transmision sinaptica 2.pdf

7/26/2019 TRANSMISION SINAPTICA 2.pdf

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FisiologaNeuronal

Dr. Edson Montero C.

Mdico veterinario

Magister en Ciencias M. Fisiologa


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Organizacin del sistema

nervioso

2 grandes divisiones:1. Sistema Nervioso Central

Cerebro + mdula espinal

Centro de integracin y control

2. Sistema nervioso periferico

El sistema nervioso que sale del cerebro y lamedula espinal

Consistente en:

31 nervios espinales

Lleva informacin de y hacia la

mdula espinal 12 nervios craneales

Lleva informacin hacia y desde el

cerebro


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Sistema nervioso periferico

Responsable por la comunicacin entre el SNC y elresto del cuerpo.

Puede ser dividido en: SN sensorial

Aferente Conduce impulsos desde los receptores al SNC.

Informa al SNC el estado al interior y exterior del cuerpo.

Las fibras nerviosas sensoriales pueden ser somaticas (de pielmusculo esqueletico y articulaciones) o viscerales(de organos dentrode la cavidad corporal )

Motor Division Eferentes

Conduce impulsos desde el SNC a los efectores (msculos yglandulas)

Fibras nerviosas motoras


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SN Motor eferente

Puede ser dividido en:

Sistema nervioso somatico

VOLUNTARIO (generalmente)

Las fibras nerviosas somaticas que conducen

impulsos desde el SNC a los msculos esqueleticos

Sistema Nervioso autonomo

INVOLUNTARIO (generalmente)

Conduce impulsos desde el SNC al msculo liso,

cardiaco, y glndulas


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Tejido nervioso

Altamente diferenciado

Dos tipos celulares

Neuronas

Funcin: conducen seales

celulares

1.- NeurogliaClulas de soporte

1.

2.


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Neuroglia

2.- Microglia Celula especializada como clula

inmunitaria que actua comomacrofago en el SNC

Es importante que el SNC tengaun ejercito de clulasinflamatorias

3.- Celulas ependimales Bajo la columna epitelial son

celulas que estan en la lnea delos ventriculos del cerebro y en elcanal central de la mdula espinal

Algunos son ciliados para facilitarel movimiento del lquidocerebroespinal


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Neuroglia

5. Oligodendrocitos

Produce la

vaina de

mielina lacual provee

aislacin

electrica para

ciertasneuronas en

el SNC


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2 tipos de glia en el SNP1. Clulas satlite

Ubicado alrededor de los

grupos neuronales en el

SNP Funcin desconocida

2. Clulas de Schwann Forma vainas de mielina

alrededor de las fibras

nerviosas largas en el SNP

Regeneracin neuronal vital

Neuroglia


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Neuronas La unidad funcional y estructural del sistema nervioso central

Especializada para conducir informacin de una parte a otra del cuerpo Hay muchos tipos diferentes de neuronas pero la mayora tiene caractersticas

estructurales y funcionales comunes

- Cuerpo celular(soma)

- Uno o mas procesosespecializados(axon/dendritas)

- Una regin de

entrada(dendritas/soma)

- Un componente deconduccin (axon)

- Una secretoria

(salida) region (axonterminal)


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Soma

Contiene nucleo mas losorganelos normales

Centro biosintetico de la neurona

Contiene un muy activo ydesarrollado reticulo

endoplasmico el cual es elresponsable para la sintesis de NT

El RE esta denominado comocuerpo de Nills

Contiene muchos haces de

filamentos proteicos(neurofibrillas) la cual ayuda amantener la forma, estructura eintegridad de la clula

Cerca del soma esta el pequeo

crculo negro. Este es el nucleolo, el

sitio de sintesis de ribosoma . La zona

mas clara alrededor del este circulo es

el ncleo. Las reas moteadasoscuras a travz del citoplasma son

los cuerpos de Nills


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Axones

Axolema = membranaplasmtica del axn

Alrededor de la vaina de mielina

un envoltorio de lpidos

el cual:

Proteccin del axn y lo aisla electricamente

Incrementado la frecuencia de la transmisin de PA

Este envoltorio nunca es completo. Intercalados a lo largo del axon existen

puentes carentes de mielina - nodulos de Ranvier. En el SNP, el exterior de las clulas de Schwann alrededor del axn es el

neurilema


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Mielinizacin del SNC

Mielinizacin del SNP


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Comunicacin

Comienza con la estimulacin de la neurona.

