Comparación entre receptores ionotrópicos y metabotrópicos.

1. Los receptores ionotrópicos producen una respuesta rápida y corta, mientras que los metabotrópicos producen una respuesta lenta y duradera.

2. En el caso de los ionotrópicos cada molécula de neurotransmisor abrirá, como máximo, un canal iónico. En el de los metabotrópicos, en cambio, cada molécula de neurotransmisor puede abrir muchos canales (en cada cascada de procesos bioquímicos se sintetizan muchas moléculas del segundo mensajero, y cada una podrá activar una molécula de adenilciclasa diferente y, por lo tanto, abrir un canal iónico diferente).

Tipos de receptores

Podemos distinguir dos tipos de receptores en función del mecanismo por el cual producirán la apertura de canales:

• Ionotrópicos.

• Metabotrópicos.

Los receptores ionotrópicos

Son complejos proteícos receptor-canal. Esto significa que en el mismo complejo encontramos tanto el canal iónico como el lugar/lugares receptor/es para el neurotransmisor.

En cuanto se une el neurotransmisor al lugar receptor, el canal se abre (se trata de una respuesta bastante rápida).

Los receptores metabotrópicos

En este caso, cuando se une el neurotransmisor al receptor, esto desencadena una cascada de procesos metabólicos (reacciones bioquímicas).

Esta cascada, que puede ser más larga o más corta, culmina con la apertura del canal.

En todos los casos interviene una proteína G. En el caso más simple, sólo interviene esta proteína G.

Al unirse el neurotransmisor se activa la proteína G. Al activarse una parte de dicha proteína se separa, uniéndose a la proteína de canal, y permitiendo de ese modo la apertura del canal iónico.

Normalmente, sin embargo, esta cascada es más larga, e interviene en ella algún segundo mensajero.

Los segundos mensajeros son mensajeros intracelulares, lo cual quiere decir que llevan un mensaje en el interior de la propia célula.

Hay diferentes sistemas de segundos mensajeros. El primero en descubrirse, y por tanto uno de los más conocidos, fue el del APM cíclico (AMPc) . El AMPc deriva del ATP, el cual se convierte en AMPc al perder dos grupos fosfatos. Esta reacción química es catalizada por el encima Adenilciclasa.

En el sistema del AMPc, el neurotransmisor se une al receptor, activando la proteína G, la cual a su vez activa el enzima Adenilciclasa. El enzima Adenilciclasa sintetiza el AMPc. que sintetiza la Proteinquinasa. La Proteinquinasa sintetiza ATP en ADP y añade un fosfato a la proteína canal, abriéndola. A consecuencia de esto se producirá una respuesta sináptica.

Para que finalice este proceso post-sináptico deben ocurrir varias cosas:

1. El Neurotransmisor deberá separarse del receptor. Al separarse el neurotransmisor del receptor, la proteína G se desactivará, y la Adenilciclasa volverá a estar inactiva (por lo cual dejará de sintetizar AMPc).

2. Deben intervenir dos enzimas:

2.1 Hay una enzima que degrada a las moléculas de AMPc . Esto es necesario ya que mientras estén presentes seguirán uniéndose a la Proteinquinasa, por eso se deben destruir. Al ser degradadas, las moléculas de AMP dejan de activar a la Proteinquinasa, la cual a su vez deja de fosforilizar las proteínas canal.

2.2 Una vez hecho esto, el grupo fosfato debe de separarse de la proteína canal, o dicho de otra manera la proteína canal debe de ser desfosfolirizada. Esto lo hace otra enzima. Una vez esta enzima haya desfosfolirizado a la proteína canal, la respuesta postsináptica finalizará (todo volverá a ser como antes de que el neurotransmisor se uniese al receptor).

Otros sistemas de segundos mensajeros son el del GMP cíclico y el de los fosfoínositidos (en el cual intervienen dos segundos mensajeros, el diacilglicerol y el inositol trifosfato).

Receptores post-sinápticos

ta no es tanto el neurotransmisor sino el receptor al que se une (ya que un receptor estará acoplado a unos canales o a otr[El neurotransmisor, que ha sido liberado difunde por el espacio sináptico, y alcanza los receptores situados en la membrana post-sináptica. Estos receptores (los cuales son proteínas) tienen una serie de características:

1. Muestran una alta especificidad para un determinado tipo de neurotransmisor.
Reconocen específicamente a un determinado tipo de neurotransmisor (el cual será el único capaz de unirse al receptor).

