k. sistema nervioso
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Sistema Nervioso
• Los sistemas nervioso y endócrino realizan conjuntamente una función esencial para el cuerpo: la comunicación.
• La homeostasia y por lo tanto la supervivencia dependen de esa función ya que la comunicación aporta los medios para controlar e integrar las diferentes funciones que realizan las células, tejidos y órganos.
• Integrar significa unificar y unificar las funciones corporales significa controlarlas de manera que trabajen juntas como partes de un todo.
La comunicación hace posible
el control permite
la integración hace posible
la homeostasia para la supervivencia es básica
El Sistema Nervioso está compuesto por:
• Encéfalo
• Médula Espinal
• y Nervios
es el sistema más complejo del cuerpo
ORGANIZACIÓN
El Sistema Nervioso está organizado para:
• Detectar cambios en el medio interno y externo
• Evaluar esa información
• Responder iniciando modificaciones
Divisiones
Según la estructura:
• La manera clásica se basa en las disecciones macroscópicas.
• Según su posición relativa en el organismo: SNC y SNP
El Sistema Nervioso Central es el centro estructural y funcional de todo el SN y está formado por:
• Encéfalo y Médula Espinal
El SNP está formado por los nervios que están situados en la periferia.
• Nervios Craneales : que se originan en el encéfalo
• Nervios Raquídeos : que se originan en la médula (o espinales)
Divisiones del SN
SN
SNC SNP
Encéfalo Nervios Craneales
Médula Espinal Nervios Raquídeos
Según la dirección del flujo de la información: Divisiones Aferentes y Eferentes
• División Aferente División Eferente
(que trae) (que lleva)
vías centrípetas vías centrífugas
son sensitivas son motoras
SNC SNAMúsculos
Esqueléticos
músculo efectores
liso autónomos
cardíaco o viscerales
glándulas
Efectores Efectores
somáticos viscerales Simpática Parasimpática
Repaso
Preguntas de control:
2. Cite las subdivisiones del sistema nervioso humano
3. ¿Qué dos órganos comprende el SNC?
4. Compare el sistema nervioso somático con el sistema nervioso autónomo
CÉLULAS DEL SISTEMA NERVIOSO
Dos tipos de células forman el SN:
• La Neuroglia no conduce información pero apoyan de diversas maneras la función de las neuronas.
• Las Neuronas son células excitables que conducen los impulsos que hacen posibles todas las funciones del SN, forman el alambrado de los circuitos de información del SN.
NEUROGLIA
• 900 billones
• Se dividen (para reemplazarse a sí mismas- cáncer)
• Desempeñan diferentes papeles de apoyo de la función neuronal
1.- Astrocitos:
• Mayor y más numerosos, forman vainas ceñidas alrededor de los capilares sanguíneos constituyendo la barrera hematoencefálica (ayuda a mantener la estabilidad del medio necesaria para el normal funcionamiento del encéfalo)
• Ej. Difunden O2, CO2, H2O y alcohol. No difunden moléculas de gran tamaño o lo hacen muy lentamente)
2.- Microglia:
• Célula pequeña. En el tejido inflamado o en degeneración aumenta de tamaño, se mueve y fagocita microbios y restos celulares. Está clasificada como glía pero no está relacionada en cuanto a su función ni desarrollo con otras células del SN.
3.- Células Ependimarias:
• Forman un tipo de epitelio simple que reviste las cavidades internas del SNC que contienen al líquido céfalo raquídeo (ventrículos y conducto del epéndimo).
• Algunas de estas células forman el LCR que llena estos espacios.
• Otras tienen cilios que ayudan a que el LCR circule en el interior de las cavidades.
4.- Oligodendrocitos:
• Son menores que los astrocitos y tienen menos prolongaciones. Sirven para mantener unidas las fibras nerviosas y producen la vaina de mielina grasa que rodea las fibras nerviosas del SNC.
5.- Células de Schwann:
• Sólo se encuentran en el SNP en el que constituyen el equivalente a los oligodendrocitos soportando las fibras nerviosas y formando una vaina de mielina a su alrededor.
• La vaina de mielina está formada por capas de membranas de células de schwann que contienen la sustancia grasa y blanca llamada mielina.
• Los espacios microscópicos de la vaina entre las células de Schwann se denominan nódulos de Ranvier.
• La vaina y los nódulos son muy importantes para la buena conducción de los impulsos a lo largo de las fibras nerviosas del SNP.
