Conectividad neuronal: ¿cómo están conectadas físicamente?

Las neuronas están suspendidas , como dices, en una matriz extracelular . Los tejidos cerebrales son un poco más específicos. Aquí cito algunos resúmenes de la literatura para responder y darle una perspectiva sobre su pregunta básica. En negrita, destaco declaraciones importantes que diferencian la MEC del cerebro de la MEC que se encuentra en otras partes del cuerpo.

Barros, Franco & Müller, 2011 : Un número asombroso de glicoproteínas de matriz extracelular se expresan en patrones dinámicos en el sistema nervioso en desarrollo y adulto. Las células madre neurales, las neuronas y la glía expresan receptores que median en las interacciones con moléculas específicas de la matriz extracelular. Estudios funcionales in vitroy estudios genéticos en ratones han proporcionado evidencia de que la matriz extracelular afecta virtualmente todos los aspectos del desarrollo y funcionamiento del sistema nervioso. Aquí resumiremos hallazgos recientes que han arrojado luz sobre las funciones específicas de moléculas definidas de la matriz extracelular en procesos tan diversos como la diferenciación de células madre neurales, la migración neuronal, la formación de tractos axonales y la maduración y función de las sinapsis en los nervios periférico y central. sistema nervioso.

Ruoslahti, 1996 : La matriz extracelular del tejido cerebral adulto tiene una composición única. La característica llamativa de esta matriz es la prominencia de los lécticos, proteoglicanos que contienen un dominio de lectina y un dominio de unión al ácido hialurónico. El ácido hialurónico y las proteínas adhesivas/antiadhesivas de la familia de la tenascina también son abundantes. Las proteínas de matriz comunes en otros tejidos están casi ausentes en el cerebro adulto. La matriz extracelular del cerebro parece tener efectos tróficos sobre las células neuronales y afecta el crecimiento de las neuritas. La composición única de esta matriz puede ser responsable de la resistencia del tejido cerebral a la invasión de tumores de origen no neuronal.

Dityatev et al. 2010 : La matriz extracelular (ECM) del sistema nervioso central es reconocida como una barrera de migración y difusión que permite atrapar y presentar factores de crecimiento a sus receptores en la superficie celular.Datos recientes resaltan la importancia de las moléculas de ECM como andamios sinápticos y perisinápticos que dirigen el agrupamiento de receptores de neurotransmisores en el compartimento postsináptico y que presentan barreras para reducir la difusión lateral de proteínas de membrana lejos de las sinapsis. La ECM también contribuye a la migración y diferenciación de células madre en el nicho neurogénico y organiza la localización polarizada de canales iónicos y transportadores en contactos entre procesos astrocíticos y vasos sanguíneos. Por lo tanto, la ECM contribuye a la compartimentación funcional en el cerebro.

Es cierto, las neuronas en el cerebro son muy escasas dentro de una matriz extracelular. Pero me gustaría decir que existen varios tipos de sinapsis.

La primera, a la que te refieres, es la sinapsis química que conecta el botón sináptico de la primera neurona con la membrana postsináptica de la segunda neurona. Entonces, en ese caso, crees que no hay un contacto directo de las membranas pre y postsinápticas, sino que la señal eléctrica se convierte y se transmite como neurotransmisor a través de la hendidura sináptica. Cabe señalar que tanto los axones como la hendidura sináptica están "cubiertos" por otros tipos de células, un tipo particular de células gliales, la célula de Schwann que provoca la naturaleza saltatoria de la señal eléctrica a través del axón y, a nivel de la sinapsis, actúa para para recaptar los neurotransmisores liberados.

El segundo tipo es la sinapsis eléctrica . En este, los compartimentos post y presinápticos de las neuronas están conectados físicamente por uniones comunicantes: estos están formados estructuralmente por dos hemicanales llamados conexones y hacen que los citoplasmas se comuniquen y así las señales eléctricas continúen difundiéndose gracias a estas conexiones. En ese caso, la conexión entre dichas celdas se aproxima a unos 3,8 nm entre sí creando una continuidad mecánica y eléctrica ( Sheriar G. Hormuzdia et al., 2004 )

Por lo tanto, cuando dice "las neuronas solo se conectan a través de la sinapsis y no hay conexión física", es bastante simplista. En realidad, también las sinapsis químicas están "conectadas" mecánicamente por un gran número de moléculas de adhesión celular que actúan para realizar y modular la conexión entre neuronas. Por ejemplo, estos incluyen neurexinas y neuroliginas o proteínas de dominio Ig, etc. (Missler M, et al. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2012). De hecho, las diferencias fundamentales entre los sistemas eléctricos y químicos. es la forma en que las células neuronales se comunican. En este último, la distancia entre las membranas pre y postsinápticas es más amplia con respecto a la eléctrica.