la sinapsis bibliografía: capítulo 10 de ksj o: capítulo 11 de ksj2
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LA SINAPSIS
Bibliografía: capítulo 10 de KSJ o: capítulo 11 de KSJ2
Sitios donde las neuronas se comunican entre sí.
Tienen un papel fundamental en procesos tales como:
la percepción, el movimiento voluntario, el aprendizaje.
Una neurona puede recibir del orden de 10000 conexiones, y hacer del orden de 1000 con neuronas postsinápticas.
LA SINAPSIS
Neurona postsinápticaNeurona presináptica
Químicas:
No hay continuidad entre los citoplasmas de las dos células. Estas están separadas por un espacio pequeño: el espacio sináptico o hendidura sináptica (“synaptic cleft”) (20-40 nm).
Eléctricas:
Existen uniones especiales entre las neuronas que sirven de “puente” entre sus citoplasmas: la unión eléctrica (“gap-junction”) (3.5nm).
Dos tipos de Sinapsis: Eléctricas y Químicas
Eléctricas: una corriente inyectada en la presináptica fluye hacia la postsináptica a través de uniones de alta conductancia: (la unión eléctrica)
Químicas: la corriente inyectada inicia un proceso en el cual fluyen moléculas a través del espacio sináptico hacia la célula postsináptica.
Comportamiento distinto bajo inyección de corriente
KSJ-F10.1
Nicholls-F9.1
Lo mismo:
1. La transmisión es prácticamente intantánea:
Propiedades de las Sinápsis Eléctricas
KSJ-F10.2Sinapsis gigante del cangrejo – Furshpan et al 1957, 59
2. La transimión en sinápsis eléctricas es graduada:
KSJ-F10.3
La inyección de una corriente en la neurona presináptica produce una señal en la post. Aún si está por debajo del umbral
Si las neuronas están en reposo Si las neuronas están hiperpolarizadas
KSJ-F10.5
3. Puede producir la descarga síncrona de varias células:
La conducta es “todo o nada”: se produce sólo si el estímulo es suficientemente intenso
IRV
Un grupo de células unidas eléctricamente presenta una mayor conductancia (menor resistencia) por lo cual una señal (cambio de corriente) débil produce un efecto (cambio de potencial de membrana) pequeño e insuficiente para activar la glándula de la tinta:
“Conexiones eléctricas” (Gap-junction channels)
3.5nm
20nm
Cada hemicanal: conexón
Sinapsis Químicas
Nicholls-F13.1
Hendidura sináptica: 20-40 nm
La transmisión en Sinapsis Químicas implica varios
procesos
Vesículas y zonas activas o de anclaje
KSJ2-F11.7
Zonas activas
La sinapsis neuromuscular
Bibliografía: capítulo 11 de KSJ
Anatomía de la sinapsis
neuromuscular
Mitocondria,Vesícula sináptica,Zona activa,Membrana presináptica,Espacio sináptico,Membrana postsináptica,Canal de Ca2+,Membrana basal,Pliegue de unión
Placa terminal,Botones sinápticos
KSJ2-F12.1
Canales Na activados por voltaje
Canal activado por acetilcolina (Ach)
KSJ-F11.13
KSJ-F11.12
Una sóla célula motora produce un potencial de placade 70mV, suficiente para generar un PA en la fibra.
Potencial de Placa
Potencial de Placa: es el potencial excitador postsináptico (EPSP) que se produce en la célula muscular
Potencial de Placa
y Potencial de
Acción
El potencial de placa puede aislarse usando curare
Así es posible estudiar loscanales que lo producen, distintos de los que generan el PA.
KSJ2-F12.5
70 mV !!
Fatt & Katz, 1950)
El EPSP y el PA se producen juntos.
Decaimiento del potencial de placa
Curso temporal del EPSP en función de la distancia a la placa
KSJ2-F12.6
retardo sináptico
Potencial sináptico y corriente sináptica
KSJ-F11.6B
¿Qué iones producen la corriente sináptica?