• Al enrollarse en la fibra nerviosa cada célula de Schwann se aprieta al perímetro para formar el neurilema o vaina de Schwann.
• El neurilema es esencial para la regeneración de las fibras nerviosas lesionadas.
Tipos de células de Schwann:
2. Una célula de Schwann manteniendo unidas varias fibras nerviosas pero que no se enrolla a ellas: fibras amielínicas o grises.
3. Fibras con muchas células de Schwann formando una gruesa vaina de mielina alrededor: fibras mielínicas o blancas.
4. Célula satélite: tipos de células de Schwann que rodean el cuerpo celular de una neurona. Estas proporcionan soporte a los cuerpos celulares neuronales en los ganglios (regiones del SNP)
Preguntas de control
1. ¿Cuáles son los 5 tipos principales de neuroglia?
2. Describa la vaina de mielina que se encuentra en algunas fibras nerviosas
3. ¿Qué es el neurilema?
4. Describa los tres tipos diferentes de células de Schwann
NEURONAS• Se estima que el encéfalo humano contiene
unos 100 billones (100.000.000.000.000)
• Todas las neuronas constan de: Un cuerpo celular (soma o pericarion) y al menos dos prolongaciones: un axón y una o más dendritas.
Como las dendritas y los axones suelen ser prolongaciones filiformes del cuerpo celular de la neurona se las llama fibras nerviosas.
1.- Cuerpo:
núcleo, citoplasma, mitocondrias, golgi.
El citoplasma se extiende por su cuerpo y las prolongaciones.
La membrana plasmática encierra toda la neurona.
Extendiéndose por todo el citoplasma de la neurona existen neurofibrillas: haces de filamentos intermedios que forman una especie de transporte rápido de moléculas hacia y desde los lejanos extremos de la célula nerviosa.
El retículo endoplasmático rugoso se denomina corpúsculo de Nissl que producen proteínas necesarias para la neurotransmisión. También aportan proteínas para mantener y regenerar las fibras nerviosas.
2.- Dendritas:
minúsculos arbolitos (árbol en griego).
Conducen impulsos al cuerpo celular de la neurona. Los extremos distales de las dendritas de las neuronas sensitivas se llaman receptores porque reciben los estímulos que inician los impulsos nerviosos.
3.- Axón:
es una prolongación única que se extiende desde una porción cónica del cuerpo celular que se denomina eminencia axónica.
Los axones conducen impulsos lejos del cuerpo celular.
Las puntas distales de los axones forman ramas llamadas telendrones o telodendria que termina en botones sinápticos.
Cada botón sináptico tiene mitocondrias y vesículas.
Los axones varían de longitud y de diámetro (1m o pocos mm y 20um o 1um)
El diámetro del axón está relacionado con la velocidad de conducción del impulso, cuanto mayor es el diámetro más rápida es la conducción.
El axón conduce impulsos lejos del cuerpo celular.
Si el axón es o no mielínico también afecta la velocidad de conducción del impulso.
• Las neuronas o células nerviosas pueden ser más delgadas que un pelo, pero también pueden ser muy largas.
• La longitud promedio de una neurona ubicada en la base de la médula espinal y que llega hasta la punta de un dedo del pie, es de alrededor de 90 cm, aunque la mayoría de los axones alcanzan menos de 2,5 cm.
Clasificación estructural• Multipolar: sólo tienen un axón pero varias
dendritas (la mayoría del encéfalo y médula espinal)
• Bipolar: sólo tienen un axón y una dendrita, son las menos numerosas (retina, oído interno, vía olfatoria)
• Unipolar: tienen una única prolongación que parte del cuerpo celular, pero que luego se ramifica para dar una prolongación central y otra periférica. Siempre son sensitivas y llevan información hacia el SNC
Clasificación funcional• Neuronas aferentes o sensitivas: transmiten
impulsos nerviosos a la médula espinal o al encéfalo
• Neuronas eferentes o motoras: transmiten impulsos nerviosos desde la médula espinal o el encéfalo hasta o hacia los músculos y glándulas.
• Interneuronas: están entre una neurona aferente y una eferente y se encuentran dentro del SNC
• Arco Reflejo: vía de conducción de impulsos al y desde el SNC .
• La forma más frecuente es la neurona aferente sensitiva -interneurona-neurona eferente motora- efectores (tej. Muscular o glandular) Ej.:Reflejo rotuliano
Interneurona
Preguntas de control
1. ¿Cuál es la diferencia entre un axón y una dendrita?
