Tópicos Neurociencia Cerebro

Botones sinápticos: qué son y cómo funcionan

Los botones sinápticos, también denominados axones terminales o bulbos sinápticos, son divisiones de la parte extrema del axón que forman sinapsis con otras neuronas o con células musculares o glándulas.

En estos bulbos se almacenan los neurotransmisores, es decir, las biomoléculas encargadas de transmitir información de una neurona a otro tipo celular (ya sea un tejido diana de otra naturaleza biológica u otra neurona).

Recientes estudios han calculado que el cerebro humano contiene 86 mil millones de neuronas, una cifra astronómica inconcebible para cualquiera. Por ello, no es de extrañar que este entramado celular sea el causante de nuestro pensamiento, relación con el entorno, emociones y cualquier característica que nos define como “entes autónomos”.

Es por estos motivos que conocer los procesos nerviosos en nuestro cuerpo se hace esencial. Los botones sinápticos son unas estructuras vitales para que se realice el intercambio de información entre neuronas, y por ello, en este espacio te contamos todo lo que debes saber sobre ellos.

¿Qué son los botones sinápticos?

No podemos lanzarnos a investigar derroteros tan complejos como los bulbos sinápticos sin antes definir dónde se encuentran, qué producen y cuál es su relación con las células circundantes. Vamos a ello.

Sobre la neurona

La neurona es un tipo celular como cualquier otro, pues presenta un núcleo propio, está delimitada del resto del medio y es capaz de nutrirse, crecer y diferenciarse (entre otras muchas cualidades).

Lo que hace a esta estructura una unidad distintiva es su especialización, pues su función es recibir, procesar y transmitir información a través de señales químicas y eléctricas. Rápidamente, podemos distinguir tres partes principales en la morfología de la neurona:

  • Soma: cuerpo celular que contiene el núcleo, citoplasma y orgánulos.
  • Dendritas: prolongaciones numerosas y ramificadas del cuerpo celular que están en contacto con otras neuronas.
  • Axón: prolongación del cuerpo celular en forma de “collar de cuentas alargado”.

Los botones sinápticos se encuentran en el extremo distal de la neurona, es decir, en el final de los axones. La siguiente parte para entender estas complejas estructuras es descubrir que almacenan neurotransmisores, pero ¿qué son exactamente estas moléculas?

Sobre los neurotransmisores

Como ya hemos dicho con anterioridad, los neurotransmisores son moléculas orgánicas que permiten la transmisión de información desde una neurona hasta otro cuerpo celular. Diversas fuentes bibliográficas recogen que para que un neurotransmisor sea considerado tal debe cumplir ciertas características. Te las enumeramos:

  • La sustancia debe estar presente en el interior de la neurona.
  • Las enzimas que permiten la síntesis de la sustancia tienen que estar presentes en el área donde se produce el neurotransmisor.
  • El efecto del neurotransmisor debe promoverse aunque este se aplique sobre la célula diana de forma exógena.

Los neurotransmisores, por foráneos que puedan parecer para la población general, no son más que compuestos orgánicos como todos los que conforman las estructuras vivas. Por ejemplo, la acetilcolina, uno de los más famosos, está compuesto por carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno.

Cabe destacar que estos compuestos biológicos son muy similares a las hormonas, pero les diferencia una característica esencial: las hormonas generan respuestas en las células diana no importando lo lejos que estén, pues circulan por el torrente sanguíneo. Por contraparte, los neurotransmisores solo se comunican con la neurona inmediata mediante la sinapsis.

Existe una considerable variedad de neurotransmisores, entre los que se encuentran la acetilcolina, la dopamina, la noradrenalina, la serotonina, la glicina y el glutamato. Cada uno tiene una composición especial y una función. Por ejemplo, la serotonina (que se encuentra almacenada en un 90 % en el tracto gastrointestinal y las plaquetas de la sangre) es un neuromodulador esencial en el estado de ánimo, la ira, la memoria, la sexualidad y la atención. ¿Quién diría que una pequeña biomolécula codificaría de tal forma nuestro comportamiento en el día a día?

Hemos comprendido dónde están los botones sinápticos y qué almacenan, pero acaba de entrar un nuevo término en juego: la sinapsis. No nos queda otra que abordar este proceso en las siguientes líneas.

Sobre la sinapsis

Las neuronas se comunican entre ellas mediante un proceso denominado sinapsis. Esta puede ser de naturaleza eléctrica o química, dependiendo del método de transmisión de información.

En las sinapsis eléctricas, la información se transmite por un intercambio de iones entre células estrechamente adheridas. Aquí no juegan un papel esencial los neurotransmisores, pues el impulso nervioso se transmite de forma directa de una célula a otra por el intercambio de estas moléculas de naturaleza iónica. Se trata de una comunicación “más básica”, presente de forma mayoritaria en vertebrados menos complejos que los mamíferos.

