenta la excitabilidad de dichas neuronas y adquiere un estado de mente condicionada junto con todo el proceso que lo acompaña.
Los impulsos nerviosos pasan de una neurona a otra pero pueden ser:
1. Bloqueados
2. Únicos o repetitivos
3. Pueden integrarse con otros impulsos nerviosos procedentes de otras neuronas, lo que forma una complicada red para realizar múltiples funciones psíquicas o fisiológicas.
El mecanismo de la meditación y la mente condicionada radica en la liberación de neurotransmisores que por medio del entrenamiento en concentración mental pueden ser influidos a voluntad. De esta manera es posible explicar fenómenos que hasta épocas recientes parecían actos de magia y a los que era imposible darles una respuesta científica comprensible.
Es así como ahora nos explicamos el poder de la mente y las maravillas que pueden ocurrir con el entrenamiento apropiado de estas células cerebrales. El campo de acción es ilimitado y entre más continua e ininterrumpida sea la práctica del control mental, mayores serán sus beneficios. De una manera general, al ser excitado voluntariamente el hipotálamo por medio de la meditación, se emiten neurotransmisores con los que se comunica con todos los sistemas llegando a formar con la práctica la mente condicionada.
Principales neurotransmisores
El ácido g-aminobutírico (GABA) es el principal NT inhibitorio cerebral. Deriva del ácido glutámico, mediante la decarboxilación realizada por la glutamatodescarboxilasa.
Tras la interacción con los receptores específicos, el GABA es recaptado activamente por la terminación y metabolizado. La glicina tiene una acción similar al GABA pero en las interneuronas de la ME. Probablemente deriva del metabolismo de la serina.
La serotonina (5-hidroxitriptamina) (5-HT) se origina en el núcleo del rafe y las neuronas de la línea media de la protuberancia y el mesencéfalo. Deriva de la hidroxilación del triptófano mediante la acción de la triptófano-hidroxilasa que produce 5-hidroxitriptófano; éste es descarboxilado, dando lugar a la serotonina.Los niveles de 5-HT están regulados por la captación de triptófano y por la acción de la monoaminooxidasa (MAO) intraneuronal.
La acetilcolina es el NT fundamental de las neuronas motoras bulbo-espinales, las fibras preganglionares autónomas, las fibras colinérgicas posganglionares (parasimpáticas) y muchos grupos neuronales del SNC (p. ej., ganglios basales y corteza motora). Se sintetiza a partir de la colina y la acetil-coenzima Amitocondrial, mediante la colinacetiltransferasa. Al ser liberada, la acetilcolina estimula receptores colinérgicos específicos y su interacción finaliza rápidamente por hidrólisis local a colina y acetato mediante la acción de la acetilcolinesterasa. Los niveles de acetilcolina están regulados por la colinacetiltransferasa y el grado de captación de colina.
La dopamina es el NT de algunas fibras nerviosas y periféricas y de muchas neuronas centrales. El aminoácido tirosina es captado por las neuronas dopaminérgicas y convertido en 3,4-dihidroxifenilalanina (dopa) por medio de la tirosina-hidroxilasa. La dopa se decarboxila hasta dopamina por la acción de la descarboxilasa de l-aminoácidos aromáticos. Tras ser liberada, la dopamina interactúa con los receptores dopaminérgicos y el complejo NT-receptor es captado de forma activa por las neuronas presinápticas. La tirosina-hidroxilasa y la MAO regulan las tasas de dopamina en la terminación nerviosa.
La noradrenalina es el NT de la mayor parte de las fibras simpáticas posganglionares y muchas neuronas centrales .El precursor es la tirosina, que se convierte en dopamina, ésta es hidroxilada por la dopamina b-hidroxilasa a noradrenalina. Cuando se libera, ésta interactúa con los receptores adrenérgicos, proceso que finaliza con su recaptación por las neuronas presinápticas, y su degradación por la MAO y por la catecol-O-metiltransferasa (COMT), que se localiza sobre todo a nivel extraneuronal. La tirosina-hidroxilasa y la MAO regulan los niveles intraneuronales de noradrenalina.
La b-endorfina es un polipéptido que activa muchas neuronas. El cuerpo neuronal contiene un gran polipéptido denominado proopiomelanocortina, el precursor de varios . Este polipéptido es transportado a lo largo del axón y se divide en fragmentos específicos, uno de los cuales es la bendorfina, que contiene 31 aminoácidos. Tras su liberación e interacción con los receptores opiáceos, se hidroliza por acción de peptidasas en varios péptidos menores y aminoácidos.
del tracto solitario.
Hay dos tipos de sinapsis químicas:
1) Sinapsis excitatoria: la unión del neurotransmisor al receptor produce una despolarización de la membrana postsináptica llamada potencial excitatorio postsinático, PEPS. El PEPS
es un potencial electrotónico o graduado; su amplitud depende del número de canales
abiertos y se propaga con decremento.
2) Sinapsis inhibitoria: la unión del neurotransmisor al receptor produce una hiperpolarización de la membrana postsináptica llamada potencial inhibitorio postsináptico, PIPS. El
PIPS es igualmente un potencial graduado.
3.1 Características de los potenciales postsinápticos
a) Amplitud: los potenciales postsinápticos son
de pequeña amplitud, ya que pueden medir
entre 0,2 a 0,4 mV. Normalmente se requieren múltiples potenciales postsinápticos
para que la neurona postsináptica alcance el
umbral.
b) Duración: a diferencia de los potenciales de
acción que tienen un desarrollo temporal muy
rápido, los potenciales postsinápticos presentan una duración muy larga, por término
medio pueden durar unos 15 mseg.
c) Retardo o retraso sináptico: desde la llegada del potencial de acción al terminal presináptico hasta que se producen los cambios
de potencial en la membrana postsináptica
hay una latencia de 0,3 a 0,5 ms.
d) Fatiga sináptica: la respuesta postsináptica va declinando en amplitud pudiendo llegar a desaparecer si la frecuencia de potenciales de acción de la neurona presináptica es muy alta. Esto es debido al agotamiento del neurotransmisor, ya que si se aplica externamente la sinapsis responde.
e) Dependencia del medio externo, las sinapsis química por el hecho de utilizar una sustancia
que ha de recorrer el espacio extracelular está sometida a las influencias que se puedan producir en dicho medio
Mecanismos de integración sináptica
Existen varios mecanismos mediante los cuales una neurona postsináptica puede realizar la integración de las entradas sinápticas:
1) Sumación. Este proceso implica que la neu-
rona postsináptica esta realizando un proce-
so continuo de suma de los potenciales sinápticos que llegan hasta ella. Existen dos
tipos de sumación.
a) Espacial: cuando los potenciales sinápticos se producen de forma simultánea en diferentes regiones de la membrana neu-
ronal.
b) Temporal: cuando los potenciales sinápticos se producen en la misma región de
membrana, pero se suman en el tiempo ya que aprovechando su larga duración
se genera un potencial sináptico sin haber concluido el anterior, es decir sin que
la membrana haya vuelto a su valor de reposo
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