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Sinapsis eléctricas: hendidura sináptica muy estrecha, atravesada por canales intercelulares comunicantes. Los lados pre y post sinápticos son idénticos y consisten en una acumulación de proteínas de membrana que forman hemi-canales iónicos, cada uno de los cuales se une a otro idéntico en la membrana opuesta para formar un canal intercelular comunicante. Comunican directamente el citoplasma de una neurona con el de la otra, permitiendo el flujo de iones que transmiten señales eléctricas de manera muy similar a como se propagan las señales locales. Comunicación bidireccional e inmediata; no hay retardo sináptico. Estas sinapsis actúan de manera pasiva.
Sinapsis químicas: información eléctrica es transmitida de una célula a otra a través de un mensajero químico denominado neurotransmisor.
→ constituida por:
 un componente presináptico especializado en la secreción
 uno postsináptico especializado en la recepción
separados por la hendidura sináptica → es más amplia que en las eléctricas y no hay continuidad estructural entre las membranas pre y postsináptica. El pasaje de la información depende de que el neurotransmisor sea liberado desde la presinapsis, difunda a través de la hendidura y se una a un receptor específico en la postsinapsis. La especialización de una membrana en la secreción y de la otra en la recepción hace que las sinapsis químicas sean unidireccionales, y como está involucrada una mediación química, se produce un breve retardo que se debe al tiempo que insume la liberación, la difusión y la unión del neurotransmisor al receptor.
El componente presináptico es el botón terminal axónico o sináptico, que se localiza en el extremo final de las terminales axónicas. Dentro del botón:
1. Microtúbulos → transportan vesículas de NT sintetizados en el soma celular.
2. Organela membranosa, el complejo de Golgi → empaquetamiento de los NT que se sintetizan en el botón.
3. Mitocondrias → aportan E.
4. Vesículas sinápticas → contienen al NT.
↓
Se acumulan en regiones de la membrana presináptica, especializadas en la liberación → zonas activas.
Además, en las sinapsis químicas, cumplen un rol fundamental los canales de Ca+ sensibles al voltaje, situados en el terminal.
Los NT que se sintetizan en el retículo endoplasmático son empaquetados por el complejo de Golgi y transportados hacia el botón por los microtúbulos. Otros NT son sintetizados y empaquetados en el botón terminal (los NT no empaquetados pueden ser degradados por enzimas citoplasmáticas). Aunque no es muy frecuente, una neurona puede sintetizar más de un NT.

Liberación y fijación de NT a los receptores
PA llega al botón sináptico → Se abren canales de Ca+ sensibles al voltaje → Ingresa el Ca+ extracelular al botón → La presencia de Ca+ en las zonas activas acerca y fusiona vesículas a membrana postsináptica → vesículas se abren por exocitosis (Una vesícula sináptica contiene varios miles de moléculas de NT; dos moléculas de NT son suficientes para abrir un canal. La exocitosis de una sola vesícula puede producir la apertura de miles de canales iónicos, modificando de manera importante el potencial de la membrana postsináptica) → liberando el NT a la hendidura → los NT se unen con receptores específicos de la membrana postsináptica asociados a canales iónicos → la unión NT-receptor provoca la apertura o cierre de los canales → se modifica el flujo de iones, generando un potencial local postsináptico. → los NT también se unen a autorreceptores localizados en la membrana presináptica que participan en la regulación de la liberación del mismo NT en la presinapsis → La función señalizadora del NT liberados a la hendidura se inactiva por 2 mecanismos: por recaptación desde la membrana presináptica para su reciclado en nuevas vesículas o por degradación enzimática en la hendidura.

La liberación de los NT desde las vesículas presinápticas representa la primera transducción de la señal, de eléctrica a química; la modificación del potencial de la membrana postsináptica provocada por la unión NT-receptor representa la segunda transducción de la señal, de química a eléctrica, y significa que la transmisión de información a través de la sinapsis se ha cumplido.

El potencial local generado por la acción del NT en la postsinapsis puede ser suficiente para superar el umbral y desencadenar un PA, que se propagará a lo largo del axón.

Mediante la inactivación de la función señalizadora del NT se produce la recuperación del estado inicial de potencial de reposo de la neurona postsináptica hasta la llegada de un nuevo estímulo. Si no se produce la inactivación, se prolonga la acción del NT en la postsinapsis de una manera anómala y se bloquea la transmisión de información, como sucede con ciertas sustancias tóxicas.

En la neurotransimisión química, los NT no se vuelcan al torrente sanguíneo, no tienen que viajar más allá que al otro lado de la hendidura sináptica y sólo influye sobre las células con las que tiene contacto sináptico. La neurotransmisión es un mecanismo de señalización química rápido y preciso que parece haber evolucionado de la secreción hormonal, más lenta, menos específica y evolutivamente más antigua.

