Plasticidad Sinaptica STP Y LTP.pdf

Plasticidad sináptica en los mamíferos
Long Term Potentiation (LTP)
Long Term Depression (LTD)
Fisiología del Sistema Nervioso 2016
Eleonora Katz
Fioravante & Regher 2011
Las sinapsis y el aprendizaje
El neuroanatomista español Santiago Ramón y Cajal fue uno de los
primeros en sugerir un mecanismo de aprendizaje que no requería la
formación de neuronas. En su Lectura Crooniana de 1894, propuso
que las memorias podrían ser formadas por el fortalecimiento de las
conexiones entre las neuronas existentes para mejorar la efectividad
de su comunicación.
La teoría Hebbiana, introducida por Donald Hebb en 1949, se hizo
eco de las ideas de Ramón y Cajal, proponiendo que las células podrían generar
nuevas conexiones o sufrir cambios metabólicos que potencien su habilidad para
comunicarse:
Supongamos que la persistencia de una actividad
repetitiva (o "señal") tiende a inducir cambios
celulares duraderos que promueven su
estabilidad... Cuando un axón de la célula A está
lo suficientemente cerca de la célula B como para
excitarla y repetidamente o persistentemente
participa en su activación, algunos procesos de
crecimiento o cambios metabólicos tienen lugar
en una o ambas células de manera que tanto la
eficiencia de la célula A, como la capacidad de
excitación de la célula B son aumentadas.
“Neurons that fire together wire together”
Especificidad La potenciación a largo plazo es especifica de la
aferencia activada y solo se propaga a otras sinapsis de acuerdo a
las reglas de asociatividad y cooperatividad.
Asociatividad La asociatividad se refiere a la observación de que
cuando una estimulación débil de una vía simple es insuficiente
para la inducción de LTP, la estimulación fuerte y simultánea de
otra vía inducirá LTP en ambas.
Cooperatividad LTP puede ser inducida ya sea por una
estimulación tetánica fuerte de una vía simple a una sinápsis, o
cooperativamente a través de la estimulación débil de varias.
Cuando una vía en una sinápsis es estimulada débilmente, produce
una despolarización postsináptica insuficiente para inducir LTP. En
contraste, cuando un estímulo débil es aplicado a varias vías que
convergen en una zona simple de membrana postsináptica, la
depolarización postsináptica individual generada puede
colectivamente depolarizar la célula postsináptica lo suficiente
como para inducir LTP cooperativamente.
Persistencia La LTP es persistente, durando desde varios minutos a
meses, siendo esta persistencia la que separa la LTP de otras
formas de plasticidad sináptica.
LTP y LTD no solo ocurren en el hipocampo. Se
han estudiado también en cerebelo, corteza y
amígdala.
Inducción y establecimiento
Mantenimiento y Expresión
(cambios en la probabilidad de liberación,
NMDAR, cambios en la [Ca2+]i, inserciónremoción y cambios en la conductancia de
AMPAR, activación de kinasas , fosfatasas ,
activación de genes, síntesis de proteinas)
Los mecanismos celulares (pre y postsinápticos)
y las moléculas involucradas no son siempre los
mismos en todas las sinapsis en las que se
observan LTP y LTD
Purves 3rd edtion
Purves 3rd edtion
Purves 3rd edtion
Purves 3rd edtion
Espinas dendríticas y compartimentalización
Purves 3rd edtion
Inserción de receptores AMPA en el LTP
Sinapsis silentes
Cambios en la expresión de genes
Aparición de nuevas espinas, formación de
nuevas sinápsis
Purves 3rd edtion
Purves 3rd edtion
Figure 1. From: Natural patterns of activity and long-term synaptic plasticity.
Two
models
for
induction
of
synaptic
modifications
in
the
hippocampus. (a) Conventional model for induction of LTP. A ‘strong’ input (large
number of synchronously active afferent input fibers) produces a local dendritic
depolarization that unblocks NMDA receptors. Synaptically released glutamate in
neighboring excitatory synapses, concurrently active with the strong input, can activate
the NMDA receptor providing the necessary Ca2+ signal for induction of LTP. (b) New
model for induction of synaptic modifications based on backpropagating action
potentials. In this scenario, postsynaptic action potentials provide a global signal in the
neuron, allowing all synapses onto this neuron to be modified, according to their exact
timing relative to the postsynaptic action potentials (temporally asymmetric Hebbian
learning rule). Postsynaptic bursting signals potentiation in recently active synapses.
Tipos de Glia
SNC (OEmbriol. neuorectodermo)
Glia radial
Astroglia
Oligodendroglia
Células del epéndimo
Microglia (OE mesodermo)
SNP (OE de la cresta neural)
Celulas de Schwann mielinizantes (axones > 1 µm)
Celulas de Schwann no mielinizantes
Teloglia (cubre los terminales axonicos)
Células gliales satélite (alrededor de somas de los ganglios
de la raiz dorsal de la medula, y ganglios PS y S)
Glia sistemas sensoriales
Astroglia y sinapsis
2010
2014
Zorec et al, 2012