El sistema nervioso contiene células nerviosas, o neuronas, que transmiten señales a las células diana, que pueden ser neuronas u otros tipos de células. La brecha entre las células transmisoras y receptoras es la sinapsis. Las señales de estimulación, ya sean eléctricas o químicas, deben cruzar la sinapsis para alcanzar su objetivo. Tanto las células emisoras como receptoras tienen una compleja maquinaria bioquímica para crear, transmitir, detectar y reaccionar a las señales que cruzan la sinapsis. Otro tipo de sinapsis se encuentra en el sistema inmunológico del cuerpo e involucra glóbulos blancos en lugar de neuronas.
Anatomía de la sinapsis neuronal
La hendidura sináptica o brecha es el espacio que separa las membranas celulares del presináptico transmisor de células receptoras postsinápticas. El cerebro y el sistema nervioso central se componen de trillones de sinapsis que transmiten información entre las células. La hendidura es tan pequeña (entre 2 y 40 nanómetros) que las imágenes requieren un microscopio electrónico. Las sinapsis de señales químicas pueden ser de dos tipos, asimétricas o simétricas, dependiendo de la forma de los pequeños sacos o vesículas que contienen químicos, que vierten sustancias químicas neurotransmisoras a través del espacio. Las vesículas de un espacio asimétrico son redondas, y la membrana postsináptica construye un material denso compuesto de proteínas y receptores. Las sinapsis simétricas tienen vesículas aplanadas, y la membrana celular postsináptica no contiene una acumulación densa de material.
Sinápsulas químicas
Una sinapsis química presenta una neurona presináptica que convierte la estimulación electroquímica en la liberación de neurotransmisores químicos que, dependiendo de su composición, excitan o inhiben la actividad de la célula receptora. La célula presináptica estimulada acumula iones de calcio que atraen a ciertas proteínas unidas a vesículas que contienen químicos neurotransmisores. Esto hace que las vesículas se fusionen con la membrana celular presináptica, lo que permite que los productos químicos del neurotransmisor se vacíen en la hendidura sináptica. Algunos de estos productos químicos se encuentran y activan receptores en la membrana celular postsináptica, lo que hace que la señal se propague a través de la célula postsináptica. Los neurotransmisores luego se liberan de la célula postsináptica, a veces con la ayuda de proteínas transportadoras especiales, y son reabsorbidos por la célula presináptica para su reutilización.
Sinapsis Eléctrica
La unión de brecha de una sinapsis eléctrica es aproximadamente 10 veces más estrecho que el ancho de la hendidura de una sinapsis química. Los canales llamados connexons unen la unión gap, lo que permite que los iones se crucen. Los conectores contienen proteínas que pueden abrir o cerrar el canal, controlando así el flujo de iones. Una célula presináptica estimulada abre sus conexiones, permitiendo que los iones cargados positivamente fluyan y despolaricen la célula postsináptica. La fisiología de la sinapsis eléctrica no requiere mensajeros químicos o receptores y, por lo tanto, permite velocidades de transmisión más rápidas. Otra característica única de la sinapsis eléctrica es que permite la transmisión de señal en cualquier dirección.
Inmunological Synapse
Una sinapsis inmunológica es el espacio entre ciertos tipos diferentes de glóbulos blancos o linfocitos. En un lado de la sinapsis hay una célula T o una célula asesina natural. La célula postsináptica puede ser uno de varios tipos de linfocitos que presentan antígenos extraños en la superficie. Los antígenos hacen que la célula presináptica secrete proteínas que ayudan a destruir las bacterias, virus u otras sustancias extrañas ingeridas por la célula diana. La sinapsis también se conoce como un complejo de adhesión supramolecular y consiste en anillos de diferentes proteínas. La célula presináptica se arrastra sobre la célula objetivo, establece una sinapsis y luego libera proteínas que responden a la sustancia extraña invasora.
