BLOQUE 2: TEMA 4 SINAPSIS La palabra sinapsis etimológicamente significa unión. Sinapsis inmune: hay un tipo de sinapsis y ahí si que están literalmente unidos. En el sistema nervioso la palabra sinapsis no significa exactamente unión. Porque de hecho si nos dicen la palabra sinapsis lo primero que pensamos es una neurona, otra adyacente y sucesivamente.. y ahí entre ellas vamos a tener un espacio con lo cual sabemos que no están unas unidas a las otras, pero SI están unidas de forma funcional. Porque sabemos que la primera célula cuando sea convenientemente estimulada, liberará las moléculas neurotransmisores y esta dependiendo de si tiene receptores o no se activará o lo que sea. Sinapsis también es una célula muy muy próxima a otra y en la cual no se secreta ningún neuro transmisor pero si que están comunicadas desde el punto de vista eléctrico, el flujo de corriente que tiene la primera célula lo experimentará también la segunda. Con lo cual, aquí en realidad si que hay como una unión física, aunque también funcional porque se está transmitiendo la corriente eléctrica. En el SN vamos a encontrar estos 2 tipos de sinapsis o en algún otro tejido, la eléctrica se puede encontrar en la fibra muscular cardiaca y en el musculo liso visceral(unitario)(Estómago, intestino). La primera sinapsis es química (cuando la primera neurona, la presinaptica es excitada convenientemente, se libera un compuesto químico que se llama neurotransmisor) En la segunda, no se libera neurotransmisor sino que se transmite muy bien la corriente eléctrica, por eso se la llama sinapsis elécrtica. En la célula presinaptica lo que vamos a encontrar, asi como en la membrana de la célula postsináptica, es un tipo de uniones que están formadas por canales, uniones de tipo gap, que están formadas por hexámeros, cada canal es un hexámero de una proteina que se llama conexina. La unión GAP tambíen se le llama unión comunicante porque lo que hace es comunicar el citosol de una célula con el de otra. En compuestos de bajo peso molecular, compuestos muy pequeños e inorgánicos/orgánicos pueden atravesar el poro formado por la unión GAP, siempre dirigida a favor de su gradiente de concentración en el caso de compuestos orgánicos como el AMP cíclico o el GMP cíclico y por gradiente electroquímico en el caso de compuestos inorgánicos como por ejemplo Na+, K+, Ca++. Por eso si hay un cambio en la corriente de Na+, puedo transmitir muy bien el flujo de corriente, porque aquí(¿??) la resistencia eléctrica es muy baja. No tengo una separación que me aisle eléctricamente una celula de la otra, sino que eléctricamente estas células están comunicadas. Por eso, una propiedad muy importante de las uniones GAP y por lo tanto las sinapsis eléctricas y a su vez todos los tejidos que tiene muchas sinapsis de este tipo, es el grado de síncronia/sincronización. Eso se debe a los 2 ejemplos que acabamos de poner. Todas las células de la auricula derecha sí están unidas de esta manera, hará lo mismo, polarizarse y despolarizarse y luego contraerse es prácticamente lo mismo. Si la célula presináptica genera un PA en meseta como en el corazón y la postsinaptica lo va a hacer al mismo tiempo. En el estómago pasaría algo parecido y en los intestinos delgados y gruesos. Por lo tanto la sincronía es una propiedad emergente de la sinapsis eléctrica. Además algo muy característico de las sinapsis eléctricas es que NO se secreta neurotransmisor y no hay vesículas. Eso no es mejor ni peor, es solo un tipo de comunicación entre células. Tiene ventajas y algún inconveniente el que sea rápido es muy bueno sobretodo en algunos tejidos pero hay muy poco grado de plasticidad, por no decir nulo. En el cerebro también hay sinapsis de este tipo, pero muy pocas, no es el tejido por excelencia donde vamos a encontrar sinapsis eléctricas. Sin embargo, la sinapsis mayoritaria en el encéfalo es la sinapsis química, también en SNC y SNP. TIP: Salvo que no digamos nada después de sinapsis, será química. SINAPSIS QUIMICA Hay una separación física, la mayoría de las neuronas en el SNC y P no están en continuidad, sino en CONTIGUIDAD, unas adyacentes a las otras. Aquí con diferencia de lo que ocurre en la sinapsis eléctrica, un evento eléctrico no se transmite inmediatamente a la siguiente sinapsis, esa es la primera consecuencia, porque