Una neurona puede ser estimulada por otra, por una clula receptora, opor eventos regulatorios como la presin.

En una sola estimulacin, una neurona comunicara su informacinacerca del evento que lo origin

Tales neuronas son las neuronas sensoriales y ellas proveeninformacin tanto del medio ambiente interno como externo.

Neuronas sensoriales (neuronas aferentes) la cual enviara informacinhacia las neuronas cerebrales y de la medula espinal.

Hay, neuronas asociativas ( interneuronas) que integraran lainformacin y talvz envien ordenes a las motoneuronas (neuronaseferentes) las cuales sinapsan con los msculos o las glandulas.


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Comunicacin

Asi, las neuronas necesitan disponer dedos vas establecidas para conducir la

informacin.1. Desde un extremo de la neurona al otro

2. Cruzando en una unidad de tiempo el espacioque separa una neurona de otra.

La 1stva es la elctrica mediante APs.

La 2ndva es la va qumica mediante la

utilizacin de neurotransmisores.


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Potencial de reposo

Recordar la definicin de Potencial de membrana -VM- desde lecturas musculares. Neuronas sontambien altamente polarizadas (VM aprox. 80mV)debido a::

Diferencia de la permeabilidad del K+ y Na+

La naturaleza electrogenica de la bomba Na+/K+

La presencia de aniones intracelulares impermeables

Cambios en VMpermite la generacin depotenciales de accin y as permitir la comunicacinintercelular.


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Potencial de Accin

+35

0

-60-70

E

sp

i

g

a

Perodo Refractario Absoluto

Perodo Refractario Relativo

Post-despolarizacin

Post-hiperpolarizacin

Perodo de

Adhesinlatente

TIEMPO

La post-despolarizacin se

caracteriza porque un pequeo

estmulo produce un PA.

En la post-hiperpolarizacin se

caracteriza porque despues dela entrada de Na+ a la clula

por la bomba de Na+/K+, sale

K+, hiperpolarizando por poco

tiempo la membrana


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18/71

3

4 5


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Tiempo

VM

En esta figura, que

representa el rectngulo rojo

y el azul?


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Conduccin continua

Ocurre en axones desmielinizados

En esta situacin, la onda de des- y repolarizacinsimplemente viaja desde un punto de la membrana a otro

punto prximo de membrana.

APs se mueven

tambin de estenodo a lo largo

del sarcolema

de una fibra

muscular


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Sabemos como viajan los PA a lo largo de un axn de un extremo a otro. Pero nosabemos como se codifica y transmite esa informacin en el PA

La informacin puede se codificada en el tamao del PA , por la ley del todo o

nada.

En el diagrama

de la derecha, se

nota el efecto

que el tamao

del potencial

graduado tiene

sobre la

frecuencia de los

PA y sobre la

cantidad de NT

liberado. Elestmulo dbil

resulta en poca

liberacin de NT

a diferencia de

un estmulo

fuerte.


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in psis

La sinapsis es una zona de contacto anatmico y funcionalentre dos clulas donde se produce la transmisin de lospotenciales de accin de una clula a otra. La transmisinsinptica es un mecanismo altamente sofisticado yeficiente que hace posible la comunicacin entre los 100billones de neuronas en el cerebro humano y con los

efectores

Existen distintos tipos de sinapsis. Hay dos tiposgenerales:

a) Sinapsis Elctricasb) Sinapsis Qumica


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Componentes de Sinapsis Elctricas (A) y Qumicas (B)


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Gap junction o Unin Nexo. Se destacan los conexones, protenas queconectan los citoplasmas de dos clulas. Iones y pequeas molculaspueden pasar en ambas direcciones a travs de estos canales. Ej. Deeste tipo de sinapsis elctrica en msculo cardaco y liso.


