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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo E04 - Transmisión sináptica química
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:3961
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Entrada presináptica y control por calcio
El potencial de acción presináptico llega al terminal y se convierte en entrada de calcio. Al aumentar la entrada de calcio aumentan tanto la probabilidad de liberación como el número de vesículas liberadas, y ambas respuestas son altamente cooperativas: crecen de forma más pronunciada que una proporcionalidad simple.
Grupo 2: Grupo 2: Liberación y difusión del neurotransmisor
Las vesículas liberadas aportan neurotransmisor a la hendidura sináptica y éste difunde hacia la membrana postsináptica. La cantidad disponible para los receptores aumenta con la liberación presináptica; el texto establece la secuencia liberación→difusión, pero no especifica una ley espacial ni una tasa de eliminación.
Grupo 3: Grupo 3: Unión reversible a receptores postsinápticos
El neurotransmisor alterna entre estado libre y unido al receptor mediante una cinética reversible de dos estados. La ocupación aumenta con neurotransmisor disponible y unión, y disminuye por desunión; la fuente no entrega constantes ni una forma funcional cuantitativa.
Grupo 4: Grupo 4: Apertura ionotrópica y conductancia sináptica
En receptores ionotrópicos, la unión del neurotransmisor abre un canal. La conductancia resultante crece rápidamente al abrirse y luego decae más lentamente, por lo que existe una fase rápida de activación seguida de una fase más lenta de desaparición.
Grupo 5: Grupo 5: Corriente y respuesta postsináptica
La conductancia del canal genera una corriente postsináptica cuya acción sobre la membrana depende del potencial de reversión del canal y del potencial de membrana observado. Según esa relación, la respuesta puede despolarizar o hiperpolarizar; el modelo reutiliza capacitancia, conductancias iónicas, potenciales de Nernst y resistencia de membrana ya definidos.
Grupo 6: Grupo 6: Plasticidad sináptica de corto plazo
La eficacia sináptica cambia con el historial reciente de actividad presináptica. Más actividad reciente puede aumentar o disminuir la eficacia según el balance entre facilitación y depresión, descrito cualitativamente mediante recursos sinápticos del tipo Tsodyks–Markram; la fuente no fija parámetros ni ecuaciones concretas.
Grupo 7: Grupo 7: Conversión sináptica integrada
La sinapsis integra entrada de calcio, liberación, difusión, unión, apertura de canales, corriente postsináptica y plasticidad de corto plazo. El resultado es una señal postsináptica capaz de despolarizar o hiperpolarizar, cuya eficacia depende además de la actividad presináptica reciente.
ID:1327
Grupo 1: Grupo 1: Entrada presináptica y control por calcio
Descripción
El potencial de acción presináptico llega al terminal y se convierte en entrada de calcio. Al aumentar la entrada de calcio aumentan tanto la probabilidad de liberación como el número de vesículas liberadas, y ambas respuestas son altamente cooperativas: crecen de forma más pronunciada que una proporcionalidad simple.
Pregunta clave: ¿Cómo convierte el terminal presináptico el potencial de acción en liberación dependiente de calcio?
El potencial de acción presináptico llega al terminal y se convierte en entrada de calcio. Al aumentar la entrada de calcio aumentan tanto la probabilidad de liberación como el número de vesículas liberadas, y ambas respuestas son altamente cooperativas: crecen de forma más pronunciada que una proporcionalidad simple. Dentro de la sinapsis química, la entrada de calcio en el terminal presináptico controla, de forma altamente cooperativa, tanto la probabilidad de liberación de neurotransmisor como el número de vesículas que efectivamente se liberan: cuanta más entrada de calcio hay en el terminal presináptico, mayor es la probabilidad de liberación y mayor es el número de vesículas liberadas, y esta relación no es proporcional sino mucho más pronunciada de lo que correspondería a un aumento proporcional del calcio, precisamente por ser altamente cooperativa. En conjunto, es esta misma sinapsis química, desde la entrada de calcio en el terminal presináptico hasta la corriente postsináptica que resulta de la apertura de los receptores ionotrópicos, la que convierte el potencial de acción presináptico en una señal capaz de despolarizar o hiperpolarizar a la neurona postsináptica, con una eficacia que además puede cambiar a corto plazo según la actividad presináptica reciente. La sinapsis química convierte el potencial de acción presináptico, ya descrito en el modelo del potencial de acción, en una entrada para la neurona postsináptica, a través de tres pasos sucesivos dentro de esta misma sinapsis química: la liberación de neurotransmisor, que depende del calcio, la difusión de ese neurotransmisor a través de la hendidura sináptica, y la activación de receptores postsinápticos por parte de ese neurotransmisor.
ID:7658
Grupo 2: Grupo 2: Liberación y difusión del neurotransmisor
Descripción
Las vesículas liberadas aportan neurotransmisor a la hendidura sináptica y éste difunde hacia la membrana postsináptica. La cantidad disponible para los receptores aumenta con la liberación presináptica; el texto establece la secuencia liberación→difusión, pero no especifica una ley espacial ni una tasa de eliminación.
