UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE NICARAGUAUNAN-LEÓN

FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICASMEDICINA

I año

Modulo: Bases Moleculares de la Vida II

Tema:Fisiología de Células Excitables

Sinapsis

Elaborado Por: Lisseth Carolina Gutiérrez

Tutor: Dr. Ramón Hermandez

Fecha de Entrega:Miércoles, 07 de Noviembre de 2012.

¡A LA LIBERTAD POR LA UNIVERSIDAD!

1. DESARROLLO:

SINAPSISCONCEPTO La sinapsis es la unión característica entre una y otra neurona. También puede hacerlo con una célula muscular o glandular. Acá es donde se da la transmisión de la información.

COMPONENTES ESTRUCTURALESSe da entre una célula presináptica y una posináptica (nerviosa, muscular o glandular)

TIPOS Ambas pueden estar en una misma sinapsis.

1- ELÉCTRICAS: Estas son poco frecuentes en los mamíferos. Tienen puentes, que interconectan el citoplasma de la célula presináptica y

posinápticas, por donde pasa el flujo de corriente. La distancia entre las membranas es de unos 3nm Existe corriente iónica de manera que existe poco retardo sináptico. Conducen en dirección anterógrada como retrógrada. Permite el intercambio directo de moléculas entre las células. Función: desencadenar respuestas muy rápidas.

2- QUÍMICAS: Son la inmensa mayoría posee hendidura sináptica especializada. La terminal presináptica posee vesículas con neurotransmisores y la membrana

posinaptica contiene receptores especializados (proteínas complejas). Tiene retardo sináptico. Ocurre en una sola dirección de la presinaptica a la posinaptica. Cuando recibe el estímulo se liberan las vesículas. Pueden ser excitadoras o inhibidoras. Los receptores pueden ser Ionotrópico y metabólico. Distancia entre membranas de 20 a 40 nm

MECANISMO DE TRANSMISIÓN EN LA SINAPSIS QUÍMICA

Liberación del neurotransmisor1- llega el potencial de acción a la membrana presináptica.2- Activación de canales de Ca+2 voltaje dependientes.

3- El aumento de Ca+2 citosólico provoca la fusión de las membranas plasmáticas de las vesículas de secreción que contienen el neurotransmisor.

4- Las vesículas liberan el neurotransmisor a la hendidura sináptica (exocitosis).5- Difusión del neurotransmisor.6- Unión a receptores postsinápticos. 7- Apertura de canales iónicos (Na+, K+ o Cl-): despolarización o hiperpolarización.8- Potencial de acción postsináptico.

PAPEL DEL CALCIO:Los efectos en los cambios de calcio intracelular dependen de su distribución subcelular, de las proteínas por él activadas, de sus enzimas blancos y de sus canales iónicos.Abre canales de K

MECANISMO DE LIBERACIÓN DE NEUROTRANSMISOR-RECEPTOR:La hipótesis Snap-Snare sugiere:Según dicha hipótesis existen 2 proteínas citosólicas, a-SNAP y NSF (proteína que hidroliza ATP y sensible a la N-etilmaleimida, de ahí su nombre factor sensible a maleimida) que se acomplejan formando el complejo SNAP. Junto a ellas la sinaptotagmina y la sinaptobrevina (V-SNARE) localizadas en la membrana de la vesícula secretora como receptores de SNAP. En la membrana plasmática 2 proteínas actúan como receptores de SNAP-25 y sintaxina 1ª, las cuales forman el receptor para SNAP y t-SNARE. Con estos componentes la interacción de SNAP-SNARE en el proceso de exocitosis es clave.Las fases que se suceden en el proceso de exocitosis son las siguientes:1º Anclaje y docking de las vesículas próximas a los lugares de exocitosis. En este proceso pueden participar otras proteínas como canales Ca2+ dependientes de voltaje que aumentan la eficacia del proceso.2º Fusión. La membrana vesicular y plasmática se unen y se produce el proceso de exocitosis. Aunque a nivel molecular no se han establecido las interacciones entre todas las proteínas que participan en el proceso secretor, la hipótesis mencionada parece ser capaz de explicar el proceso de exocitosis. De hecho, las toxinas botulínica y tetánica son capaces de bloquear la secreción del neurotransmisor acetilcolina por ruptura de la molécula de sinaptobrevina, sintaxina o SNAP-25 (según el serotipo de toxina), produciendo una clara sintomatología muscular.

