Tema 10: Bases de la comunicación neuronal (2º Parte) María Penado
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Comunicación entre neuronas: la sinapsis 1. 2. 3. 4.
Las sinapsis químicas La integración neural Neurotransmisores y neuromoduladores Farmacología de la sinapsis química
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En las sinapsis químicas la comunicación se realiza por la liberación de un neurotransmisor desde los botones presinápticos que viaja por la hendidura sináptica que son captados por proteínas específicas (receptores postsinápticos) que se hayan en la neurona postsináptica
1. Las sinapsis químicas El proceso de sinapsis química se realiza siguiendo una serie de pasos:
1. Sintesis
y
almacenamiento
de
los neurotransmisores en unos sacos denominados vesículas presinápticas que se agrupan en zonas de la neurona presinaptica (zonas activas).
2. Liberación del neurotransmisor debido a la presencia de un potencial de acción que abre los canales de Calcio (canal tipo L, N y P) dependientes del voltaje
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3. Interacción del neurotransmisor con sus receptores de la membrana postsináptica (receptores postsinápticos): la unión es con receptores específicos y produce que estos se activen originando cambios en la neurona postsináptica (cambios en la permeabilidad mediante la apertura de canales iónicos controlados por neurotransmisores)
4. Inactivación
neurotransmisor que puede ser realizada por inactivación enzimática (mediante enzimas que degradan
del
el neurotransmisor) recaptación (proteínas transportadoras)
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o
Clases de sinapsis químicas Según las zonas de las neuronas que transmiten y reciben información: -
Sinapsis axodendríticas: entre el axón de una neurona y las dendritas de otras Sinápsis axosomáticas: entre el axón de una neurona y el cuerpo de otra Sinapsis dentrodendríticas: entre las dendritas de una neurona y las dendritas de otra Sinapsis axoaxónicas: contactos entre los botones terminales de distintas neuronas
Sinapsis axoaxónicas: inhibición y facilitación presinaptica
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Según su morfología (Fig 10.17 pag 419):
Sinapsis tipo I: la más común y se produce por la ACTIVACIÓN de la neurona postsináptica siendo fundamentalmente sinapsis axodendríticas. Vesículas esféricas, hendidura sináptica amplia y agrupación de material a lo largo de las membranas sinápticas de forma uniforme
Sinápsis tipo II: se producen por la INACTIVACIÓN de la neurona postsináptica y son principalmente axosomáticas. Vesículas con formas variadas, espacio sináptico no tan amplio y agrupaciones de material en las membranas irregular
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2. La integración neuronal (potenciales postsinápticos excitadores e inhibidores) La liberación de neurotransmisores en la hendidura sináptica y su captación por los receptores postinápticos provoca cambios en la permeabilidad de la membrana postsináptica que ocasionan potenciales postsinápticos que pueden ser de varios tipos
Potenciales excitadores postsinápticos (PEPs): se produce una despolarización aumentando la posibilidad de que se produzca un potencial de acción ( sinapsis excitadoras)
Potenciales inhibidores postsinápticos (PIPs): se produce una hiperpolarización inhibiendo la membrana postsináptica (sinapsis inhibitorias)
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La formación del potencial postsináptico (inhibitorio o excitatorio) dependerá del tipo de canales iónicos que se abren en respuesta al neurotransmisor
Si la unión neurotransmisor – receptor ocasiona que se abran los canales para los iones de calcio (Ca2+) y sodio (Na+) (PEP)
Si la unión neurotransmisor – receptor ocasiona que se abran los canales para los iones de potasio (K+) y cloro (Cl -) (PIP)
Un mismo neurotransmisor puede producir PEP o PIP dependiendo del receptor al que se una y los canales que abra
Tipos de receptores postsinápticos Receptores ionotrópicos: cuando la unión del neurotransmisor con el receptor provoca la apertura inmediata del canal iónico
Receptores metabotrópicos: cuando la apertura del canal iónico se produce mediante una modificación del metabolismo intracelular de la neurona postsináptica (sistema de segundos mensajeros) 1. 2. 3.
La unión del neurotransmisor con el receptor provoca la activación de Proteínas G Las proteinas G activan el metabolismo celular para producir moléculas mediadoras (segundos mensajeros ) Esos segundos mensajeros provocan la apertura de los canales iónicos
AMPc (adenosin – monofosfato cíclico); ión Ca 2+ ; GMPc (guanosín – monofosfato cíclico); inositol fosfato (IP3); diacilglicerol (DG); ácido araquidónico.