Receptores
Son ligandos → sustancias químicas que se unen de manera específica. Todos los receptores son parte de una proteína de membrana.
1. Receptores ionotrópicos: forman parte de una proteína de membrana que es un canal iónico. Cuando un NT se une a uno de estos receptores, ejerce una acción directa porque abre el canal iónico, lo que altera inmediatamente el flujo de iones y modifica el potencial de membrana.
2. Receptores metabotrópicos: forman parte de una proteína de señal. Cuando un NT se une a uno de estos, se produce la separación de una unidad de la proteína G, esta fracción puede estimular la síntesis de un 2do mensajero. El segundo mensajero es una sustancia química que desencadena una cascada de reacciones en el interior de la célula postsináptica con tres efectos posibles:
a. Modificaciones excitatorias o inhibitorias mediadas por el Ca+
b. Modificaciones en el metabolismo celular que repercuten en la excitabilidad de la neurona
c. Modificaciones en la expresión genética de la célula.
La subunidad de la proteína G que se separa también puede unirse a la porción interna de un canal iónico y modificarlo permitiendo el paso de iones.

Entonces, desde el punto de vista molecular hay 2 tipos de receptores, pero desde el punto de vista funcional se distinguen 3 variantes funcionales o formas de acción:
1. Receptores ionotrópicos: el NT puede actuar de manera directa, rápida, breve (el efecto dura milisegundos) y reversible. Estos receptores están presentes en circuitos neuronales que realizan procesamientos rápidos como los circuitos motores y perceptivos.
2. Receptores metabotrópicos: el NT no actúa directamente sino por intermedio de otras reacciones químicas (mediadas por una subunidad de la proteína G o por segundos mensajeros). Se producen efectos más lentos, pero también más duraderos (duran segundos a minutos), que consisten en modificaciones en la excitabilidad y en la fuerza de las conexiones, propiedades que no están implicados en la ejecución de una respuesta sino en su modulación, en el “fondo” sobre el que ocurre la actividad. Se piensa que este tipo de sinapsis participa en las variaciones de los estados emocionales, del despertar y formas simples de aprendizaje.
3. Algunos receptores metabotrópicos y segundos mensajeros también pueden producir cambios de larga duración en una sinapsis, cuando actúan sobre el ADN nuclear y modifican la expresión genética de la célula. Esto da lugar a cambios plásticos de muy larga duración (varios días o semanas).

Neurotransmisores
1. De molécula pequeña: se sintetizan en el botón sináptico y en ese mismo lugar son empaquetados por el complejo de Golgi hasta ser liberados en la sinapsis.
2. De molécula grande: son pépticos, es decir, cadenas de aminoácidos, sintetizados en el citoplasma del soma neuronal por los ribosomas del retículo endoplasmático granular y empaquetados en vesículas por el complejo de Golgi. Las vesículas son transportadas por microtúbulos desde el soma hasta el botón.
Si bien algunos NT tienen función, el efecto de un NT también depende de la acción del receptor específico al que se une. Existen subtipos de receptores para un mismo NT, c/uno de los cuales tiene un efecto diferente. Los subtipos pueden estar distribuidos en distintas áreas del cerebro y producir respuestas opuestas.
NT de molécula pequeña
• Acetilcolina: papel importante en la memoria; es también el NT de la unión neuromuscular; presente en sinapsis del sistema simpático y parasimpático.
• Catecolaminas: grupo de sustancias derivadas de un aminoácido, la fenilalanina, a través de la secuencia metabólica: fenilalanina > tirosina >DOPA > dopamina > noradrenalina > adrenalina. Son nt. En el encéfalo, la noradrenalina desempeña un papel importante en los procesos de vigilancia y sueño. La dopamina es importante para el control de los movimientos y la postura. La adrenalina carece de acción propia sobre el sistema nervioso central, pero tiene un fuerte efecto en la periferia, sobre todo en las vísceras como hormona del estrés.
• Serotonina: sobre todo en el tronco cerebral, relacionada con el ciclo sueño-vigilia y con el humor.
• Glutamato (aminoácido): es el NT excitador más difundido en el cerebro, pero además parece que su liberación excesiva durante ciertos procesos psicológicos produce neurotoxicidad y muerte celular.
• GABA (aminoácido): inhibidor más importante del SNC.
NT de molécula grande
• Péptidos opiáceos: Encefalinas y endorfinas > participan en la regulación del dolor y también intervienen en numerosas conductas complejas como la agresividad, sexualidad, impulso, placer, dependencia a sustancias, etc.
Hay circuitos que nacen en el tronco o la base del cerebro y se proyectan extensamente por todo el encéfalo, cuyas neuronas utilizan de manera dominante un NT determinado. Estos circuitos reciben el nombre de sistemas de neurotransmisión y tienen generalmente funciones moduladoras > no producen por sí mismos una acción, pero pueden regularla. Los sistemas de NT noradrenérgico y serotoninérgico participan en la regulación del sueño, el alerta y el humor. El sistema colinérgico se relaciona con la memoria (se deteriora tempranamente con Parkinson). Sistema dopaminérgico participa en la regulación del movimiento y de la conducta.
Transmisión sináptica y sitios de acción de los fármacos
La mayoría de las sustancias químicas que actúan sobre el SN lo hacen interfiriendo en algún paso de la transmisión sináptica. Los fármacos actúan favoreciendo la acción de un NT (efecto agonista) o interfiriéndola (efecto antagonista), y esto a su vez, puede ser el resultado de la estimulación o inhibición de alguno de los pasos de la neurotransmisión.