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La neurona presináptica (arriba) libera un neurotransmisor, que activa los receptores en la célula postsináptica cercana (abajo).

La neurotransmisión (en latín: transmissio "paso, cruce" de transmittere "enviar, dejar pasar") es el proceso mediante el cual las moléculas de señalización llamadas neurotransmisores son liberadas por el axón terminal de una neurona (la neurona presináptica), y se unen y reaccionan con el receptores en las dendritas de otra neurona (la neurona postsináptica) a poca distancia. Un proceso similar ocurre en la neurotransmisión retrógrada , donde las dendritas de la neurona postsináptica liberan neurotransmisores retrógrados (p. Ej., Endocannabinoides ; sintetizados en respuesta a un aumento de la concentración intracelular niveles de calcio ) que envían señales a través de receptores que se encuentran en el axón terminal de la neurona presináptica, principalmente en las sinapsis GABAérgicas y glutamatérgicas . [1] [2] [3] [4]

La neurotransmisión está regulada por varios factores diferentes: la disponibilidad y velocidad de síntesis del neurotransmisor, la liberación de ese neurotransmisor, la actividad basal de la célula postsináptica, el número de receptores postsinápticos disponibles para que el neurotransmisor se una y el subsiguiente eliminación o desactivación del neurotransmisor por enzimas o recaptación presináptica. [5] [6]

En respuesta a un potencial de acción umbral o potencial eléctrico graduado , se libera un neurotransmisor en la terminal presináptica . El neurotransmisor liberado puede moverse a través de la sinapsis para ser detectado y unirse a los receptores de la neurona postsináptica. La unión de neurotransmisores puede influir en la neurona postsináptica de forma inhibidora o excitadora . La unión de neurotransmisores a receptores en la neurona postsináptica puede desencadenar cambios a corto plazo, como cambios en el potencial de membrana llamados potenciales postsinápticos , o cambios a largo plazo por la activación de cascadas de señalización..

Las neuronas forman redes neuronales biológicas complejas a través de las cuales viajan los impulsos nerviosos (potenciales de acción). Las neuronas no se tocan entre sí (excepto en el caso de una sinapsis eléctrica a través de una unión gap); en cambio, las neuronas interactúan en puntos de contacto cercanos llamados sinapsis. Una neurona transporta su información a través de un potencial de acción. Cuando el impulso nervioso llega a la sinapsis, puede provocar la liberación de neurotransmisores, que influyen en otra neurona (postsináptica). La neurona postsináptica puede recibir impulsos de muchas neuronas adicionales, tanto excitadoras como inhibidoras. Las influencias excitadoras e inhibidoras se suman, y si el efecto neto es inhibitorio, será menos probable que la neurona se "dispare" (es decir, genere un potencial de acción), y si el efecto neto es excitador, será más probable que la neurona se "dispare". fuego. La probabilidad de que una neurona se dispare depende de qué tan lejos esté su potencial de membrana del potencial umbral., el voltaje al que se activa un potencial de acción debido a que se activan suficientes canales de sodio dependientes del voltaje para que la corriente neta de sodio hacia adentro exceda todas las corrientes hacia afuera. [7] Los estímulos excitadores acercan a una neurona al umbral, mientras que los estímulos inhibidores llevan a la neurona más lejos del umbral. Un potencial de acción es un evento de "todo o nada"; las neuronas cuyas membranas no han alcanzado el umbral no se dispararán, mientras que las que sí lo hagan deben hacerlo. Una vez que se inicia el potencial de acción (tradicionalmente en el montículo del axón ), se propagará a lo largo del axón, lo que provocará la liberación de neurotransmisores en el botón sináptico para transmitir información a otra neurona adyacente.

