Sinaptogénesis: ¿cómo se crean conexiones entre neuronas?

La sinaptogénesis es el proceso por el cual se crean sinapsis, es decir, conexiones entre una neurona y otra célula del sistema nervioso, o bien entre dos neuronas. Aunque la sinaptogénesis es especialmente intensa durante el desarrollo temprano, las influencias ambientales influyen en la consolidación y la desaparición de sinapsis durante toda la vida.

Para comprender cómo se crean las conexiones entre neuronas es importante entender en primer lugar qué características definen a este tipo de células y qué son exactamente las sinapsis. Resulta igualmente importante aclarar el significado de diversos conceptos relacionados con la sinaptogénesis, como la plasticidad cerebral y la neurogénesis.

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Neuronas y sinapsis

Las neuronas son células del sistema nervioso especializadas en recibir y transmitir impulsos electroquímicos. Estas señales permiten que tengan lugar funciones muy variadas, como la secreción de neurotransmisores y hormonas, la contracción y la distensión de los músculos, la percepción, el pensamiento o el aprendizaje.

La morfología de las neuronas las diferencia de otros tipos de células. Concretamente, constan de tres partes principales: soma, dendritas y axón.

El soma, o cuerpo celular, es donde se organizan los procesos y las funciones de la neurona; las dendritas son prolongaciones cortas que reciben los impulsos eléctricos; y el axón es un apéndice más largo que envía señales del soma a otras células.

Cuando los impulsos neurales alcanzan el extremo del axón (botón terminal) la neurona segrega neurotransmisores, compuestos químicos que favorecen o inhiben la acción de la célula receptora. En el caso de las neuronas, como hemos dicho, son las dendritas las que captan estas señales.

Llamamos “sinapsis” a la conexión entre una neurona y otra célula, especialmente si ésta es también una neurona. Cuando dos células sinaptan, la membrana de la neurona presináptica libera neurotransmisor en el espacio sináptico, la zona donde se une con la célula receptora o postsináptica; ésta recibe el impulso, que regula su actividad.

La creación de numerosas sinapsis entre neuronas y otras células, que se produce de forma natural durante el neurodesarrollo, hace que se formen redes o circuitos neuronales muy complejos. Estas redes son fundamentales para el correcto funcionamiento del sistema nervioso y por tanto de los procesos que dependen de éste.

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¿Cómo se crean conexiones entre neuronas?

Los extremos de los axones y de las dendritas (antes del nacimiento, en este último caso) contienen extensiones con forma cónica que se desarrollan en dirección a otra célula y hacen que la neurona crezca y se acerque a ésta, permitiendo la conexión sináptica. El nombre que reciben estas prolongaciones es “conos de crecimiento neural”.

Los conos de crecimiento son guiados por los factores neurotróficos secretados por las neuronas diana. Estos compuestos químicos atraen o repelen el axón de la neurona presináptica; de este modo le indican hacia dónde debe crecer. Una vez que el axón se conecta con la célula postsináptica, los factores neurotróficos se lo señalan y deja de crecer.

Este proceso, que tiene lugar en distintos grados durante toda la vida, es denominado sinaptogénesis y permite la plasticidad cerebral, es decir, la facultad por la que nuestro sistema nervioso crece, cambia y se reestructura. La plasticidad se basa en el aprendizaje y en la práctica, que hacen que las conexiones entre neuronas se consoliden o se debiliten.

La frecuencia de la sinaptogénesis es mayor en algunas etapas de la vida, sobre todo durante el desarrollo temprano. No obstante, la estimulación ambiental favorece la sinaptogénesis en cualquier etapa de la vida.

La sinaptogénesis a lo largo del desarrollo

Al principio del desarrollo embrionario se produce una proliferación masiva de neuroblastos (precursores de las neuronas) en la zona interna del tubo neural; este momento es conocido como “neurogénesis”. Posteriormente los neuroblastos migran hacia el exterior del tubo neural a través de la glía radial, extendiéndose así por todo el sistema nervioso.

Los neuroblastos se convierten en neuronas durante el proceso de diferenciación celular, que depende de la información contenida en los genes y se produce una vez finalizada la migración. La diferenciación también depende en parte de la inducción, es decir, de la influencia de las neuronas de una región en el desarrollo de los neuroblastos que llegan a ésta.

La sinaptogénesis empieza alrededor del quinto mes del desarrollo fetal, pero el periodo crítico tiene lugar después del nacimiento. Durante esta primera sinaptogénesis se crea un exceso de neuronas y de conexiones entre estas; posteriormente las sinapsis menos potentes desaparecerán (apoptosis) y la estructura definitiva se asentará con el aprendizaje.

Durante la adolescencia la sinaptogénesis y la apoptosis se intensifican de nuevo, aunque los cambios no son tan significativos como los que se producen en el desarrollo temprano. Los errores en cualquiera de estas etapas pueden favorecer la aparición de trastornos del neurodesarrollo, como la esquizofrenia.

Aunque los genes determinan en parte las características de la sinaptogénesis en cada individuo concreto, los estudios con gemelos y con animales clonados han demostrado que la distribución de las sinapsis varía en individuos genéticamente iguales o muy similares. Esto confirma la importancia del aprendizaje y el ambiente específico en la sinaptogénesis.