1. Parte presináptica
  2. Vesículas glutamatérgicas
  3. Moléculas del neurotransmisor glutamato
  4. Receptor metabotrópico
  5. Receptor a NMDA (canal de calcio)
  6. Receptor no-NMDA
  7. Retículo endoplásmico
  8. Sistema generador de 2º mensajero
  1. Espina dendrítica
  2. Canal de calcio regulado por voltaje
  3. Concentración de calcio en la espina dendrítica
  4. Quinasas dependientes de calcio
  5. Sistema de generación de mensajeros retrógrados (NO,CO)
  6. Terminal nervioso hipersecretor
  7. Frecuencia de potenciales de acción que invaden el terminal

La LTP es un proceso complejo considerado como mecanismo que lleva al almacenamiento de algunos tipos de memorias, como la explícita. El fenómeno se ha estudiado en diferentes tipos de sinapsis, siendo las del hipocampo una de las más exploradas.

En el hipocampo hay tres vías aferentes importantes: la vía perforante, las fibras mossy y las colaterales de Schaffer. Por ejemplo, esa última vía hace sinapsis en las células piramidales de la región CA1. Si esta vía se estimula con un tren de estímulos de alta frecuencia, pero de corta duración, aumenta la magnitud de los PEPS con que responden las células piramidales y este aumento puede durar, en el animal intacto, horas o días o semanas. Es la potenciación duradera o LTP.

Para que aparezca la LTP se encesita usar estímulos fuertes, que activen muchas fibras aferentes simultáneamente. Por ello se considera que la LTP es asociativa ya que se produce un efecto cooperativo de los distintos terminales sobre una misma célula piramidal.

Otra característica de la LTP es ser específica, es decir, aparece sólo en las sinapsis involucradas por el estímulo.

La LTP requiere la participación tanto de la parte pre como de la post-sináptica. En ella se cumple, entonces la Regla propuesta por el psicólogo Donal Hebb (1949): "Cuando el axón de una célula A excita a otra célula B y repetidamente participa en la excitación de B, aparece un proceso de crecimiento o de cambio emtabólico en una o en ambas células, de modo que aumenta la eficiencia de A para excitar a B".

La depresión duradera (LTD) es considera también como otra forma de expresión de plasticidad sináptica. También se le ha descrito en diferentes regiones. Se le considera un mecanismo propio de aprendizaje en el cerebelo o también, un proceso por el cual en otras regiones, como en el hipocampo o en la neocorteza, se puede revertir la LTP. En estas regiones si se usan trenes de pulsos de 10 estímulos a 100 Hz, se induce la LTP, pero si se estimula por un largo período (10 minutos) a 1 Hz, se induce la LTD.

En relación a las base moleculares de estos fenómenos, se muestra en el esquema que si la sinapsis glutamatérgica de la región CA1 se estimula a baja frecuencia (parte A), el glutamato liberado va a actuar sobre los receptores NMDA y no-MNDA y se producirá entrada de NA+ y salida de K+ a través de los receptores de subtipo no-NMDA.

Cuando se aumenta la fuerza del estímulo y la membrana sináptica es claramente despolarizada (condiciones de estimulación claramente conducentes a LTP) se anula el bloqueo por el ión magnesio de receptor NMDA. Esta situación permite mayor entrada de Na+ y de Ca+2 y salida de K+ por esos canales. El resultado neto de esos efectos es el aumento del Ca +2 en la parte dendrítica, lo cual activa a quinasas dependientes de Ca+2 como la proteína quinasa dependiente de Ca+2 y calmodulina y la proteína quinasa C. Una de esas quinasas, una isoforma de la proteína quinasa C, queda persistentemente activa. Así queda inducido el estado de LTP: por despolarización, por entrada de Ca+2 y también la por activación por Ca+2 de la formación de segundos mensajeros retrógrados.

En relación a este último factor se ha propuesto que al activarse la parte postsináptica, se generan en ella moléculas como el óxido nítrico (NO) o el monóxido de carbono (CO) los cuales fluyen a la parte presináptica, de ahí lo de mensajeros retrógrados. Estos mensajeros provocaría en la parte presináptica la activación de proteínas quinasas que mantendrían aumentada la liberación de neurotransmisor estimulando la potenciación.