FISIOLOGÍA HUMANA-91

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mantenerlo en la condición de “calcio enjaulado” hasta ser
liberado por acción de luz ultravioleta (Fig. 4.16).
El aumento rápido del Ca2+ citoplasmático en los ter-
minales nerviosos cuando éstos son despolarizados ocurre
a través de canales de Ca2+ dependientes de voltaje
(VDCC) presentes a nivel de la membrana celular. Los
VDCC, asociados a exocitosis, pueden ser de tipo N, L o
P/Q (dependiendo de la célula), tienen cinéticas diferentes
y se activan a diferentes niveles de despolarización de la
membrana. Los VDCC se han localizado en zonas activas
específicas de la membrana celular, lo que permite que en
estas zonas puedan ocurrir aumentos de la [Ca2+]i grandes
( > 100 �M), rápidos (200 �s) y muy localizados. También
existen canales de Ca2+ activados por agonistas como el
glutamato, ATP y otros. 
Otro factor importante en la regulación del Ca2+ cito-
plasmático es la presencia de canales de liberación de Ca2+
en organelas intracelulares como son el retículo endoplás-
mico (RE), mitocondrias, vesículas etc. Así, existen los
canales de tipo IP3 activados por receptores metabotrópicos
ligados a la activación de la fosfolipasa C y a la cascada de
dos mensajeros del tipo de IP3. Estos canales son capaces
de liberar Ca2+ del RE e inducir exocitosis con una cinética
más lenta y durante períodos más prolongados. También se
han encontrado canales de Ca2+ conocidos como receptores
de rianodina, asociados con la regulación de la liberación de
neurotransmisores en diferentes tipos de células y termina-
les nerviosos. Esta gran variedad de fuentes de Ca2+, cada
una con características propias, permite la gran variabilidad
en la señalización de Ca2+ que es necesaria para permitir la
amplia modulación de las respuestas sinápticas.
La importancia del Ca2+ en la transición sináptica no
se limita a su participación directa en el fenómeno de libe-
ración de neurotransmisores, es decir, en el fenómeno exo-
citótico en sí. De hecho, el Ca2+, además de regular la acti-
vidad de diferentes canales iónicos, puede interactuar con
otros diferentes componentes de la membrana celular y del
citoplasma. Así, el Ca2+ puede activar fosfolipasas (A2 y
C) presentes en la membrana plasmática y así activar la
formación de segundos mensajeros como el IP3. En el
citoplasma, el Ca2+ activa una serie de proteínas, como la
proteína-quinasa C, la calpaína y la calmodulina. Esta últi-
ma reviste particular importancia, ya que al estar asociada
con Ca2+ activa una serie de proteína-quinasas, adenil-
ciclasas, fosfodiesterasas, etc. 
Modulación de la respuesta sináptica
Además de los mecanismos excitatorios e inhibitorios
considerados anteriormente, la eficiencia de la señalización
en las sinapsis neuronales también puede verse afectada
por factores que modulan la liberación de un transmisor 
a nivel presináptico o modulan la respuesta al transmisor a
nivel postsináptico, incluso aumentando el número de
receptores. 
El curso temporal de la acción de estos diferentes fac-
tores puede variar en un amplio intervalo, que abarca des-
de milisegundos, minutos, horas y hasta días. Por lo
general, estos efectos están mediados por aumentos en la
concentración de Ca2+, y justamente dependen de su mag-
nitud, localización y duración. Por otra parte, la frecuencia
y el patrón de estimulación hacen que los niveles de Ca2+
residual aumenten, con la subsiguiente regulación de la
liberación del neurotransmisor.
Los cambios localizados, grandes y prolongados de la
[Ca2+]i pueden dar comienzo a una serie de reacciones en
cascada, las cuales, mediante la formación de segundos
mensajeros, o la fosforilización de diferentes proteínas,
pueden inducir la formación de nuevos receptores o, alte-
rando la expresión genética de la célula, pueden producir
cambios metabólicos y estructurales que afecten a las res-
puestas sinápticas y celulares. 
Facilitación. Cuando una neurona presináptica es
estimulada repetitivamente a baja frecuencia, se observa
un aumento progresivo de la respuesta postsináptica, debi-
do a un aumento de la cantidad de neurotransmisor libe-
rado. Este efecto decae en fracciones de segundo. La
facilitación es posiblemente debida a un aumento paulati-
no de la concentración del Ca2+ a nivel presináptico, que
se mantiene a niveles más altos de lo normal. Un fenóme-
no parecido a la facilitación, denominado aumento, tam-
bién ocurre después de un período de estimulación
repetitiva, pero se desarrolla con un curso temporal más
lento y sobre todo decae mucho más lentamente, desapa-
reciendo en poco menos de 10 segundos.
Depresión. La estimulación de una neurona presináp-
tica a alta frecuencia durante un período prolongado causa
una reducción progresiva de la amplitud de la respuesta
postsináptica, posiblemente debida al vaciamiento de las
reservas de transmisor en el terminal presináptico. El
62 N E U R O F I S I O L O G Í A
[Caa]
Despolarización
ms
gCa
Figura 4.15. Esquema de Katz y Miledi para postular una con-
ductancia de Ca, voltaje dependiente, responsable del aumento
de la [Ca] cuando la membrana presináptica se despolariza (De
Katz y Miledi, 1968).