sistema nervioso
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Sistema nervioso
El sistema nervioso está formado por el sistema nervioso central y el sistema nervioso periférico.
Sistema NerviosoSistema Nervioso Central
(SNC)
Encéfalo
Médula Espinal
Sistema Nervioso Periférico
(SNP)
Sistema nervioso SomáticoNervios aferentesNervios eferentes
Sistema nervioso autónomo (SNA)
Sistema nervioso simpático
Sistema nervioso parasimpático
Relación I: percepción y coordinación. (s. f.). Recuperado 13 de julio de 2013, a partir dehttp://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/3esobiologia/3quincena11/index_3quincena11.htm
Las funciones del sistema nervioso son:
Conectar los receptores sensoriales con los centros nerviosos, y éstos con los órganos efectores.
Transmitir los impulsos nerviosos.
Procesar la información recibida por los estímulos sensitivos para realizar la respuesta fisiológica más adecuada.
Para realizar estas funciones, el sistema nervioso se compone de:
Centros nerviosos, donde se lleva a cabo la integración de los estímulos y se originan las respuestas. En los vertebrados, los centros nerviosos se localizan en el encéfalo y la médula espinal, que en conjunto reciben el nombre de Sistema Nervioso Central (SNC). Aquí existen multitud de conexiones muy complejas entre las neuronas que permiten elaborar las respuestas.
Nervios, que conectan los centros nerviosos con las células receptoras y los órganos efectores. Los nervios están formados por los axones de las neuronas, y conectan las distintas partes de nuestro cuerpo. En conjunto, estos nervios forman el llamado Sistema Nervioso Periférico (SNP).
Sistema nervioso central
El Sistema Nervioso Central constituye el centro de coordinación y control del organismo. Se encarga de recibir los estímulos que le llegan tanto del exterior como del propio organismo, y elabora las respuestas.
Está formado por:
El encéfalo.
La médula espinal.
El Sistema Nervioso Central es muy importante para el organismo y también es muy delicado, por lo que está protegido para evitar posibles lesiones por:
Una protección ósea: el cráneo y la columna vertebral, en cuyo interior se aloja.
Entre el hueso y los órganos nerviosos, lo protegen tres membranas, las meninges. Desde la más interna a la más externa, se
llaman piamadre, aracnoides yduramadre. Entre la piamadre y la aracnoides se encuentra el líquido cefalorraquídeo, que amortigua el efecto de los golpes sobre los centros nerviosos y evita traumatismos.
En el Sistema Nervioso Central se distinguen dos zonas de aspecto distinto:
La sustancia gris, formada por cuerpos neuronales y dendritas. Se localiza en la corteza del encéfalo y en el interior de la médula espinal.
La sustancia blanca, formada por axones cubiertos de mielina. Se localiza en el interior del encéfalo y en el exterior de la médula espinal.
200px-Meninges.jpg (imagen JPEG, 200 × 141 píxeles) - Escalado (0%). (s. f.). Recuperado a partir dehttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f1/Meninges.jpg/200px-Meninges.jpg
snc.jpg (imagen JPEG, 400 × 510 píxeles) - Escalado (0%). (s. f.). Recuperado a partir dehttp://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/3ESO/Relacor/imagenes/snc.jpg
sgris_blanca.gif (imagen GIF, 783 × 442 píxeles) - Escalado (0%). (s. f.). Recuperado a partir dehttp://www.juntadeandalucia.es/averroes/%7E29701428/salud/nuevima/sgris_blanca.gif
me1.gif (imagen GIF, 501 × 328 píxeles) - Escalado (0%). (s. f.). Recuperado a partir dehttp://guia.com.ve/biologia/sistemanervioso/imagenes/me1.gif
Actividad: Partes del Sistema Nervioso Central.
Encéfalo
El encéfalo es la parte del sistema nervioso en la que se localizan los centros de coordinación e integración.
Se encuentra dentro del cráneo. En el encéfalo se distinguen cuatro regiones:
El cerebro.
El tronco cerebral.
El cerebelo.
El bulbo raquídeo.
El cerebro
Es la parte más grande e importante del encéfalo. Está formado por sustancia blanca en su zona interior y sustancia gris es su zona exterior, la corteza cerebral, donde se dirige el aprendizaje y los movimientos voluntarios.
Es importante que no confundas el encéfalo (todo lo que se encuentra dentro del cráneo) con el cerebro (una parte del encéfalo).
