Clase 9 Sinapsis Fisio1

Fisiologa General 2015 Pf. Andrs Couve Kinesiologa - Terapia Ocupacional Facultad de Medicina

Clase 9 ICBM

Sinapsis

Lo importante de esta fotografa es que les muestra qu es todo lo que nosotros hacemos, ya sea lo que somos

capaces de percibir a travs de los sentidos, nuestra actividad motora, nuestros procesos cognitivos complejos, nuestras

emociones, el aprendizaje, memoria, razonamiento, toma de decisiones; tiene que ver con el funcionamiento del

sistema nervioso. Les pongo solamente esta fotografa para que cuando se las ponga, inmediatamente todos recuerdan

un momento, no muy grato cierto?, pero adems se las pongo porque est reflejada en esa fotografa esta conducta

motora, esta influencia emocional, su recuerdo al respecto, etc. Y todo esto entonces, tiene que ver con la funcin de

este rgano, que es el cerebro, qu lo que hace, es que es la mquina que nos permite que toda esta informacin salga,

entre y se procese. Entonces todo lo que vamos a ver hoy da, es lo que pasa en este cerebro, y este cerebro se

comunica tanto de las zonas anteriores a posteriores, laterales a superiores, toda la actividad que ocurre dentro de este

rgano para poder producir estas respuestas, es una actividad elctrica. Funcionamos con actividad elctrica y lo que

tenemos que ver hoy da no es esa actividad elctrica per se, no es cmo genera y transmite esa actividad elctrica, sino

que cmo esa actividad elctrica se comunica entre una neurona y otra, esa es nuestra tarea de hoy, el ver cmo la

informacin se transmite de una neurona, que es la unidad bsica de este sistema a su neurona vecina.

Entonces lo que vamos a hacer es tratar de entender este fenmeno. Este fenmeno es, o este experimento ms bien

es el experimento famoso de Otto-Levi, de los aos 50; y si logramos entender esto hoy da yo me sentira satisfecho.

Entonces fjense el experimento, es un experimento tremendamente importante y tremendamente influyente. Lo que

hizo l es que tena un corazn, de un animal, y ese corazn estaba inervado, es decir, este corazn se extrae junto con

el nervio vago que controla la frecuencia cardaca y cmo la controla, hoy da no nos interesa, lo que s quiero que sepan

es que este nervio vago controla la frecuencia cardaca, la disminuye, entonces cuando Otto Levi (el doctor) hizo este

experimento, tom este corazn, con este nervio vago, estmulo el nervio vago, y observ la frecuencia de este corazn

que estaba latiendo fuera del animal, este era un

corazn inervado, y fjense lo que ocurre, cada una

de estas espigas y esta diferencia que hay aqu, la

diferencia de tiempo, cada una de estas va a ser una

contraccin, y fjense que cuando l estimula el

nervio vago, lo que ocurre con esta frecuencia

cardaca es que comienza a disminuir, se fijan?, se

hace cada vez ms espaciado el latido del corazn,

cada vez ms espaciada es la frecuencia. Entonces,

esto le demuestra que el nervio vago controla la

frecuencia del corazn si?; al estimularlo, entonces, el corazn comienza a latir cada vez ms lento. El experimento

importante es que junto con este corazn inervado el conecta a travs de una solucin un corazn que estaba

desnervado, este segundo corazn de un animal similar no tiene inervacin con el nervio vago. El experimento es que se

estimula el nervio vago, disminuyendo la frecuencia cardiaca, produciendo un tiempo despus, que este corazn

tambin comience a disminuir su frecuencia cardiaca. Este experimento da pie a plantear que existe una manera como

las neuronas se comunican que tiene que ver con un intermediario qumico que es capaz de difundir a travs del medio

acuoso. Si se logra explicar lo que pasa, lograremos entender gran parte de lo que tenemos que explicar esta clase

veremos algo de estructura celular y neuronas, sinapsis qumica, estructura de la sinapsis y neurotransmisores


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Lo primero que vamos a ver hoy da se enmarca en la teora celular, que dice que todos los organismo y todos los

tejidos estn formados por unidades estructurales y funcionales que llamamos clulas , pero no es tan fcil decir que

esta teora se aplica al sistema nervioso y tuvo que pasar bastante tiempo hasta que estos dos caballeros, Camilo Golgi

que desarrollar una tincin especifica de nitrato de plata que permite teir algunas clulas del sistema nervioso y no

otras , y Santiago de Ramn y Cajal aplicando esta tincin al sistema nervioso , logr observar que en el sistema nervioso

