Sinapsis tripartita

La sinapsis tripartita se refiere a la integración funcional y la proximidad física de:

• La membrana presináptica ,
• membrana postsináptica ,
• y su estrecha asociación con la glía circundante .

También se refiere a las contribuciones combinadas de estos tres componentes sinápticos a la producción de actividad en la sinapsis química . ^{[ 1 ]} Las sinapsis tripartitas ocurren en varias ubicaciones del sistema nervioso central con astrocitos , un tipo de célula glial, ^{[ 1 ]} y también pueden existir con la glía de Müller de las células ganglionares de la retina ^{[ 2 ]} y las células de Schwann en la unión neuromuscular . ^{[ 3 ]} El término se introdujo por primera vez a finales de la década de 1990 para dar cuenta de un creciente conjunto de evidencia de que la glía no son simplemente células de soporte neuronal pasivas, sino que, en cambio, desempeñan un papel activo en la integración de la información sináptica a través de la comunicación bidireccional con los componentes neuronales de la sinapsis , mediada por neurotransmisores y gliotransmisores . ^{[ 4 ]}

La evidencia del papel de los astrocitos en la integración y el procesamiento de la integración sináptica se presenta de diversas maneras:

• Los astrocitos son células excitables: en respuesta a estímulos de cualquiera de los tres componentes de la sinapsis tripartita, los astrocitos son capaces de producir cambios transitorios en sus concentraciones intracelulares de calcio a través de la liberación de depósitos de calcio del retículo endoplasmático ^{[ 5 ].}
• Los astrocitos se comunican bidireccionalmente con las neuronas: mediante cambios en su excitabilidad de concentración de calcio, los astrocitos pueden detectar neurotransmisores y otras señales liberadas por las neuronas en la sinapsis ^{[ 5 ]} y pueden liberar sus propios neurotransmisores o gliotransmisores ^{[ 6 ]} que, a su vez, son capaces de modificar la excitabilidad electrofisiológica de las neuronas. ^{[ 7 ]}
• Los astrocitos son capaces de responder selectivamente a los estímulos: los astrocitos del estrato oriens del hipocampo forman sinapsis tripartitas con proyecciones axonales del alveus . Las proyecciones del alveus pueden formar sinapsis glutamatérgicas o colinérgicas con el estrato oriens, pero los astrocitos de esta región responden con cambios en la concentración de calcio solo a la activación colinérgica de las proyecciones del alveus. ^{[ 8 ]} Esto no se debe simplemente a una sensibilidad de estos astrocitos exclusiva a la acetilcolina, ya que también responden a la actividad sináptica glutamatérgica originada en una región cerebral diferente, la colateral de Schaffer . ^{[ 9 ]}
• Los astrocitos integran y modulan la información de sus entradas sinápticas: los cambios en la concentración de calcio astrocítico en respuesta a la estimulación simultánea por dos tipos de neurotransmisores no siempre son una suma lineal (una suma lineal sería un aumento en la concentración intracelular de calcio en el astrocito en respuesta a dos estímulos simultáneos que sería equivalente a sumar los cambios en la concentración de calcio que ocurrirían en respuesta a cada estimulación individualmente) de los efectos de cada entrada individual, sino que varían según las combinaciones de transmisores, así como la frecuencia de estimulación. Los astrocitos del estrato oriens del hipocampo, que responden a la actividad sináptica de las neuronas glutamatérgicas originadas en la colateral de Schaffer y las neuronas colinérgicas originadas en el alveus, producen cambios en sus concentraciones intracelulares de calcio que no son lineales con la fuerza de la entrada sináptica. ^{[ 9 ]} Además, estos mismos estímulos son capaces de producir una respuesta de concentración de calcio potenciada a bajas frecuencias de estimulación o una respuesta de concentración de calcio deprimida a altas frecuencias de estimulación. ^{[ 9 ]}

En un estudio de investigación publicado en 2013 titulado " La señalización de calcio neuroglial dependiente del glutamato difiere entre el cerebro joven y el adulto", se descubrió que la sinapsis tripartita no se encuentra en el cerebro adulto. Investigaciones publicadas anteriormente habían descrito cómo los astrocitos presentaban aumentos de iones de calcio citosólico (Ca2+) dependientes del receptor metabotrópico de glutamato 5 (mGluR5). Sin embargo, la expresión astrocítica de mGluR5 se perdió en la tercera semana posnatal en ratones y no estaba presente en los astrocitos corticales humanos. Los resultados del estudio indican que la señalización neuroglial en el cerebro adulto puede ser fundamentalmente diferente a la del cerebro joven. ^{[ 10 ]}

Maiken Nedergaard , MD, DMSc., autora principal del estudio y codirectora del Centro de Neuromedicina Traslacional del Centro Médico de la Universidad de Rochester (URMC), declaró:

Si este concepto fuera correcto, ya debería haberse realizado un ensayo clínico. No ha sido así, lo que nos indica que, con tantos laboratorios trabajando en esto durante 20 años, algo debe estar fallando.

También afirmó que:

Nuestros hallazgos demuestran que el modelo sináptico tripartito es incorrecto. Este concepto no representa el proceso de transmisión de señales entre neuronas en el cerebro más allá de la etapa de desarrollo.

En colaboración con el Instituto de Óptica de la Universidad de Rochester, Nedergaard y su equipo desarrollaron un nuevo microscopio de dos fotones que permitió a los investigadores observar la actividad de la glía en el cerebro vivo, lo que proporcionó datos observables para el estudio. ^{[ 11 ]}

Sin embargo, tres estudios publicados en Science en 2025 demostraron que los astrocitos en moscas de la fruta, peces cebra y ratones adultos modulan activamente la señalización neuronal a través de una vía desencadenada por norepinefrina (NE) en la que la acumulación de calcio astrocítico conduce a la liberación de ATP y adenosina , lo que sugiere que, si bien la señalización de glutamato dependiente de mGluR5 puede estar ausente en el cerebro maduro, los astrocitos participan en la modulación sináptica adulta a través de mecanismos moleculares alternativos. Estos hallazgos indican un papel para el eje de señalización purinérgica astroglial en las transiciones de estado cerebral y conductual mediadas por norepinefrina (NE) y posicionan a la astroglia como importantes efectores en la señalización neuromoduladora. ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]}

Un estudio demuestra que el modelo actual de señalización cerebral es defectuoso (youtube.com).