aumento sináptico

El aumento es uno de los cuatro componentes de la plasticidad sináptica a corto plazo que incrementa la probabilidad de liberar vesículas sinápticas durante y después de la estimulación repetitiva, de tal manera que

${\displaystyle A(t)=[{\rm {TransmitterRelease}}(t)/{\rm {TransmitterRelease}}(0)]-1,}$

cuando todos los demás componentes de mejora y depresión son cero, donde${\displaystyle A}$es aumento en el tiempo${\displaystyle t}$y 0 se refiere a la respuesta basal a un solo estímulo . El aumento en el número de vesículas sinápticas que liberan su neurotransmisor conduce a una mejora de la respuesta postsináptica. El aumento se puede diferenciar de los otros componentes de la mejora por su cinética de decaimiento y por su farmacología. El aumento decae selectivamente con una constante de tiempo de aproximadamente 7 segundos y su magnitud se ve potenciada en presencia de bario . Se cree que los cuatro componentes están asociados o desencadenados por aumentos en los iones de calcio intracelulares que se acumulan y decaen durante la estimulación repetitiva.

Durante un tren de impulsos, el aumento de la fuerza sináptica debido al componente subyacente${\displaystyle A^{*}}$que da lugar al aumento puede describirse mediante

${\displaystyle {\frac {dA^{*}}{dt}}=J(t)a^{*}-k_{A^{*}}A^{*}}$

dónde${\displaystyle J(t)}$es la función de impulso unitario en el momento de la estimulación,${\displaystyle a^{*}}$es el aumento incremental en${\displaystyle A^{*}}$con cada impulso, y${\displaystyle k_{A^{*}}}$ es la constante de velocidad para la pérdida de${\displaystyle A^{*}}$. Durante un tren de estímulos, la magnitud del aumento añadido por cada impulso, a*, puede incrementarse durante el tren de tal manera que

${\displaystyle a^{*}=a_{0}^{*}Z^{ST}}$

dónde${\displaystyle a_{0}^{*}}$es el incremento añadido por el primer impulso del tren,${\displaystyle Z}$es una constante que determina el aumento en${\displaystyle a^{*}}$con cada impulso,${\displaystyle S}$es la tasa de estimulación y${\displaystyle T}$es la duración de la estimulación.

La potenciación se diferencia de los otros tres componentes de la mejora por su constante de tiempo de decaimiento. Esto se muestra en la Tabla 1, donde el primer y el segundo componente de la facilitación, F1 y F2, decaen con constantes de tiempo de aproximadamente 50 y 300 ms, y la potenciación , P, decae con una constante de tiempo que varía de decenas de segundos a minutos, dependiendo de la duración de la estimulación. La tabla también incluye dos componentes de la depresión, D1 y D2, junto con sus constantes de tiempo de decaimiento asociadas para la recuperación hasta la normalidad. La depresión en algunas sinapsis puede deberse al agotamiento de las vesículas sinápticas disponibles para la liberación. La depresión de la liberación de vesículas sinápticas puede enmascarar la potenciación debido a la superposición de sus procesos temporales. La tabla también incluye el cambio fraccional en la liberación del neurotransmisor resultante de un impulso. Una magnitud de 0,8 aumentaría la liberación del neurotransmisor en un 80 %.

^† La magnitud del aumento añadido por cada impulso puede incrementarse durante el tren. ^‡ La constante de tiempo de P puede aumentar con la estimulación repetitiva.

El equilibrio entre los distintos componentes de potenciación y depresión en la sinapsis de los mamíferos se ve afectado por la temperatura, de modo que el mantenimiento de los componentes de potenciación se reduce considerablemente a temperaturas inferiores a las fisiológicas. Durante la estimulación repetitiva a 23  °C, los componentes de depresión predominan en la liberación sináptica, mientras que a 33-38  °C la fuerza sináptica aumenta debido a un desplazamiento hacia los componentes de potenciación.

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