La sinapsis es la comunicación funcional entre las neuronas que permite transformar una señal electroquímica (potencial de acción) en una señal química capaz de atravesar el espacio sináptico.
La sinapsis eléctrica ocurre entre neuronas conectadas estrechamente por canales proteicos llamados conexones, que transmiten iones de neurona a neurona. Son las sinapsis menos frecuentes, se han encontrado en algunos invertebrados como, por ejemplo, los cangrejos.
La sinapsis química tiene lugar entre neuronas pre sinápticas que liberan una sustancia química denominada neurotransmisor hacia el espacio sináptico, el que la separa de la neurona pos sináptica, en cuya membrana se encuentran los receptores específicos, que permiten la propagación o inhibición del un impulso nervioso, fenómeno conocido como potencial excitatorio pos sinápticos y potencial inhibitorio postsinápticos, respectivamente.
La transmisión de los impulsos es química, causada por la liberación de neurotransmisores específicos desde la terminación nerviosa. Los neurotransmisores difunden a través de la hendidura sináptica y se unen brevemente a receptores específicos en la neurona adyacente o la célula efectora. En función del receptor, la respuesta puede ser excitadora o inhibidora.El soma neuronal produce enzimas encargadas de sintetizar a la mayoría de los neurotransmisores, que son almacenados en vesículas en las terminaciones nerviosas. La cantidad contenida en una vesícula (habitualmente, varios miles de moléculas) es un cuanto. Un potencial de acción de membrana que llega a la terminación abre los canales de Ca del axón; el influjo de Ca libera moléculas de neurotransmisor desde muchas vesículas al fusionar las membranas de la vesícula con la membrana de la terminación nerviosa. La fusión de la membrana genera una apertura a través de la cual las moléculas son expulsadas en la hendidura sináptica a través de la exocitosis
Un rasgo característico es la independencia entre la cantidad de neurotransmisor presente en la terminación y la actividad nerviosa, y su contenido se mantiene relativamente constante aunque se modifique la captación de los precursores de estas sustancias o el funcionamiento de las enzimas que intervienen en su síntesis o su destrucción. La estimulación de los receptores presinápticos puede disminuir la síntesis de neurotransmisor, y su bloqueo, incrementarla.La interacción del neurotransmisor con el receptor debe interrumpirse pronto para permitir su activación rápida y repetida.
Los neurotransmisores que han interactuado son:AcetilcolinaEsta es sintetizada por la enzima colinacetilasa que la une a un grupo acetilo de la acetil-coenzima A., que proviene de la glucosa a través de seguidos pasos metabólicos que ocurren en las mitocondrias.La acetilcolina es secretada por las neuronas en diferentes áreas del encéfalo pero específicamente por las células piramidales de la corteza motora por motoneuronas que inervan los músculos esqueléticos, por las neuronas preganglionares del sistema autónomo y por las neuronas postganglionares del sistema parasimpático.En la mayoría de los casos la acetilcolina tiene un efecto excitador, sin embargo se sabe que puede tener efectos inhibidores sobre algunas terminaciones parasimpáticas periféricas, como es el caso de la inhibición del corazón por el nervio vago.
NorepinefrinaEs secretada por neuronas cuyos cuerpos celulares están situados en el tronco encefálico y el hipotálamo. Concretamente las neuronas que se encuentran en el locus ceruleus envían fibras nerviosas a diferentes zonas del encéfalo y ayudan a regular el humor y la actividad de la mente, aumentando por ejemplo el estado de alerta.También secretan norepinefrina la mayoría de las neuronas postganglionares del sistema nervioso simpático, para excitar o inhibir órganos según sea el caso.
DopaminaEs secretada por neuronas de la sustancia negra, células de los ganglios simpáticos y el hipotálamo.Como el resto de las catecolaminas, se sintetiza a partir de la L-tirosina, luego la enzima tirosina-hidroxilasa la transforma en 1-dihidroxifenilalanina (L-DOPA) y la DOPA- descarboxilasa en dopamina.Este neurotransmisor tiene un efecto inhibitorio. También sus receptores participan en efectos farmacológicos, incluyendo agentes tranquilizantes, antidepresivos, antiparkinsonianos. Y en patologías neurológicas y psiquiátricas, como la esquizofrenia y adicción a drogas.Dentro del grupo de las catecolaminas también se encuentra la noradrenalina la cual se sintetiza a partir de la dopamina por medio de la enzima dopamina-b-hidroxilasa. La adrenalina, que es la otra sustancia que pertenece a este grupo, se sintetiza a partir de la noradrenalina por la transferencia de grupos metilos por medio de la fenil-etanol-amina-N-metiltransferasa.
SerotoninaEs secretada por los núcleos que se encuentran en el rafe medio del tronco encefálico y que se proyectan hasta las astas dorsales de la medula y el hipotálamo. La serotonina actúa como inhibidor de las vías del dolor en la medula, también ayuda en la regulación del sueño y el humor.Esta sustancia corresponde a la 5-hidroxitriptamina y se sintetiza a partir de la hidroxilación y descarboxilación del triptofano y la enzima encargada de este proceso es la triptofano hidroxilasa.
Ácido gamaaminobutírico (GABA)Es el neurotransmisor más conocido como inhibidor a nivel de la sinapsis. Es secretado por las terminaciones nerviosas de la médula, el cerebelo y los ganglios basales.Este neurotransmisor se sintetiza a partir del ácido glutámico con ayuda de la enzima carboxilasa glutámica.El GABA, junto con los demás neurotransmisores inhibitorios, abre los canales de cloro, hiperpolariza la membrana postsináptica y disminuye así la actividad neuronal.
GlicinaEs secretada en las sinapsis de la medula. Al igual que el GABA tiene un efecto inhibidor. Esta inhibición puede ser revertida por la presencia de estricnina.
Óxido nítricoSe encuentra en las zonas responsables de la memoria y el comportamiento a largo plazo.Este neurotransmisor, a diferencia de los otros, no esta preformado ni se almacena en vesículas de las terminales presinápticas, sino que se sintetiza cuando se necesita y entonces se difunde fuera de las terminaciones presinápticas en segundos, pero no es liberado en porciones por las vesículas. Otra razón por la que se diferencia es que el óxido nítrico se difunde inmediatamente en la neurona adyacente, así como en otras neuronas postsinápticas próximas.
Algunos de los mecanismos de eliminación de los neurotransmisores son los siguientes:
1. Difusión del neurotransmisor hacia afuera de la hendidura sináptica.
2. Destrucción enzimática dentro de la hendidura sináptica. Por ejemplo, en el caso de la acetilcolina, la enzima colinesterasa se encuentra en la hendidura unida a la matriz de los proteoglucanos que rellenan el espacio. Cada molécula de la enzima puede retener hasta 10 moléculas de acetilcolina inactivándolo así.
3. Transporte retrogrado activo pasando al interior de la misma terminal presináptica, y volviendo a reutilizarse. A este proceso se le llama recaptación del neurotransmisor.