En el sistema nervioso, la información fluye de las células nerviosas, llamadas neuronas, a otras células nerviosas o células no neuronales por medio de una unión especializada llamada sinapsis. Los componentes de una sinapsis incluyen el final presináptico, el final postsináptico y la hendidura sináptica, un espacio de 20 nanómetros (7.874015748 X 10-7 pulgadas) entre las células. Cuando un impulso nervioso viaja al final presináptico, la neurona presináptica libera pequeños paquetes o vesículas de químicos neurotransmisores en la hendidura sináptica. Los químicos se difunden a través de la hendidura sináptica y se unen al final postsináptico, sobre el cual residen los receptores para el químico de señalización. La señal nerviosa no puede proceder directamente a través de la hendidura sináptica; más bien, la unión del neurotransmisor a la célula postsináptica crea un influjo de sodio en la célula, que inicia otra señal nerviosa.
Hay varias razones para la hendidura sináptica. Primero, la brecha asegura que la señal de información se mueva en una sola dirección. En segundo lugar, la hendidura sináptica permite que una neurona se comunique con varias células postsinápticas, o por el contrario, varias neuronas convergen una señal a una célula postsináptica. Esto permite que el cuerpo distribuya una señal rápidamente o las agregue para crear una respuesta gradual. Finalmente, los estímulos repetitivos de fondo, como el contacto entre la ropa y la piel, pueden gastar el suministro de neurotransmisores en la neurona presináptica, evitando el paso de la señal innecesaria a través de la hendidura.
Las sinapsis contienen uno de los dos neurotransmisores clave. Tanto en el sistema nervioso central como en el periférico, la acetilcolina sirve como la principal molécula señal en la hendidura sináptica. Los receptores de acetilcolina activan el músculo esquelético y varias células nerviosas en el sistema nervioso parasimpático. La noradrenalina, el otro neurotransmisor clave, funciona principalmente dentro del sistema nervioso simpático, implicado en la mediación de las reacciones de “lucha o huida”.
El cuerpo humano contiene cinco tipos de sinapsis, cada uno con un neurorreceptor y neurotransmisor diferente en la hendidura sináptica. Las uniones neuromusculares entre las células nerviosas y las células musculares estimulan el músculo e inducen la contracción del músculo mediante la liberación de acetilcolina en la hendidura sináptica. Las sinapsis de los canales iónicos excitadores e inhibitorios incitan o impiden un impulso nervioso, respectivamente. Las sinapsis sin canales dan como resultado la producción de productos químicos mensajeros dentro de la célula postsináptica. Una sinapsis rara, llamada sinapsis eléctrica, comparte algunas proteínas con las células adyacentes por contacto directo.
Las drogas, tanto medicinales como recreativas, producen sus efectos al activar o desactivar las sinapsis dentro del cuerpo humano. Por ejemplo, las anfetaminas, el éxtasis, la cocaína y la cafeína funcionan promoviendo la liberación de noradrenalina en sinapsis en todo el cuerpo, con un efecto estimulante. Por otro lado, el alcohol, la marihuana y las benzodiacepinas, como Valium, promueven la liberación de ácido gamma-aminobutírico (GABA), que tiene un efecto tranquilizante. Las drogas funcionan imitando la acción de los neurotransmisores, bloqueando la unión de los neurotransmisores o el cierre de los canales iónicos normalmente afectados por los neurotransmisores.