«La sinapsis es esencial para la vida», afirma el doctor Mendell Rimer, profesor asociado del Departamento de Neurociencia y Terapéutica Experimental de la Facultad de Medicina de Texas A&M. Rimer estudia una sinapsis específica llamada unión neuromuscular, que -como su nombre indica- conecta una neurona motora con una fibra muscular esquelética. Aquí explica cómo funcionan las sinapsis y lo que sabemos -y no sabemos- sobre estas conexiones cruciales.
Las sinapsis forman parte del circuito que conecta los órganos sensoriales, como los que detectan el dolor o el tacto, en el sistema nervioso periférico con el cerebro. Las sinapsis conectan las neuronas del cerebro con las del resto del cuerpo y de éstas con los músculos. Así es como la intención de mover nuestro brazo, por ejemplo, se traduce en que los músculos del brazo se muevan realmente. Las sinapsis también son importantes dentro del cerebro, y desempeñan un papel vital en el proceso de formación de la memoria, por ejemplo.
«La transmisión de información dentro del sistema nervioso funciona en circuitos, que pueden captar información, como el hecho de que una pelota viene hacia nosotros, o crear una salida, como levantar el brazo para atrapar la pelota», dijo Rimer. «Cada uno de estos circuitos tiene una serie de sinapsis que conectan las neuronas que llevan la información sensorial al cerebro sobre la pelota que se acerca y las neuronas que ejecutan las órdenes motoras del cerebro para mover el brazo.»
Al mismo tiempo, todas estas transmisiones tienen que ocurrir muy rápidamente, en milisegundos, por lo que parece que todo ocurre simultáneamente, y no nos golpean en la cara con la pelota.
Hay dos tipos diferentes de sinapsis, la eléctrica y la química, y funcionan de manera muy diferente. El tipo más sencillo es la sinapsis eléctrica, en la que esencialmente no hay espacios entre las células. En su lugar, los iones viajan a través de lo que se denomina uniones en hendidura y transfieren una carga eléctrica a la siguiente neurona.
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«Sabemos muy poco sobre cómo se regulan estas sinapsis», dijo Rimer. «Las sinapsis eléctricas han sido poco estudiadas»
En realidad, estas uniones en hueco podrían comprenderse mejor en otras zonas del cuerpo, ya que no son exclusivas de las neuronas. Hay otras células, como en el corazón, que también tienen uniones en hueco que transmiten señales eléctricas.
Por otro lado, en las sinapsis químicas, la señal eléctrica dentro de las neuronas, llamada potencial de acción, se traduce en una señal química que puede viajar a través de la sinapsis hasta la siguiente neurona del circuito. «Las sinapsis pueden considerarse como un puesto de relevo entre células, en el que hay que transformar una señal», dijo Rimer. Esto se hace mediante la liberación de unas sustancias químicas llamadas neurotransmisores, que se liberan en paquetes llamados vesículas al llegar un potencial de acción a la sinapsis. Cuando el neurotransmisor llega a la siguiente neurona de la cadena, la señal química se transforma de nuevo en un potencial de acción que viaja por esa neurona hasta la siguiente sinapsis, y así sucesivamente.
«En el cerebro, el sistema funciona para que realmente mejore: eso es el aprendizaje y la memoria», dijo Rimer. «Creemos que las neuronas del circuito pueden liberar más neurotransmisores o poner más receptores para que la transmisión sináptica se potencie y sea más eficiente a medida que aprendemos algo nuevo y formamos nuevos recuerdos».
La memoria también puede implicar la creación de nuevas sinapsis. «Creemos que en el cerebro, el número y el tipo de sinapsis son muy dinámicos», dijo Rimer. «Hay muchas maneras de que mejoren el comportamiento, o incluso lo empeoren en algunos casos». En otras palabras, la pérdida de sinapsis en el cerebro debido a una enfermedad degenerativa como el Alzheimer o el Parkinson, provocará la correspondiente pérdida de función relacionada con lo que hacían esas sinapsis. De hecho, investigaciones recientes indican que son las sinapsis, y no las propias neuronas, las primeras en mostrar los efectos de estas afecciones.
Las sinapsis del resto del cuerpo no parecen ser tan vulnerables. «En la unión neuromuscular, unas pocas moléculas de neurotransmisor son suficientes para desencadenar una reacción en la célula muscular», dijo Rimer. «El sistema allí está preparado para no fallar nunca». Eso no quiere decir que nunca tengan problemas; de hecho, la investigación de Rimer se centra en las enfermedades genéticas e inmunológicas que afectan a los receptores de estas uniones neuromusculares, causando problemas desde los relativamente menores, como la caída de los párpados, hasta los mucho más graves, como los problemas con el diafragma y otros músculos que intervienen en la respiración.
«El hecho de que los problemas con las sinapsis puedan hacer que alguien deje de respirar no hace más que demostrar la importancia vital que tienen las sinapsis para nuestra propia supervivencia», dijo Rimer. «La gente suele centrarse en las neuronas o las células musculares, pero las conexiones entre ellas son igual de esenciales».
Esta historia de Christina Sumners apareció originalmente en Vital Record.