Potencial postsináptico excitador - Excitatory postsynaptic potential
En neurociencia , un potencial postsináptico excitador ( EPSP ) es un potencial postsináptico que hace que la neurona postsináptica tenga más probabilidades de disparar un potencial de acción . Esta despolarización temporal del potencial de membrana postsináptica , causada por el flujo de iones cargados positivamente hacia la célula postsináptica, es el resultado de la apertura de canales iónicos activados por ligandos . Estos son lo opuesto a los potenciales postsinápticos inhibidores (IPSP), que generalmente resultan del flujo de iones negativos dentro de la célula o iones positivos fuera de la célula. Los EPSP también pueden resultar de una disminución en los cargos positivos salientes, mientras que los IPSP a veces son causados por un aumento en el flujo de salida de cargos positivos. El flujo de iones que causa una EPSP es una corriente postsináptica excitadora ( EPSC ).
Los EPSP, como los IPSP, se clasifican (es decir, tienen un efecto aditivo). Cuando se producen múltiples EPSP en un solo parche de membrana postsináptica, su efecto combinado es la suma de los EPSP individuales. Los EPSP más grandes dan como resultado una mayor despolarización de la membrana y, por lo tanto, aumentan la probabilidad de que la célula postsináptica alcance el umbral para disparar un potencial de acción .
Los EPSP en las células vivas se producen químicamente. Cuando una célula presináptica activa libera neurotransmisores en la sinapsis, algunos de ellos se unen a receptores en la célula postsináptica. Muchos de estos receptores contienen un canal iónico capaz de hacer pasar iones cargados positivamente al interior o al exterior de la célula (estos receptores se denominan receptores ionotrópicos ). En las sinapsis excitadoras, el canal iónico típicamente permite el ingreso de sodio a la célula, generando una corriente postsináptica excitadora . Esta corriente despolarizante provoca un aumento del potencial de membrana, el EPSP.
Moléculas excitadoras
El neurotransmisor asociado con mayor frecuencia con los EPSP es el aminoácido glutamato , y es el principal neurotransmisor excitador en el sistema nervioso central de los vertebrados . Su ubicuidad en las sinapsis excitatorias ha llevado a ser llamado el neurotransmisor excitatorio. En algunos invertebrados , el glutamato es el principal transmisor excitador en la unión neuromuscular . En la unión neuromuscular de los vertebrados, los EPP ( potenciales de placa terminal ) están mediados por el neurotransmisor acetilcolina , que (junto con el glutamato) es uno de los principales transmisores del sistema nervioso central de los invertebrados. Al mismo tiempo, GABA es el neurotransmisor más común asociado con IPSP en el cerebro. Sin embargo, clasificar los neurotransmisores como tales es técnicamente incorrecto, ya que existen varios otros factores sinápticos que ayudan a determinar los efectos excitadores o inhibidores de un neurotransmisor.
EPSP en miniatura y análisis cuántico
La liberación de vesículas de neurotransmisores de la célula presináptica es probabilística. De hecho, incluso sin estimulación de la célula presináptica, ocasionalmente se liberará una única vesícula en la sinapsis, lo que generará EPSP en miniatura (mEPSP). Bernard Katz fue pionero en el estudio de estos mEPSP en la unión neuromuscular (a menudo llamados potenciales de placa terminal en miniatura) en 1951, revelando la naturaleza cuántica de la transmisión sináptica . El tamaño cuántico se puede definir como la respuesta sináptica a la liberación de neurotransmisor de una sola vesícula, mientras que el contenido cuántico es el número de vesículas efectivas liberadas en respuesta a un impulso nervioso. El análisis cuántico se refiere a los métodos utilizados para deducir, para una sinapsis particular, cuántos cuantos de transmisor se liberan y cuál es el efecto promedio de cada cuanto en la célula objetivo, medido en términos de cantidad de iones que fluyen (carga) o cambio en el potencial de membrana.
EPSP de campo
Los EPSP generalmente se registran usando electrodos intracelulares. La señal extracelular de una sola neurona es extremadamente pequeña y, por lo tanto, casi imposible de registrar en el cerebro humano. Sin embargo, en algunas áreas del cerebro, como el hipocampo , las neuronas están organizadas de tal manera que todas reciben entradas sinápticas en la misma área. Debido a que estas neuronas están en la misma orientación, las señales extracelulares de la excitación sináptica no se cancelan, sino que se suman para dar una señal que se puede registrar fácilmente con un electrodo de campo. Esta señal extracelular registrada de una población de neuronas es el potencial de campo. En los estudios de potenciación a largo plazo del hipocampo (LTP), a menudo se dan cifras que muestran el campo EPSP (fEPSP) en el estrato radiactivo de CA1 en respuesta a la estimulación colateral de Schaffer. Esta es la señal que ve un electrodo extracelular colocado en la capa de dendritas apicales de las neuronas piramidales CA1. Las colaterales de Schaffer hacen sinapsis excitadoras en estas dendritas, por lo que cuando se activan, hay un sumidero de corriente en el estrato radiactivo: el campo EPSP. La deflexión de voltaje registrada durante un EPSP de campo es negativa, mientras que una EPSP registrada intracelularmente es positiva. Esta diferencia se debe al flujo relativo de iones (principalmente el ion sodio) hacia la celda, que, en el caso del campo EPSP, está alejado del electrodo, mientras que para un EPSP intracelular es hacia el electrodo. Después de un EPSP de campo, el electrodo extracelular puede registrar otro cambio en el potencial eléctrico llamado pico de población que corresponde a la población de células que disparan potenciales de acción (picos). En otras regiones además de CA1 del hipocampo, el campo EPSP puede ser mucho más complejo y más difícil de interpretar ya que la fuente y los sumideros están mucho menos definidos. En regiones como el cuerpo estriado , también pueden liberarse neurotransmisores como dopamina , acetilcolina , GABA y otros y complicar aún más la interpretación.