Etapas de la neurotransmisión en la sinapsis [ editar ]

Artículo principal: sinapsis química
  1. Síntesis del neurotransmisor. Esto puede tener lugar en el cuerpo celular , en el axón o en la terminal del axón .
  2. Almacenamiento del neurotransmisor en gránulos o vesículas de almacenamiento en el axón terminal.
  3. El calcio ingresa al axón terminal durante un potencial de acción, lo que provoca la liberación del neurotransmisor en la hendidura sináptica.
  4. Después de su liberación, el transmisor se une y activa un receptor en la membrana postsináptica.
  5. Desactivación del neurotransmisor. El neurotransmisor se destruye enzimáticamente o se devuelve al terminal de donde procede, donde se puede reutilizar o degradar y eliminar. [8]

Descripción general [ editar ]

Los neurotransmisores se empaquetan espontáneamente en vesículas y se liberan en paquetes de cuantos individuales independientemente de los potenciales de acción presinápticos. Esta liberación lenta es detectable y produce efectos microinhibidores o microexcitadores sobre la neurona postsináptica. Un potencial de acción amplifica brevemente este proceso. Las vesículas que contienen neurotransmisores se agrupan alrededor de los sitios activos y, una vez liberadas, pueden reciclarse mediante uno de los tres mecanismos propuestos. El primer mecanismo propuesto implica la apertura parcial y luego el cierre de la vesícula. Los dos segundos implican la fusión completa de la vesícula con la membrana, seguida de reciclaje o reciclaje en el endosoma. La fusión vesicular es impulsada en gran parte por la concentración de calcio en microdominios ubicados cerca de los canales de calcio,permitiendo solo microsegundos de liberación de neurotransmisores, mientras que volver a la concentración normal de calcio toma un par de cientos de microsegundos. Se cree que la exocitosis de vesículas es impulsada por un complejo proteico llamadoSNARE , ese es el objetivo de las toxinas botulínicas . Una vez liberado, un neurotransmisor entra en la sinapsis y encuentra receptores. Los receptores de neurotransmisores pueden ser ionotrópicos o acoplados a proteínas g. Los receptores ionotrópicos permiten que los iones pasen cuando son agonizados por un ligando. El modelo principal involucra un receptor compuesto por múltiples subunidades que permiten la coordinación de la preferencia de iones. Los receptores acoplados a proteína G, también llamados receptores metabotrópicos, cuando se unen a un ligando experimentan cambios conformacionales que producen una respuesta intracelular. La terminación de la actividad de los neurotransmisores generalmente se realiza mediante un transportador, sin embargo, la desactivación enzimática también es plausible. [9]

Resumen [ editar ]

Artículo principal: Suma (neurofisiología)

Cada neurona se conecta con muchas otras neuronas, recibiendo numerosos impulsos de ellas. La suma es la suma de estos impulsos en el montículo del axón. Si la neurona solo recibe impulsos excitadores, generará un potencial de acción. Si, en cambio, la neurona recibe tantos impulsos inhibidores como excitadores, la inhibición anula la excitación y el impulso nervioso se detendrá allí. [10] La generación del potencial de acción es proporcional a la probabilidad y el patrón de liberación de neurotransmisores ya la sensibilización del receptor postsináptico. [11] [12] [13]

La suma espacial significa que los efectos de los impulsos recibidos en diferentes lugares de la neurona se suman, de modo que la neurona puede dispararse cuando esos impulsos se reciben simultáneamente, incluso si cada impulso por sí solo no sería suficiente para provocar el disparo.

La suma temporal significa que los efectos de los impulsos recibidos en el mismo lugar pueden sumarse si los impulsos se reciben en una sucesión temporal cercana. Por tanto, la neurona puede dispararse cuando se reciben múltiples impulsos, incluso si cada impulso por sí solo no fuera suficiente para provocar el disparo. [14]

Convergencia y divergencia [ editar ]

La neurotransmisión implica tanto una convergencia como una divergencia de información. Primero, una neurona está influenciada por muchas otras, lo que resulta en una convergencia de entrada. Cuando la neurona se activa, la señal se envía a muchas otras neuronas, lo que da como resultado una divergencia de salida. Muchas otras neuronas están influenciadas por esta neurona. [ cita requerida ]

Cotransmisión [ editar ]

La cotransmisión es la liberación de varios tipos de neurotransmisores desde una sola terminal nerviosa .

En la terminal nerviosa, los neurotransmisores están presentes dentro de vesículas recubiertas de membrana de 35 a 50 nm llamadas vesículas sinápticas . Para liberar neurotransmisores, las vesículas sinápticas se acoplan y fusionan transitoriamente en la base de estructuras lipoproteicas especializadas en forma de copa de 10-15 nm en la membrana presináptica llamadas porosomas . [15] Se ha resuelto el proteoma del porosoma neuronal , proporcionando la arquitectura molecular y la composición completa de la maquinaria. [dieciséis]

Estudios recientes en una gran variedad de sistemas han demostrado que la mayoría, si no todas, las neuronas liberan varios mensajeros químicos diferentes. [17] La cotransmisión permite efectos más complejos en los receptores postsinápticos y, por lo tanto, permite que se produzca una comunicación más compleja entre las neuronas.

