Sinapsis eléctrica y química: función e importancia

La neurona, el punto de partida

La neurona típica regula las respuestas que el organismo da a los estímulos del entorno. Esta se constituye de un cuerpo celular y de fibras nerviosas. Las fibras nerviosas que conducen los estímulos hacia el cuerpo celular son llamadas dendritas y las que llevan los impulsos fuera del cuerpo celular son llamados axones (Figura 1).

Para que las dendritas y axones cumplan sus funciones se requieren de otras estructuras igual de importantes (Fig. 2).

Funcionalmente hablando las neuronas son divididas en tres categorías:

Sensoriales o aferentes: estas reciben el impulso del medio externo o interno del organismo y lo transmiten al centro nervioso.

Motoras o eferentes: son las que reciben el mensaje desde el centro nervioso y lo transmiten hacia los músculos o glándulas.

De asociación o interneuronas: transmiten el mensaje recibido de una neurona a otra.

La bomba de sodio (Na) potasio (K)

Cuando la fibra nerviosa se encuentra en reposo se da una carga eléctrica desigual entre el medio externo y el medio interno de la célula nerviosa. Esto se debe a una mayor cantidad de iones (+) fuera de la membrana celular respecto del citoplasma.

Podemos encontrar en el líquido tisular que rodea a la neurona una mayor concentración de [Na⁺] y cloro [Cl^–] mientras que, en el medio interno se encuentran en bajas concentraciones; por el contrario, los iones tales como el [K⁺] se encuentran en una alta concentración dentro de la célula, por lo que, fuera de esta, su concentración es baja.

El mecanismo conocido como bomba sodio-potasio es un mecanismo desigual por el hecho de que la membrana celular, por transporte activo, introduce el (K) dentro de la célula y saca los iones de (Na) fuera de esta. Este mecanismo impide que los iones fluyan siguiendo el gradiente de concentración y se conserve una elevada concentración de iones positivos fuera de la célula y negativos dentro de esta.

El impulso nervioso

Para que una neurona pueda desempeñar su función se tienen que desencadenar ciertos mecanismos, los cuales se traducen en un estímulo, una despolarización, un potencial de acción, un periodo refractario y una repolarización (Figura 3).

Algo importante a destacar es el hecho de que el nivel de intensidad de un estímulo capaz de invertir la polaridad de la membrana del axón para alcanzar el UMBRAL y así lograr el potencial de acción. El impulso nervioso se logra sólo cuando se alcanza este umbral, es por eso que a este fenómeno de respuesta se le denomina como de todo o nada.

Sinapsis

La sinapsis es la unión especializada en la cual la terminación de un axón conecta con otra neurona u otro tipo de célula.

Una vez que el potencial de acción alcanza el terminal axónico, la cuarta zona funcional importante de la neurona, esta debe transmitir la señal emitida por el potencial de acción mediante la sinapsis a la célula diana. La célula que transmite la señal se denomina CÉLULA PRESINÁPTICA, y la célula que recibe dicha señal se le llama CÉLULA POSTSINÁPTICA. El espacio entre la célula presináptica y postsináptica se le denomina hendidura sináptica. Estos tres elementos forman el proceso de la sinapsis (Figura 4).

Ahora bien, explicaremos dos tipos de sinapsis, las eléctricas y las químicas.

Sinapsis eléctrica

Son uniones comunicantes. Cada terminal sináptica tiene un hemicanal (o conexión) que es complementado para formar un poro de 2 nm. Cada conexión está formada por seis conexinas.

La transmisión a través de una sinapsis eléctrica es típicamente instantánea puesto que ocurre a través de una propagación electrotónica y no está asociada con ningún retraso. Las sinapsis eléctricas pueden recopilar información en cualquier dirección, puesto que las corrientes eléctricas o los iones pueden moverse libremente a través de las uniones comunicantes que conectan a las células.

En una sinapsis eléctrica, la señal en la célula postsináptica siempre es igual a la enviada por la célula presináptica puesto que la transferencia directa de corriente o iones es responsable de la señal postsináptica.

Las sinapsis eléctricas están presentes en las vías neurales involucradas en las conductas de escape en algunos organismos, debido presumiblemente a que incrementan la velocidad de la respuesta.

Sinapsis química

En una sinapsis química la neurona presináptica convierte la señal eléctrica en química en forma de neurotransmisor, que difunde a través de la sinapsis hasta la célula postsinática uniéndose al receptor.

El proceso es el siguiente: a) los potenciales de acción llegan a la termina axónica; b) los canales de calcio (Ca2+) dependientes de voltaje se abren; c) el Ca2+ entra a la célula; d) el Ca señaliza a las vesículas; e) las vesículas se mueven a la membrana; f) las vesículas ancladas liberan el neurotransmisor por exocitosis; g) el neurotransmisor difunde a través de la hendidura sináptica y se une a sus receptores.

Los neurotransmisores

La sinapsis no basta con emitir impulsos eléctricos, también es necesaria la intervención de ciertos mensajeros capaces de transportar señales a diversas neuronas distribuidas por todo el organismo. En la figura 5 mencionamos y explicamos algunas de las más relevantes.