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Propiedades de las sinapsis Elctricas y qumicas

Propiedades Sinapsis Elctrica Sinapsis Qumica

1) Distancia entre membranapre y postsinptica 3.5 nm 30-50 nm

2) Continuidad citoplasmticaentre las clulas pre ypostsinptica

Si No

3) ComponentesUltraestructurales

Gap Junction

Vesculas y zonasactivas

presinoticas,receptores

postsinpticos

4) Agente de transmisin Corrientes inicas Transmisor qumico

5) Retardo sinptico Virtualmente ausente Entre 1 y 5 mseg oms

6) Direccin de latransmisin

Bidireccional Unidireccional


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Partes de una sinapsis qumica: Membrana presinptica, espaciosinptico, membrana postsinptica, receptores moleculares


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Tipos de sinapsis qumicas segn morfologa

a) Sinapsis axo-dentrtica, b) Sinapsis axo-somtica, c) Sinapsisaxo-axnica


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Tipos de sinapsis qumica segn morfologa

a) Sinapsis axo-somtica, b) sinapsis axo-axnica c) sinapsis axo-

dendrtica,d) sinapsis dendro-somticas, e) dendro-dendrtica

T i i


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Transmisin

sinptica

Un PA alcanza el axnterminal desde la clulapresinaptica causando unvoltaje gatillado por la aperturade canales de Ca2+.

Ca2+ fluye dentro ligandose a

protenas reguladoras queinician la exocitosis de los NT

NTs difunden a travs de lamembrana desde la hendidurasinaptica y as se ligan a losreceptores postsinapticos demembrana iniciando algun tipo

de respuesta sobre la celulapostsinptica


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Secuencia de eventosinvolucrados en latransmisin sinpticaqumica.

Los potencialespostsinpticos presentanlas caractersticas de unpotencial local, es decir,se pueden sumar, laamplitud depende de laintensidad del estmulo(la cantidad deneurotransmisor liberadoen este caso), no sepropagan a distancia.Son cambios pasivos ytransitorios del potencial

de membrana.


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Efectos de los Neurotransmisores

Diferentes neuronas contienen diferentes neurotransmisores

Diferentes clulas postsinapticas pueden contener diferentes

receptores..

As, los efectos de los Nt pueden variar..

Algunos de los NTs causan aperturas de los canales cationicos,

los cuales resultan en un grado de despolarizacin.

Alguno de los NTs causan apertura de los canales aninicos, los

cuales resultan en un grado de hiperpolarizacin


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El neurotransmisor abre canales para el Na+, la membranapostsinptica se despolariza y se produce un Potencial

Postsinptico Excitador (PPSE).

Sinapsis Excitatoria


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El Neurotransmisor abre canales para Cl- o K+, la membranapostsinptica se hiperpolariza y se genera un Potencial Postsinptico

Inhibidor (PPSI).

Sinapsis Inhibitoria


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EPSPs & IPSPsTipicamente, una sinapsis

interacciona y no crea un

grado de despolarizacin

que migra desde el

cono axnico y

gatilla la formacin de un PA.

Sin embargo, un grado de despolarizacin traer un VM neuronalcerrado hasta que se acerque el umbral.

Denominandose as comopotencial postsinaptico excitatorio o EPSP

Hiperpolarizaciones graduadas,

nos dan un VM alejandose delumbral, denominandose como

potencial postsinaptico

inhibitorio o IPSP


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Tipos de sinapsis segn el Neurotransmisor

Para ser considerado un neurotransmisor la sustancia debecumplir al menos las siguientes condiciones:

a) Debe liberarla la neurona presinptica en respuesta a unestmulo.

b) Ser demostrable su presencia en la vecindad de la sinapsis

c) Debe producir efectos idnticos a los del estmulo nerviosopresinptico.

d) Debe estar localizada en la presinapsise) El efecto debe ser pasajero o transitorio

Ej. de neurotransmisores: Dopamina (DA), Noradrenalina(NA), Adrenalina (AD), Serotonina (5-HT), Acetilcolina(Ach), Glutamato (Glu), GABA, Glicina, Sustancia P,Encefalina (opiode) y muchos otros.