2. ¿Cuáles son las tres clases estructurales de neuronas?
3. ¿Cuáles son las tres principales clases funcionales de neuronas?
4. Describa los componentes de un arco reflejo
Nervios y fascículos nerviosos
Los Nervios son haces de fibras nerviosas periféricas que se mantienen juntas por varias capas de tejido conjuntivo.
• Fibra endoneuro
• Fascículo perineuro
• Nervio epineuro
IMPULSO NERVIOSO• Las neuronas presentan excitabilidad y
conductividad.• Todas las células vivas mantienen una
diferencia en la concentración de iones a través de sus membranas.
• Existe un ligero exceso de iones positivos en el exterior y un ligero exceso de iones negativos en el interior.
• Como es lógico esta situación origina una diferencia de carga eléctrica a través de la membrana llamada potencial de membrana.
Potencial de Membrana
• La membrana presenta un potencial de membrana, se dice que está polarizada es decir tiene un lado + y otro –
• La magnitud de la diferencia se mide en milivoltios. Y la velocidad en milisegundos.
• El signo del voltaje de una membrana indica la carga de la superficie INTERIOR de una membrana polarizada.
• La distribución asimétrica de iones en la membrana plasmática determina el potencial de reposo o de membrana.
• Los iones más importantes son el sodio, potasio y cloro.
• Si se introduce un electrodo al interior de una célula nerviosa es posible registrar su potencial de membrana que puede ser de -60 a -70 mV.
• -70mV indica que la diferencia de potencial es de 70mV y que el interior de la membrana es negativo con respecto a la superficie externa.
• +30mV indica una diferencia de potencial de 30mV y que el interior de la membrana es positivo (con lo que el exterior de la membrana es negativo)
Potenciales de membrana en reposo (PMR):
• Cuando la neurona no está conduciendo impulsos, se dice que está en reposo.
• Los mecanismos que producen y mantienen el PMR lo hacen creando un ligero desequilibrio iónico a través de la membrana.
• Estos mecanismos producen un ligero exceso de iones + en la superficie exterior.
• En la membrana plasmática de la neurona los canales de transporte de los principales aniones no existen o están cerrados.
• Esto significa que los únicos iones que pueden moverse sin problemas son los cationes Na+ y K+.
• En la neurona en reposo los canales de K+ están abiertos y cerrados la mayoría de los de Na+ por lo tanto los iones K+ pueden difundir al exterior y los de Na+ no. La célula puede mantener su PMR mientras actúe la bomba Na/K y permanezcan estables sus características de permeabilidad. -70mV PMR
Potenciales locales• La excitación de una neurona ocurre cuando un
estímulo provoca la apertura de los canales de Na+ adicionales que permiten entrar más sodio a la célula.
• Al entrar Na+ disminuye la diferencia de potencial: despolarización: Movimiento del PM hacia cero.
• En la inhibición un estímulo provoca la apertura de los canales de K+ adicionales, al difundir fuera de la célula aumenta el exceso de iones + fuera de la membrana: hiperpolarización (se aleja de cero).
• Los potenciales locales terminan allí, no trascienden la neurona.
Potencial de acción:
• Es el potencial de acción de una neurona activa es decir que está conduciendo un impulso.
• El potencial de acción es una oscilación eléctrica que recorre la superficie de la membrana.
• Cuando se aplica a una neurona un estímulo adecuado se abren algunos canales de Na+ y este difunde rápidamente adentro de la célula produciendo una despolarización de la membrana.
• Si la magnitud de la despolarización local sobrepasa un límite conocido como potencial umbral (-59mV) se estimula la apertura de más canales de Na+ dependientes de voltaje.
• El esquema siguiente muestra los canales iónicos involucrados en la generación de un potencial de acción en un axón.
• El proceso se inicia cuando los canales de sodio activados por voltaje se abren y los iones sodio ingresan al interior de la célula y esta se despolariza
• Al entrar Na+ la membrana se acerca a 0mV y sigue hasta 30mV (pico).
• Esto indica un exceso de iones positivos en el interior de la membrana.
• Los canales de Na+ sólo están abiertos 1 milisegundo.
• Respuesta de todo o nada.
• Si se sobrepasa el potencial umbral el potencial de acción siempre llega a su máximo.
• La repolarización se inicia cuando se abren los canales de K+ y éste sale de la célula
• Tras un breve período de despolarización se restablece el PMR por la bomba Na+/K+ y por el retorno de los canales de iones a su estado de reposo.