2. Cada neurotransmisor puede ser reconocido por varios tipos de receptores.
Generalmente, cada neurotransmisor tiene varios tipos de receptores (dependiendo de la sinapsis habrá uno u otro).

3. El mismo neurotransmisor, al unirse a receptores diferentes, podrá tener efectos post-sinápticos diferentes.
Lo que determina la respuesos, y dependiendo del tipo de canal se provocará despolarización o hiperpolarización).

Diferencias entre Sinapsis Químicas y Sinapsis Eléctricas

1. En las sinapsis eléctricas la información se transmite a través de corrientes locales, mientras que en las sinapsis químicas se transmite mediante neurotransmisores.

2. En las sinapsis eléctricas prácticamente no hay retardo sináptico (tiempo que tarda en producirse la conexión sináptica), en las químicas este retardo es mayor.

3. Las sinapsis eléctricas son simétricas, mientras que las químicas son asimétricas.

4. Las sinapsis eléctricas son, por lo general, bidireccionales. En cambio, las sinapsis químicas son unidireccionales (la neurona postsináptica no puede transmitir información a la presináptica).

5. Las sinapsis eléctricas tienen una baja plasticidad (la información siempre se traduce de la misma manera: cuando se produce un potencial de acción en una neurona se produce en la otra), en cambio las sinapsis químicas muestran una alta plasticidad (las sinapsis que han estado más activas transmitirán la información con mayor facilidad). Esta plasticidad permite la adaptación a los cambios del entorno, las sinapsis químicas son más evolucionadas que las eléctricas.

6. Las sinapsis eléctricas son frecuentes en invertebrados, las químicas en vertebrados.

Sinapsis químicas no convencionales o de Paso

Los axones de las sinapsis químicas no convencionales o de Paso se ensanchan y se estrechan a lo largo de su recorrido.
Los ensanchamientos se denominan varicosidades. Cada varicosidad funciona como si fuera un botón terminal, lo cual quiere decir que tiene todo lo necesario para liberar neurotransmisor.
Cuando llega un potencial de acción a estas ramas terminales, se irá conduciendo a lo largo de ellas, y al llegar a cada varicosidad hará que ésta libere neurotransmisor.
Estas sinapsis no sólo transmiten un mensaje, sinó que tienen un efecto modulador, producen un cambio general en toda la zona del cerebro.

Sinapsis Químicas Convencionales

El espacio entre las neuronas que forman las sinapsis químicas es mayor, y no existen conexones, motivo por el cual la información se transmite de una neurona a otra mediante una sustancia química que se fabrica en el interior de la neurona pre-sináptica, el neurotransmisor.
El espacio existente entre las dos neuronas se denomina espacio sináptico o hendidura sináptica. Se trata de un espacio muy pequeño, pero aún así superior al que separa a las sinapsis eléctricas.
En el interior de la membrana presináptica encontramos una gran cantidad de vesículas sinápticas que almacenan las moléculas del neurotransmisor.
En la membrana post-sináptica se encuentra una zona muy densa llamada densidad post-sináptica. En ella encontramos receptores post-sinápticos, así como canales controlados por ligando.
Cuando llega un potencial de acción al botón terminal, da lugar a que algunas vesículas sinápticas liberen el neurotransmisor al espacio sináptico.
Las moléculas de neurotransmisor difunden por el espacio sináptico, y alcanzan la membrana post-sináptica.
Allí se unen a los receptores post-sinápticos, y al unirse el neurotransmisor con los receptores, se abren algunos canales controlados por ligando.
Al abrirse estos canales determinados iones podrán atrvesar la membrana con mayor facilidad que antes. Como consecuencia se producirá un cambio en el potencial de membrana de la neurona post-sináptica.
Este cambio podrá ser o bien una despolarización o bien una hiperpolarización (dependiendo de los canales que se abran).
Si el efecto es la despolarización de la membrana, será una sinapsis excitatoria.
Si el efecto es una hiperpolarización, será una sinapsis inhibitoria.
Una misma sinapsis siempre será igual (o excitatoria o inhibitoria).