GENERACIÓN DE POTENCIALES GRADUADOS (PPSE, PPSI):

1- PPSE (Potencial Postsináptico Excitatorio): despolarización transitoria (apertura de canales Na+). Un solo PPSE no alcanza el umbral de disparo de potencial de acción.

2- PPSI (Potencial Postsinápitco Inhibitorio): la unión del neurotransmisor a su receptor incerementa la permeabilidad a Cl- y K+ alejando a la membrana del potencial umbral.

SUMACIÓN ESPACIAL:

Se genera cuando señales aferentes distintas llegan simultáneamente. Los dos potenciales postsinápticos se suman de forma que las dos señales aferentes excitadoras simultáneas despolarizan la célula postsináptica aproximadamente el doble de lo que sucedería con cada una de ellas por separado. Sin embargo si se producen una PEPS y una PIPS a la vez, tenderán a neutralizarse entre sí. Incluso los potenciales postsinápticos de sinapsis situadas en extremos opuestos del cuerpo de la neurona postsináptica se suman de este modo. Los potenciales postsinápticos (PEPS, PIPS) se suman con muy poco decremento porque las dimensiones celulares (inferiores a 100 µm) son mucho más pequeñas que la constante de longitud (de aproximadamente 1-2mm) para la conducción electrotónica. Por el contrario, los potenciales sinápticos que se originan en las ramificaciones dendríticas finas van disminuyendo de magnitud a medida que se conducen al cuerpo celular; cuanto más fina es la dendrita, mayor es el decremento.

SUMACIÓN TEMPORAL DE POTENCIALES GRADUADOSLa sumación temporal tiene lugar cuando se producen dos o más potenciales de acción en una única neurona presináptica y en una sucesión rápida, de forma que los potenciales postsinápticos resultantes se superponen en el tiempo. Un tren de impulsos en una sola neurona presináptica puede hacer que el potencial de la célula postsináptica cambie de forma escalonada,y cada uno de los escalones tiene su origen en uno de los impulsos presinápticos.

TRASTORNOS DE LA TRASMISIÓN SINÁPTICA

Las enfermedades mejor conocidas de la sinapsis son aquellas que involucran unión neuromuscular.

Enfermedad de Parkinson Esquizofrenia Depresión

PLAGUICIDAS ORGANOFOSFORADOSSon sustancias biodegradables en la naturaleza, sin tendencia a acumularse en las grasas del organismo, pero con gran actividad neurotóxica que va a producir intoxicaciones agudas de gravedad. Son los insecticidas, junto con los carbamatos y piretroides, más ampliamente utilizados en la actualidad.Sus estructuras químicas derivan de la sustitución por restos orgánicos en el fósforo pentavalente. Pueden clasificarse como:

a) Derivados de la molécula del ácido fosfórico. Si los dos primeros oxhidrilos se esterifican con radicales alquílicos se obtienen los alquil-fosfatos o alquil-pirofosfatos (ejemplo: dichlorvos) . Si dichos oxhidrilos se sustituyen por amidas se obtienen las fosforamidas (ejemplos: metamidofós, acefato).b) Derivados de la molécula del ácido fosforotiónico: De este ácido derivarán a su vez numerosos ésteres tiofosfóricos (ejemplo: paratión).c) Derivados del ácido fosforotiolotiónico. (ejemplo: malatión).d) Derivados del ácido fosforotiólico (ejemplos: malaoxón, demeton-S-metil.).