, al igual que en otros tejidos existen unidades discretas que se denominan neuronas , que son discretas es decir las

unidades estructurales y funcionales del tejido nervioso al igual que otra clula lo es de cualquier otro tejido y esto no

era evidente porque imagnense que cuando estos dos caballeros recibieron el premio Novel en 1906 , Camilo Golgi

quien haba desarrollado esta tincin todava propona que el sistema nervioso era distinto al resto de los tejidos , es

decir no tena unidades estructurales , que era un sincicio era todo una gran unidad de tejido como un gran cableado

conectado directamente , y eso es clave para lo que vamos a ver hoy da como la informacin viaja de una clula a otra

con intermediarios qumicos . Esto ltimo fue gracias a Santiago De Ramn y Cajal quien propone qu existen estas

unidades funcionales y estructurales que se denominan neuronas, y l incluso sin haberlas visto, porque la microscopa

no le daba todava, pero l supo dar la solucin. l plante que existen sinapsis, qu existen estas estructuras qu

median informacin entre una neurona y otra qu es qumica, no lo vio, pero lo propuso igual.

Entonces, la neurona es la clula especializada del sistema nervioso;

todas las neuronas tienen tres propiedades fundamentales, todas son

polarizadas, es decir, todas tienen dominios somato-dendrticos

axonales, y por lo tanto, tienen direccionalidad. Esto es otra de las

genialidades de Santiago Ramn y Cajal, que sin haber medido actividad,

l propuso que como la neurona era distinta de un lado a otro la

informacin se transmita en una sola direccin. La polarizacin

morfolgica a l le hizo ver qu iba a existir una polaridad funcionalidad;

todas son polarizadas, tienen dominios somato-dendrticos axonales.

Todas son excitables, es decir, generan y conducen potenciales de

accin, generan y conducen impulsos elctricos. Y, finalmente, lo que

nos interesa ms para hoy,

son secretoras, es decir,

liberan sustancias, que en

nuestro caso van a ser

neurotransmisores.

Aqu tenemos las estructuras bsicas de una neurona, en el cual vamos a

distinguir un cuerpo o un soma (que es esta regin de aqu), un axn que

es esta proyeccin ms larga, a travs de la cual se conduce el impulso

elctrico, terminales axonales que van a ser relevantes hoy da, qu son estas

especializaciones de la membrana donde termina el axn, y dendritas, qu

son estas estructuras en forma de races que vamos a ver a continuacin, qu

conducen informacin hacia el cuerpo celular. El cuerpo celular contiene toda

la maquinaria clsica de una clula eucaritica. Va a contener su ncleo, el

retculo endoplasmtico para la sntesis de protenas membrana, el aparato


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de Golgi, mitocondrias y todos los organelos qu a ustedes se les ocurra, haciendo el soma prcticamente indistinguible

de otras clulas eucariticas. El axn, por el contrario, es una clula especializada y propia de la neurona, y va a tener

dos funciones bsicas; la primera es que va a conducir el impulso elctrico, es un cable, que conduce el impulso

elctrico a distancia. Si es ms grueso este axn va a conducir el impulso ms rpido, si tiene mielina, esta vaina de

mielina conformada por clulas de Schwann o clulas similares del sistema nervioso central que son aislantes, tambin

lo va a conducir ms rpido, si es un cable pelado como este, va a conducir el impulso elctrico exactamente de la

misma manera, solo que un poquito ms lento.

Entonces, la primera gran funcin del axn es conducir el

impulso elctrico (nervioso) a distancia, y pueden

mielinizados o no mielinizados. La segunda gran funcin de

los axones es, que para llevar a cabo esta conduccin del

impulso elctrico tiene que tener la maquinaria que le

permita establecer en su membrana plasmtica: los canales,

las bombas, las protenas de adhesin, etc., que le permitan

funcionar a distancia, por lo tanto, internamente (no en la

membrana), el axn es altamente especializado para

transporte de material; es una gran carretera, donde a

travs de micro tbulos y motores moleculares se

transportan componentes celulares desde y hacia el cuerpo

celular. El terminal axonal es la regin que nos va a interesar

ms en esta clase, que es aquella especializacin donde

termina el axn y que se caracteriza por poseer las vesculas,

que son estructuras cubiertas de una membrana que van a

contener el neotransmisor. El terminal axonal va a ser rico

en estas vesculas que contienen el neotransmisor y adems

va a poseer organelos, mitocondrias porque el proceso de

transmisin sinptica es un proceso altamente demandante

en trminos de energa, por lo tanto vamos a tener

principalmente entonces vesculas que contienen

neurotransmisores (que son estos triangulitos) y

mitocondrias 14:09? de membrana al final del axn. Un

axn puede tener uno o mltiples terminales axonales,

tenemos la nocin de que una neurona a veces contacta una

sola clula y hoy da sabemos que una neurona puede

contactar mil o 10mil clulas, puede tener 10 mil sinapsis

una clula. El cerebro humano tiene 10 elevado a 11

neuronas y tiene 10 elevado a la 14 conexiones sinpticas.


