Transmisión sináptica y función de los neurotransmisores
La transmisión sináptica es el proceso mediante el cual una neurona se comunica con otra neurona o con una célula efectora a través de una sinapsis. En la sinapsis química dominante, un potencial de acción que llega desencadena la liberación de neurotransmisores dependiente del calcio, que se difunden a través de la hendidura sináptica y se unen a los receptores postsinápticos para cambiar el potencial de membrana de la célula diana. Esta área cubre la maquinaria celular y molecular de esa cadena de señalización y los sistemas de neurotransmisores que la llevan a cabo.
Definition
La transmisión sináptica es la conducción de una señal desde una neurona presináptica a una célula postsináptica, lograda en las sinapsis químicas mediante la liberación regulada y desencadenada por calcio de un neurotransmisor que se une a los receptores de la célula diana y altera su excitabilidad.
Scope
Esta área orienta al lector sobre la señalización sináptica química en el sistema nervioso: cómo se sintetiza y empaqueta el transmisor, cómo su liberación se acopla a la entrada de calcio, cómo los receptores postsinápticos transducen la señal química, cómo se integran las entradas excitatorias e inhibitorias, y cómo la fuerza sináptica se modifica con el uso. Está organizada como una referencia de fisiología y no proporciona orientación para el manejo clínico.
Sub-topics
Core questions
- ¿Cómo se convierte la despolarización presináptica en liberación de neurotransmisores?
- ¿Cómo traducen los receptores postsinápticos la unión del transmisor en un cambio eléctrico o bioquímico?
- ¿Cómo integra una sola neurona muchas entradas excitatorias e inhibitorias convergentes?
- ¿Cómo se altera la fuerza sináptica en escalas de tiempo cortas y largas?
Key concepts
- Sinapsis química y hendidura sináptica
- Terminal presináptico y zona activa
- Exocitosis de vesículas desencadenada por calcio
- Receptores de neurotransmisores (ionotrópicos y metabotrópicos)
- Potenciales postsinápticos excitatorios e inhibitorios
- Integración sináptica
- Plasticidad sináptica
Key theories
- Hipótesis cuántica de la liberación de transmisores
- El neurotransmisor se libera en paquetes discretos, aproximadamente uniformes (cuantos) que corresponden al contenido de vesículas sinápticas individuales, de modo que la respuesta postsináptica se construye a partir de múltiplos enteros de una respuesta miniatura unitaria.
- Teoría química de la transmisión sináptica
- La mayoría de las sinapsis centrales y periféricas transmiten liberando un mensajero químico difusible en lugar de por continuidad eléctrica directa, con la liberación estrechamente acoplada al influjo de calcio presináptico.
Mechanisms
Un potencial de acción que invade el terminal presináptico abre los canales de calcio dependientes de voltaje; el influjo de calcio resultante desencadena la fusión de las vesículas llenas de neurotransmisores con la membrana plasmática en la zona activa, liberando el transmisor en la hendidura. El transmisor se une a los receptores postsinápticos, que o bien abren directamente los canales iónicos (ionotrópicos) o actúan a través de segundos mensajeros (metabotrópicos), produciendo potenciales despolarizantes (excitatorios) o hiperpolarizantes (inhibitorios). La neurona postsináptica suma estas entradas en el espacio y el tiempo, y la actividad repetida puede fortalecer o debilitar la conexión, que es la base de la plasticidad sináptica.
Clinical relevance
La transmisión sináptica es el nivel en el que muchos trastornos neurológicos y psiquiátricos, y los fármacos utilizados para tratarlos, ejercen sus efectos, ya que la síntesis, liberación, unión a receptores y recaptación de neurotransmisores son objetivos farmacológicos comunes. Esta área describe la fisiología normal sobre la que actúan tales intervenciones y está destinada a proporcionar una comprensión de fondo más que una guía de diagnóstico o tratamiento.
History
La naturaleza química de la transmisión sináptica se estableció a principios del siglo XX y fue refinada por Bernard Katz y sus colegas, cuyo trabajo en la unión neuromuscular en la década de 1950 reveló que el transmisor se libera en cuantos. El trabajo molecular posterior, reconocido con los Premios Nobel a Katz y más tarde a Südhof y otros, identificó la maquinaria de fusión de vesículas y el sensor de calcio que acoplan la actividad eléctrica a la liberación.
Key figures
- Bernard Katz
- Thomas Südhof
- Eric Kandel
Related topics
Seminal works
- fatt-katz-1952
- sudhof-2013
- kandel-2001
Frequently asked questions
- ¿Cuál es la diferencia entre una sinapsis química y una eléctrica?
- Una sinapsis química señaliza liberando un neurotransmisor que cruza una hendidura y se une a receptores en la célula diana, mientras que una sinapsis eléctrica pasa corriente directamente a través de canales de unión en hendidura; esta área se refiere a la transmisión química, el modo predominante en el sistema nervioso de los mamíferos.
- ¿Por qué el calcio es fundamental para la transmisión sináptica?
- El calcio que entra en el terminal presináptico a través de canales dependientes de voltaje es el desencadenante que acopla la actividad eléctrica a la fusión de vesículas, de modo que la liberación del transmisor depende en gran medida de la señal de calcio.