hay una zona de aislamiento eléctrico. Lo que le pasa eléctricamente a la neurona presinaptica NO tiene porqué pasarle a la postsinaptica. El espacio, la hendidura sináptica, hay líquido extracelular. La parte que está antes del espacio sináptico se llama PRESINAPSIS (botón presinaptico??). Después del espacio sináptico tenemos la postsinapsis o botonpostsinaptico. La información va siempre en el mismo sentido pre-post. En la neurona presinaptica, y sobretodo en los terminales, alfinal del axón, encontramos vesículas (que en la eléctrica no las hay) que contienen un determinado neurotransmisor, es un comuesto químico que va a actuar de mensajero químico. Si una neurona libera un neurotransmisor principal o muy concentrado, ese NT va a dar nombre a la neurona, por ejemplo, si una neurona libera acetilcolina, la neurona se llamará colinérgica o acetilcolinérgica, si libera glutamato entonces la neurona será glutamatérgica. Se añade el -érgico a la neurona. Si añado gaba, será gabaérgica. Se aplica tanto a la neurona que libera un dterminado neurotransmisor como a la sinapsis en la que se libera ese neurotransmisor. (Colores verde y morado en la imagen) Hay 2 tipos de canales en el terminal presináptico y sin los cuales no hay un flujo de información entre una neurona y otra. Morado= Na+ Verde= Ca++ Tenemos canales de sodio dependientes de voltaje, también de potasio. Estos 2 canales facilita la generación de PA. Tenemos unos canales de calcio dependientes de voltaje que se denominan canales de alto umbral, eso quiere decir que solo se abre cuando la membrana se polarice muchísimo. Con lo cual sin un PA yo no puedo abrir estos canales porque precisamente es la despolarización asociada al PA la que permite que ahora estos canales se abran y si se abre el canal de calcio dependientes de voltaje (Recordad que calcio en el exterior de la celula hay muchísimo y en el interior no hay casi nada entorno del orden descienda molar?????) con lo cual hay un gradiente electroquímico fortísimo para que el calcio entre. Los canales de calcio dependientes de voltaje facilitan la exocitosis, este incremento en calcio citosólico va a facilitar la fusión de esta vesícula. Tanto la vesícula como la membrana presinaptica están recubiertas, ambas membranas se encuentran multiples proteínas que dependen del calcio para su acercamiento y por tanto fusión de estas 2 membranas. Con lo cual, ahora lo que ha ocurrido en una sinapsis como esta es la exocitosis calcio dependiente. Para liberar el neurotransmisor, tiene que haber primero un PA, se tiene que despolarizar la membrana de la neurona presinaptica, se tienen que abrir estos canales de calcio y tiene que haber un proceso de exocitosis, sino, no hay manera humana de que se libere el neurotransmisor. Para que se libere de esta manera, en todos los casos hay que despolarizar la membrana independientemente de si el efecto del neurotransmisor sea excitatorio o inhibitorio. Ya hemos conseguido una parte importante que es liberar el NT, ahora en este espacio extracelular relleno de líquido el NT lo único que va a hacer es difundir en moverse según unas leyes en física que se conocen como movimiento bruniano que es simplemente difusión. En este movimiento, por las hendiduras sinápticas del espacio sináptico, si los hay se encontrarán con un determinado receptor que de forma muy resumida van a ser principalmente de 2 tipos. Vamos a encontrar receptores para neurotransmisores como este(imagen) por ejemplo que enrealidad son canales dependientes de ligando, el ligando aquí es el NT, con lo cual cuando se una al receptor, abrirá este canal de tal manera que dejará moverese un determinado ion, recordad que este tipo de receptores, enrealidad son canales dependientes de ligando reciben un nombre que es ionotrópicos. Los receptores ionotropicos es uno de los tipos de ¿??0:39 que vamos a encontrar. El neurotransmisor una vez liberado se unirá a una zona específica de receptor por lo cual en cuanto lo haga abrira el canal. Luego es cierto que el canal dependiente de ligando receptor ionotropico puede dejar pasar depende de su estructura iones como sodio, potasio, calcio, cloruro o incluso mezclas de iones. Con lo cual el efecto que tendrá la neurona postsinaptica puede ser muy variable dependiendo del receptor, aunque ya sabemos que si