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(Mirar imagen del power/mejor calidad) Las dendritas son

aquellas estructuras que tambin forman conexiones mucho ms

cortas que el axn y lo que hacen es conducir esta informacin o

desde el soma hacia la clula vecina sino que converge la

informacin hacia el soma, ests son vas aferentes mientras que el

axn va a ser aquella porcin que saca la informacin. Entonces, la

informacin llega a travs de las dendritas a estas neuronas y sale a

travs del axn Estas dendritas contienen estas pequeas

protuberancias que detectan una sinapsis especial que son las

sinapsis excitatorias que se forman espinas dendrticas. Estn estas

especializaciones en forma de copa que se localizan en la dendrita y

cada una de estas pequeas construcciones es una sinapsis que

tiene esta neurona. A cada una de estas puntitas llega un axn que no lo vemos porque simplemente no est teido,

pero fjense en la cantidad de terminales que recibe esta neurona, son miles de axones que vienen de lejos y hacen

contacto con cada una de estas espinas y esto es un conjunto del compartimiento dendrtico entonces, lo hace

responsable de llevar la informacin hacia el soma y esa informacin va a salir luego por el soma. Existen dos tipos de

sinapsis y en la que nos vamos a concentrar hoy da, es en la sinapsis qumica pero solamente para que ustedes lo

tengan en mente, tambin existen, lo que se llaman, sinapsis elctricas. Sinapsis le vamos a llamar a la estructura,

muchas veces se confunde la estructura con la funcin. La estructura se llama sinapsis, el proceso le vamos a llamar

transmisin sinptica y la sinapsis puede ser de este tipo para la transmisin sinptica elctrica, fjense, el terminal

sinptico no tiene vescula sinptica, en este caso. Est conectado directamente por canales a las clulas post sinpticas,

Qu significa esto? - que si hay canales hay una conduccin elctrica que es simultanea, que es inmediata entre los dos

tipos celulares, no hay mediador. Fjense que esto es re

importante, esto lo propuso Golgi durante toda su vida

incluso cuando recibi el premio nobel y en ese

momento dijimos no, las sinapsis son todas qumicas,

pues no. Hay algunas sinapsis que son elctricas, pocas,

son pocas, pero existen. Qu significa? que estas

clulas estn acopladas como si fuera un sincicio, el

acoplamiento elctrico ?, en general, son circuitos, por

ejemplo que regulan ritmos que requieren conexiones

rpidas, esa es la sinapsis elctrica. Pero eso no lo vamos

a ver hoy da, solamente me interesa que sepan que

existe una sinapsis elctrica que conecta dos clulas

directamente por que tiene canales, que las hacen estar

acopladas elctricamente.

La que nos interesa es esta que esta ac, que es la sinapsis qumica; aqu tenemos un terminal axonal repleto de estas

vesculas sinpticas y con mitocondrias que permiten satisfacer la alta demanda energtica. Lo que tenemos que

entender es como informacin llega a este terminal, que es del tipo elctrica, se transforma en una informacin de tipo

qumica que va a viajar a la clula postsinptica para restablecer una conduccin del tipo elctrica. (Mirar imagen del

power) A nivel de microscopa electrnica a nivel de terminal axonal, estas vesculas circulan van a contener


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neurotransmisor, y fjense que justo en el lugar donde hace contacto se encuentra una regin un poquito densa, esa

lnea que est ah es ms densa que el resto del terminal, y a eso le llamamos la zona activa, que va a ser aquella zona

que va a permitir que se fusione la vescula de neurotransmisor.

Fjense que aqu hay un terminal postsinptica y esto esta separa, se puede ver incluso que las dos membranas tienen

una distancia entre ellas, la membrana presinptica y la membrana postsinptica, y queda un espacio que es el espacio

sinptico. Luego est la especializacin postsinptica (dendrita en el caso) que va a ser la clula que va a recibir la

informacin, que tambin tiene en este caso la densidad postsinptica. Ahora a nivel de microscopa de fluorescencia

neurona, cuerpo celular, dendritas, y cada dendrita tiene esta especializacin en forma de copa, y cada una de estas est

recibiendo un axn, que viene viajando grandes distancias y hace contacto con esta clula. Entonces lo que vimos ac (la

especializacin) es cada una de estas, y por lo tanto, el axn que no lo vemos hace contacto con cada una de estas

esquinas.

