Potencial postsináptico

Los potenciales postsinápticos son cambios en el potencial de membrana del terminal postsináptico de una sinapsis química. Los potenciales postsinápticos son potenciales graduados y no deben confundirse con los potenciales de acción, aunque su función es iniciar o inhibir los potenciales de acción. Son causadas por la neurona presináptica que libera neurotransmisores desde el botón terminal al final de un axón hacia la hendidura sináptica. Los neurotransmisores se unen a receptores en la terminal postsináptica, que puede ser una neurona o una célula muscular en el caso de una unión neuromuscular. Estos se denominan colectivamente receptores postsinápticos, ya que se encuentran en la membrana de la célula postsináptica.

El papel de los iones

Una forma en que los receptores pueden reaccionar al estar unidos a un neurotransmisor es abriendo o cerrando un canal iónico, permitiendo que los iones entren o salgan de la célula. Son estos iones los que alteran el potencial de membrana. Los iones están sujetos a dos fuerzas principales: difusión y repulsión electrostática. Los iones tenderán hacia su potencial de equilibrio, que es el estado en el que la fuerza de difusión anula la fuerza de repulsión electrostática. Cuando una membrana está en su potencial de equilibrio, ya no hay movimiento neto de iones. Dos ecuaciones importantes que pueden determinar las diferencias de potencial de membrana en función de las concentraciones de iones son la ecuación de Nernst y la ecuación de Goldman.

Relación con los potenciales de acción

Las neuronas tienen un potencial de reposo de aproximadamente −70 mV. Si la apertura del canal iónico da como resultado una ganancia neta de carga positiva a través de la membrana, se dice que la membrana está despolarizada a medida que el potencial se acerca a cero. Este es un potencial postsináptico excitador (EPSP), ya que acerca el potencial de la neurona a su umbral de activación (aproximadamente −55 mV).

Si, por otro lado, la apertura del canal iónico da como resultado una ganancia neta de carga negativa, esto aleja el potencial de cero y se denomina hiperpolarización. Este es un potencial postsináptico inhibidor (IPSP), ya que cambia la carga a través de la membrana para alejarla del umbral de activación.

Los neurotransmisores no son inherentemente excitadores ni inhibidores: diferentes receptores para el mismo neurotransmisor pueden abrir diferentes tipos de canales iónicos.

Los EPSP y los IPSP son cambios transitorios en el potencial de membrana, y los EPSP que resultan de la liberación del transmisor en una sola sinapsis generalmente son demasiado pequeños para desencadenar un pico en la neurona postsináptica. Sin embargo, una neurona puede recibir entradas sinápticas de cientos, si no miles, de otras neuronas, con cantidades variables de entradas simultáneas, por lo que la actividad combinada de las neuronas aferentes puede provocar grandes fluctuaciones en el potencial de membrana o oscilaciones del potencial de membrana por debajo del umbral. Si la célula postsináptica está lo suficientemente despolarizada, se producirá un potencial de acción. Por ejemplo, en picos de umbral bajo, las despolarizaciones por el canal de calcio de tipo T ocurren con despolarizaciones de membrana bajas y negativas, lo que hace que la neurona alcance el umbral. Los potenciales de acción no se clasifican; son respuestas de todo o nada.

Terminación

Los potenciales postsinápticos comienzan a terminar cuando el neurotransmisor se separa de su receptor. El receptor queda entonces libre de volver a su estado estructural anterior. Los canales iónicos que el receptor había abierto cuando el neurotransmisor estaba unido a él ahora se cerrarán. Una vez que los canales se cierran, los iones regresan a sus estados de equilibrio y la membrana regresa a su potencial de equilibrio.

Suma algebraica

Los potenciales postsinápticos están sujetos a sumación, espacial y/o temporal.

Suma espacial: si una célula recibe información en dos sinapsis que están cerca una de la otra, sus potenciales postsinápticos se suman. Si la célula recibe dos potenciales postsinápticos excitadores, se combinan de modo que el potencial de membrana se despolariza por la suma de los dos cambios. Si hay dos potenciales inhibidores, también se suman y la membrana se hiperpolariza en esa cantidad. Si la célula recibe potenciales postsinápticos inhibidores y excitadores, pueden cancelarse, o uno puede ser más fuerte que el otro, y el potencial de membrana cambiará según la diferencia entre ellos.

Suma temporal: cuando una célula recibe entradas que están cercanas en el tiempo, también se suman, incluso si provienen de la misma sinapsis. Por lo tanto, si una neurona recibe un potencial postsináptico excitador y luego la neurona presináptica se activa nuevamente, creando otro EPSP, entonces la membrana de la célula postsináptica se despolariza por el total de EPSP.