En la neurociencia moderna, las neuronas a menudo se clasifican por su cotransmisor. Por ejemplo, las "neuronas GABAérgicas" estriatales utilizan péptidos opioides o sustancia P como su cotransmisor principal.

Algunas neuronas pueden liberar al menos dos neurotransmisores al mismo tiempo, siendo el otro un cotransmisor, para proporcionar la retroalimentación negativa estabilizadora necesaria para una codificación significativa, en ausencia de interneuronas inhibitorias . [18] Los ejemplos incluyen:

  • GABA - liberación conjunta de glicina .
  • Co-liberación de dopamina - glutamato .
  • Co-liberación de acetilcolina (Ach) -glutamato.
  • Co-liberación de ACh - péptido intestinal vasoactivo (VIP).
  • Co-liberación de ACh - péptido relacionado con el gen de la calcitonina (CGRP).
  • Co-liberación de glutamato- dinorfina (en hipocampo ).

La noradrenalina y el ATP son cotransmisores simpáticos . Se encuentra que el endocannabinoide anadamida y el cannabinoide , WIN 55,212-, 2 pueden modificar la respuesta general a la estimulación del nervio simpático e indicar que los receptores CB1 prejuncionales median la acción simpaticoinhibidora . Por tanto, los cannabinoides pueden inhibir los componentes noradrenérgicos y purinérgicos de la neurotransmisión simpática. [19]

Un par inusual de cotransmisores es el GABA y el glutamato, que se liberan de los mismos terminales axónicos de neuronas que se originan en el área tegmental ventral (VTA), el globo pálido interno y el núcleo supramamilar . [20] Los dos primeros se proyectan a la habénula, mientras que se sabe que las proyecciones del núcleo supramamilar se dirigen a la circunvolución dentada del hipocampo. [20]

Asociación genética [ editar ]

La neurotransmisión está genéticamente asociada con otras características o rasgos. Por ejemplo, los análisis de enriquecimiento de diferentes vías de señalización llevaron al descubrimiento de una asociación genética con el volumen intracraneal. [21]

Ver también [ editar ]

  • Autorreceptor
  • Modelo de neurona biológica § Transmisión sináptica
  • Electrofisiología
  • Receptor acoplado a proteína G
  • Neurofarmacología molecular
  • Transmisión neuromuscular
  • Neuropsicofarmacología

Referencias [ editar ]