Esta es una sinapsis especial, que no media la

comunicacin entre una neurona y otra neurona, como podra

ocurrir en el SNC, o incluso en el SNP, si no que esta es la

sinapsis que media el intercambio de informacin entre un

axn motor y un msculo, y le llamamos a esto la unin

neuromuscular, est en todos sus principios es exactamente

igual a una sinapsis central, y todo lo que he hablado hasta

ahora aplica para la sinapsis neuromuscular. Fjense esto en

microscopa electrnica, tenemos ac una estructura

laminada que est delimitada por el lmite, la membrana, y

ac tenemos las vesculas sinpticas (las estructuras

redonditas), aqu estn las mitocondrias que ya sabemos son

esenciales para la transmisin sinptica. Aqu tenemos el

espacio sinptico,

fjense un espacio fsico que separa el terminal pre sinptico

de sus clulas blanco, pero al otro lado, en vez de tener una cosa como esto o una sola espina lo que tenemos es una

especializacin que ocurre en el msculo, donde al recibir el terminal axonal, el msculo es altamente invaginado y esta

es la especializacin pos sinptica del msculo, aqu van a estar todos aquellos receptores que van a mediar el

intercambio de informacin entre el terminal axonal que en nuestro caso van a liberar acetilcolina y aqu vamos a tener

los receptores de acetilcolina que van a mediar entonces, la contraccin muscular, pero fjense que en todas sus

propiedades fundamentales esto es exactamente igual a lo que hemos hablado hasta ahora, hay un terminal axonal que

tiene vesculas, estas las vesculas contiene neurotransmisor, hay un espacio sinptico y cuando se libera este

neurotransmisor va a actuar sobre receptores que estn en esta membrana altamente invaginada al musculo para que

se produzca un efecto, en este caso un potencial de accin, que en este caso va a culminar en una contraccin muscular.

Entonces, lo que le hemos dado hasta ahora tiene que ver con, una neurona que tiene un cuerpo y que tiene un axn y

que tiene un terminal axonal, este axn dijimos que conduce impulsos elctricos, el impulso elctrico se conduce a

travs de este axn, llega al terminal axonal pero en terminal axonal el impulso elctrico se transforma en informacin

qumica , entonces vamos a tener una seal elctrica, un intermediario qumico para luego actuar sobre la clula blanco


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y continuar como una seal elctrica. Entonces nuestra estructura que nos interesa hoy da es solamente esto, fjense,

es lo que le denominamos sinapsis, que es una estructura tripartita que tiene un terminal axonal o pre sinptico, un

espacio sinptico, y una especializacin o estructura postsinptica, pre sinptico, espacio, postsinptico. Y esta

estructura entonces media (27:00 hasta 31:30 mins)

(31:30 min) Las, las vesculas, las vesculas sinpticas que

estn ac, van a tener la capacidad de enriquecerse de

neurotransmisores de molcula pequea, que se sintetizan

fuera de la vescula y luego se incorporan a la vescula a travs

de un mecanismo que les voy a mostrar a continuacin, lo

importante es que los de molcula pequea se sintetizan

libremente en el terminal axonal y luego se incorporan a la

vescula. Los otros que son neurotransmisores peptdicos

fjense son pequeas protenas, son pequeas protenas que

tienen que liberarse y por lo tanto se sintetizan asociados a la

maquinaria biosinttica de la clula. Estos pptidos se

sintetizan entonces en el retculo endoplsmico, se procesan

en el aparato de Golgi y viajan como vesculas post-Golgi a lo

largo del axn para ser liberados desde el terminal. Entonces

fjense, estos de molcula pequea que son se acuerdan

estos glutamato, acetilcolina, dopamina, serotonina, se

sintetizan libremente en citosol y se incorporan a la vescula,

estos como son pequeas protenas tienen que sintetizarse

en el retculo endoplsmico y procesarse aqu, luego en el

aparato de Golgi y luego viajar en vesculas post-Golgi hasta

almacenarse en el terminal axonal.

Los neurotransmisores de molcula pequea, les dije se

sintetizan en el citoplasma y se incorporan cierto?, se incorpora

eee a la a la vescula y para eso utilizan una gradiente de

protones. La vescula va a crear una gradiente de protones a

travs de una bomba y est gradiente de protones se va a

utilizar para que salgan protones y se use eso para ingresar

estos neurotransmisores de molcula pequea y as enriquecer

la vescula de estos neurotransmisores; y la vescula sinptica que

va a contener un neurotransmisor, es una estructura sub-celular

tremendamente compleja, que va a tener en su interior, aqu

tenemos la vescula, va a tener en su interior el neurotransmisor,

pero en su superficie va a tener una gran cantidad de protenas

que le ayudan al menos a llevar a cabo 2 funciones . La primera, fjense tiene esta ATPasa, esta bomba, que lo que

permite es crear esta gradiente de protones para que luego se pueda enriquecer de neurotransmisor, entonces primero

lo que tiene esta vescula es un sistema que le permite enriquecer el neurotransmisor que va a contener, si, entonces lo


