Impulsos são transmitidos entre uma célula nervosa e outra célula através de sinapses. A transmissão é geralmente química, e o impulso no axônio pré-sináptico causa liberação de um neurotransmissor na terminação pré-sináptica. Este mediador químico é liberado na fenda sináptica e se liga a receptores específicos na célula pós-sináptica. Em algumas sinapses, a transmissão é puramente elétrica e em outras é mista elétrica-química.

O efeito do neurotransmissor liberado não é necessariamente excitar a célula pós-sináptica gerando potenciais de ação, podendo haver inibição da célula que recebe o transmissor químico. A soma das influências excitatórias e inibitórias determinará o ajuste gradual da função neural.

Nas sinapses elétricas, as membranas pré e pós-sinápticas estão muito próximas, e a troca iônica é feita através de pontes de baixa resistência. No entanto, como a grande maioria das sinapses envolve transmissão química, somente esta será aqui discutida.

Anatomia Funcional da Sinapse:
Há uma considerável variação anatômica na estrutura das sinapses em várias partes do sistema nervoso. As terminações das células pre-sinápticas são geralmente alargadas, formando os botões sinápticos. Estes botões são mais comumente localizados em dendritos.

Por vezes, os ramos terminais do axônio formam uma rede ou uma cesta em volta do corpo da célula pós-sináptica tendo um aspecto característico (células em cesto do cerebelo e dos gânglios autonômicos). Em média, cada neurônio apresenta 1000 terminações sinápticas – se considerarmos que o cérebro contem 1012 neurônios, apenas dentro do cérebro humano existem cerca de 1015 sinapses. Na medula, o número de botões sinápticos em cada neurônio motor espinal é da ordem de 10.000.

A neurotransmissão excitadora é a neurotransmissão entre neurônios realizada por numerosos aminoácidos excitadores. Os quatro aminoácidos menores desse tipo são o L-homocisteato, L-cisteato, quinolinato e o N-acetilaspartil glutamato.

Os dos aminoácidos principais são L-glutamato e L-aspartato, sendo o primeiro deles o mais importante, devido a sua polivalência e maior afinidade com o receptor N-metil-D-aspartato (NMDA).

Apesar deo L-glutamato ser o aminoácido excitador de maior concentração e maior afinidade ao receptor, só 20% dele se localiza nas terminações nervosas. Depois da liberação pré-sináptica, as bombas de recaptação de alta afinidade eliminam rapidamente o L-glutamato das sinápses.