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Modo de operacin de lasprotenas G.

a) En su estado inactivado, lasubunidad de la protena Gune GDP.

b) Cuando es activada, el GDP esintercambiado por GTP

c) La subunidad (GTP) activaauna protena efectora

d) La subunidad remuevePO4desde el GTP,convirtiendo aeste en GDP yterminando su propia actividad


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Componentes de una cascada de segundos mensajeros


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Segundos mensajeros generados a partir del Fosfatidil inositol

difosfato (PIP2)


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Sinapsis Dopaminrgica. La DA (catecolamina) se sintetiza a partir de la tirosina.TH: tirosina hidroxilasa. DC: Dopa decarboxilasa. MAO: monoaminooxidasa. COMT:catecol-O-metiltransferasa.


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Sinapsis Noradrenrgica. La NA (catecolamina) se forma a partir de la DAmediante -oxidacin en presencia de la enzima Dopamina -hidroxilasa (DH).


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Distribucin de la NA en el cerebro. Sistemas noradrenrgicos: 1) neuronas delbulbo raqudeo (verdes), 2) neuronas del locus coeruleus (rojas), 3) neuronas delpuente que inervan el hipotlamo (amarillas). La mdula adrenal y la mayora delas neuronas postganglionares simpticas liberan noradrenalina.

F: Locus coeruleusG: Ncleos del rafeH: Formacin reticular

J: HipocampoL: HipotlamoN: Corteza prefrontalS: Corteza frontal


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Metabolismo de las catecolaminas y frmulaqumica. La Adrenalina se produce a partir de laNA en presencia de la enzima Feniletanolamina N-

metiltransferasa. La mdula adrenal produceAdrenalina y la secreta hacia la sangre


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Activacin o inhibicin de la adenilil ciclasa por diferentes protenas G.


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Mecanismo de transduccin de los receptores beta-adrenrgicos


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Sinapsis serotoninrgica. Estructura y metabolismo de la serotonina (5-HT)(amina armtica). Se sintetiza a partir del triptfano. TPH: triptfanohidroxilasa. DC: Dopa Decarboxilasa


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Distribucin de la 5-HT en el cerebro. Sistemas serotoninrgicos del cerebro humano (enamarillo). Los somas de las neuronas %-HT estn situados dentro de un rea relativamentelimitada. Un grupo, las llamadas ncleos del rafe (porcin media del tronco cerebral superior)proyectan axones desde la formacin reticular pontomesenceflica al hipotlamo, al cuerpogeniculado latreral, a la amigdala, hipocampo, globo plido y corteza. Un grupo ms caudalenva proyecciones hacia la mdula espinal

D: Cuerpo geniculadolateral

G: Ncleos del rafeH: Formacin reticular

I: MesencfaloJ: HipocampoK: AmgdalaL: HipotlamoO: Ncleo suprapticoP: Ncleo accumbens

Q: Globo plidoR:Ncleos septales


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Sntesis de glutamato y reciclado entre neurona y gla. La accin del glutamatoliberado al espacio sinptico finaliza al ser captado por las neuronas y gla vatransportadores especficos.La glutamina liberada por la gla es captada por laneurona y convertida nuevamente en glutamato.


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Tres tipos de receptores paraglutamato regulan las accionesexcitatorias en neuronas de lamdula espinal y cerebro.

Dos tipos de receptoresionotrpicos: a) los no-NMDA losque unen los agonistas kainato oAMPA y que regulan lapermeabilidad del canal a Na+ yK+.b) los NMDA (N-methyl-D-

aspartato) y regula lapermeabilidad a Ca++, Na+ y K+.La glicina se une a este receptory mejora la afinidad para elglutamato.El Mg++ regula elfuncionamiento de este canal.

Tambin hay sitios de unin parala fenciclidina (alucingeno)

Los receptores de glutamatometabotrpicos indirectamenteactan sobre canales inicos peroa travs de segundos mensajeros


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El glutamato activa receptores ionotropicos postsinpticos que presentan canales

de Na+

(AMPA) y Ca++

(NMDA).


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Receptores ionotropicos para glutamato


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Sntesis, liberacin y recaptacin de GABA. El GABA es sintetizado a partir delglutamato. Transportadores de alta afinidad terminan las acciones retornando alneurotransmisor al terminal sinptico para ser reusado. Ntese el reciclado entreneurona y gla. Se distribuye en las clulas de Purkinje del cerebelo, en globo

plido, cuerpo estriado, mdula espinal, corteza cerebral, hipotlamo y retina.


