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Respirar, mantener los latidos del corazón, ver, caminar, correr, leer, escribir, oír, saborear, oler, sentir frío y calor… Nada de esto sería posible sin nuestro sistema nervioso, un conjunto de neuronas especializado en percibir estímulos del medio y responder ante ellos de la manera más eficiente posible.
En este sentido, el sistema nervioso, compuesto tanto por su porción central (encéfalo y médula espinal) como periférica (los nervios que forman una red conectando nuestros órganos y tejidos con la parte central del sistema nervioso), nos permite comunicarnos con lo que nos rodea y, en definitiva, mantenernos vivos.
Todo aquello que tiene lugar en nuestro cuerpo está controlado por el sistema nervioso. Es decir, las funciones tanto de percepción como de realización de procesos fisiológicos dependen de que las miles de millones de neuronas que lo constituyen puedan comunicarse entre ellas.
Pero, ¿cómo se comunican? ¿Cómo viajan los impulsos a través del sistema nervioso? ¿Cómo consiguen mantener inalterable el mensaje durante este viaje? ¿Qué proceso realizan las neuronas? ¿En qué forma están estos impulsos? Para responder a estas y otras muchas preguntas, en el artículo de hoy analizaremos todo lo importante referente al mecanismo que hace posible el funcionamiento del sistema nervioso: la sinapsis.
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¿Qué es la sinapsis neuronal?
La sinapsis es el mecanismo fundamental del sistema nervioso. Se trata de un proceso fisiológico que permite la comunicación entre neuronas. Y para entender esto, primero debemos entrar a definir la naturaleza del sistema nervioso. Al terminar, todo quedará mucho más claro.
El sistema nervioso es un conjunto de órganos y tejidos especializados en procesar estímulos externos e internos y responder a ellos mediante la regulación del resto de estructuras no nerviosas del cuerpo. Y tiene en las neuronas su unidad funcional.
Las neuronas son células exclusivas del sistema nervioso altamente especializadas que han adaptado su morfología a una tarea muy concreta: generar y enviar impulsos eléctricos. Esta “electricidad” es el lenguaje que utiliza el sistema nervioso.
Es en estos mensajes eléctricos (o nerviosos) en los que está codificada toda la información de nuestro organismo. Desde la orden para mantener el corazón latiendo hasta la información gustativa de algo que estamos saboreando, estas señales son codificadas en forma de impulso eléctrico y, en este caso, una vez en las células musculares del corazón o en las áreas sensitivas del cerebro, respectivamente, el cuerpo será capaz de descodificar estas señales.
En otras palabras, las neuronas son las vías de comunicación de nuestro cuerpo. Miles de millones de neuronas se aseguran de formar redes que comuniquen cualquier órgano y tejido de nuestro organismo con el cerebro, estableciendo así una comunicación tanto descendiente (del cerebro al resto del cuerpo) como ascendente (de cualquier parte del cuerpo al cerebro).
Pero por estas “autopistas” neuronales, los mensajes eléctricos no pueden viajar de forma continua. Y es que las neuronas, a pesar de formar estas redes, son unidades individuales. Por lo tanto, tiene que haber algún modo de conseguir que las neuronas de estas redes se “pasen” los mensajes eléctricos de forma rápida y efectiva.
Y aquí entra en juego la sinapsis. La sinapsis neuronal es un proceso bioquímico que permite la comunicación entre neuronas. Una neurona portadora de una señal nerviosa con un mensaje concreto es capaz de decirle a la siguiente neurona de la red cómo tiene que cargarse eléctricamente para que la información se preserve a lo largo de la red.
Es decir, la información viaja a través del sistema nervioso “saltando” de neurona en neurona. Pero la sinapsis es tan increíblemente precisa que pese a esta discontinuidad y a que cada una de las miles de millones de neuronas de la red tenga que ir encendiéndose una por una, los mensajes eléctricos viajan a velocidades muy altas: de entre 2,5 km/h y 360 km/h. Es muy rápida y, además, efectiva.
Pero, ¿cómo se realiza esta sinapsis? ¿Cómo avisa una neurona a la siguiente de qué tiene que activarse? ¿Por qué y cómo se mantiene intacta la señal eléctrica y no se pierde información a lo largo de la red? A continuación veremos en profundidad cómo tiene lugar la sinapsis.
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¿Cómo realizan las neuronas la sinapsis?
La sinapsis es un proceso fisiológico muy complejo. Y a pesar de que después de definirla será mucho más fácil entender cómo la realizan las neuronas, no podemos explicarla en total profundidad ya que sería para niveles muy avanzados. Por ello, pese a que evidentemente explicaremos lo más importante, si lo necesitas y quieres entrar en detalles más específicos, te dejamos, al final del artículo, fuentes bibliográficas que puedes consultar.
Habiendo dejado claro esto, veamos cómo tiene lugar la sinapsis. Recordemos que es un proceso fisiológico de comunicación neurológica que permite a una neurona transmitir la información a la siguiente neurona de la red. Vamos allá.
1. El axón neuronal conduce el impulso eléctrico
Para entenderlo mejor, vamos a poner un ejemplo práctico. Imaginemos que las células gustativas de nuestra lengua acaban de convertir la información química de un alimento en una señal eléctrica. En este impulso nervioso, pues, está codificada una información que dice, por ejemplo, “esto es dulce”. Ahora, esta neurona sensorial tiene que hacer llegar este mensaje al cerebro, donde experimentaremos el sabor dulce.