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primero que tiene, la maquinaria para que pueda llenarse de neurotransmisor, lo segundo que tiene es una cantidad de

protenas como haber dnde estn, sinaptorerina, sinaptotalmina(), sinap 25, sintaxina, todas estas van a ser protenas

que les va a permitir a esta vescula fusionarse con la membrana plasmtica, entonces dos sistemas importantes, uno

aquella maquinaria que le permite enriquecerse de neurotransmisor y dos la maquinaria que le va a permitir fusionarse

con la membrana plasmtica. Y ese sistema para fusionarse se llama el sistema SNARE, no s si est aqu escrito pero se

llama SNARE S, N, A, R, E SNARE que en ingls significa trampa, cierto, entonces est compuesto por las molculas

sintaxina, sinaptobrevina y snap 25 que lo que van a hacer es van a permitir formar un complejo entre la membrana

plasmtica que estn ac y la vescula, entonces estas molculas sintaxina, snap 25 que estn aqu fjense Sintaxina,

Snap-25, que estn aqu fjense; Sintaxina, Snap-25, van a formar un complejo con esta protena que est aqu que se

denomina Sinaptobrevina y van a permitir que la

vescula se ancle en la membrana plasmtica de la clula

y esta otra molcula que es tremendamente importante,

que se denomina Sinaptotagmina, es un sensor de

calcio. Entonces fjense tenemos 3 protenas; Sintaxina,

Snap-25 que est en la membrana plasmtica, y

Sinaptobrevina que est en la membrana de la vescula;

que van a permitir que se arme este complejo y tenemos

esta otra protena que es la Sinaptotagmina que es un

sensor de calcio y por lo tanto cuando ingresa calcio,

esta Sinaptotagmina cambia su conformacin y permite

que este complejo lleve a cabo la fusin de la vescula.

Entonces el complejo SNARE lo que hace es permitir que

en presencia de calcio y solamente en presencia de calcio, gracias a la molcula Sinaptotagmina, esta vescula se fusione

con el terminal de la clula, Se entiende? De nuevo, vamos a repetir porque est son las cosas ms importantes que

hay ac, esto le vali el premio nobel a Tom Sudhof hace 2 o 3 aos, esto es relativamente importante en biologa.

Fjense, el complejo SNARE formado por Sintaxina, Snap-25 que est en la membrana plasmtica y Sinaptobrevina que

est en la membrana de la vescula. Estas protenas forman un complejo, una cuarta protena, hay muchas ms, esta

cuestin son cientos de protenas lo que pasa es que estamos simplificndolo pero, una cuarta protena se llama

Sinaptotagmina y esta protena solamente en presencia de calcio va a cambiar su conformacin y va a permitir que este

complejo sea fuso gnico, que estimula la fusin y estimula la fusin de la vescula con la membrana. Entonces ahora

sabemos que el calcio que ingresaba a travs de los canales de calcio dependientes de potencial, lo que produce es un

cambio conformacional en la Sinaptotagmina que lo que va a hacer es permitir que esta vescula se fusione con la

membrana plasmtica slo en presencia de calcio.

Aqu lo tenemos de nuevo, es lo mismo, tenemos que se forma un complejo entre la Sinaptotagmina y este complejo

Snare, ingresa calcio, cambio conformacional de la Sinaptotagmina, fusin y despus este complejo se recicla y la

vescula vuelve a internalizarse para ser llenada nuevamente de neurotransmisor. Ahora, no quiere dejar pasar, de

todas maneras, una cosa sper interesante, y es que el sistema nervioso evolucion un sistema de fusin mediado por

calcio, solamente cuando ingresa calcio se produce la fusin y liberacin de neurotransmisores, pero esto lo hace

secuestrando un sistema que funciona en todas las clulas, que su sistema de fusin constitutiva que es el que est ac

arriba, donde fjense ustedes que en la misma protena, Sinaptobrevina, Snap-25, Sintaxina median la fusin de vesculas


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para la liberacin de material en cualquier clula secretora de manera constitutiva. Entonces los organismos han

evolucionado un sistema para la fusin permanente de vesculas, para eliminar material de manera constante. Qu es lo

que hace el sistema nervioso, lo secuestra y le pone un sensor de calcio, que es la Sinaptotagmina, y transforma

entonces un mecanismo de secrecin constitutiva en un mecanismo de secrecin calcio dependiente y eso es lo que les

permite a ustedes hacer esto cuando quieran porque es solamente entrada de calcio y liberacin de vesculas producto

de ese calcio si?

Ya, y aqu tenemos entonces lo mismo, las vesculas se

fusionan con la membrana plasmtica en esta zona que

denominamos la zona activa. Las vesculas no se pueden

fisionar en cualquier lugar, slo en la zona activa. Y luego

que se fusionan, liberan su contenido y estos fantasmas

de vesculas que estn vacos se reciclan y se vuelven a

llenar con neurotransmisores. Una misma neurona,

puede tener un neurotransmisor de molcula pequea,

en vesculas y un neurotransmisor peptdico. Entonces,

una misma neurona no puede liberar dos tipos de

neurotransmisor de molcula pequea, pero s un tipo

de neurotransmisor de molcula pequea y uno

peptdico. Por ejemplo glutamato, que va a estar

almacenado en ste tipo de vesculas y sustancia P que

es un neurotransmisor peptdico almacenado en otro

tipo de vesculas. Y se puede liberar, por ejemplo, a baja

frecuencia primero las de molculas pequeas y a alta

frecuencia las de neurotransmisores peptdicos.