Por otra parte, las sinapsis químicas son las que se sirven de los neurotransmisores previamente nombrados para transmitir la información de una neurona a la célula diana (sea esta una neurona u otro tipo de cuerpo celular). Para simplificar las cosas, nos limitaremos a decir que la llegada del impulso nervioso a través de todo el cuerpo celular a los botones sinápticos promueve la liberación de los neurotransmisores allí almacenados.

Estas biomoléculas se encuentran guardadas en unas vesículas o “burbujas”. Cuando la señal de excitación alcanza estos bulbos, las vesículas se fusionan con la membrana del bulbo, permitiendo la liberación de los neurotransmisores almacenados por un proceso denominado “exocitosis”.

Así, los neurotransmisores son liberados en el espacio sináptico, es decir, la distancia física entre las dos neuronas que están transmitiendo información, para después adherirse a la membrana de la neurona post-sináptica, es decir, la receptora de información que se encargará de transmitir el nuevo impulso a otra diana celular, y así sucesivamente.

Aunque parezca un mundo meramente microscópico y metabólico, todas estas pequeñas biomoléculas e impulsos eléctricos son los encargados de los cálculos biológicos que se traducen, en un ámbito comportamental, en procesos tan esenciales como la percepción del entorno y el pensamiento humano. Fascinante, ¿verdad?

Terminaciones esenciales de la neurona

Así pues, como hemos diseccionado en cada uno de los apartados previos, los botones sinápticos son terminaciones del axón de la neurona que almacenan neurotransmisores y los liberan al medio para que se pueda realizar la sinapsis, es decir, la comunicación entre neuronas o de una neurona con otra célula diana.

Diversos estudios tratan de comprender la eficacia y naturaleza de estos bulbos sinápticos. Por ejemplo, en roedores se ha observado que existen un número reducido de botones tálamo-corticales, pero estos presentan una sinapsis muy eficaz debido a su composición estructural.

Debemos de tener en cuenta que los cuerpos celulares muestran variaciones según su zona de acción y su función. Por ejemplo, estas investigaciones subrayan que los botones pueden presentar diversidad morfológica en lo que a tamaño, número, presencia de mitocondrias y número de vesículas (las cuales recordemos que almacenan neurotransmisores) presentes se refiere. Todo esto, presumiblemente, condiciona la eficacia y la rapidez de la transmisión de la señal nerviosa.

Otros estudios nos muestran claros ejemplos de la funcionalidad de estos botones en procesos y enfermedades concretos, por ejemplo, en las uniones neuromusculares. Por ejemplo, los botones terminales de estas neuronas presentan vesículas con unas 10.000 moléculas de acetilcolina, las cuales al ser liberadas y recibidas por las células del tejido muscular provocan una respuesta en la musculatura del individuo.

Conclusiones

Como hemos podido ver, los botones sinápticos son una pieza más del puzzle para comprender la relación y comunicación entre los componentes de nuestro sistema nervioso. En ellos se almacenan los neurotransmisores, las biomoléculas encargadas de transmitir información entre la célula pre-sináptica y la post-sináptica.

Sin esta comunicación a nivel microscópico y celular, la vida tal y como la entendemos no sería posible. Por ejemplo, para que un dedo reciba la señal de moverse ante el fuego este estímulo debe ser recibido por el cerebro, y sin la comunicación entre cada uno de los componentes de nuestro cuerpo, esta señal nunca llegaría. Por todos estos motivos, podríamos decir que la sinapsis es el mecanismo de respuesta que permite la vida tal y como la conocemos a día de hoy en los animales.

Referencias bibliográficas:

  • Arce, E. (1995). Redes neuronales para el control de procesos. Publicación del Instituto Mexicano de ingenieros Químicos.
  • CamPo, P. P. (2007). Bases fisiológicas del entrenamiento visual. Apunts Educación Física y Deportes, (88), 62-74.
  • Papazian, O., Alfonso, I., & Araguez, N. (2009). MIASTENIA GRAVIS JUVENIL. Medicina (Buenos Aires), 69(1).
  • Rodríguez Moreno, J. (2017). Estructura sináptica de los circuitos tálamo-corticales: análisis cuantitativo 3D de los botones sinápticos de los núcleos ventral posteromedial y posterior del ratón adulto.
  • Sinapsis entre neuronas, Universidad de Alcalá de Henares (UAH). Recogido a 29 de agosto en http://www3.uah.es/bioquimica/Tejedor/bioquimica_ambiental/tema12/tema%2012-sinapsis.htm