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El GABA activa receptores postsinpticos que abren canales de Cl- (GABAA) y K+

(GABAB) repolarizando la neurona postsinptica y cerrando los canales de Na+.


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Unin de drogas al Receptor GABAA


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Sntesis, liberacin y recaptacin de Glicina. El principal precursor es la serina.Transportadores de alta afinidad terminan las acciones retornando alneurotransmisor al terminal sinptico para ser re-usado. Ntese el reciclado entreneurona y gla. Se la encuentra en sustancia gris de mdula espinal.


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La glicina liberada al espacio sinptico se une a receptores que presentancanales para el Cl-, el que hiperpolariza a la membrana postsinptica. La

estricnina y la toxina del ttano bloquean la transmisin glicinrgica.


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Metabolismo de la Ach enterminales nerviosos colinrgicos.La acetilCoA deriva desde elpiruvato y la colina deriva de lamegradacin de la Ach por laacetilcolinaesterasa. La colina estransportada hacia el terminal vaun transportador dependiente deNa+. La sntesis de Ach requierela presencia de la colinaacetiltransferasa.

La acetilcolinoestererasa presenteen el espacio sinptico degrada ala Ach en colina y acetato demanera muy rpida. Losinsecticidas rgano fosfatadoscomo el DTT inhiben a estaenzima.


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Receptores para acetilcolina


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Fenmenos que modifican

la transmisin sinptica

S i


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Sumacin

Un EPSP generalmente

no es lo suficientementefuerte para causar un PA

Sin embargo, los EPSPs

pueden sumarse

Sumacin temporal

La misma neuronapresinaptica estimula a la

postsinaptica multiples veces

durante breves perodos

de tiempo. La despolarizacin

resulta de la combinacin de

todos los EPSPs que estan

disponibles para generar un PA.

Sumacin espacial

Multiples neuronas estimulan a una neurona postsinaptica resultando en unacombinacin de los EPSPs los cuales pueden producir un PA


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La comunicacin entre

neuronas no siempre es una a

una. Algunas neuronas bifurcan y

sus colaterales sinapsan sobre

mltiples neuronas. Lo que se

conoce como divergencia. Una neurona postsinaptica puede

tener sinapsis con muchas

neuronas postsinapticas. Esto es

convergencia.


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Inhibicin y facilitaciones presinpticas

inhibiciones post-sinpticas

Inhibicin Presinptica. Liberacin de GABA

Se une a un receptor ionotrpico. conductancia al

Cl-

la amplitud del PA

nro de canales de Ca++voltaje dependiente abiertos nro de vesculas que se

fusionan neurotransmisor liberado

Se une a receptor metabotropico. Se activa Pt G c/2o mensajero duracin PA apertura de canales

de Ca++ ... Lo que hace que este receptor velocidad

de repolarizacin flujo de K+


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Inhibicin Post-sinptica. Se libera glicina,

aumenta la permeabilidad del Cl-.

Hiperpolarizacin de la neurona post-sinptica.

Disminuye la excitacin.





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Facilitacin presinptica.Serotonina. 2 mecanismos. Receptor- Pt G- Ac- ATP en AMPc- PK AMPc dep.- cierra canales de

K+ y esto produce:

- duracin del PA

-Canales de Ca++ voltaje dep. permanecen ms tiempo abiertos-PK AMPc dep moviliza las vesculas.

Receptor- Pt G- PLC- IP3 y DAG.

-DAG en membrana activa PK C moviliza vesculas.

-IP3 abre canales de Ca++ en RE.

NMDA (PLP) entra Ca++ Ca++calmodulina PK lib NO NO en presinapsis libera glutamato Facilita la Sinapsis.



F ilit in P inpti


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Facilitacin Presinpticay tres mecanismosbioqumicos descritos: a)cierre de canales de K+

por la PKA, b) aumentode la movilizacin de lasvesculas sinpticas, c)Apertura de canales deCa++ tipo L.

Mecanismo de la Potenciacin de Larga Duracin de acuerdo al modelo


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gde los receptores de NMDA y noNMDA localizados en las espinasdendrticas


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transmision sinaptica 2.pdf

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