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Receptores presinápticos Después de la actuación del neurotransmisor en la neurona postsináptica este puede volver a la neurona presináptica donde es captado por receptores presinápticos o autorreceptores
El neurotransmisor se une a los receptores presinapticos una vez que ha actuado en la neurona postsináptica La recaptación del neurotransmisor pone en marcha un sistema de segundos mensajeros que inhibe o interrumpe la síntesis del neurotransmisor
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Los potenciales postsinápticos son demasiado pequeños y solo aumentan o disminuyen la probabilidad de que se produzca un potencial de acción La generación del potencial de acción se produce en el cono axónico que presenta el umbral de excitación mas bajo de la neurona (alta concentración de canales de Na+ y K+)
Los potenciales postsinápticos pierden intensidad a medida que recorren la neurona desde las dendritas hasta el soma por eso se les llama potenciales locales, graduados o decrecientes
Es en el cono axónico donde se realiza la integración de toda la información proveniente de las dendritas y que determina o no que se produzca un potencial de acción (proceso de sumación espacial y temporal de los potenciales locales )
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3. Neurotransmisores y neuromoduladores La distinción entre neurotransmisor y neuromodulador depende de cómo produzca su efecto en la neurona postsináptica: neurotransmisor abre directamente los canales iónicos (receptores ionotrópicos) mientras que neuromodulador activa proteínas G que cambian el metabolismo de la neurona postsináptica (receptores metabotrópicos) Una misma sustancia puede actuar como neurotransmisor o neuromodulador dependiendo del receptor al que se una
Los neurotransmisores abren un solo canal mientras que los neuromoduladores pueden abrir varios
Diferencia en el tiempo y morfología de las vesículas que los contienen
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Clases de neurotransmisores y neuromoduladores: - Acetilcolina (Ach): puede tener efecto excitatorio o inhibitorio dependiendo de los receptores a los que se una (receptores colinérgicos: muscarínicos y nicotínicos) - Aminas biógenas: regulación de los estados afectivos y de la función cerebral -Catecolaminas: dopamina (DA); noradrenalina (NA); adrenalina -Serotonina (5 – HT; 5 - hidroxitriptamina) - Aminoácidos transmisores: neurotransmisores excitadores e inhibidores del SN -Excitadores: glutamato y aspartato -Inhibidores: ácido gamma – aminobutírico (GABA) y glicina - Neuropéptidos : cadenas de aminoácidos que pueden encontrarse en el SN central como en tejidos periféricos (hormonas) - Péptidos opioides endógenos: propiedades analgésicas - Gases solubles: óxido nítrico (NO) y monóxido de carbono (CO) - sistema cannabinoide endógeno
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4. Farmacología de las sinapsis químicas Las sustancias psicoactivas ejercen sus efectos al afectar a alguno de los mecanismo de transmisión sináptica que se producen en las neuronas
Síntesis y almacenamiento: afectando a las enzimas o sustancias precursoras o bien impidiendo el almacenamiento de neurotransmisor en el terminal presináptico
Liberación del neurotransmisor: afectando a los canales iónicos
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Receptores postsinápticos: impidiendo la unión del neurotransmisor al receptor (antagonistas reversibles o irreversibles ) o uniéndose al receptor imitando al neurotransmisor (agonistas)
Inactivación del neurotransmisor: afectando a las enzimas que degradan los neurotransmisores o recaptan dichas sustancias
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EXÁMENES
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Tanto la inhibición presináptica se deben a
como
la
facilitación
A) sinapsis axoaxonicas B) sinapsis axodendríticas C) la inactivación de canales dependientes de voltaje D) sinapsis axosomáticas
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A) sinapsis axoaxonicas
Sinapsis axoaxónicas: inhibición y facilitación presinaptica
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¿Cuál de los siguientes potenciales postsinápticos (indicados en mv) que llegan al cono axónico desencadenarán un potencial de acción en una neurona cuyo potencial de membrana previo a la activación de las sinapsis es de -85 mv? A) -20, + 5, + 15 B) + 5, - 10, + 20 C) + 20, - 5, + 15 D) – 10, + 5, - 5
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C) + 20, - 5, + 15
Al final de la fase descendiente el potencial de membrana cae hasta laos -90mv produciendose una hiperpolarización que solo permite que la neurona responda ante estímulos que generen una mayor despolarización (se necesitan 35mv para alcanzar los -55mv) produciéndose un periodo refractario relativo
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Cuando se dice que un neurotrasmisor es recaptado, estamos afirmando que desde el espacio sináptico A) he entrado en contacto con la membrana postsináptica B) ha entrado en contacto con la membrana presináptica C) ha producido un potencial postsináptico inhibitorio D) ha abierto o cerrado algún canal de la membrana postsináptica
B) ha entrado en contacto con la membrana presináptica Receptores presinápticos Después de la actuación del neurotransmisor en la neurona postsináptica este puede volver a la neurona presináptica donde es captado por receptores presinápticos o autorreceptores El neurotransmisor se une a los receptores presinapticos una vez que ha actuado en la neurona postsináptica
La recaptación del neurotransmisor pone en marcha un sistema de segundos mensajeros que inhibe o interrumpe la síntesis del neurotransmisor
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La integración de las señales recogidas por una neurona A) tiene lugar en el cono axónico B) es el resultado que se produce cuando se genera un potencial de reposo C) siempre da lugar a un potencial de acción D) genera actividad en los receptores metabotrópicos
A) tiene lugar en el cono axónico Los potenciales postsinápticos son demasiado pequeños y solo aumentan o disminuyen la probabilidad de que se produzca un potencial de acción La generación del potencial de acción se produce en el cono axónico que presenta el umbral de excitación mas bajo de la neurona (alta concentración de canales de Na+ y K+)
Los potenciales postsinápticos pierden intensidad a medida que recorren la neurona desde las dendritas hasta el soma por eso se les llama potenciales locales, graduados o decrecientes Es en el cono axónico donde se realiza la integración de toda la información proveniente de las dendritas y que determina o no que se produzca un potencial de acción (proceso de sumación espacial y temporal de los potenciales locales )
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El primer efecto de la llegada de un potencial de acción al terminal presináptico es la A) apertura de los canales de Ca2+ dependientes de voltaje en el terminal B) la hiperpolarización de la membrana en el terminal C) la aparición de un PEP en el propio terminal D) fusión de las vesículas sinápticas con la membrana del terminal
A) apertura de los canales de Ca2+ dependientes de voltaje en el terminal
2. Liberación del neurotransmisor debido a la presencia de un potencial de acción que abre los canales de Calcio (canal tipo L, N y P) dependientes del voltaje
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Tema 10: Bases de la comunicación neuronal (2º Parte) Maria Penado
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