Mecanismo de acción Los insecticidas organofosforados actúan combinándose con gran afinidad con cierto tipo de esterasas, con la consecuencia de su inactivación. Esta reacción, en el contexto de la fisiología de sus funciones, es irrevesible. Los oxofosforados (enlces P=O) son fuertemente inhibidores, mientras que los tiofosforados (P=S) no son fuertemente inhibidores y necesitarán de una biotransformación a la forma oxo para actuar como inhibidores.En particular, la inhibición de las colinesterasas es la que va a derivar en los síntomas y signos de la intoxicación aguda. El papel fisiológico de la colinesterasa consiste en la hidrólisis de la acetilcolina, mediador químico en la transmisión del impulso nervioso. Se acumulan así grandes cantidades de acetilcolina en las sinapsis.Existen dos tipos de colinesterasas: la colinesterasa verdadera, presente en eritrocitos y tejido nervioso y la pseudocolinesterasa presente en suero o plasma.Ambas enzimas son inhibidas por los compuestos organofosforados, pero la eritrocitaria es la que mejor refleja el estado de inhibición de la colinesterasa del sistema nervioso, por lo que se utiliza para evaluar el estado de intoxicación aguda de un paciente. Por otro lado, la colinesterasa plasmática o pseudocolinesterasa es la que más tarda en regenerarse, por lo que se utiliza en la evaluación de la exposición crónica a organofosforados.

Absorción:

Los ésteres fosforados se absorben fácilmente a través de la piel y más rápidamente por vía digestiva. La absorción respiratoria es casi instantánea.

MuestrasLa muestra mas utilizada para la determinación de organofosforados y sus metabolitos es orina de 24 hs, colectada en envase de vidrio y conservada en heladera.También, como índice de la intoxicación, puede determinarse la actividad de las colinesterasas sanguíneas: plamática o eritrocitaria.La determinación de residuos se realiza, por un lado, en distintos tipos de alimentos, principalmente de origen vegetal, productos cárneos y aguas de bebida, y por otro lado en muestras ambientales como aguas superficiales y suelos.

CARBAMATOSForman parte de una gran familia de plaguicidas entre los que se hallan herbicidas, fungicidas e insecticidas. Todos ellos derivan del ácido carbámico:

Se los divide en tres grupos:1-N-metil carbamatos: uno de los hidrógenos del grupo amino es reemplazado por un grupo metilo (ejemplos: Aldicarb, Carbaryl, Carbofuran).2-N,N, dimetil Carbamato: ambos hidrógenos del grupo amino son reemplazados por grupos metilos (ejemplos: Isolan, Pirolan).3-N-fenil Carbamatos: un grupo fenilo sustituye a uno de los hidrógenos del grupo amino.Mecanismo de acciónEs equivalente al mecanismo de acción de los organofosforados, uniéndose a las colinesterasas e inactivándolas. Pero ésta unión es reversible espontáneamente en menos de una hora, de manera que en el curso de una intoxicación aguda por carbamatos se manifiestan los mismos signos y síntomas de la intoxicación por organofosforados pero con un curso más rápido hacia la recuperación.MuestrasSe los encuentra en orina de 24 hs. También se los halla en distintos tipos de alimentos contaminados, principalmente de origen vegetal.

2. PREGUNTAS PARA CONTESTAR Y REFLEXIONAR

A. ¿Por qué los PPSE y los PPSI no se rigen por la ley del todo o nada?

No se rigen por la ley del todo o nada ya que su generación del potencial es ascendente y conmutativo no es directo es decir si un PPSE no genera el impulso adecuado para generar el potencial a causa de un PPSI se unen mas PPSE para poder generarlo, en cambio en la ley del todo o nada no, ya que el umbral en la ley se alcanza o no para generar el potencial de un solo y no sumativo.

