Sinapsis silenciosa
En neurociencia , una sinapsis silenciosa es una sinapsis glutamatérgica excitadora cuya membrana postsináptica contiene receptores de glutamato de tipo NMDA pero no receptores de glutamato de tipo AMPA . [1] Estas sinapsis se denominan "silenciosas" porque la señalización normal mediada por el receptor AMPA no está presente, lo que hace que la sinapsis sea inactiva en condiciones típicas. Las sinapsis silenciosas se consideran típicamente sinapsis glutamatérgicas inmaduras. A medida que el cerebro madura, el número relativo de sinapsis silenciosas disminuye. Sin embargo, una investigación reciente sobre hipocampoLas sinapsis silenciosas muestran que, si bien pueden ser un hito del desarrollo en la formación de una sinapsis, esas sinapsis pueden ser "silenciadas" por la actividad, incluso una vez que han adquirido los receptores AMPA. Por lo tanto, el silencio puede ser un estado que las sinapsis pueden visitar muchas veces durante su vida.
La transmisión normal a través de una sinapsis glutamatérgica depende del neurotransmisor glutamato , el receptor AMPA específico del glutamato (AMPAR) y los iones de calcio . La entrada de iones calcio en la terminal presináptica provoca la liberación presináptica de glutamato, que se difunde a través de la hendidura sináptica y se une a los receptores de glutamato en la membrana postsináptica. Hay cuatro subtipos de receptores de glutamato : receptores de AMPA (AMPAR) (antes conocidos como receptores de quiscualato), receptores de NMDA (NMDAR), receptores de kainato y receptores de glutamato metabotrópicos.(mGluRs). La mayor parte de la investigación se ha centrado en los AMPAR y los NMDAR. Cuando el glutamato se une a los AMPAR ubicados en la membrana postsináptica, permiten que un flujo mixto de Na + y K + atraviese la membrana celular, provocando una despolarización de la membrana postsináptica. Esta despolarización localizada se denomina potencial postsináptico excitador (EPSP).
Las sinapsis silenciosas liberan glutamato al igual que las sinapsis glutamatérgicas prototípicas, pero sus membranas postsinápticas contienen sólo receptores NMDA (y posiblemente mGlu) capaces de unirse al glutamato. Aunque los receptores AMPA no se expresan en las membranas postsinápticas de las sinapsis silenciosas, se almacenan en vesículas dentro de las células postsinápticas, donde no pueden detectar el glutamato extracelular, pero pueden insertarse rápidamente en la membrana celular postsináptica en respuesta a un estímulo tetanizante. El NMDAR es funcionalmente similar al AMPAR excepto por dos diferencias principales: los NMDAR transportan corrientes de iones compuestos de Na + , K + , pero también (a diferencia de la mayoría de los AMPAR) Ca 2+ ; Los NMDAR también tienen un sitio dentro de su canal de iones que se une a los iones de magnesio (Mg 2+). Este sitio de unión al magnesio se encuentra en el poro del canal, en un lugar dentro del campo eléctrico generado por el potencial de membrana. Normalmente, la corriente no fluirá a través del canal NMDAR, incluso cuando se haya unido al glutamato. Esto se debe a que el canal de iones asociado con este receptor está obstruido por magnesio, actuando como un corcho en una botella. Sin embargo, dado que el Mg 2+ está cargado y unido dentro del campo eléctrico de la membrana, la despolarización del potencial de membrana por encima del umbral puede desalojar el magnesio, permitiendo que la corriente fluya a través del canal NMDAR. Esto le da al NMDAR la propiedad de ser dependiente del voltaje, ya que requiere una fuerte despolarización postsináptica para permitir el flujo de iones.
Las sinapsis silenciosas se propusieron como una explicación de las diferencias en el contenido cuántico de las corrientes postsinápticas excitadoras (EPSC) mediadas por AMPAR y NMDAR en las neuronas del hipocampo . [2] La evidencia más directa provino de experimentos en los que solo se estimularon unos pocos axones. La estimulación de una sinapsis silenciosa no provoca EPSC cuando la célula postsináptica se sujeta a -60 mV . La estimulación de una sinapsis silenciosa será provocar EPSCs cuando la célula postsináptica se despolariza más allá de -40 mV. [3]Esto se debe a que carecen de AMPAR de superficie para pasar corriente a potenciales hiperpolarizados, pero poseen NMDAR que pasarán corriente a potenciales más positivos (debido al alivio del bloque de magnesio). Además, las EPSC provocadas con potenciales de membrana despolarizados pueden bloquearse completamente por D-APV , un bloqueador NMDAR selectivo. [4]
