potencial postsináptico excitatorio

En neurociencia , un potencial postsináptico excitatorio ( PPSE ) es un potencial postsináptico que aumenta la probabilidad de que la neurona postsináptica genere un potencial de acción . Esta despolarización temporal del potencial de membrana postsináptica , causada por el flujo de iones con carga positiva hacia la célula postsináptica, es resultado de la apertura de canales iónicos regulados por ligando . Estos son opuestos a los potenciales postsinápticos inhibitorios (PPSI), que generalmente resultan del flujo de iones negativos hacia la célula o de iones positivos hacia fuera de ella. Los PPSE también pueden resultar de una disminución en las cargas positivas salientes, mientras que los PPSI a veces son causados ​​por un aumento en el flujo de carga positiva saliente. El flujo de iones que causa un PPSE es una corriente postsináptica excitatoria ( CPE ).

Los EPSP, al igual que los IPSP, son graduales (es decir, tienen un efecto aditivo). Cuando se producen múltiples EPSP en una misma región de la membrana postsináptica, su efecto combinado es la suma de los EPSP individuales. Los EPSP de mayor amplitud producen una mayor despolarización de la membrana y, por lo tanto, aumentan la probabilidad de que la célula postsináptica alcance el umbral para generar un potencial de acción .

Los EPSP en las células vivas se originan 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 permitir el paso de iones con carga positiva hacia dentro o hacia fuera de la célula (estos receptores se denominan receptores ionotrópicos ). En las sinapsis excitatorias, el canal iónico generalmente permite la entrada de sodio a la célula, generando una corriente postsináptica excitatoria . Esta corriente despolarizante provoca un aumento del potencial de membrana, el EPSP. ^{[ 1 ]}

El neurotransmisor más frecuentemente asociado con los EPSP es el aminoácido glutamato , y es el principal neurotransmisor excitatorio en el sistema nervioso central de los vertebrados . ^{[ 2 ]} Su ubicuidad en las sinapsis excitatorias ha llevado a que se le denomine neurotransmisor excitatorio. En algunos invertebrados , el glutamato es el principal transmisor excitatorio en la unión neuromuscular . ^{[ 3 ] [ 4 ]} 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 transmisores primarios en el sistema nervioso central de los invertebrados. ^{[ 5 ]} Al mismo tiempo, el GABA es el neurotransmisor más común asociado con los 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 excitatorios o inhibitorios de un neurotransmisor.

La liberación de vesículas de neurotransmisores desde la célula presináptica es probabilística. De hecho, incluso sin estimulación de la célula presináptica, ocasionalmente se libera una sola vesícula en la sinapsis, generando potenciales postsinápticos excitatorios miniatura (mEPSP). Bernard Katz fue pionero en el estudio de estos mEPSP en la unión neuromuscular (a menudo denominados potenciales de placa terminal miniatura ^{[ 6 ]} ) en 1951, revelando la naturaleza cuántica de la transmisión sináptica . El tamaño cuántico se define como la respuesta sináptica a la liberación de neurotransmisor desde una sola vesícula, mientras que el contenido cuántico es el número de vesículas efectivas liberadas en respuesta a un impulso nervioso. ^{[ 7 ]} 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 diana, medido en términos de la cantidad de iones que fluyen (carga) o el cambio en el potencial de membrana. ^{[ 8 ]}

Los EPSP se registran habitualmente mediante electrodos intracelulares. La señal extracelular de una sola neurona es extremadamente débil y, por lo tanto, prácticamente imposible de registrar en el cerebro humano. Sin embargo, en algunas áreas del cerebro, como el hipocampo , las neuronas están dispuestas 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 (LTP) del hipocampo, a menudo se presentan figuras que muestran el EPSP de campo (fEPSP) en el estrato radiado de CA1 en respuesta a la estimulación de las colaterales de Schaffer. Esta es la señal que observa un electrodo extracelular colocado en la capa de dendritas apicales de las neuronas piramidales de CA1 . ^{[ 9 ]} Las colaterales de Schaffer forman sinapsis excitatorias en estas dendritas, por lo que cuando se activan, hay un sumidero de corriente en el estrato radiado: el EPSP de campo. La deflexión de voltaje registrada durante un EPSP de campo es negativa, mientras que un EPSP registrado intracelularmente es positivo. Esta diferencia se debe al flujo relativo de iones (principalmente el ion sodio) hacia la célula, que, en el caso del EPSP de campo, se aleja del electrodo, mientras que para un EPSP intracelular se dirige hacia el electrodo. Después de un EPSP de campo, el electrodo extracelular puede registrar otro cambio en el potencial eléctrico llamado espiga de población que corresponde a la población de células que disparan potenciales de acción (espigas). En otras regiones distintas de CA1 del hipocampo, el EPSP de campo puede ser mucho más complejo y 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 la dopamina , la acetilcolina , el GABA y otros, lo que complica aún más la interpretación.

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