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La figura 10 representa una sinapsis química. El terminal del axón, o botón terminal, pertenece a lo que llamamos célula presináptica. La segunda célula se denomina célula postsináptica. El espacio entre ambas células se denomina hendidura sináptica. En el botón terminal existen una serie de vesículas que contienen moléculas señalizadoras llamadas neurotransmisores. Ejemplos de neurotransmisores son la acetilcolina, la noradrenalina y la dopamina. Mira la animación (fig. 11) para ver detalladamente que ocurre en la sinapsis.
Un potencial de acción (impulso nervioso) llega hasta el botón terminal de una neurona. En esta zona ya no hay canales de sodio voltaje-dependientes, sino canales de calcio. Al abrirse con la llegada del potencial, el calcio fluye hacia el interior de la célula. El calcio actúa como señalizador para hacer que las vesículas se dirijan hacia la hendidura y se unan a la membrana plasmática (exocitosis). Las vesículas liberan, por lo tanto, los neurotransmisores a la hendidura sináptica y estos llegan hasta los receptores situados en la membrana de la célula postsináptica. Al unirse a los receptores, los neurotransmisores los activan, haciendo que se abran canales ligando-dependientes en esta segunda neurona. Estos canales dejaran que fluyan distintos electrolitos (Na+, K+, etc) dependiendo del tipo de receptor que se active. Los neurotransmisores actúan rápidamente y durante un periodo muy corto. Después se eliminan por enzimas o son enviados de nuevo hacia la célula presináptica. La estimulación producida por un neurotransmisor es muy breve lo que hace que se pueda distinguir un impulso del siguiente.
Si un neurotransmisor es capaz de abrir canales de sodio, iones sodio fluirán hacia el interior de la neurona postsináptica. Esto acerca el potencial de membrana hacia el nivel umbral aumenta la probabilidad de que se produzca un potencial de acción en esta célula
Si los neurotransmisores abren suficientes canales de sodio al mismo tiempo en la membrana postsináptica como para alcanzar el nivel umbral, entonces se producirá un potencial de acción en esta segunda neurona. Por otro lado, si los neurotransmisores abren canales de potasio, entonces disminuirá la posibilidad de que se dé otro potencial de acción, ya que el potasio difundirá hacia fuera y la membrana de la célula se hiperpolarizará.
Lo que ocurra en la sinapsis determinará si la célula postsináptica transmitirá el impulso nervioso o no.