  1. ^ Melis M, Pistis M (diciembre de 2007). "La señalización endocannabinoide en las neuronas de dopamina del mesencéfalo: ¿más que fisiología?" . Neurofarmacología actual . 5 (4): 268–77. doi : 10.2174 / 157015907782793612 . PMC  2644494 . PMID  19305743 . Por lo tanto, es concebible que niveles bajos de receptores CB1 se encuentren en terminales glutamatérgicos y GABAérgicos que inciden en las neuronas DA [127, 214], donde pueden ajustar la liberación de neurotransmisores inhibidores y excitadores y regular la activación de las neuronas DA.
    De manera consistente, los experimentos electrofisiológicos in vitro de laboratorios independientes han proporcionado evidencia de la localización del receptor CB1 en terminales de axón glutamatérgico y GABAérgico en el VTA y SNc.
  2. ^ Flores A, Maldonado R, Berrendero F (diciembre de 2013). "Interferencia de cannabinoides-hipocretina en el sistema nervioso central: lo que sabemos hasta ahora" . Fronteras en neurociencia . 7 : 256. doi : 10.3389 / fnins.2013.00256 . PMC 3868890 . PMID 24391536 .  La interacción directa CB1-HcrtR1 se propuso por primera vez en 2003 (Hilairet et al., 2003). De hecho, se observó un aumento de 100 veces en la potencia de hipocretina-1 para activar la señalización de ERK cuando se coexpresaron CB1 y HcrtR1 ... En este estudio, una mayor potencia de hipocretina-1 para regular el heterómero CB1-HcrtR1 en comparación con el homómero HcrtR1-HcrtR1 (Ward et al., 2011b). Estos datos proporcionan una identificación inequívoca de la heteromerización de CB1-HcrtR1, que tiene un impacto funcional sustancial. ... La existencia de una interrelación entre los sistemas hipocretinérgico y endocannabinoide está fuertemente respaldada por su distribución anatómica parcialmente superpuesta y su papel común en varios procesos fisiológicos y patológicos. Sin embargo, se sabe poco sobre los mecanismos subyacentes a esta interacción. ... Actuando como mensajero retrógrado,Los endocannabinoides modulan las entradas sinápticas excitatorias glutamatérgicas e inhibidoras GABAérgicas en las neuronas dopaminérgicas del VTA y la transmisión del glutamato en el NAc. Por tanto, la activación de los receptores CB1 presentes en los terminales axónicos de las neuronas GABAérgicas en el VTA inhibe la transmisión de GABA, eliminando esta entrada inhibidora sobre las neuronas dopaminérgicas (Riegel y Lupica, 2004). La transmisión sináptica de glutamato en el VTA y NAc, principalmente desde las neuronas del PFC, está modulada de manera similar por la activación de los receptores CB1 (Melis et al., 2004).eliminando esta entrada inhibitoria sobre las neuronas dopaminérgicas (Riegel y Lupica, 2004). La transmisión sináptica de glutamato en el VTA y NAc, principalmente desde las neuronas del PFC, está modulada de manera similar por la activación de los receptores CB1 (Melis et al., 2004).eliminando esta entrada inhibitoria sobre las neuronas dopaminérgicas (Riegel y Lupica, 2004). La transmisión sináptica de glutamato en el VTA y NAc, principalmente desde las neuronas del PFC, está modulada de manera similar por la activación de los receptores CB1 (Melis et al., 2004).
     • Figura 1: Esquema de la expresión de CB1 en el cerebro y neuronas orexinérgicas que expresan OX1 (HcrtR1) u OX2 (HcrtR2)
     • Figura 2: Mecanismos de señalización sináptica en los sistemas de cannabinoides y orexinas
     • Figura 3: Esquema de las vías cerebrales involucradas en la ingesta de alimentos
  3. ^ Freund TF, Katona I, Piomelli D (julio de 2003). "Papel de los cannabinoides endógenos en la señalización sináptica" . Revisiones fisiológicas . 83 (3): 1017–66. doi : 10.1152 / physrev.00004.2003 . PMID 12843414 . 
  4. ^ Ayakannu, Thangesweran; Taylor, Anthony H .; Marczylo, Timothy H .; Willets, Jonathon M .; Konje, Justin C. (2013). "El sistema endocannabinoide y los cánceres dependientes de hormonas esteroides sexuales" . Revista Internacional de Endocrinología . 2013 : 259676. doi : 10.1155 / 2013/259676 . ISSN 1687-8337 . PMC 3863507 . PMID 24369462 .   
  5. ^ Nagatsu, T. (diciembre de 2000). "[Mecanismos moleculares de neurotransmisión]". Rinsho Shinkeigaku = Neurología clínica . 40 (12): 1185-1188. ISSN 0009-918X . PMID 11464453 .  
