La comunicación entre neuronas. La sinapsis
Las neuronas utilizan diferentes tipos de señales en la comunicación que establecen entre sí y con otras células del organismo para transmitir información. Esta transmisión de información tiene lugar cuando una de esas señales, el potencial de acción, es conducida dada su naturaleza eléctrica a lo largo del axón hasta llegar a los botones terminales donde desencadena la liberación de sustancias químicas. A su vez, esas señales químicas actúan como mediadoras en la transmisión de información a otras neuronas. Aunque esta capacidad de comunicación no es exclusiva de las neuronas, sí lo es la rapidez con que este proceso tiene lugar.
La transmisión de la información se produce gracias a contactos funcionales entre células nerviosas o entre neuronas y células efectoras (como las células secretoras glandulares o las fibras musculares) a los que se denomina sinapsis. Gracias a las sinapsis, las neuronas se activan, se inhiben o experimentan modulaciones de su actividad. La mayoría de los contactos sinápticos en el SN de los mamíferos son de naturaleza química y, en menor medida, de naturaleza eléctrica.
En las sinapsis químicas, la comunicación entre células se lleva a cabo mediante la liberación de un neurotransmisor desde los terminales o botones presinápticos. La membrana celular de estos botones terminales es la membrana presináptica y las neuronas que liberan estas sustancias se denominan neuronas presinápticas que son las que, en un determinado momento, transmiten la información a otras neuronas. Las neuronas que, en ese momento, reciben la información se denominan neuronas postsinápticas y sus membranas, membranas postsinápticas. Evidentemente las neuronas postsinápticas pueden convertirse en neuronas presinápticas si, a su vez, transmiten información a otras. El espacio extracelular que separa físicamente a las dos neuronas que establecen contacto, se denomina espacio o hendidura sináptica (Fig. 7.8).
En las sinapsis eléctricas, las dos células entran en estrecho contacto, de forma que los canales iónicos de sus membranas presináptica y postsináptica se juntan y permiten el paso de iones y otras moléculas pequeñas de una célula a la otra. Las zonas de contacto se llaman uniones hendidas (gap junctions, en inglés) (Figura 7.9). En este tipo de sinapsis, los cambios eléctricos que se producen en una célula originan también cambios eléctricos de forma casi instantánea en la otra, pues las corrientes iónicas fluyen fácilmente a través de las uniones hendidas. En la mayoría de las sinapsis eléctricas, la información puede pasar de una a otra neurona indistintamente, es decir, puede haber un flujo bidireccional de la información, de forma que los cambios eléctricos que se producen en cualquiera de ellas afecta a la otra. En otros casos, la información es transmitida únicamente en una dirección, de modo que los cambios eléctricos que se producen en una de el las influyen sobre la otra, pero no a la inversa.
Aunque aparentemente en las sinapsis eléctricas las membranas celulares están íntimamente unidas, cuando se ven al microscopio electrónico se observa que entre ambas membranas existe una hendidura sináptica. Sin embargo, este espacio no supone una verdadera separación entre ellas, dado que permanecen unidas por las proteínas que constituyen los canales iónicos. Una ventaja obvia de las sinapsis eléctricas es que no hay retraso en la transmisión de información, lo que permite la sincronización de la actividad de diversas neuronas, es decir, que éstas se encuentren activas al mismo tiempo.
Si bien la existencia de dos formas distintas (eléctrica y química) de transmitir los mensajes nerviosos hoy parece clara, no siempre fue así. Hasta la primera mitad del siglo XX la idea que prevalecía era que la comunicación entre células nerviosas estaba basada únicamente en señales eléctricas. Poco a poco, sin embargo, se fue demostrando que la comunicación entre neuronas era fundamentalmente de naturaleza química. Por ello, en el resto de este capítulo nos centraremos en las sinapsis químicas.