deja pasar una carga positiva, despolariza la membrnana y tendremos una hiperpolarización o un IPSP. Este es un tipo de receptores que vamos a encontrar para neurotransmisores, muy comunes. Aquí el neurotransmisor se une, no a un canal directamente, sino a un receptor que tiene una estructura muy característica porque atraviesa la membrana 7 veces y esta acoplado a unas proteínas que se llaman G. Esto viene porque intercambian GTP por GDP y son GTPasas de tal manera que aquí directamente el neurotransmisor, no abre y cierra un canal, sino que indirectamente a través de proteínas G puede modular el estado de apertura de un canal o no tiene porque ser directamente, puede ser a través de segundos mensajeros generando cambios en el AMPc o en el GMPc o mediante la activación de quinasas. Los receptores acoplados a proteínas G, a esos receptores se les llama metabotropicos. El canal que esta asociado a toda la cadena de transducción puede dejar el sodio o el potasio o calcio o cloruro, el efecto también puede ser muy diferente dependiendo del tipo de receptor metabotropico, igual que dependiendo del tipo de receptor ionotropico podemos ver una cosa o la otra. Hay una gran diferencia entre los tipos de receptores y es el tiempo, el tiempo que tardo en ver la respuesta sea en un sentido o en otro, en un receptor ionotrópico es mucho menor, estos receptores generan respuestas más rápidas mientras que en los metabotrópicos generan respuestas más lentas. Lento o rápido, en este contexto de sinapsis es que tarde más milisegundos o menos, aun así el rango es rápido porque seria que el metabotrópico genera respuestas lentas no quiere decir que tardes horas en ver las respuestas. En la membrana presinaptica tenemos que añadir un elemento que es frecuente que aparezca, un transportador de neurotransmisores (color amarillo). El papel de estos transportadores de NT es que 1. Elimina el NT de la hendidura/baja la concentración de NT. Cuando hay una gran cantidad de NT nosotros aquí corremos un gran peligro. (Recordad que el NT es el estímulo para apertura de estos receptores, para que se produzca una respuesta en la célula, con lo cual si se está aplicando ese estímulo constantemente, estos receptores se desensibilizan. Solo cuando la concentración es muy elevada, el transportador es cuando coge e introduce dentro de la célula el NT. También se pueden encontrar transportadores en la membrana postsinaptica o incluso en células gliales. Según el transportador vaya quitando moléculas NT, entonces el NT se iria acumulando ahora y va a ser transferido a vesículas que no hayan sido exocitadas, también mediante transportadores vesículares. Con esto favorecemos el reciclaje del neurotransmisor, no solo que evite la desensibilización, del receptor, sino que pueda reutilizar el NT, el exceso de NT lo recupero, lo meto en las vesículas y lo almaceno para cuando quiera que tenga que secretar….?. Este es un mecanismo que controla sobretodo la concentración de NT en la hendidura sinaptica. En algunas sinapsis podemos encontrar la presencia de encimas (que están en un líquido extracelular) pueden estar ancladas también a la membrana presinaptica, hay varias opciones. Nos importa el hecho de que vayan a haber enzimas que hidrolicen o romper la estructura del neurotransmisor, también cuando la concentración de NT es muy elevada. Las enzimas que degradan los NT lo que hacen es que cuando yo tengo mucho NT en la hendidura sináptica esta enzima lo que hace es romper la sutura. Si ete NT está formado por 2 moléculas (NT), tengo un enlace químico entre la N y la T, entonces la enzima lo que va a hacer es romper (¿?se corta). Recordad que el NT es la llave para operar el receptor, sin esta llave, yo puedo tener muchas Ns y Ts sueltas pero no van a hacer nada sobre el receptor. Hay mecamismos sobre estas N y Ts sueltas que permiten reciclar el NT. Esto les pasa a algunos NT, por ejemplo acetilcolina, hay una enzima (no se entinde cual) que rompe la acetilcolina en Acido acético y colina. Hay otros NT, las catecolaminas, dopamina, adrenalina y noradrenalina, tienen enzimas que pueden romper su estructura pero también tienen transportadores, o hay NTs que solo tienen transportadores p.ej. gaba, glutamato..la mayoría. BLOQUE 2: TEMA 3+5 NEUROTRANSMISORES Y SUS RECEPTORES Neurotransmisor: es un ligando químico, es un compuesto química, un mensajero químico, se utiliza como mecanismo de comunicación en la sinapsis. El primer NT que se descubrió es la Ach(acetilcolina). Glu,catecolaminas..se descubrió que todos ellos tenían un mecanismo en común de liberación o de funcionamiento. 