Ya, ya estamos entendiendo ms este mono s? Tenemos el

terminal, con las vesculas que contienen el neurotransmisor,

que ya sabemos que pueden ser de dos tipos: de molcula

pequea y peptdicos. Y que puede haber una vescula de

molculas pequeas y otra vescula que contiene

neurotransmisores peptdicos, s? y que se liberan estos

neurotransmisores producto de la fusin de la vescula con el

terminal, y que esta fusin es dependiente de entrada de

calcio; pero esto, esta diapositiva, no les ilustra el mtodo de

liberacin sino que para que la transmisin sinptica sea

controlada temporalmente no solamente tienen que ser

capaces de liberar el neurotransmisor sino que de eliminarlo

rpidamente luego de la liberacin. Si no, tendran una

sinapsis que est activa permanentemente. Entonces, por lo tanto, una vez que el neurotransmisor se libera al espacio

sinptico tenemos que ser capaces de sacarlo rpidamente, para que despierten, si esto no ocurre producto de la

cocana, por ejemplo, la cocana - no es un neurotransmisor - lo que hace es bloquear algunos transportadores, en este


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caso de dopamina, y lo que hace, es que la dopamina que se libera permanece en el espacio sinptico produciendo los

efectos que sabemos, si? Para que eso no ocurra, para que no tengamos un neurotransmisor como la dopamina

actuando por mucho tiempo en el espacio sinptico existen sistemas que eliminan el neurotransmisor. Lo podemos

eliminar primero por degradacin enzimtica, como ocurre en el caso de la acetilcolina, donde la enzima

acetilcolinesterasa es capaz de degradar la acetilcolina. Entonces, primero podemos deshacernos del neurotransmisor a

travs de enzimas.

Segundo, lo podemos hacer a travs de transportadores que estn en la membrana del terminal. Se libera el

neurotransmisor y se recaptura, y no solamente en la neurona sino adems en clulas gliares. Esto es lo que se bloquea

en el caso de la cocana y en caso de algunos frmacos para el tratamiento de la depresin, donde en vez de bloquear la

recaptura de dopamina, se bloquea la recaptura de serotonina. Y un tercer mecanismo es que estos neurotransmisores

pueden difundir lejos del espacio sinptico. Y en ese espacio sinptico es un medio que permite la difusin como lo

demostr Otto Levi estos son sustancias difusibles pero pinsenlo un poco para que se den cuenta que el espacio

sinptico que est aqu no es un espacio vaco, es un espacio que tambin posee gran cantidad de protenas

principalmente que anclan el terminal pre-sinptico de la especiacin post-sinptica; cadherinas, molculas del tipo

CAM de adhesin celular, etc., son espacios que contienen protenas que anclan el terminal pre-sinptico de la

especiacin post-sinptica.

Espacio de resolucin de dudas y preguntas (inaudibles y otras no muy relacionadas con el objetivo de la clase)

Ya, lo que tenemos que ver a continuacin es qu ocurre

ahora al otro lado, sabemos bien lo que ocurre en el

terminal pre-sinptico, qu ocurre al otro lado? Al otro

lado lo que hay son receptores y una gran cantidad de

molculas de anclaje, quiero que se acuerden de esto: en

la clula post-sinptica tenemos los receptores que van a

actuar frente al neurotransmisor y tenemos una gran

cantidad de molculas de anclaje que permiten la

modulacin de estos receptores de neurotransmisores, y

estos receptores que estn al otro lado (clula post-

sinptica), podemos tener receptores de dos tipos:

receptores ionotrpicos y receptores metabotrpicos. Receptores ionotrpicos son aquellos en los cuales en la misma

molcula est contenido el sitio de unin al neurotransmisor y el canal inico, entonces cuando se une el

neurotransmisor, este canal inico se abre y permite el flujo de iones en una direccin, por lo tanto son receptores muy

rpidos. Reciben al neurotransmisor, se abren y permiten el flujo de iones; ionotrpicos = que mueven iones. Los

receptores metabotrpicos lo que van a permitir es la apertura de canales inicos pero indirectamente a travs de

protena G. Entonces, estos (receptores ionotrpicos) van a unir el neurotransmisor, van a abrir su canal y van a permitir

el flujo de iones de manera rpida; estos otros (receptores metabotrpicos) van a unir el neurotransmisor y van a

permitir la apertura de un canal o el cierre de un canal, pero a travs de un intermediario que son las protenas G.