Pregunta clave: ¿Cómo llega el neurotransmisor liberado hasta la membrana postsináptica?
Las vesículas liberadas aportan neurotransmisor a la hendidura sináptica y éste difunde hacia la membrana postsináptica. La cantidad disponible para los receptores aumenta con la liberación presináptica; el texto establece la secuencia liberación→difusión, pero no especifica una ley espacial ni una tasa de eliminación. La sinapsis química convierte el potencial de acción presináptico, ya descrito en el modelo del potencial de acción, en una entrada para la neurona postsináptica, a través de tres pasos sucesivos dentro de esta misma sinapsis química: la liberación de neurotransmisor, que depende del calcio, la difusión de ese neurotransmisor a través de la hendidura sináptica, y la activación de receptores postsinápticos por parte de ese neurotransmisor. El neurotransmisor liberado se une de forma reversible a los receptores postsinápticos de la sinapsis química, alternando entre un estado unido y un estado libre según una cinética de dos estados. Dentro de la sinapsis química, la entrada de calcio en el terminal presináptico controla, de forma altamente cooperativa, tanto la probabilidad de liberación de neurotransmisor como el número de vesículas que efectivamente se liberan: cuanta más entrada de calcio hay en el terminal presináptico, mayor es la probabilidad de liberación y mayor es el número de vesículas liberadas, y esta relación no es proporcional sino mucho más pronunciada de lo que correspondería a un aumento proporcional del calcio, precisamente por ser altamente cooperativa.
ID:7659
Grupo 3: Grupo 3: Unión reversible a receptores postsinápticos
Descripción
El neurotransmisor alterna entre estado libre y unido al receptor mediante una cinética reversible de dos estados. La ocupación aumenta con neurotransmisor disponible y unión, y disminuye por desunión; la fuente no entrega constantes ni una forma funcional cuantitativa.
Pregunta clave: ¿Cómo activa el neurotransmisor a los receptores postsinápticos?
El neurotransmisor alterna entre estado libre y unido al receptor mediante una cinética reversible de dos estados. La ocupación aumenta con neurotransmisor disponible y unión, y disminuye por desunión; la fuente no entrega constantes ni una forma funcional cuantitativa. El neurotransmisor liberado se une de forma reversible a los receptores postsinápticos de la sinapsis química, alternando entre un estado unido y un estado libre según una cinética de dos estados.
ID:7660
Grupo 4: Grupo 4: Apertura ionotrópica y conductancia sináptica
Descripción
En receptores ionotrópicos, la unión del neurotransmisor abre un canal. La conductancia resultante crece rápidamente al abrirse y luego decae más lentamente, por lo que existe una fase rápida de activación seguida de una fase más lenta de desaparición.
Pregunta clave: ¿Cómo se transforma la unión al receptor ionotrópico en conductancia?
En receptores ionotrópicos, la unión del neurotransmisor abre un canal. La conductancia resultante crece rápidamente al abrirse y luego decae más lentamente, por lo que existe una fase rápida de activación seguida de una fase más lenta de desaparición. En los receptores ionotrópicos específicamente, esta unión abre un canal cuya conductancia resultante crece rápido al abrirse el canal y luego decae de forma más lenta, generando una corriente postsináptica que despolariza o hiperpolariza la membrana de la neurona postsináptica según cuál sea el potencial de reversión de ese canal.
ID:7661
Grupo 5: Grupo 5: Corriente y respuesta postsináptica
Descripción
La conductancia del canal genera una corriente postsináptica cuya acción sobre la membrana depende del potencial de reversión del canal y del potencial de membrana observado. Según esa relación, la respuesta puede despolarizar o hiperpolarizar; el modelo reutiliza capacitancia, conductancias iónicas, potenciales de Nernst y resistencia de membrana ya definidos.
Pregunta clave: ¿Cómo produce la conductancia una respuesta eléctrica postsináptica?
La conductancia del canal genera una corriente postsináptica cuya acción sobre la membrana depende del potencial de reversión del canal y del potencial de membrana observado. Según esa relación, la respuesta puede despolarizar o hiperpolarizar; el modelo reutiliza capacitancia, conductancias iónicas, potenciales de Nernst y resistencia de membrana ya definidos. Este modelo de la sinapsis química reutiliza las mismas variables ya definidas para la membrana neuronal en reposo y para la propagación del impulso a lo largo del axón: el potencial de membrana observado, la capacitancia de la membrana, la conductancia de cada canal iónico, el potencial de Nernst de cada ion y la resistencia de membrana. En los receptores ionotrópicos específicamente, esta unión abre un canal cuya conductancia resultante crece rápido al abrirse el canal y luego decae de forma más lenta, generando una corriente postsináptica que despolariza o hiperpolariza la membrana de la neurona postsináptica según cuál sea el potencial de reversión de ese canal. En conjunto, es esta misma sinapsis química, desde la entrada de calcio en el terminal presináptico hasta la corriente postsináptica que resulta de la apertura de los receptores ionotrópicos, la que convierte el potencial de acción presináptico en una señal capaz de despolarizar o hiperpolarizar a la neurona postsináptica, con una eficacia que además puede cambiar a corto plazo según la actividad presináptica reciente. La sinapsis química convierte el potencial de acción presináptico, ya descrito en el modelo del potencial de acción, en una entrada para la neurona postsináptica, a través de tres pasos sucesivos dentro de esta misma sinapsis química: la liberación de neurotransmisor, que depende del calcio, la difusión de ese neurotransmisor a través de la hendidura sináptica, y la activación de receptores postsinápticos por parte de ese neurotransmisor.
