FISIOLOGIA I

1. FISIOLOGIA I TEMA NUMERO 9 Transmisión Sináptica PROFESOR: Gregorio Tiskow, Ph.Sc. E-mail: gtiskow@ucla.edu.ve U.C.L.A. Barquisimeto, Venezuela

2. El Impulso Nervioso

4. Integración sináptica • Se requiere de la integración de diversos sistemas para que se genere una respuesta…

5. ¿ Cómo se señaliza y transmite la información en el Sistema Nervioso?

6. La información dentro, yentre las neuronas se transporta en forma deSEÑALES ELÉCTRICAS oQUÍMICAS.

9. Las Sinapsis Las SINAPSIS son uniones especializadas que permiten el pasaje de información de una neurona a otra, o de una neurona a una fibra muscular.

10. El Cerebro Humano • 100.000 millones de neuronas. • Un millón de millones (billón) de Sinapsis (1.000.000.000.000) • 10 x millones de ceros de posibilidades teóricas de sinapsis. • 10 x 80 son las cargas positivas existentes en el Universo.

11. Tipos de Sinapsis • Dos Tipos: Clasificación funcional • ELÉCTRICAS • QUÍMICAS

12. SISTEMA NERVIOSO

13. Elementos de la sinapsis • CELULA PRE-SINAPTICA • HENDIDURA SINAPTICA • CELULA POST-SINAPTICA

14. Elementos de la sinapsis

15. La transmisión de la señal en la mayoría de las uniones sinápticas es de naturaleza química

16. Anatomía Funcional • SINAPSIS ELÉCTRICAS: • Las uniones de las membranas pre- y postsinápticas son de tipo “unión en brecha” o Gap Junctions. • Las uniones están facilitadas por la presencia de CONEXONES (arreglos hexagonales de proteínas) • Se forman puentes de muy baja resistencia. • El diámetro de los canales en el conexón, están regulados por pH, voltaje y iones calcio. Ca++ disminuye el diámetro del mismo. • La señal eléctrica se propaga muy rápidamente. • Transmisión puede ser bi-direccional.

17. Sinapsis Eléctricas

18. Anatomía Funcional • TERMINALES O BOTONES PRE-SINAPTICOS: Generalmente se ubican sobre las dendritas o las espinas dendríticas o sobre el soma neuronal. En corteza cerebral, 98% de los botones se ubican sobre las dendritas. Entre 10.000 y 15.000 botones visibles. Pueden emitir señales excitatorias o inhibitorias.

19. Anatomía Funcional

20. SinapsisClasificación Morfológica • Axo-dendrítica • Axo-axonal • Axo-somática

22. Sinapsis Químicas • Las más frecuentes. • Cada terminal pre-sináptica está separada de la postsináptica por la hendidura sináptica de unos 20-40 nm de ancho. • En la terminal pre-sináptica es frecuente ver numerosas mitocondrias y vesículas sinápticas que contienen un neurotransmisor.

23. Sinapsis Química

26. Sinapsis Química TRANSMISION UNIDIRECCIONAL

28. Sinapsis Química

31. Sinapsis QuímicaSecuencia de acontecimientos • Al llegar el potencial de acción a la terminal pre-sináptica, la membrana plasmática de la misma se despolariza. • Lo anterior generará liberación del contenido de las vesículas hacia la hendidura sináptica. • El neurotransmisor liberado de las vesículas provocará cambios en la permeabilidad de la membrana neuronal post-sináptica.

32. Sinapsis QuímicaLiberación del Neurotransmisor • Papel del ion Calcio: • La membrana pre-sináptica está enriquecida en canales de Ca++ voltaje dependientes. • Al llegar un potencial de acción, la membrana se despolariza y apertura canales de Ca++ • Entrada de iones Ca++ al interior del terminal. • Unión de iones Ca++ en los puntos de liberación o zonas activas del terminal pre-sináptico. • Se induce fusión de las vesículas a la membrana y exocitosis.

33. Papel del Calcio

35. Sinapsis QuímicaLiberación del Neurotransmisor • Liberación del contenido de las vesículas a la hendidura sináptica. • Fusión vesicular y exocitosis involucran un complejo de proteínas, entre ellas SNARE-v-Sinaptobrevina y la SNARE-t-Sintaxina en la membrana celular, y un grupo de proteínas G.

37. Ciclo vital vesícula sináptica

38. Liberación del Neurotransmisor • 1 Llegada de la despolarización al terminal presináptico • 2 Apertura de los canales de Ca++ • 3 Entrada de Calcio • 4 Interacción del Ca++ con la Sinaptotagmina • 5 Inducción de la exocitosis • 6 Liberación del Neurotransmisor • 7 Endocitosis de la membrana vesicular

40. Liberación del Neurotransmisor • La Zonaactivaestáconformadaporvariasvesículas “ atracadas ” rodeadaspor 10 canales de Calciovoltajedependientes (microdominio). • El Calcioes el Intermediarioentre la señaleléctricadespolarizante y la exocitosis del Neurotransmisor. • Tiempode liberación de 0,2 mseg. Aprox.

43. Convergencia-Divergenciade Información • Ello implica que la información que ingresa a cada célula neuronal es múltiple. • Así, muchas neuronas pre-sinápticas, convergen en una sola neurona post-sináptica. • También, los axones de la mayor parte de las neuronas pre-sinápticas se dividen en muchas ramas que divergen para terminar sobre muchas neuronas post-sinápticas. • Convergencia y divergencia son las bases de los procesos de facilitación, sumación y fenómenos de reverberación.

44. Convergencia-Divergencia

45. Acción de la sustancia neurotransmisora en la neurona o célulapost-sináptica…

46. Proteínas Receptoras

47. Interacción con Receptores • Receptor:proteína superficial de la membranaunida a un canal iónico (ionotrópicos) y/o acoplada a proteínasintraceluresquetransducen la señalintracelularmente o al núcleo (metabotrópico). • La unión del Neurotransmisorcon el receptor provocacambiosconformacionales en esteúltimo.

48. Elementos post-sinápticos • COMPONENTE DE UNION: ubicado en la membrana celular de la célula post-sináptica donde se unirá el neurotransmisor. • COMPONENTE IONOFORO: atraviesa toda la membrana post-sináptica hasta el interior de la neurona.

49. Componente Ionoforo de la membrana post-sináptica • DOS TIPOS: • RECEPTOR IONICO (CANAL IONICO) • RECEPTOR METABOTROPICO (ACTIVADOR DE SEGUNDOS MENSAJEROS)

50. Canal o Receptor Ionico • CANALES CATIÓNICOS: permeables a iones Na+ con más frecuencia (pero también existen para iones K+ y iones Ca++) • CANALES ANIÓNICOS: permeables a iones Cl- principalmente.