Entonces, estos (receptores ionotrpicos) son rpidos y estos (receptores metabotrpicos) son lentos, pero estos

permiten amplificar la seal, porque una misma protena G puede actuar sobre mltiples canales.


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Y a nivel de la zona post-sinptica esto es lo que tenemos que saber: dijimos que haba un intermediario qumico,

dijimos que haba un impulso elctrico que lo que va a hacer es transformar esa informacin elctrica en qumica y en

elctrica. Entonces se va a producir la apertura de los canales de calcio, esos canales de calcio se van a abrir, va a entrar

calcio, se va a fusionar la vescula, va a liberar el neurotransmisor y el neurotransmisor va a actuar sobre los receptores

postsinpticos y luego se va a eliminar. Pero qu es lo que van a hacer esos receptores postsinpticos para propagar esa

informacin elctrica, ac es donde la cosa puede tomar dos caminos:

1. Por un lado ese neurotransmisor puede causar que su cambio de potencial en la clula postsinptica que

acerque a esa clula a su umbral para disparar el potencial de accin. Entonces si lo que causan estos canales de

estos receptores postsinpticos es una despolarizacin la clula se va a acercar a su umbral, si lo supera se va a

disparar un potencial de accin, y por lo tanto un potencial de accin que va a venir viajando desde la neurona

presinptica luego de este intermediario qumico va a producir un potencial de accin en la clula vecina,

elctrico, qumico, elctrico: potencial de accin, intermediario qumico, ese intermediario qumico despolariza y

esa despolarizacin siendo suficientemente grande va a generar un potencial de accin.

2. El neurotransmisor puede hacer otra cosa, y puede cambiar el potencial de la clula, pero lo puede cambiar para

el otro lado. Entonces, en vez de producir una despolarizacin, el intermediario qumico tambin puede producir

al otro lado en la clula postsinptica una hiperpolarizacin, puede alejar a la clula de su umbral.

Entonces fjense que lo que hace la sinapsis es

despolarizar, permitiendo que el potencial de accin se

propague, o hiperpolariza impidiendo que el potencial

de accin se propague. En ambos casos la informacin

elctrica llega al terminal, hay un intermediario qumico,

pero lo que hace este intermediario es que la informacin

se propague o no se propague. Por lo tanto tenemos un

gran control, eso es lo que hace la sinapsis, permite un

control de la propagacin. Si todo fuera elctrico, no

tendramos ms alternativa y todo se propagara.

Entonces una clula no slo recibe informacin para

despolarizar y que se propague el potencial de accin,

sino que tambin recibe informacin donde ese potencial

de accin debe bloquearse.

Y lo que tiene que hacer la clula es integrar esta informacin y luego decidir si se propaga o no el potencial de accin.

Eso es lo que tiene que hacer la clula, eso es lo nico que hace la neurona. Luego de recibir neurotransmisores, algunos

van a ser excitatorios, y otros van a ser inhibitorios, la clula tiene que tomar una decisin, y esa decisin se toma si el

umbral se supera o no, que es lo mismo que estaba ac se fijan? Este es el umbral de la clula, si se supera el umbral:

potencial de accin, si se va pal otro lado, no hay potencial de accin y eso es lo que hace la sinapsis. Entonces fjense

que lo que estamos haciendo es que finalmente la clula tiene que integrar lo que es informacin excitatoria que

despolariza, con informacin inhibitoria: hiperpolariza, y si esto en combinacin supera el umbral va a haber un


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potencial de accin, si esto en combinacin no supera el umbral no hay potencial de accin porque el neurotransmisor

puede despolarizar o hiperpolarizar.

Y esto es lo ltimo que les voy a mostrar, porque esto es lo

que tiene que hacer la neurona, esto es lo que hace la sinapsis,

entonces, fjense que aqu tenemos dos clulas, o tres. Esta es

la clula postsinptica, y este es un axn y este es otro axn.

Este axn es excitatorio, este axn es inhibitorio. Si tenemos

informacin que se propaga, ya sabemos cmo, que es

excitatoria, esta clula lo que va a hacer es que va a aumentar

su respuesta, va a aumentar el nmero del potencial de la

accin. Si comienza a operar un neurotransmisor, ahora que es

inhibitorio, este potencial de accin de esta clula va a tender

a disminuir, y va a tender a disminuir tanto que cuando la

clula recibe solamente inhibicin, esta clula no dispara.

Entonces, la sinapsis lo que nos permite es controlar la

propagacin de un impulso elctrico, controlarla a travs de

neurotransmisores que se liberan al espacio sinptico y esos

neurotransmisores pueden actuar sobre receptores que van a

despolarizar o hiperpolarizar, y en una combinacin de eso yo

puedo lograr que la clula postsinaptica controle ahora cmo se propaga la

informacin en esta.

