Proveniente del griego, la palabra sinapsis significa literalmente unión u enlace. Esta es la unión entre dos neuronas, mediante la cual se consigue la transmisión dela señal nerviosa.Ya vimos la manera de la que se producía la conducción de información en las neuronas, abordemos el tema de la sinapsis describiendo en principio los dos tipos de sinapsis que pueden suceder.
- Sinapsis eléctricas: estas están caracterizadas por el uso de uniones comunicantes tipo GAP o conexones, es decir, canales iónicos transmembrana que están construidos a partir de seis conexinas en la membrana plasmática de la neurona presináptica y otras seis conexinas en la membrana plasmática de la neurona postsináptica. Estas conexinas están unidas entre sí, creando un canal que une una neurona con otra sin que exista un espacio sináptico entre ellas. Estas son conexiones que conducen la información de manera rápida, produciéndose un pequeño retraso entre la activación de una neurona y la siguiente. Se activarán todas las neuronas que estén unidas en esta cadena, reduciéndose el voltaje de manera mínima. Estas uniones se pueden encontrar en células cardiacas, musculatura lisa, y en el 10% de todas las neuronas del organismo.
- Sinapsis químicas: son las que predominan en el 90% de neuronas. Estas sinapsis están formadas por la neurona presináptica, el espacio o hendidura sináptica y la neurona postsináptica. Son uniones más lentas, en las que se produce un mayor retardo en el paso de información de una neurona a otra. Esto es debido a su funcionamiento. La neurona presináptica al recibir un potencial de acción en el botón sináptico abre canales de calcio dependientes de voltaje que se encuentran en su membrana, el calcio al entrar en el interior celular, provoca cambios en las vesículas que contienen los neurotransmisores y en la membrana de la propia neurona, de tal manera que esta se fusione con las vesículas dejando salir a la hendidura sináptica los neurotransmisores. Los neurotransmisores se unirán a los canales de ligando de la membrana de la neurona postsináptica, dejando entrar los iones específicas que provocarán cambios en el potencial de membrana.
Hay diversas enfermedades que afectan sobre esta sinapsis, podemos ver el caso del síndrome de Lambert-Eaton, en el que no funcionan bien los canales de calcio, por tanto no se podrán liberar los neurotransmisores. En esta enfermedad, al principio el paciente no tiene fuerza, porque estos canales no están abiertos, pero tras varios intentos y tras varias llegadas de potenciales de acción estos canales se van abriendo, por lo que el paciente va teniendo cierto grado de fuerza cada vez mayor. Otro ejemplo es la miastenia gravis, en la cual no hay canales dependientes de ligando en la membrana postsináptica. Al principio el paciente tiene fuerza, porque le quedan algunos canales, pero según estos se ocupan y no tiene más canales, pierde totalmente la capacidad de contracción.También hay fármacos que actúan a este nivel, por ejemplo, inhibiendo que se degrade un neurotransmisor en la hendidura sináptica, por lo tanto potenciando la actividad que dicho neurotransmisor esté llevando a cabo (inhibidora o excitatoria). Por ejemplo los IMAOs, que son inhibidores de la recaptación de dopamina, utilizados en la enfermedad de Parkinson.
Cada neurona funciona con un tipo específico de neurotransmisor, por ejemplo, hay neuronas dopaminérgicas, que solo expulsan el neurotransmisor dopamina, o neuronas glutamatérgicas, que hacen lo propio con el glutamato. Dependiendo del canal que abra el neurotransmisor, el mensaje será inhibitorio o excitatorio. Estos canales postsinápticos pueden ser:
- Ionotrópicos: son canales iónicos que actúan mediante ligando. Al unirse a un neurotransmisor, el canal se abre, provocando la entrada o salida de los iones correspondientes. Estos canales son específicos para un ion concreto. Receptores ionotrópicos son: AMPA, GABA, NMDA, Kainato y Glycina.
- Receptores con acción guanil-ciclasa intrínseca: estos canales al recibir un neurotransmisor en el exterior de la membrana, provoca un cambio en el propio canal, que desarrolla actividad guanil-ciclasa, creando moléculas de GMPcíclico. Este GMPc hará una serie de cambios en el interior celular.
- Receptores con acción tirosín-kinasa intrínseca: al unirse un neurotransmisor a estos canales, el canal se activará y desarrollará actividad fosforiladora, uniendo grupos fosfato (P) a diferentes enzimas, activando estas y creando así cascadas enzimática.
