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Neuronas, transmisión sináptica neurotransmisores Logro de aprendizaje: Describe y analiza la actividad neuronal, la transmisión sináptica y a los Neurotransmisores en el estímulo nervioso. Al finalizar el tema el estudiante: Fisiología celular • Neuronas: Potencial de membrana en reposo. Potenciales post sinápticos excitatorios e inhibitorios. Potencial de acción. Arco reflejo. Transmisión sináptica. • Neurotransmisores Contenidos conceptuales Contenidos procedimentales • Describe y analiza la actividad neuronal y la transmisión sináptica. • Describe y analiza los Neurotransmisores en el estímulo nervioso. Contenido actitudinal • Demuestra responsabilidad, actitud crítica, honesto, disciplinado, puntual, tolerante, solidario, respetuoso y trabaja en equipo Neuronas, transmisión sináptica neurotransmisores NOTA: antes de comenzar asegúrese que domina los siguientes tópicos: ✓Uniones Gap ✓Exocitosis ✓Potencial de membrana ✓Proteínas G ✓Síntesis de catecolaminas ✓Síntesis de proteínas Transmisión sinaptica Sinapsis La sinapsis es la unión de la terminación de un axón con otra neurona, o con células del músculo esquelético, cardiaco, liso y glandular; sinapsis significa conexión. En las sinapsis, el potencial de acción propagado por la neurona presináptica se transmite a la célula inmediata o postsináptica. Botón presináptico Botón postsináptico Hendidura sináptica Las sinapsis pueden clasificarse en: Sinapsis químicas Sinapsis eléctricas Sinapsis mixtas. Sinapsis eléctrica 1.Citoplasma presináptico. 2. Espacio intercelular 3. Citoplasma post-sináptico. 4. Conexón 5. Canal formado por la unión de dos hemiconexiones 6. Conexinas. 7. Membrana plasmática Sinapsis química La Sinapsis Química Esquema de una sinapsis química La sinapsis neuronal se compone de un terminal presináptico y de una membrana postsináptica, existiendo entre ambos un espacio o hendidura sináptica El componente presináptico es un botón del axón, pero el lado postsináptico puede estar formado por una dendrita (sinapsis axodendrítica), por el cuerpo principal de la neurona o soma (sinapsis axosomática) o por otro axón (sinapsis axoaxónica). Sinapsis Química En la sinapsis química, la neurona presináptica libera una sustancia química denominada neurotransmisor en la hendidura sináptica, entre la célula presináptica y la postsináptica. El neurotransmisor se une en la membrana postsináptica a receptores específicos, con los que se abren los canales de la membrana, permitiendo que a través de ellos fluyan corrientes iónicas, que modifican el potencial de la membrana postsináptica, excitándola, inhibiéndola o alterando de alguna forma su sensibilidad Sinapsis Química Una imagen de microscopia electrónica muestra un botón terminal lleno de vesículas claras (VC) listas para descargar en la zona activa. ZA muestra las dos franjas obscuras asimétricas de la zona activa. VND, dos vesículas de núcleo denso, típicamente alejadas de la zona activa. ZP, zona postsináptica dendrítica. Liberación del neurotransmisor: Cuando un potencial de acción alcanza la porción terminal del nervio, se abren los canales voltaje-dependientes de Ca2+ en la membrana citoplasmática, permitiendo que el Ca2+ fluya dentro de la terminal. El incremento del Ca2+ en la terminal nerviosa estimula a las vesículas sinápticas para que se fundan con la membrana citoplasmática y liberen al neurotransmisor en la hendidura sináptica. Canales iónicos de calcio Toda la membrana del botón terminal está llena de canales iónicos de calcio (Ca2+) y estos pueden ser: ➢Canales de Ca2+ voltaje-dependientes T (por “tránsito”, de duración breve, y activables con pequeñas despolarizaciones). ➢Canales de Ca2+ voltaje-dependientes L (de “larga duración”). ➢Canales de Ca2+ voltaje-dependientes N (que no son ni T ni L, pues presentan características intermedias entre ambos). Una proteína especial sensible a estos iones llamada sinaptotagmina al parecer es la encargada de iniciar la exocitosis. Exocitosis Endocitosis Por último, debemos mencionar que existen otro tipo de vesículas, mucho más grandes y escasas cuyo contenido no son neurotransmisores sino neuropéptidos (NP). Debido a su color oscuro bajo el microscopio electrónico se les conoce cono vesículas de núcleo denso (VND). Al parecer, estos NP cambian de manera más prolongada el milieu interneuronal, facilitando o dificultando la exocitosis de los neurotransmisores. Debido a este rol a los NP también se les conoce como neuromoduladores. Acción del neurotransmisor (NT) sobre la membrana postsináptica Liberado el NT en la hendidura sináptica, éste hace contacto con los receptores (proteínas) de la membrana postsináptica, estas proteínas son capaces de reconocer con gran especificidad cada NT. Las proteínas receptoras o receptores tienen dos componentes: ➢Un componente de unión, que sobresale de la cara externa de la membrana hacia la hendidura sináptica y donde se une el neurotransmisor. ➢Un componente ionóforo que corre transversalmente la membrana hacia el interior de la neurona postsináptica. Interacción NT - Receptores En general, la apertura o cierre de los canales en la membrana postsináptica se produce por: A. Unión directa del complejo neurotransmisor-receptor con un canal determinado B. Unión del neurotransmisor con su receptor, que activa la maquinaria metabólica de la membrana postsináptica A. Unión directa del complejo neurotransmisor-receptor con un canal determinado. Estos receptores forman parte constitutiva de un canal iónico o ionóforo, y se abren en algunos casos ante la presencia del neurotransmisor; en otros, se cierran canales normalmente abiertos, como ciertos canales de K+. Mecanismos de transducción de la señal en una sinapsis química: respuesta rápida Ejemplos: 1. Los receptores nicotínicos para la acetilcolina son un claro ejemplo de unión directa del complejo neurotansmisor- receptor con un canal iónico. 