LA SINAPSIS Bibliografía: capítulo 10 de KSJ o: capítulo 11 de KSJ2

Neurona postsináptica LA SINAPSIS Sitios donde las neuronas se comunican entre sí. Neurona postsináptica Neurona presináptica 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.

Dos tipos de Sinapsis: Eléctricas y 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).

Comportamiento distinto bajo inyección de corriente 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. KSJ-F10.1

Lo mismo: Nicholls-F9.1

Propiedades de las Sinápsis Eléctricas 1. La transmisión es prácticamente intantánea: Sinapsis gigante del cangrejo – Furshpan et al 1957, 59 KSJ-F10.2

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

3. Puede producir la descarga síncrona de varias células: Si las neuronas están en reposo Si las neuronas están hiperpolarizadas KSJ-F10.5

La conducta es “todo o nada”: se produce sólo si el estímulo es suficientemente intenso 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 Hendidura sináptica: 20-40 nm Nicholls-F13.1

La transmisión en Sinapsis Químicas implica varios procesos

Vesículas y zonas activas o de anclaje KSJ2-F11.7

La sinapsis neuromuscular Bibliografía: capítulo 11 de KSJ

Anatomía de la sinapsis neuromuscular KSJ2-F12.1 Anatomía de la sinapsis neuromuscular Placa terminal, Botones sinápticos Mitocondria, Vesícula sináptica, Zona activa, Membrana presináptica, Espacio sináptico, Membrana postsináptica, Canal de Ca2+, Membrana basal, Pliegue de unión Canales Na activados por voltaje

Canal activado por acetilcolina (Ach) KSJ-F11.13

KSJ-F11.12

Potencial de Placa: es el potencial excitador postsináptico (EPSP) que se produce en la célula muscular Potencial de Placa Una sóla célula motora produce un potencial de placa de 70mV, suficiente para generar un PA en la fibra.

Potencial de Placa y Potencial de Acción 70 mV !! El EPSP y el PA se producen juntos. El potencial de placa puede aislarse usando curare Así es posible estudiar los canales que lo producen, distintos de los que generan el PA. Fatt & Katz, 1950) KSJ2-F12.5

Decaimiento del potencial de placa Curso temporal del EPSP en función de la distancia a la placa Decaimiento del potencial de placa KSJ2-F12.6

Potencial sináptico y corriente sináptica retardo sináptico KSJ-F11.6B

¿Qué iones producen la corriente sináptica? Al abrirse pasan iones K+ y Na+

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 KSJ2-F12.8

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 Responsables de la generación del PA Corriente inyectada (externa) Otros canales sinápticos ... Además hay otras corrientes Que no consideramos ahora:

Corriente de un canal Supondremos que la corriente del ión (de especie p) a través de un canal es proporcional al voltaje (ley de Ohm): conductancia Potencial de equilibrio

De la corriente, tenemos, El canal se comporta como una resistencia y una batería en serie

N canales suman sus conductancias Si N es el número de canales del ión p, la conductancia es: 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:

“Modelo” para la corriente pasiva (repaso)

La corriente pasiva total La corriente de pérdida (elementos pasivos): La corriente pasiva total Puede escribirse: Potencial de reposo: Conductancia pasiva o de pérdida:

“Equivalente eléctrico” Potencial de reposo (valores de la unión neuromuscular)

La corriente sináptica Notar la dependencia temporal de la conductancia Nicholls-F13.1

“Modelo” para la corriente sináptica Potencial inverso del canal iónico de placa neuromuscular

EPSP: Circuito equivalente KSJ-F11.16

La dinámica del potencial

¿Cuánta corriente se requiere para cambiar el potencial de membrana con una cierta tasa de cambio? Si C = 1 nF: una corriente de 1 nA cambiará al potencial con una tasa de cambio de 1 mV/ms

La evolución para V Ecuación del potencial de membrana: no contiene la generación de la espiga!

Trazas temporales del EPSP y de las corrientes KSJ-F11.17A

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 En el pico: Equivalentemente:

Si la concentración de ACh es baja, se abren pocos receptores: Si la concentración de ACh es grande, se abren muchos receptores:

Para estos valores dados: Amplitud del pico: Corrientes:

Fin