La inhibición sináptica rápida depende de la corriente de cloruro para hiperpolarizar la neurona o para evitar la despolarización causada por la entrada excitatoria concurrente. Ambos escenarios implican necesariamente un flujo de cloruro hacia la célula y, por tanto, un cambio en la concentración intracelular de cloruro. La gran mayoría de los modelos ignoran los cambios en la concentración de iones a pesar de la evidencia experimental de que tales cambios ocurren y no son inconsecuentes. La importancia de tener en cuenta los mecanismos de homeostasis del cloruro se ve acentuada por la evidencia de que varias enfermedades neurológicas están asociadas a una capacidad deficiente de extrusión de cloruro. Los niveles de cloruro en estado estacionario están alterados en esos estados patológicos. Es probable que la dinámica rápida del cloruro también se vea afectada, pero estos cambios aún no se han explorado. Para ello, hemos creado un modelo de electrodifusión que sigue los cambios en la concentración de cloruro y de otras muchas especies iónicas. Las simulaciones de este modelo revelaron una multitud de interacciones complejas y no lineales que tienen importantes consecuencias para la eficacia de la inhibición sináptica. Varias predicciones del modelo se probaron y confirmaron con experimentos de obtención de imágenes de cloruro.
¿Qué ocurre en una sinapsis inhibitoria?
Como ejemplo de acción postsináptica inhibitoria, consideremos una sinapsis neuronal que utiliza GABA como transmisor. En estas sinapsis, los receptores GABA suelen abrir canales permeables selectivamente al Cl-. Cuando estos canales se abren, los iones de cloruro cargados negativamente pueden fluir a través de la membrana.
¿Cuál es la función de la inhibición sináptica?
La inhibición sináptica desempeña un papel clave en la configuración de la dinámica de las redes neuronales y en la selección de los conjuntos celulares. Normalmente, un axón inhibitorio contacta con un subdominio dendrítico concreto de su neurona diana, donde suele hacer entre 10 y 20 sinapsis, a veces en ramas muy distales.
¿Cuáles son las causas y los efectos de la inhibición sináptica?
La inhibición la provocan los neurotransmisores inhibitorios. Cuando el neurotransmisor se une al receptor postsináptico, se produce una IPSP y es menos probable que la célula se dispare. La velocidad a la que se dispara el axón viene determinada por la actividad de las sinapsis en las dendritas y el soma de la neurona.
Función de las sinapsis inhibitorias
de las neuronas piramidales de la corteza piriforme, así como en sus entradas sinápticas excitatorias (Saar et al. 1998, 1999, 2002; Knafo et al. 2005). Tales cambios, aunque necesarios para el almacenamiento de la memoria, deben contrarrestarse con modificaciones que impidan la propagación excesiva
modificaciones a largo plazo en la fuerza de las conexiones sinápticas excitatorias (Bliss y Collingridge 1993; Malenka y Bear 2004) y en la excitabilidad neuronal intrínseca (Saar y Barkai 2003; Zhang y Linden 2003).
Un estado de sobreexcitación puede perjudicar el almacenamiento eficaz de la memoria (Hasselmo y Barkai 1995). Reforzar la inhibición es un posible mecanismo para restablecer el equilibrio entre excitación e inhibición, preservando así
(Grunze et al. 1996; Komatsu y Yoshimura 2000; Holmgren y Zilberter 2001). Esta plasticidad duradera de la transmisión sináptica GABAérgica depende fundamentalmente de la entrada de calcio en la célula postsináptica.
En el hipocampo se observó un aumento del número de receptores GABAA tras el kindling (Nusser et al. 1998), y una mayor liberación de GABA tras la aplicación del factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) (Ohba et al. 2005). Además, estudios in vitro han demostrado que en las neuronas piramidales CA1 se produce un desplazamiento positivo inducido por la LTP en la reversión de la liberación de GABA.
). La Figura 3A muestra la distribución de los intervalos inspiratorio-suspiro (arriba), así como grabaciones de campo representativas de estallidos de suspiros con diferentes intervalos inspiratorio-suspiro que corresponden a partes específicas de la distribución (la Fig. 3A muestra la correspondencia mediante letras minúsculas a-e). Temporización variable de las explosiones de suspiros in vitro. A, Histograma de intervalos inspiratorio-suspiro normalizados (
cercanos a 0 (Fig. 3A; por ejemplo, trazo b). Sin embargo, los intervalos inspiración-suspiro variaron considerablemente. Por ejemplo, sólo 133 suspiros (39%) aparecieron dentro del primer quinto del ciclo inspiratorio. Por el contrario, observamos intervalos inspiración-suspiro que se extendían a lo largo de todo el ciclo inspiratorio (Fig. 3A, trazas b-e). Además, observamos 40 estallidos de suspiros (12%) que parecían ir seguidos de estallidos inspiratorios y luego de apneas posteriores al suspiro, indicando así un intervalo inspiratorio-suspiro negativo (Fig. 3A, traza a).Las sinapsis inhibitorias no vinculan los estallidos de suspiros al ritmo inspiratorioPara perturbar el acoplamiento temporal entre los ritmos inspiratorio y de suspiros, bloqueamos la transmisión sináptica glicinérgica utilizando estricnina. La distribución de probabilidad de los intervalos inspiratorio-suspiro se mantuvo ponderada hacia la primera mitad del ciclo normalizado (
Sinapsis inhibidora frente a sinapsis excitadora
La serotonina tiene una serie de efectos en la médula espinal, incluyendo el control de la excitabilidad de motoneuronas e interneuronas y la transmisión aferente (Schmidt y Jordan, 2000; Abbinanti y Harris-Warrick, 2012; Abbinanti et al., 2012). La presente revisión se centrará en la contribución del 5-HT, con énfasis en los receptores 5-HT2 y 5-HT7, en la conformación del patrón alternante, y en uno de los mecanismos subyacentes a este efecto, el fortalecimiento de la inhibición postsináptica, mediante la modulación de la homeostasis del cloruro.
La activación farmacológica de los CPG in vitro en animales recién nacidos evoca un patrón locomotor ficticio consistente en la alternancia de ráfagas motoras entre los lados izquierdo y derecho de la médula espinal lumbar, y flexores y extensores de un lado (Cazalets et al., 1992; Kiehn y Kjaerulff, 1996). En el día embrionario (E)16 (es decir, 5 días antes del nacimiento), el mismo tipo de experimentos revela un patrón motor con todas las ráfagas en fase (Iizuka et al., 1998; Nakayama et al., 2002). En las ratas, la transición de la sincronía izquierda-derecha a la alternancia se produce alrededor de E18 y se debe a la maduración de las conexiones inhibitorias entre ambos lados, y a un cambio en los potenciales sinápticos GABA/glicina de la excitación a la inhibición (Wu et al., 1992; véase más adelante).