B. Paciente femenino, 25 años, ama de casa. Presenta hipersalivacion, diarrea con cólicos, broncoespasmos, sensación de opresión torácica, miosis, náuseas y vómitos, sialorrea, y fasciculación de la lengua. Una hora antes de ser llevada a la emergencia la paciente realizo intento de suicidio, ingiriendo el contenido de una botella de insecticida que posteriormente se identificó como LORSBAN (organofosforados). Dicho tipo de plaguicida inhibe la actividad de la enzima acetilcolinesterasa.

a) ¿Qué efectos produce sobre la sinapsis interneuronal colinérgica la acción del plaguicida mencionado?

Los insecticidas organofosforados inhiben la acetilcolinesterasa de forma irreversible y producen una acumulación de acetilcolina en las sinapsis muscarínicas y nicotínicas en el SNC.

b) ¿Qué relación supone que exista entre los síntomas y signos descritos? ¿Cuáles son los receptores colinérgicos estimulados y su relación con su estimulación?

La relación de los síntomas colinergicos es que son síntomas propios de un caso de intoxicación por organosfosforicos como consecuencia de la estimulación execiba de las estimulaciones colinergicas se caracteriza principalmente por cambios en el estado de conciencia, debilidad muscular y excesiva actividad secretora. El manejo oportuno de este síndrome es clave para evitar complicaciones graves secundarias a la intoxicación e incluso el compromiso de la vida del paciente.Por ejemplo en relación con los bronquiospasmos que se producen a causa de las secreciones execivas que sierran la luz del bronquio provocando la dificultad para respirar.

Los organofosforados actúan sobre 2 receptores relacionados entre sí debido a que ayudan a mantener el control normal de la transmisión de los impulsos nerviosos: el receptor muscarínico, (receptor vinculado a proteínas G) y el receptor nicotínico (que contiene canales de sodio). Inmediatamente, tras ser liberada del receptor, la acetilcolina es hidrolizada por la colinesterasa, lo que produce la brevedad y unidad de cada impulso propagado Los organofosforados (OF) reaccionan con la zona esterásica de la colinesterasa formando una unión estable que, si no se rompe mediante el tratamiento, envejece y se hace irreversible, quedando la enzima inhabilitada para su función normal. La acetilcolina se acumula entonces en la hendidura sináptica. Una pequeña acumulación da lugar a gran estimulación, mientras que un exceso superior tiene el efecto contrario.Cuando la dosis tóxica es suficientemente alta, la pérdida de la función enzimática permite la acumulación de acetilcolina (AC) en las uniones colinérgicas neuroefectoras (efectos muscarínicos), en las uniones mioneurales del esqueleto y los ganglios autónomos (efectos nicotínicos) y en el sistema nervioso central (SNC). El resultado es la pérdida de la actividad o funcionalidad de la enzima acetilcolinesterasa.

c) ¿Cómo manipularía usted farmacológicamente el mecanismo de transmisión sináptica para contrarrestar la acción del plaguicida?

Primeramente se mantienen permeables las vías aéreas donde se da la respiración. luego se debe inducir al vomito o al lavado de estómago para impedir que se siga absorbiendo el toxico , luego se debe contrarrestar la acción del parasimpático administrado 0.05 mg/kg de sulfato de atropina , vía intravenosa cada 3 a 8 minutos o bien se puede administrar carbón activado de 100 g de carbón activado en adultos y 1 g/Kg de peso en niños asta que desaparezcan los signos parasimpáticos o aparezcan los signos de atroponozacion , si la atroponozacion no da mucho resultado es decir si ha administrado 12 gramos de atropina en las primeras 2 horas sin efectos dañinos se administra prolidoxina 25 mg/kg sin exceder el gramo vía intravenosa pero solo después de la atroponozacion completa , si la respiración no ha mejorado se administra 40% de oxígeno a presión , pero si presenta edemas pulmonar o otra complicación es necesario poner la respiración artificial , y se realizan exámenes de sangre para ver los niveles de colinesterasa y ayudar al diagnóstico .

Bibliografía