1. 2. 3. 4. 5. Se liberan por despolarización (despolarizar la neurona presinaptica Se almacenan en vesículas Se liberan por exocitosis calcio dependiente Tiene receptores específicos (Hay tipos, metabotropicos etc..) Tienen mecanismos de inactivación (encimáticos o mediante transportadores) Se empezaron a descubrir otras moléculas liberadas por neuronas que son ligandos químicos, se utilizan para comunicarse entre unas células con otras pero no cumplen alguno de estos requisitos. Se dijo que hay neuronas que liberan un gas que es el NO, no se almacena en vesículas, no tiene exocitosis calciodependiente, si que tiene receptores específicos y tiene mecanismos de activación pero no cumple todo lo anterior. Hay neuronas en el hipocampo que liberan unos compuestos activos muy parecidos a los del canabis pero que son endógenos y por eso se llaman endocannabinoides. Se liberan por despolarización pero no se almacenan en vesículas, no hay exocitosis por lo tanto tampoco hay receptores específicos, encima se libera de la neurona post a pre. Se dice que si no cumplen las premisas, en vez de ser NT, son neuromoduladores. Al final sirven para lo mismo, comunicación y transferencia de la información. 1 NEUROTRANSMISORES Acetilcolina el primero que se descubrió, en el S. XIX – XX por Henry Dale y Otto Loenir. Descubrieron una molécula que químicamente es un ester – O – Ester acético de la colina. Acético – O – Colina. - - Neuronas colinérgicas - NT clásico, se empaqueta en vesículas, se sintetiza en el citosol. Hay una enzima que cataliza esta reacción de esterificación para una vez con la molecula acetilcolina en el citosol meterlas o cargarlas en la vesícula En la vesicula tenemos unos transportadores de ACh vesiculares. La liberación ocurre gracias a la nosequedosis calcio dependiente. Estas neuronas se encuentran en el SNC y SNP ¿Qué neuronas en el autónomo son colinérgicas? Las preganglionares del parasimpático (creo?)-----luego las postganglionares solo las del parasimpático (Creo que a las pre es en todos y las post solo en parasimp) N colinérgicas - Preganglionares (todas) Postganglionares (parasimpático) Motoneuronas alfa (en la medula espinal) En el SNC, hay un núcleo en el cerebro, diencefalo cerca del septum un pelucio????, el nucleo basal de Meynert que es el principal grupo colinérgico en el SNC. Podemos encontrar 2 tipos de receptores (ionotropicos) en caso de acetil colina son receptores nicotínicos. Se llaman nicotínicos porque cuando se descubrieron estos receptores se vio que la nicotina es un agonista coactiva?¿ También hay receptores acoplados a proteínas G que modulan la apertura de algunos canales que sabemos que se llaman metabotropicos pero que en el contexto de la sinapsis colinérgica: R. METABOTRÓPICOS (R. MUSACARÍNICOS) se llaman así porque la musacarina es un agonista es una caloide? Que se encuentra en las setas de genero amanita muscaria. (Es toxica porque contiene grandes cantidades de muscarina, en el corazón puede llegar a producir parada cardíaca). SON COMPUESTOS EXÓGENOS. También hay antagonistas, por ejemplo la atropina es un antagonista de todos los receptores musacarinicos de la acetilcolina y el antagonista típico de todos los receptores nicotínicos de acetilcolina: curare?? Viene de una planta de amazonas, produce paralisis muscular porque bloquea la activación del receptor (porq creo que en el musculo solo hay un receptor). Receptores metabotrópicos hay en el corazón, en el marcapasos. (EXPLICACIÓN DEL CORAZÓN VIDEO 14, 1:39) R. musacarinicos= Periferia (corazón, glándulas..etc) R. nicotínicos= Unión neuromuscular, SNC, ganglios del SNP Estos 2 ejemplos, el del corazón y unión neuromuscular nos sirven para marcar que la acetilcolina puede ser un NT excitatorio y inhibitorio. Es uno u otro depende del receptor al que se una, los nicotínicos dejan pasar el Na y excitan la membrana y asi es excitatorio. - F(X)= o o o SNA Locomoción Cognición memoria y aprendizaje (Alzheimer) enf. Neurodegenerativa, tiene menos neuronas colinergicas en el SNC