- Receptores metabotrópicos: estos canales están unidos a proteínas G. Al unirse el canal a un ligando, estas proteínas se activarán y desarrollarán su actividad. Esta es una señal amplificadora, mediante la cual, la proteína G en el interior celular podrá activar canales ionotrópicos, o podrá activar actividad guanil-ciclasa en el interior celular, desarrollando al GMPc como segundo mensajero, por lo que mediante un solo canal al que llega un neurotransmisor, se producirán unos enormes cambios en el interior celular. Receptores ionotrópicos son: AMPA, GABA, NMDA, Kainato y Glycina.
Una vez comentados los diferentes tipos de receptores, toca hablar de los neurotransmisores, los cuales son pequeñas moléculas que se crean en el soma neuronal y se empaquetan en vesículas; la cantidad de neurotransmisor en cada vesícula es la misma y esta cantidad se denomina «cuanto». Una vez los neurotransmisores son empleados en la sinapsis, estos se pueden reabsorber por la neurona presináptica, se pueden degradar, o pueden ser reabsorbidos por los podocitos de los astrocitos (células gliales), los cuales median en la sinapsis proporcionándole de nuevo los neurotransmisores a la neurona presináptica. Los neurotransmisores están implicados en el funcionamiento normal del SN pero también están implicados en diversas enfermedades. Comentar acerca de la toxina botulínica, la cual actúa sobre las vesículas que contienen los neurotransmisores, impidiendo que estas se formen, y evitando así la transmisión de estos y por ende la contracción. Actúa a nivel de la placa motora, por tanto en el neurotransmisor acetilcolina.
Podemos diferenciar los neurotransmisores en clásicos y no clásicos. hablaremos sobre todo de los clásicos:
- Acetilcolina. Este neurotransmisor puede ser excitatorio o inhibitorio. Lo podemos encontrar por todo el sistema nervioso, tanto a nivel periférico (unión neuromuscular) como central (en estructuras como el hipocampo, el córtex, el núcleo estriado, o el tálamo). Al estar presente en el hipocampo, la Ach puede estar relacionada en enfermedades que afecten a la memoria. también está presente en el sistema nervioso autónomo, en glándulas y musculatura lisa. Se puede unir a receptores ionotrópicos y a receptores metabotrópicos.
- Glutamato. neurotransmisor excitatorio por excelencia en el SNC. Este está implicado en funciones de aprendizaje, memoria (fijación de memoria a largo plazo) y plasticidad neuronal. Sus receptores pueden ser ionotrópicos y metabotrópicos.
- GABA y Glycina. GABA es el neurotransmisor inhibitorio más importante. Este se encuentra a nivel central, en las interneuronas del encéfalo o en las células de Purkinje del cerebelo. La glycina es más abundante a nivel del tronco del encéfalo y dela médula espinal. GABA puede actuar sobre interneuronas que están implicadas en la inhibición de movimiento, por ejemplo en los movimientos reflejos, inhibiendo la actividad antagonista. Tienen receptores ionotrópicos y metabotrópicos. Fármaco potenciadores de GABA pueden actuar sobre dolor, espasticidad y epilepsia.
- Dopamina. Abunda en zonas cerebrales complejas, relacionadas con movimiento (vía nigroestrial), toma de decisiones, memoria, motivación (sistema mesolímbico-cortical) y secreción hormonal (vía hipotalámica). Implicada en la enfermedad de Parkinson, también está relacionada con adicciones y vicios, teniendo implicación en sistemas de recompensa. La MAO y la COMT son degradadores de dopamina, foco de aplicación de fármacos. Sus receptores con metabotrópicos.
- Noradrenalina: Aparece en el SNC, en el locus coeruleus y en el tronco del encéfalo. Estas vías tienen que ver con la transmisión del dolor. Interviene también en el ciclo vigilia suelo, en la atención y la ingesta.
- Histamina: Se encuentra en algunas regiones del hipotálamo, médula espinal y tronco del encéfalo, sobre todo en núcleos de relevo y control de la información sensitiva. Función muy concreta en modular la transmisión dolorosa en la sustancia gris perioductal, zona que controla la información nociceptiva. Relación con atención, ingesta y sueño.
- Serotonina: relacionado con el placer.
De los neurotransmisores no clásicos, solo comentar el papel de un neuropéptido, la sustancia P. Esta sustancia está relacionada con la transmisión del dolor. Se libra en el hipocampo, medula espinal, tracto intestinal, desde las fibras C. Es un neurotransmisor sensorial en la medula espinal. Implicado en dolor, emociones y respuesta al estrés. Los neuropéptidos suelen tener un papel de acompañarte. Por ejemplo, se libera glutamato y un neuropéptido para modular la sinapsis.