CCI: Fisiologia de la sinapsis

Acoplamiento estimulación-secreción

Organización general

La despolarización de las CCI desencadena la apertura de canales de Ca²⁺ sensibles a voltaje de tipo L y situados en la proximidad de las zonas activas de las sinapsis aferentes. Cada zona activa se caracteriza por la presencia de una estructura densa al microscopio electrónico denominada cinta o cuerpo sináptico. El cuerpo sináptico está anclado a la membrana plasmática y cubierto por vesículas sinápticas, quienes contienen glutamato, el neurotransmisor de las CCI. Por cada zona activa hay una cinta sináptica y aproximadamente 10-20 zonas activas por CCI. Cada zona activa está conectada a la terminación (dendrítica) de una sola fibra del nervio auditivo. Esto significa que 10 a 20 neuronas ganglionares de tipo I están conectadas de esta manera a una sola CCI.

Animación

S. Blatrix, from R. Nouvian

Epígrafes

• Las sinapsis de las células ciliadas internas (CCI) están provistas de una organela poco convencional : la cinta sináptica. Esta última está cubierta por una monocapa de vesículas sinápticas y se encuentra anclada a la membrana por la proteína Bassoon. La proteína RIBEYE es el componente principal de las cintas sinápticas.
• El transportador vesicular VGLUT3 se encarga de llenar las vesículas sinápticas con el neurotransmisor glutamato. La proteína Otoferlina podría ser el detector de Ca²⁺ que media la exocitosis.
• En respuesta a una estimulación sonora, los canales sensibles al estiramiento se abren.
• La entrada de potasio proveniente de la endolinfa, despolariza las CCI.
• Los canales de Ca²⁺ sensibles a voltaje se abren, lo cual provoca una entrada de Ca²⁺ en la proximidad de las cintas sinápticas.
• La unión de los iones Ca²⁺ a los dominios C2 de la Otoferlina produce la fusión de las vesículas sinápticas a la membrana plasmática.
• El glutamato, liberado en la hendidura sináptica, activa los receptores AMPA de glutamato de las fibras auditivas aferentes.
• El mensaje nervioso es transmitido hacia los núcleos cocleares.

Genética molecular.

La primera sinapsis auditiva resulta esencial para la transmisión de la información acústica hacia los centros superiores. El rol crucial de esta etapa es evidente en  varios tipos de sordera ocasionados por un malfuncionamiento de las sinapsis en cinta de las CCI.

• La mutación del gen que codifica para la sub-unidad Cav1.3,  responsable de la entrada de Ca²⁺ a las CCI, es el causante de una sordera asociada a una bradicardia.
• Harmonina, implicada en el síndrome de Usher 1C (pérdida de visión y sordera), regula la distribución de los canales iónicos de Ca²⁺ en la membrana plasmática.
• Otoferlina, que sería el detector de Ca²⁺ en la exocitosis y necesaria para el re-aprovisionamiento de vesículas en las zonas activas, subyace a la sordera no-sindrómica DFNB9.
• La mutación de VGLUT3, el transportador vesicular de glutamato, conlleva la sordera no-sindrómica DFNA25.
• La mutación de CABP2, que regula la actividad de los canales iónicos de Ca²⁺, produce la sordera no-sindrómica DFNB93.