Solamente para que tengan una idea de lo que hemos visto hoy da les quiero

mostrar un resumen, y despus pa que se den cuenta lo importante que son

estas cosas. Todos los neurotransmisores conocidos son hidrosolubles, son

hidrosolubles porque si fueran hidrofbicos, atravesaran la membrana

plasmtica y no tendramos una liberacin controlada. Todos los

neurotransmisores son hidrosolubles, no atraviesan la bicapa. Se almacenan en

vesculas sinpticas, se liberan por exocitosis, la exocitosis es provocada por un

aumento en la concentracin del calcio, el calcio es consecuencia del potencial

de accin, ingresa por canales dependientes de potencial, los canales de calcio

se encuentran concentrados en la zona activa, que es aquella zona que les va a

permitir la fusin de estas vesculas. Frente a la zona activa, se ubica la densidad

postsinptica que va a contener los receptores postsinpticos que van a cambiar

el potencial de la clula postsinptica, y esto hace entonces, que estos

receptores sean capaz de cambiar el potencial hacia despolarizaciones o

hiperpolarizaciones dependiendo de qu neurotransmisor sea y por lo tanto

hace que la transmisin sinptica sea altamente estereotipada, muy controlada temporal y espacialmente.

Y solamente para que se vayan con una idea gran parte de estos fenmenos que hemos hablado hoy, muchos de ellos

tienen que ver con enfermedades que se generan en el sistema nervioso, hay una gran cantidad de enfermedades del

sistema nervioso. Por ejemplo, se cree que autismo, la enfermedad de Alzheimer, sabemos que la enfermedad de


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Parkinson, todas estas tienen que ver con fallas en la transmisin del intermediario qumico que media las

comunicaciones elctricas entre las sinapsis del sistema nervioso. Entonces solamente para que se hagan una idea, que

estudiando los mecanismos fundamentales de cmo el neurotransmisor se libera, cmo ese neurotransmisor acta

sobre los canales postsinpticos y como se elimina del espacio sinptico, podemos entender una gran cantidad de

mecanismos que subyacen a enfermedades que hoy en da son de gran prevalencia en la poblacin.

Pregunta: Profe, Qu es lo que determina que se libere un neurotransmisor u otro?

Lo que determina que se libere un neurotransmisor u otro es la identidad de la clula. Entonces, cada clula va a

liberar un tipo de neurotransmisor de molcula pequea y puede liberar adems un neurotransmisor de molcula

peptdica. Pero aquella clula solamente va a liberar esos tipos de neurotransmisores y por lo tanto si uno dice que una

sinapsis es glutamatrgica, eso implica que la neurona pre-sinptica libera glutamato y que necesariamente la clula

post-sinptica va a tener receptores para el glutamato. Ahora, esto es sper importante, no implica que la clula post-

sinptica no presente receptores para otro tipo de neurotransmisores que pueden ser liberados por otras clulas que

hacen contacto con ella. Porque recuerden que una misma clula puede tener contacto de mltiples neuronas, y por lo

tanto, una clula pre-sinptica solo libera un neurotransmisor de molcula pequea y uno peptdico. Pero la clula post-

sinptica va a tener una gran cantidad de receptores para recibir gran cantidad de informacin clulas distintas, y por lo

tanto un circuito y una sinapsis se determina por el neurotransmisor que libera la clula pre-sinptica. Si decimos que el

circuito es dopaminergico significa que la clula presinptica que libera dopamina y una clula postsinptica que tiene

receptores de dopamina, no implica que esa clula postsinptica no pueda tener otros tipos de receptores.

Pregunta: Si se hiperpolariza la clula no va a llegar a su umbral?

Esto es justamente lo que ocurre porque el neurotransmisor lo que puede hacer es que puede despolarizar. El

neurotransmisor siempre va a producir un cambio de potencial. Esa es la funcin de un neurotransmisor, producir un

cambio de potencial en la neurona postsinptica o en la clula postsinptica. Ese cambio de potencial puede tener

distinto signos. Si el neurotransmisor que se libera decimos que es excitatorio, se va a producir una despolarizacin, y

cuando se produce una despolarizacin se acerca la clula a su umbral, si se produce una hiperpolarizacin lo que ocurre

es que la clula se aleja de su umbral. Entonces, dependiendo de qu neurotransmisor se libera, una sinapsis puede ser

excitatoria (acerca al umbr al) o puede ser inhibitoria (lo aleja del umbral). No quiere decir que siempre que se active una

sinapsis inhibitoria haya un potencial de accin porque puede ser que no sea suficiente esta inhibicin para bloquear el

potencial de accin, pero ciertamente puede anular aquellas despolarizaciones que son producidas por otras sinapsis.

Siempre va a ser ms difcil adquirir un potencial de accin, si tenemos una sinapsis que est hiperpolarizandola, que

est alejndola del umbral.


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Clase 9 Sinapsis Fisio1

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