• Período refractario: es un breve lapso durante el que la membrana resiste la re-estimulación
• Período refractario absoluto: en este período no responderá a ningún estímulo por más fuerte que sea.
• Período refractario relativo: sólo responderá a estímulos muy fuertes y seguidos.
• En las fibras mielínicas: el potencial salta de nódulo en nódulo: conducción saltatoria
• La velocidad de conducción de la fibra nerviosa es directamente proporcional a su diámetro, cuanto mayor sea el diámetro más rápido viajará el impulso.
• Las fibras mielínicas conducen el impulso más rápido que las amielínicas ya que la conducción saltatoria es más rápida que la punto a punto.
• Ej.: fibras que inervan músculos esqueléticos: 130m/seg (160km/h), las más lentas como las de los receptores sensitivos de la piel 0,5 m/seg (1,5km/h)
• Anestésicos: inhiben los canales de Na+ bloqueando así el impulso nervioso
Estructura de la Sinapsis
• La sinapsis es el lugar donde se transmiten los impulsos de una neurona, denominada neurona presináptica, a otra conocida como neurona postsináptica .
• La célula postsináptica también puede ser un efector, como un músculo.
Tipos de Sinapsis
• Eléctricas: células unidas por uniones de hendidura.
• Químicas: se llaman así porque emplean un transmisor químico, denominado neurotransmisor
Sinapsis Química• Botón sináptico: diminuta protuberancia situada en el
extremo de una rama terminal del axón de una neurona presináptica. Cada uno contiene vesículas y cada vesícula tiene 10.000 moléculas de neurotransmisor.
• La hendidura sináptica: es el espacio entre el botón sináptico y la membrana plasmática de la neurona postsináptica (20 o 30 nanómetros)
• La membrana plasmática de la neurona postsináptica tiene moléculas proteicas incluidas en ella enfrente de cada botón sináptico, que sirven como receptores a los que se fijan las moléculas de neurotransmisor.
• Sumación espacial: adición de los efectos de varios botones estimulados simultáneamente y que estimulan localizaciones diferentes de la membrana postsináptica, produciendo un potencial de acción.
• Sumación temporal: cuando botones sinápticos estimulan una neurona postsináptica en rápida sucesión, pueden sumarse sus efectos para producir un potencial de acción.
NeurotransmisoresLos Neurotransmisores son las moléculas a través de
las cuales se comunican las células y especialmente las neuronas entre sí.
Son varios los criterios para definir a una molécula como NT:
• la molécula debe ubicarse en la célula presináptica • la molécula debe liberarse cuando se hiperpolariza
la parte presináptica • en la célula post-sináptica se ubican receptores
específicos para el NT
• debe existir un mecanismo que termine la acción del NT
Entre las moléculas que cumplen los requisitos mencionados se encuentran:
• moléculas pequeñas como la acetilcolina
• aminoácidos • purinas • catecolaminas
• indolamina (serotonina o 5HT) • histamina • algunos péptidos cuyo tamaño varía entre 3 y
30 aá
Clasificación química de los neurotransmisores
• 1) acetilcolina• 2) aminas biogenas (noradrenalina, histamina,
serotonina, dopamina)• 3) aminoácidos (excitatorios como el glutamato,
o inhibitorios como la glicina)
• 4) neuropéptidos (betaendorfina, encefalina y todos los morfinoides endógenos)
• 5) misceláneos (purinas, atp, amp, oxido nitroso)
Acetilcolina
• Su importancia es que es el único NT que no se sintetiza en el soma, sino en el botón axónico.
• Se libera a través de una mediación por calcio.
• Tiene dos receptores: muscarínicos (M1, M2, M3, M4, M5) y nicotínicos.
La clase nicotínica tiene dos clasificaciones:
• NM o nicotínico muscular y • NN o nicotínico nervioso.
El nicotínico no tiene segundos mensajeros, es parte de un canal y actúa directamente al abrir los canales de sodio, si se abren los canales de sodio va a producir un potencial postsinaptico excitatorio.
Los muscarínicos más importantes son:• los M2 que se encuentran a nivel muscular
cardiaco, tiene efectos a nivel de sistema cardiovascular y a nivel de los músculos lisos los despolariza y produce una entrada de calcio, y es el calcio el importante para la contracción muscular.