Pues bien, para conseguir que este mensaje llegue al cerebro, la señal nerviosa tiene que viajar a través de esta red de millones de neuronas. Neuronas que, recordemos, son unidades individuales. Están separadas las unas de las otras. Y como hay un espacio físico que las separa y la electricidad no puede simplemente “saltar” de una a otra, tiene que entrar en juego la sinapsis. Veámoslas.
Esta primera neurona de la red se ha cargado eléctricamente. Es decir, en el interior de su citoplasma se ha encendido una señal nerviosa. Y ahora, ¿qué hacemos con ella? La señal eléctrica viajará a través del axón de la neurona, una prolongación que nace del cuerpo neuronal (donde se ha generado el impulso nervioso) y que conduce esta “electricidad”.
Este axón suele estar rodeado por una vaina de mielina, una sustancia compuesta por proteínas y grasas que, a grandes rasgos, incrementa la velocidad a la que el impulso eléctrico viaja a través de este axón. Importante también destacar que esta cobertura de mielina no es continua. Es decir, deja “huecos” en el axón conocidos como nódulos de Ranvier, los cuales también son importantes para asegurar el funcionamiento sináptico.
Hasta aquí, todavía no ha habido comunicación con la siguiente neurona de la red. Pero este viaje del impulso eléctrico a través del axón neuronal es imprescindible para que la sinapsis ocurra. Y es que después de atravesar el axón, esta señal nerviosa llega a los conocidos como botones sinápticos.
- Para saber más: “Las 9 partes de una neurona (y sus funciones)”
2. Se sintetizan y liberan los neurotransmisores
Los botones sinápticos son unas ramificaciones presentes en la parte terminal de la neurona, es decir, después del axón. En su interior y gracias a una serie de enzimas y proteínas, tiene lugar la “traducción” del impulso eléctrico. Es decir, en esta segunda fase, lo que hace la neurona es convertir la señal eléctrica en algo que sí que pueda saltar a la siguiente neurona de la red.
Estamos hablando de los neurotransmisores. Pero no nos adelantemos. Cuando la señal eléctrica atraviesa el axón y llega a estos botones sinápticos, los complejos enzimáticos de la célula leen el impulso eléctrico. Y dependiendo de lo que lean, empezarán a sintetizar unas moléculas concretas. Una especie de mensajeros.
Cuando a los botones sinápticos les llegue el mensaje de “esto es dulce”, sintetizarán unos neurotransmisores de un tipo concreto y en unas cantidades específicas. Generan algo así como un “cóctel” de neurotransmisores, unas moléculas mensajeras que permitirán, como ahora veremos, que se realice la sinapsis.
En este surtido de neurotransmisores está codificada la información que debe llegar al cerebro (lo mismo se aplica cuando es el cerebro el que tiene que hacer llegar un mensaje a un órgano del cuerpo). Igual que cuando enviamos un correo con palabras, el ordenador lo traduce en un lenguaje informático capaz de llegar a otra persona que, al recibirlo, verá de nuevo palabras, los neurotransmisores convierten una señal eléctrica en un mensaje de carácter químico.
Sea como sea, una vez la primera neurona de la red ha convertido este impulso eléctrico en un cóctel de neurotransmisores, debe hacer llegar estas moléculas mensajeras a la siguiente neurona. Por ello, la neurona libera, a través de estos botones sinápticos, los neurotransmisores al medio interneuronal. Y cuando esto ya ha sucedido, está a punto de culminar la sinapsis.
- Para saber más: “Los 12 tipos de neurotransmisores (y qué funciones desempeñan)”
3. Las dendritas de la siguiente neurona captan los neurotransmisores
Llegados a este punto, tenemos un surtido de neurotransmisores “flotando” en el espacio que separa una neurona de otra. Evidentemente, con estas moléculas sueltas no hacemos nada. Por mucho que sean las piezas del puzzle que dicen “cárgate eléctricamente de esta manera concreta porque tenemos que decirle al cerebro que lo que hemos comido está dulce”, los neurotransmisores deben ser asimilados y procesados por la siguiente neurona de la red.
Y esto es exactamente lo que sucede en esta última fase. La segunda neurona de la red absorbe estos neurotransmisores a través de las dendritas, unas ramificaciones presentes en la parte inicial de la neurona y que nacen del cuerpo neuronal.
Una vez estos neurotransmisores del medio han sido aspirados, conducen esta información química hasta este cuerpo de la neurona. Es decir, envían los neurotransmisores al soma (sinónimo de cuerpo de la neurona) y, una vez ahí, gracias a distintos complejos enzimáticos, la célula, que no está cargada eléctricamente, es capaz de descodificar la información química que viene de los neurotransmisores y, tras hacerlo, generar un impulso eléctrico.
Como ha recibido, vía estos neurotransmisores, información muy específica de la primera neurona sobre cómo activarse eléctricamente, lo hará exactamente del mismo modo. La segunda neurona está cargada de la misma manera que lo estaba la primera, la cual, al haber cumplido con su cometido, ya se ha “apagado''.
En este momento, se ha completado la sinapsis. Y a partir de aquí, “simplemente” hay que repetirlo una y otra vez, millones de veces, hasta llegar al cerebro. El impulso eléctrico viajará a través del axón de la segunda neurona de la red, que sintetizará neurotransmisores para que la tercera neurona se active. Y lo mismo con la cuarta, quinta, sexta, etc.
Y lo más asombroso de todo es que, pese a que en cada paso deba tener lugar todo esto, la sinapsis es tan eficiente y rápida, que tiene lugar de forma prácticamente instantánea. Y es gracias a este mecanismo de comunicación entre neuronas a través de la síntesis y asimilación de neurotransmisores que, básicamente, podemos estar vivos.