1. Espacio extracelular 2. Dominio intracelular 3. Poro de entrada al canal iónico del receptor 4. Sitio de unión al neurotransmisor 5. Canal iónico 6. Estructuras formadas por aminoácidos cargados negativamente que determinan la selectividad del canal a determinados iones. 7. Neurotransmisor 8. Iones de sodio 2. Otro ejemplo de unión directa del complejo neurotansmisor- receptor con un canal iónico es el receptor gabaérgico de tipo A, que forma parte de un complejo supramolecular constitutivo del canal de Cl-. 1. Receptor-canal, GABAA. Es un canal de Cl- 2. Ligando. Molécula de GABA (neurotransmisor) 3. Subunidad del receptor 4. Sitio de unión a barbitúricos 5. Sitio de unión a esteroides 6. Iones cloruro 7. Sitio de unión a pricotoxina 8. Canal del cloruro 9. Sitio de unión a benzodiazepinas 10.Membrana plasmática B. Unión del neurotransmisor con su receptor, que activa la maquinaria metabólica de la membrana postsináptica, desencadenando la síntesis de un segundo mensajero intracelular, siendo éste el responsable de la transmisión. Después de la unión neurotransmisor-receptor en la membrana postsináptica se producen una serie de fenómenos metabólicos que concluyen en la fosforilización de proteína cinasa. Estas enzimas activan diversas proteínas celulares. Mecanismos de transducción de la señal en una sinapsis química: respuesta lenta Mecanismos de transducción de la señal en una sinapsis química: respuesta lenta Ejemplo: Unión neurotransmisor con su receptor, que activa la maquinaria metabólica de la membrana postsináptica: unión noradrenalina-receptor beta-adrenérgico. La integración sináptica puede determinar en la membrana postsináptica: A. Despolarización o disminución del grado de negatividad intracelular, que puede llegar por suma espacial o temporal a generar un potencial de acción. El potencial sináptico despolarizante se denomina potencialpostsináptico excitador o PPSE. B. Hiperpolarización o incremento del grado de negatividad intracelular, que disminuye la excitabilidad postsináptica. El potencial sináptico hiperpolarizante se denomina potencial postsináptico inhibidor o PPSI Sinapsis excitatoria: respuesta rápida Sinapsis excitatoria: respuesta lenta Sinapsis inhibitoria: respuesta rápida Inhibición presináptica Integración neuronal: Sumación temporal y espacial Se denomina neurotransmisor (NT) a la sustancia que, originada en una neurona, ejerce el efecto fisiológico de la vía neural. Para que una sustancia sea considerada como NT, debe cumplir los siguientes requisitos: ➢La sustancia debe ser sintetizada y almacenada por la neurona presináptica. ➢El estímulo neural fisiológico que llegue a las terminaciones presinápticas debe liberar la sustancia. Neurotransmisor ➢La sustancia debe actuar sobre la neurona postsináptica en forma similar al estímulo de la vía analizada. ➢Deben existir sistemas eficaces para la inactivación rápida de dicha sustancia (recaptación en el terminal presináptico, difusión al espacio extrasináptico, metabolismo, etc.). ➢La aplicación local de esta sustancia o de fármacos similares deben producir efectos funcionales semejantes a los ocasionados por la liberación sináptica. Neurotransmisor Neuromodulador Se denomina neuromodulador a la sustancia que, liberada por la misma u otras neuronas, no ejerce el efecto fisiológico de la vía neural, sino que aumenta o disminuye la actividad de la neurona. Neuromodulador La neuromodulación puede ser presináptica, afectando la liberación del neurotransmisor, mediante un control de los canales de Ca2+ dependientes de voltaje; y postsináptica, modulando el efecto del neurotransmisor a través de modificaciones alostéricas de los receptores, o por inferencia con la síntesis de algún mensajero intracelular. Principales neurotransmisores en el sistema nervioso central García Sacristán, Albino. Fisiología Veterinaria (Spanish Edition) (Página111). Editorial Tébar Flores. Edición de Kindle. Síntesis y liberación de la acetilcolina (ACh). Síntesis, liberación, eliminación y recaptación de noradrenalina. NOR: noradrenalina; MAO: monoaminooxidasa; COMT: catecol-O-metiltransferasa. García Sacristán, Albino. Fisiología Veterinaria (Spanish Edition) (Página111). Editorial Tébar Flores. Edición de Kindle. Síntesis y mecanismo de acción del óxido nítrico (NO) en una sinapsis nitrérgica. García Sacristán, Albino. Fisiología Veterinaria (Spanish Edition) (Página111). Editorial Tébar Flores. Edición de Kindle. Mecanismo de acción de los endocannabinoides. NT: neurotransmisor; Cb: cannabinoide García Sacristán, Albino. Fisiología Veterinaria (Spanish Edition) (Página111). Editorial Tébar Flores. Edición de Kindle. Sinapsis eléctrica García Sacristán, Albino. Fisiología Veterinaria (Spanish Edition) (Página111). Editorial Tébar Flores. Edición de Kindle. Se denomina sinapsis mixtas a ciertas sinapsis en las que se encuentran, en el terminal presináptico, zonas de vesículas (características de las sinapsis químicas) contiguas a zonas de aposición de membranas (características de las sinapsis eléctricas). Sinapsis Mixtas Sinapsis Neuromuscular Unión neuromuscular en el músculo esquelético Unión neuromuscular en el músculo liso Unión neuromuscular en el músculo cardíaco
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