• A nivel del cerebro predomina el M1, que abre los canales de calcio produciendo una despolarización
• El M4 se encuentra en las glándulas que produce un potencial inhibitorio acelerando la salida de potasio.
Para que una célula se excite se necesita acumular cargas positivas en el interior de la célula, esto se puede lograr:
• no permitiendo que las cargas positivas salgan de la célula, es decir bloquear la salida de potasio
• metiendo cargas positivas como calcio o sodio
• o no permitiendo la entrada de cargas negativas como el cloro.
La acción de la Acetilcolina termina a través de la acetilcolinesterasa, que tiene dos grandes grupos:
• la de Tipo S o sináptica, que también se conoce como de Tipo T o verdadera
• la pseudoacetilcolinesterasa, también llamada acetilcolinesterasa P o plasmática.
La acetilcolinesterasa sináptica destruye la acetilcolina, la parte colina puede ser reutilizada, el acetilo es producido por cualquier célula así que puede ser resintetizado fácilmente.
Aminas biogenas
• La dopamina tiene por lo menos 5 grupos diferentes de receptores: d2, d3 y d4 que se encargan como segundos mensajeros de disminuir al AMP cíclico, y los d1 y d5 se encargan de aumentar el AMP cíclico. Tenemos un fenómeno sináptico, en cada una de las células los dos grupos (D1-D5 y D2,D3,D4) producen una respuesta inhibitoria porque en aquellos en los cuales aumentamos el AMP cíclico estamos cerrando los canales de calcio y en los otros aumentamos la salida de potasio.
• La dopamina siempre va a ser inhibitoria. La podemos encontrar a nivel del eje hipotálamo hipofisario donde se encarga de regular la hormona que regula la salida de la leche llamada factor inhibidor de la prolactina (PIF). También se encuentra a nivel del lecho esplacnico renal donde produce una vasodilatación, a un paciente que no puede orinar se le coloca un goteo con dopamina que hará que se dilaten las arterias renales llevándole más sangre al riñón y facilitará que el paciente orine. También a nivel de los ganglios basales. La dopamina inhibe las vías excitadoras.
La noradrenalina tiene dos grandes tipos de receptores: Alfa y Beta
• Alfa (alfa 1 y alfa 2)
Cuando se modifica el receptor alfa 1 la respuesta que se obtendrá es una inhibición de la salida de potasio, entonces va a bloquear la salida de potasio, o sea que es excitatorio.
El alfa 2 aumenta la salida de potasio, causando una inhibición.
• Beta (beta 1, beta 2 y beta 3).• Los beta 1 se encuentran en el miocardio, en las
arterias coronarias y el cerebro• los beta 2 se encuentran en los vasos sanguíneos, el
músculo liso de los bronquios, intestino y útero. • Los beta 2 disminuyen la entrada de calcio,
causando inhibición; los beta 1 actúan con efecto excitatorio.
• La Serotonina tiene 5 grupos (A,B,C,D,E) cada uno de estos se divide en 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, Y así sucesivamente.
• El 1D regula el flujo sanguíneo cerebral, hay un grupo de fármacos que puede atacar específicamente a este receptor sin afectar a todos los demás, produciendo una reversión solamente en el 1D.
• El GABA es un NT inhibitorio. Hay receptores gabaergicos de tipo A (GABA A) no tiene ningún segundo mensajero, al activar el receptor GABA se tiene una apertura de los canales de cloro produciendo una inhibición.
• El GABA B actúa con segundos mensajeros pero dependiendo de la neurona con la que actúa va a producir o una disminución de la entrada de calcio o un aumento en la salida de potasio. Los fármacos que actúan a este nivel, como el valium y diasepan, fármacos que sirven para dormir, no actúan a nivel especifico del receptor de GABA, para ellos hay receptores paralelos, estos se llaman receptores paragabaergicos o benzodiasepinicos. Estos se unen a su propio receptor, pero el receptor esta adaptado al receptor de GABA entonces hay un sistema en el cual la activación del receptor benzodiasepinico va a promover la activación del receptor de GABA y este es el que promueve la entrada de cloro. Resumiendo, si nos tomamos una pastilla, esta no actuara sobre el receptor de GABA, sino sobre una que esta a la par del GABA receptor, físicamente abre el receptor de GABA y entonces hay una entrada de cloro.
Sitios
• http://escuela.med.puc.cl/paginas/cursos/segundo/histologia/histologiaweb/IndiceNervioso.html
• http://www.puc.cl/sw_educ/biologia/bio100/