Las sinapsis y los neurotransmisores son componentes clave de la red de comunicación química del sistema nervioso central, responsables de transmitir mensajes entre las células nerviosas o las neuronas. Hablando en sentido figurado, el neurotransmisor es el mensajero y la sinapsis es el camino recorrido por el mensajero. Físicamente, tanto las sinapsis como los neurotransmisores se encuentran en la hendidura sináptica, que es el espacio entre el final de la neurona que envía un mensaje y el comienzo de la neurona que recibe la comunicación.
Cuando un animal o persona obtiene información de un órgano sensorial o impulso cerebral, utiliza sinapsis y neurotransmisores para compartir esa información, ya sea beneficiosa o amenazante, con múltiples células nerviosas, que luego pueden enviar órdenes a los músculos, permitiendo que el cuerpo físico reaccione a lo que se ve, se escucha o se piensa. Todo el proceso puede tomar menos de una millonésima de segundo. Cada neurona tiene acceso a al menos 1,000 vías, o sinapsis.
Una vez que los datos del cerebro o los sentidos se envían a una célula nerviosa, esa célula nerviosa libera neurotransmisores desde su extremo terminal, formalmente llamado pie final. Un extremo del pie puede liberar de 2,000 a 5,000 moléculas de neurotransmisores a la vez, dependiendo de la cantidad de calcio presente. Hasta su liberación, los neurotransmisores se almacenan en recintos membranosos circulares, conocidos como vesículas, en el extremo del pie. Después de la liberación, los neurotransmisores viajan por las sinapsis por difusión para alcanzar la membrana de la siguiente célula nerviosa, donde pueden reutilizarse y enviarse a otras neuronas o dejar que se desintegran.
Las sinapsis participan en la comunicación eléctrica y química en el sistema nervioso. Mientras que las sinapsis y los neurotransmisores trabajan juntos para la mensajería química, la comunicación eléctrica no depende de los neurotransmisores. Durante los mensajes eléctricos, que generalmente se usan exclusivamente para la actividad cerebral u ocular, las células nerviosas envían corrientes iónicas a través de las sinapsis entre sí. En tales casos, estas corrientes iónicas se convierten en mensajeros, reemplazando así a los químicos conocidos como neurotransmisores. Los neurotransmisores se utilizan en la comunicación en cualquier otro lugar del cuerpo.
Hay dos tipos de sinapsis y neurotransmisores. Las sinapsis pueden ser simétricas o asimétricas, mientras que los neurotransmisores pueden ser excitadores, como el glutamato, o inhibidores, como el ácido gamma-aminobutírico (GABA). Algunos neurotransmisores raros, como la dopamina, son excitadores e inhibitorios.
Los neurotransmisores excitadores se liberan de las vesículas redondas y viajan a lo largo de sinapsis asimétricas. Los neurotransmisores inhibitorios se liberan de las vesículas planas y las sinapsis simétricas de viaje. Los ejemplos de neurotransmisores incluyen la acetilcolina, que influye en la acción muscular, y la dopamina, que influye en la percepción sensorial, el enfoque mental y el estado de ánimo. Otros neurotransmisores incluyen la noradrenalina, que ayuda a los patrones de sueño, y la serotonina, que ayuda con la cognición, el apetito y los sueños.