  6. ^ Andreae, Laura C .; Burrone, Juan (marzo de 2018). "El papel de la neurotransmisión espontánea en el desarrollo de sinapsis y circuitos" . Revista de Investigación en Neurociencias . 96 (3): 354–359. doi : 10.1002 / jnr.24154 . ISSN 0360-4012 . PMC 5813191 . PMID 29034487 .   
  7. ^ Holden A, Winlow W (1984). La neurobiología del dolor: Simposio del Grupo de Neurobiología del Norte celebrado en Leeds el 18 de abril de 1983 (1ª ed.). Manchester Univ Pr. pag. 111. ISBN 978-0719010613.
  8. ^ Kolb B, Whishaw IQ (2003). Fundamentos de Neuropsicología Humana (5ª ed.). Valer. págs. 102-104. ISBN 978-0-7167-5300-1. (referencia para las cinco etapas)
  9. ↑ Squire L, Berg D, Bloom FE, du Lac S, Ghosh A, Spitzer NC (2013). Neurociencia fundamental (4ª ed.). Ámsterdam: Elsevier / Academic Press. págs. 133–181. ISBN 978-0-12-385870-2.
  10. ^ Williams SM, McNamara JO, Lamantia A, Katz LC, Fitzpatrick D, Augustine GJ, Purves D (2001). Purves D, Augustine GJ, Fitzpatrick D, et al. (eds.). Suma de potenciales sinápticos . Neurociencia (2ª ed.). Sunderland (MA): Sinauer Associates.
  11. ^ Wang JH, Wei J, Chen X, Yu J, Chen N, Shi J (septiembre de 2008). "La ganancia y la fidelidad de los patrones de transmisión en las sinapsis unitarias excitadoras corticales mejoran la codificación de picos" . Revista de ciencia celular . 121 (Pt 17): 2951–60. doi : 10.1242 / jcs.025684 . PMID 18697836 . 
  12. ^ Yu J, Qian H, Chen N, Wang JH (2011). "La liberación de glutamato cuántico es esencial para codificaciones neuronales confiables en las redes cerebrales" . PLOS ONE . 6 (9): e25219. Código bibliográfico : 2011PLoSO ... 625219Y . doi : 10.1371 / journal.pone.0025219 . PMC 3176814 . PMID 21949885 .  
  13. ^ Yu J, Qian H, Wang JH (agosto de 2012). "La regulación al alza de la probabilidad de liberación del transmisor mejora la conversión de señales analógicas sinápticas en picos digitales neuronales" . Cerebro molecular . 5 (26): 26. doi : 10.1186 / 1756-6606-5-26 . PMC 3497613 . PMID 22852823 .  
  14. ^ Hevern VW. "Cerebro y comportamiento de PSY 340" . Archivado desde el original el 19 de febrero de 2006.
  15. ^ Anderson LL (2006). "Descubrimiento del 'porosoma'; la maquinaria secretora universal en las células" . Revista de Medicina Celular y Molecular . 10 (1): 126–31. doi : 10.1111 / j.1582-4934.2006.tb00294.x . PMC 3933105 . PMID 16563225 .  
  16. ^ Lee JS, Jeremic A, Shin L, Cho WJ, Chen X, Jena BP (julio de 2012). "Proteoma del porosoma neuronal: arquitectura y dinámica molecular" . Revista de proteómica . 75 (13): 3952–62. doi : 10.1016 / j.jprot.2012.05.017 . PMC 4580231 . PMID 22659300 .  
  17. ^ Trudeau LE, Gutiérrez R (junio de 2007). "Sobre la plasticidad del fenotipo de cotransmisión y neurotransmisor". Intervenciones moleculares . 7 (3): 138–46. doi : 10.1124 / mi.7.3.5 . PMID 17609520 . 
  18. ^ Thomas EA, Bornstein JC (2003). "La cotransmisión inhibitoria o los potenciales post-hiperpolarizantes pueden regular el disparo en redes recurrentes con transmisión metabotrópica excitadora". Neurociencia . 120 (2): 333–51. doi : 10.1016 / S0306-4522 (03) 00039-3 . PMID 12890506 . S2CID 26851745 .  
  19. ^ Pakdeechote P, Dunn WR, Ralevic V (noviembre de 2007). "Los cannabinoides inhiben la cotransmisión simpática noradrenérgica y purinérgica en el lecho arterial mesentérico aislado de rata" . Revista británica de farmacología . 152 (5): 725–33. doi : 10.1038 / sj.bjp.0707397 . PMC 2190027 . PMID 17641668 .  
  20. ^ a b Dh, raíz; S, Zhang; Dj, Barker; J, Miranda-Barrientos; B, Liu; Hl, Wang; M, Morales (19 de junio de 2018). "Distribución cerebral selectiva y arquitectura sináptica distintiva de neuronas glutamatérgicas-GABAérgicas duales" . Informes de celda . 23 (12): 3465–3479. doi : 10.1016 / j.celrep.2018.05.063 . PMC 7534802 . PMID 29924991 .  
  21. ^ Adams HH, Hibar DP, Chouraki V, Stein JL, Nyquist PA, Rentería ME, et al. (Diciembre de 2016). "Nuevos loci genéticos subyacentes al volumen intracraneal humano identificado mediante asociación de todo el genoma" . Neurociencia de la naturaleza . 19 (12): 1569-1582. doi : 10.1038 / nn.4398 . PMC 5227112 . PMID 27694991 .  

Enlaces externos [ editar ]

  • Evolución histórica del concepto de neurotransmisión