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La sinapsis, palabra que proviene del griego σύναψις (sýnapsis, que significa unión o enlace), se puede definir como la unidad estructural que permite a una neurona transmitir una señal eléctrica o química a otra neurona, a una célula efectora o recibirla de una célula sensorial (receptora).

Las sinapsis actúan como puntos de aproximación funcional entre dos células dentro del sistema nervioso y es uno de los puntos centrales de la conocida como Doctrina de la Neurona, el modelo de organización del sistema nervioso teorizado por Santiago Ramón y Cajal a finales del siglo XIX.

Según este modelo, el sistema nervioso está formado por una red de células, las neuronas, que son entidades anatómicas discretas, es decir, entidades anatómicas separadas y sin contacto entre sí, que se comunican mediante la sinapsis. Este modelo contrasta con el modelo reticular que describe el Sistema Nervioso como una red de tejido continuo

En una sinapsis típica no hay contacto directo entre las células sino que hay un espacio entre ellas en el que se vierten sustancias que trasmiten la señal a la célula siguiente. Estas sustancias son los neurotransmisores y este tipo de sinapsis se conocen como sinapsis químicas.

Sin embargo, existe otro tipo de sinapsis en la que hay contacto directo entre neuronas, la conocida como sinapsis eléctrica. Las sinapsis eléctricas se encuentran en el Sistema Nervioso Central donde el modelo de neuronas discretas y el modelo reticular coexisten. En cualquier caso, las sinapsis químicas parecen ser las predominantes en el conjunto del sistema nervioso.

Estructura de la sinapsis eléctrica

La estructura básica de una sinapsis consiste en un terminal presináptico, un terminal postsináptico y un método de comunicación entre ambos. En la sinapsis química no hay contacto directo entre el terminal presináptico y el terminal postsináptico sino que hay un espacio, la denominada hendidura sináptica, al que se vierten neurotransmisores desde el terminal presináptico. Los neurotransmisores interaccionan con receptores en el terminal postsináptico para transmitir la señal nerviosa.

En la sinpasis eléctrica, por el contrario, el terminal pre y postsináptico están en contacto directo a través de uniones intercelulares tipo gap, también llamadas uniones nexus o uniones comunicantes. Estas uniones intercelulares están formadas por canales proteicos que comunican los citoplasmas de los dos terminales involucrados en la sinapsis, lo que permite el paso directo de varios tipos de moléculas, iones e impulsos eléctricos.

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Los canales de las uniones gap están formados por dos hemicanales de conexinas, unas proteinas especializadas que aparecen en las uniones gap de animales vertebrados. Cada hemicanal recibe el nombre de conexón y está compuesto por seis unidades de conexinas del mismo o distinto tipo, es decir, puede ser un homo o un heterohexámero de conexinas transmembrana.

Unión gap
Estructrura de los conexones en una unión gap

Comparación con la sinapsis química

Si se compara con la sinapsis química, el espacio sináptico es mucho menor en la sinapsis eléctrica, aproximadamente 3.5 nm, mientras que en la sinapsis química el espacio sináptico suele tener entre 20 y 40 nm.

Otra diferencia importante es que la transmisión del impulso nervioso a través de los conexones es mucho más rápida, si apenas retraso, mientras que la necesidad de reconocimiento de neurotransmisores en la sinapsis química provoca un retraso; mediciones en ranas han mostrado un retraso entre 0.5 y 4 milisegundos.

Pero a diferencia de la sinapsis química, en la sinapsis eléctrica no hay ganancia, la amplitud del impulso eléctrico es generalmente menor, como mucho igual, entre la célula presináptica y la célula postsináptica. Y además es del mismo signo; la despolarización en la neurona presináptica produce despolarización en la nuerona postsináptica, y lo mismo ocurre con la hiperpolarización.

La mayor rapidez en la transmisión y la ausencia de retraso hace que un grupo de neuronas puedan ser activadas de forma conjunta, sincronizada y al instante, útil en respuestas que necesitan ser emitidas de forma rápida sin mucha modulación. Por ejemplo, se han identificado en los reflejos de escape de las liebres de mar que expulsan tinta para dificultar la visión de sus enemigos.

En vertebrados se han estudiado en distintas partes del Sistema Nervioso Central, como el neocórtex, el hipocampo, el locus cerúleo, la retina o el bulbo olfatorio. Hay evidencia de que la sinpasis eléctrica tiene cierta plasticidad y también se han observado adaptaciones a largo plazo, por ejemplo cambios en las sinapsis eléctricas de la retina para adaptarse a condiciones de oscuridad o de luminosidad, pero en general la modulación no es tan precisa como con los neurotransmisores.

Referencias

  1. Pereda, Alberto et al (2013). Gap junction-mediated electrical transmission: regulatory mechanisms and plasticity. Biochimica et Biophysica Acta. 1828: 134–146. doi: 10.1016/j.bbamem.2012.05.026.
  2. Hestrin, Shaul (2011). The strength of electrical synapses. Science. 334(6054): 315–316. doi: 10.1126/science.1213894.
  3. José Carlos Dávila y Mª Angeles Real. Sinapsis eléctricas: las grandes olvidadas. Universidad de Málaga.

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