Sinapsis: Así se comunican las neuronas

SINAPSIS: ASÍ SE COMUNICAN LAS NEURONAS.

Debido a que el sistema nervioso tiene la importante función de coordinar todas las actividades del cuerpo de los animales, las neuronas que lo componen se encuentran distribuidas, inervando todos los tejidos y órganos y transmitiendo señales nerviosas entre ellas en forma permanentemente. Esto garantiza una comunicación entre las diversas estructuras que conforman el organismo y una rápida respuesta frente a cambios que puedan alterar su homeostasis.

Las neuronas no están fusionadas entre sí, pero establecen conexiones entre ellas denominadas sinapsis, gracias a las cuales se transmite la información de una a otra, en forma de impulsos nerviosos. El fenómeno ocurre como se describe a continuación.

Todas las células presentan una membrana celular que permite la entrada y salida de sustancias. La membrana celular está formada por dos capas de lípidos, que son sustancias grasas insolubles en agua, estos lípidos evitan que las sustancias que se encuentran dentro de la célula salgan con facilidad al exterior o las que se encuentren por fuera logren entrar.

Hay otras sustancias que hacen parte de la membrana y son las proteínas. Existen dos tipos de proteínas de transporte: los canales proteicos y las proteínas transportadoras, las primeras permiten la formación de canales facilitando el transporte de iones o moléculas específicas en la célula. Los iones por su carácter polar se disuelven fácilmente en agua esto hace que la velocidad de difusión de ellos a través de los lípidos sea muy reducida. Sin embargo iones como el sodio (Na+), potasio (K+), calcio (Ca+2) y cloro (Cl-) pueden desplazarse a mayor velocidad debido a la presencia de canales iónicos que permiten el transporte pasivo mediante la difusión a través de la membrana. Un canal iónico presenta una o más moléculas de proteína que abarcan todo el espesor de la membrana, cuya función es selectiva en relación con la partícula cargada que puede pasar.

Las membranas de las células nerviosas son muy permeables a los iones, es decir a partículas cargadas eléctricamente, tanto positivas como negativas. Los iones más importantes en las membranas de las células nerviosas son el potasio (K+) y alta de iones sodio (Na+) y el cloro (Cl-). Todos ellos pueden atravesar con facilidad las membranas celulares.

Cuando la neurona se encuentra en ausencia de un estímulo (reposo) presenta una mayor concentración de iones sodio (Na+) en su exterior que en su interior o citoplasma. Lo contrario sucede con el ion potasio, es decir, en interior de la célula existe una mayor concentración de iones potasio (K+) que en el exterior. Por otro lado, en el citoplasma existen moléculas de proteína cargadas negativamente las cuales atraen los iones de potasio K+ evitando la salida de este ion al exterior. Debido a que en el citoplasma las proteínas cargadas negativamente se encuentran en mayor cantidad que los iones potasio, la neurona en estado de reposo presenta una acumulación de carga negativa en el interior, un fenómeno contrario sucede en el exterior ya que la abundante presencia de iones sodio hace que la parte externa de la neurona presente una acumulación de carga positiva. La acumulación de cargas opuestas separadas entre sí genera un voltaje, esto también sucede en la neurona la acumulación de carga negativa en el interior y de carga positiva en el exterior produce un voltaje de -65 milivoltios (mV).

Cuando la neurona esta estimulada, ingresa una pequeña cantidad de iones sodio (Na+) a la membrana. Esto origina una modificación de las cargas eléctricas, y por lo tanto, una despolarización muy rápida de una parte de la membrana. Todo este fenómeno se denomina potencial de acción.

Un neurotransmisor es una sustancia química que se produce en las neuronas cuya función es llevar la información de una neurona a otra por medio de la interacción con un receptor. Cada neurotransmisor tiene un nombre característico y también funciones determinadas, por ejemplo la acetilcolina que se relaciona con funciones nésicas (las ligadas a la memoria), así como en la transmisión del dolor, el calor y los sabores. También en la regulación de los movimientos voluntarios y el control del ciclo sueño-vigilia.

La adrenalina y noradrenalina están asociadas a centros de regulación autónoma de funciones respiratorias, cardiovasculares y viscerales, por una parte, y por otra, a estructuras hipotalámicas más anteriores, pueden generar efectos como el aumento de la concentración de glucosa en la sangre, aumento de la tensión arterial, aumento del ritmo cardiaco, dilatación de la pupila entre otros.

La dopamina, está relacionada con las funciones motrices, las emociones y los sentimientos de placer. Su función es muy importante en la vida emocional de las personas y su mal funcionamiento es característico en algunos tipos de enfermedades mentales, la dopamina se considera como un mensajero feliz.

La serotonina regula el deseo sexual, regulación del sueño, modulación de la ansiedad y de la agresividad. La deficiencia de serotonina pude causar depresión tristeza, irritabilidad, ansiedad, problemas de sueño y depresiones.

El GABA es un neurotransmisor inhibidor, es capaz de disminuir la actividad eléctrica del cerebro, es un sedante natural, está relacionado con aquellos procesos en los que se reduce la actividad neuronal disminuyendo la ansiedad.

Estos neurotransmisores se encuentran almacenados en unas pequeñas bolsas esféricas conocidas con el nombre vesículas las cuales se encuentran en el terminal axónico. Cuando llega el potencial de acción se abren los canales de calcio permitiendo la entrada masiva de este ion. El cual origina un desplazamiento de las vesículas hacia la membrana presinaptica, fusionándose y liberando el neurotransmisor en la hendidura sináptica que es el espacio que separa las dos neuronas.

El neurotransmisor se dirige a un sitio específico de la membrana postsinaptica llamado receptor que se encuentra en las espinas dendríticas de la neurona adyacente. El lugar en donde se produce la comunicación química por medio del neurotransmisor se conoce como sinapsis. Para que se verifiquen las sinapsis se requiere que existan por lo menos cuatro elementos: el terminal axónico de la neurona o membrana presinaptica, la membrana que envuelve la espina dendrítica o membrana postsináptica, el espacio entre las dos membranas o hendidura sináptica y el neurotransmisor.

Una vez que entran en contacto el neurotransmisor y el receptor se genera un cambio en la membrana de la neurona que dura unos milisegundos, de tal manera, que se abren los canales de sodio (Na+) produciéndose una entrada de estos iones que se ve favorecida por las fuerzas de difusión y las electrostáticas. Este influjo de Na+ origina una inversión de carga en el interior y exterior de la membrana de la neurona de modo que ahora el interior es positivo en relación con el exterior hasta alcanzándose una diferencia de potencial de aproximadamente +40 mV. Este fenómeno de despolarización o inversión de carga se conoce como potencial excitatorio post-sináptico. Para restablecer el equilibrio se abren las canales de potasio permitiendo el paso de este ion K+, restaurándose nuevamente la carga negativa dentro de la neurona.

Actividad

Ilustre mediante una secuencia de dibujos el proceso de la sinapsis.