ID:7662
Grupo 6: Grupo 6: Plasticidad sináptica de corto plazo
Descripción
La eficacia sináptica cambia con el historial reciente de actividad presináptica. Más actividad reciente puede aumentar o disminuir la eficacia según el balance entre facilitación y depresión, descrito cualitativamente mediante recursos sinápticos del tipo Tsodyks–Markram; la fuente no fija parámetros ni ecuaciones concretas.
Pregunta clave: ¿Cómo modifica la actividad reciente la eficacia de la misma sinapsis?
La eficacia sináptica cambia con el historial reciente de actividad presináptica. Más actividad reciente puede aumentar o disminuir la eficacia según el balance entre facilitación y depresión, descrito cualitativamente mediante recursos sinápticos del tipo Tsodyks–Markram; la fuente no fija parámetros ni ecuaciones concretas. A corto plazo, la eficacia de la sinapsis química puede facilitarse o deprimirse dependiendo del historial reciente de actividad presináptica de esa misma sinapsis química: cuanta más actividad presináptica reciente hubo, mayor o menor es la eficacia de la sinapsis química según el balance entre facilitación y depresión, un fenómeno capturado por los modelos de recursos sinápticos del tipo propuesto por Tsodyks y Markram. En conjunto, es esta misma sinapsis química, desde la entrada de calcio en el terminal presináptico hasta la corriente postsináptica que resulta de la apertura de los receptores ionotrópicos, la que convierte el potencial de acción presináptico en una señal capaz de despolarizar o hiperpolarizar a la neurona postsináptica, con una eficacia que además puede cambiar a corto plazo según la actividad presináptica reciente.
ID:7663
Grupo 7: Grupo 7: Conversión sináptica integrada
Descripción
La sinapsis integra entrada de calcio, liberación, difusión, unión, apertura de canales, corriente postsináptica y plasticidad de corto plazo. El resultado es una señal postsináptica capaz de despolarizar o hiperpolarizar, cuya eficacia depende además de la actividad presináptica reciente.
Pregunta clave: ¿Qué señal neta entrega la sinapsis química a la neurona postsináptica?
La sinapsis integra entrada de calcio, liberación, difusión, unión, apertura de canales, corriente postsináptica y plasticidad de corto plazo. El resultado es una señal postsináptica capaz de despolarizar o hiperpolarizar, cuya eficacia depende además de la actividad presináptica reciente. En conjunto, es esta misma sinapsis química, desde la entrada de calcio en el terminal presináptico hasta la corriente postsináptica que resulta de la apertura de los receptores ionotrópicos, la que convierte el potencial de acción presináptico en una señal capaz de despolarizar o hiperpolarizar a la neurona postsináptica, con una eficacia que además puede cambiar a corto plazo según la actividad presináptica reciente. La sinapsis química convierte el potencial de acción presináptico, ya descrito en el modelo del potencial de acción, en una entrada para la neurona postsináptica, a través de tres pasos sucesivos dentro de esta misma sinapsis química: la liberación de neurotransmisor, que depende del calcio, la difusión de ese neurotransmisor a través de la hendidura sináptica, y la activación de receptores postsinápticos por parte de ese neurotransmisor. A corto plazo, la eficacia de la sinapsis química puede facilitarse o deprimirse dependiendo del historial reciente de actividad presináptica de esa misma sinapsis química: cuanta más actividad presináptica reciente hubo, mayor o menor es la eficacia de la sinapsis química según el balance entre facilitación y depresión, un fenómeno capturado por los modelos de recursos sinápticos del tipo propuesto por Tsodyks y Markram. Dentro de la sinapsis química, la entrada de calcio en el terminal presináptico controla, de forma altamente cooperativa, tanto la probabilidad de liberación de neurotransmisor como el número de vesículas que efectivamente se liberan: cuanta más entrada de calcio hay en el terminal presináptico, mayor es la probabilidad de liberación y mayor es el número de vesículas liberadas, y esta relación no es proporcional sino mucho más pronunciada de lo que correspondería a un aumento proporcional del calcio, precisamente por ser altamente cooperativa.
ID:7664