Sinapsis neuromuscular

Qué es la sinapsis neuromuscular

Estrictamente hablando, algunos textos clásicos de fisiología prefieren reservar la palabra sinapsis para el contacto entre dos neuronas y llamar unión neuromuscular al que se establece entre una neurona y un músculo. En la práctica, ambos términos conviven, porque el mecanismo celular es prácticamente el mismo: un axón libera un neurotransmisor que cruza un espacio estrecho y activa receptores en la célula diana. La diferencia está en quién recibe la señal, no en cómo se transmite.

Cada fibra muscular esquelética humana recibe, salvo excepciones, una única sinapsis neuromuscular, situada en un punto concreto de su superficie. Esto contrasta con lo habitual en el sistema nervioso central, donde una sola neurona puede recibir miles de contactos sinápticos repartidos por toda su superficie.

Estructura

La terminal presináptica corresponde al extremo del axón de la motoneurona, ensanchado en un botón que alberga numerosas vesículas cargadas de acetilcolina, además de las mitocondrias necesarias para sostener el gasto energético del proceso. Una célula de Schwann envuelve el conjunto y lo aísla del medio extracelular circundante.

Entre esa terminal y la fibra muscular queda la hendidura sináptica. Al otro lado, la membrana muscular forma pliegues profundos, la placa motora terminal, cuya superficie plegada multiplica el área disponible para alojar receptores de acetilcolina de tipo nicotínico. La densidad de estos receptores es muy alta, del orden de diez mil por micrómetro cuadrado, una concentración muy superior a la de una sinapsis típica del sistema nervioso central.

Mecanismo de la transmisión

Cuando un potencial de acción alcanza la terminal del axón motor, se abren canales de calcio dependientes de voltaje y el calcio que entra desencadena la fusión de las vesículas sinápticas con la membrana presináptica. La acetilcolina liberada cruza la hendidura y se une a los receptores nicotínicos de la placa motora, que son a la vez receptor y canal iónico: al activarse, dejan entrar sodio y generan una despolarización local capaz de disparar, a su vez, un potencial de acción en toda la fibra muscular. La acción de la acetilcolina termina con rapidez gracias a la acetilcolinesterasa, una enzima situada en la propia hendidura que la descompone en cuestión de milisegundos.

Que la liberación de neurotransmisor ocurre en paquetes discretos, y no de forma continua, se demostró precisamente en esta sinapsis. En la década de 1950, Bernard Katz, junto con José del Castillo y Ricardo Miledi, registró con microelectrodos las variaciones de voltaje en la placa motora y comprobó que siempre eran múltiplos de una cantidad mínima o cuanto, equivalente al contenido de una sola vesícula. Por ese hallazgo, la teoría cuántica de la liberación sináptica, Katz recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1970.

Una sinapsis más fiable que las del sistema nervioso central

En el sistema nervioso central, un único potencial de acción presináptico rara vez basta para generar una respuesta en la neurona postsináptica; suele necesitar sumarse a otras señales. En la sinapsis neuromuscular no ocurre así: cada potencial de acción del axón motor libera acetilcolina suficiente para despolarizar la placa motora muy por encima del umbral necesario, lo que garantiza, en condiciones normales, que cada impulso nervioso se traduzca en una contracción muscular. Los fisiólogos llaman a este margen factor de seguridad de la transmisión neuromuscular.

Preguntas frecuentes

¿Es lo mismo sinapsis neuromuscular que unión neuromuscular?

Sí, en la práctica se usan como sinónimos, aunque algunos textos de fisiología reservan el término unión neuromuscular para distinguir este contacto del que se produce entre dos neuronas.

¿Cuántas sinapsis neuromusculares tiene una fibra muscular?

Una sola, como norma general en el músculo esquelético humano adulto. El axón de una motoneurona, eso sí, suele ramificarse e inervar varias fibras musculares distintas, cada una a través de su propia unión.

¿Qué diferencia hay con una sinapsis del sistema nervioso central?

Varias. El neurotransmisor es casi siempre acetilcolina, no la amplia variedad que se emplea en el sistema nervioso central; el receptor es de tipo nicotínico, ionotrópico y de acción rápida; y la respuesta es mucho más fiable, ya que un solo impulso presináptico basta, en condiciones normales, para generar la respuesta postsináptica.

¿Quién demostró que la acetilcolina se libera en paquetes discretos?

Bernard Katz, con José del Castillo y Ricardo Miledi, mediante registros eléctricos en la placa motora realizados en la década de 1950. El hallazgo le valió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1970, compartido con Ulf von Euler y Julius Axelrod.

Referencias

1. Manual MSD, versión para público general. Introducción a los trastornos de la transmisión neuromuscular
2. Wikipedia. Unión neuromuscular
3. Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México. In memoriam: Sir Bernard Katz
4. Ganong. Fisiología médica, 26.ª ed., AccessMedicina, McGraw Hill. Transmisión sináptica y de unión