Al abrirse pasan iones K+ y Na+
KSJ2-F12.8
El PSP se produce
por flujo de Na+ y K+
Las conductancias de Na y K aumentan al ligarse la ACh
Las conductancias de Na y K no son muy sensibles al V
La conductancia del Cl no es afectada
La Corriente de Placa Terminal:
EPSP con un Circuito Equivalente
El modelo debe contener los 3 procesos que ocurren en la membrana:
La corriente a través de los canales pasivos
La corriente a través de los canales sinápticos
La carga del condensador
Además hay otras corrientes Que no consideramos ahora:
• Responsables de la generación del PA• Corriente inyectada (externa)• Otros canales sinápticos• ...
)( EVi ppp
Supondremos que la corriente del ión (de especie p) a través de un canal es proporcional al voltaje (ley de Ohm):
Potencial de equilibrioconductancia
Corriente de un canal
)( EVi ppp
De la corriente,
tenemos,
EiV ppp /
p
pE
El canal se comporta como una resistencia y una batería en serie
ppp Ng
)( EVgi ppp
La corriente total de iones de una especie dada, depende del número de canales en la membrana por los que pueda pasar. La corriente total será proporcional a la fuerza total sobre un ión:
Si N es el número de canales del ión p, la conductancia es:
N canales suman sus conductancias
“Modelo” para la corriente pasiva (repaso)
La corriente de pérdida (elementos pasivos):
ggggEgEgE
EVClKNa
ClClKKNaNa
Lrest
ggggClKNaL
Potencial de reposo:
Conductancia pasiva o de pérdida:
La corriente pasiva total )()()( EgEgEgi ClClNaNaKKLVVV
)( EVgi LLL
Puede escribirse:
)( EVgi LLL
“Equivalente eléctrico”
Potencial de reposo
(valores de la unión neuromuscular)
SgL
6010.1
mVEL 90
La corriente sináptica
))(( Egi EPSPEPSPEPSPVt
Nicholls-F13.1Notar la dependencia temporal de la conductancia
“Modelo” para la corriente sináptica
SgEPSP
6010.5
mVEEPSP 0
Potencial inverso del canal iónico de placa neuromuscular
gggEgE
EKNa
KKNaNa
EPSP
EPSP: Circuito equivalente
KSJ-F11.16
LiEPSPi
La dinámica del potencial
¿Cuánta corriente se requiere para cambiar el potencial de membrana con una cierta tasa de
cambio?
VCQ m
Si C = 1 nF: una corriente de 1 nA cambiará al potencial con una tasade cambio de 1 mV/ms
dt
dQ
dt
dVCm
corriente
La evolución para V
)( LLL EVgi
))(( EPSPEPSPEPSP EVtgi externacorrienteIext :
AItiidt
dVc extEPSPLm /)(
Ecuación del potencial de membrana:
no contiene la generación de la espiga!
KSJ-F11.17A
EPSP
Corrientes
Trazas temporales del EPSP y de las corrientes
Estado inicial del circuito y Apertura del canal sináptico
KSJ-F11.17B
Pico del EPSP (estado estacionario) y fin de la acción
sináptica
KSJ-F11.17B
La amplitud del EPSP
0dt
dVEn el pico: Equivalentemente:
0 LEPSP ii
0)()( LLLEPSPEPSP EVgEVg
gggEgE
LEPSP
LLEPSPEPSPpicoV
Si la concentración de ACh es baja, se abren pocos receptores:
LEPSP gg Lpico EV
Si la concentración de ACh es grande, se abren muchos receptores:
LEPSP gg EPSPpico EV
EPSPpicoL EVE
mVVpico 15Para estos valores dados:
Amplitud del pico: mVEVV LpicoEPSP 75
Corrientes:nAAii LEPSP 751075 9
SgL
6010.1
mVEL 90
SgEPSP
6010.5
mVEEPSP 0
Fin