En los seres humanos, la corteza cerebral tiene más superficie que en otros organismos, por lo que para que quepa en el cráneo tiene que tener unos pliegues que pueden ser de dos tipos:
Circunvoluciones cerebrales: numerosas y poco profundas.
Cisuras: escasas y profundas.
Actividad: El cerebro.
El tronco cerebral
Comprende varias partes del encéfalo, situadas entre el cerebro y el bulbo raquídeo, que regulan los estados de sueño y vigilia, los reflejos visuales y auditivos, la comunicación entre el cerebro y otras partes del encéfalo, así como la selección de los estímulos que pasan al cerebro.
Además, una parte del tronco cerebral, el hipotálamo, está conectada con la hipófisis, a la que controla. La hipófisis es una glándula que segrega hormonas que regulan el resto de las glándulas del organismo, como ya se verá en el Sistema Endocrino.
El cerebelo
Está situado en la parte posterior del encéfalo. Se encarga de recibir la información sobre el equilibrio que envía el oído y regular la actividad de los músculos que intervienen en el mantenimiento del equilibrio. Además, coordina las órdenes motoras enviadas por el cerebro para que los movimientos sean precisos, acción muy importante cuando se tienen que coordinar varios músculos distintos.
El bulbo raquídeo
Es una prolongación de la médula espinal. Los nervios que vienen de la médula y los que bajan del cerebro pasan por el bulbo raquídeo, donde se cruzan, de modo que el hemisferio cerebral derecho recibe la información procedente del lado izquierdo del cuerpo, y hemisferio cerebral izquierdo, la que viene del lado derecho del cuerpo.
Además, el bulbo raquídeo también forma parte del sistema nervioso autónomo, encargándose de regular el latido cardíaco, la presión sanguínea, la ventilación pulmonar, la tos, el vómito, el estornudo, el hipo, etc.
Actividad: El cerebro humano.
Médula espinal
La médula espinal es un cordón de tejido nervioso que recorre el interior de la columna vertebral, también recubierto, como el encéfalo, por las meninges.
La sustancia gris se localiza en el centro de la médula espinal y presenta forma de alas de mariposa. La sustancia blanca se sitúa en la parte externa. En el interior de la sustancia gris se encuentra el epéndimo,un canal que la recorre y que contiene líquido cefalorraquídeo.
Salen nervios de la médula espinal hacia todos los lugares del organismo, menos hacia la cabeza.
Las funciones de la médula espinal son las siguientes:
Realización de actos reflejos. Elabora una respuesta ante un estímulo sin que participe el cerebro.
Conduce los impulsos nerviosos que llegan desde los receptores hacia el cerebro, y las respuestascon las órdenes motoras desde el cerebro a los órganos efectores. Así, el cerebro recibe la información y puede elaborar una orden que modifique la respuesta refleja dada por la médula espinal.
Sistema nervioso periférico
El Sistema Nervioso Periférico está formado por los nervios que salen del Sistema Nervioso Central (encéfalo y médula espinal) o entran en él. Se encarga de conectar los receptores y los efectores del organismo con los centros nerviosos.
Está formado por los nervios, formados por grupos de axones asociados.
Según el sentido en el que transmiten el impulso nervioso, los nervios pueden ser:
Nervios sensitivos. Envían los estímulos desde los receptores a los centros de coordinación.
Nervios motores. Llevan el impulso desde los centros de coordinación hacia los órganos efectores.
Nervios mixtos. Tienen axones sensitivos y motores.
El Sistema Nervioso Periférico se divide en:
Sistema Somático.
Sistema Autónomo o Vegetativo.
Sistema Nervioso Somático
medula.jpg (imagen JPEG, 263 × 335 píxeles) -Escalado (0%). (s. f.). Recuperado a partir de
http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/3ESO/Relacor/imagenes/medula.jpg
El Sistema Nervioso Somático conecta los receptores sensitivos de los órganos sensoriales con el Sistema Nervioso Central, y éste con los músculos esqueléticos, los que se pueden mover conscientemente y responder a los cambios externos.
Se pueden clasificar los nervios según el punto del Sistema Nervioso Central en el que entran o salen en nervios craneales y nervios raquídeos.
Nervios craneales
Son los que entran o salen del encéfalo, son 12 pares y pueden ser sensitivos, motores o mixtos.
Son los encargados de inervar la cabeza, el tronco y algunos órganos internos. Algunos nervios craneales están relacionados con el Sistema Nervioso Autónomo. Destaca el par craneal X o nervio vago, por el control que efectúa sobre las vísceras.
nervcran.jpg (imagen JPEG, 450 × 284 píxeles) - Escalado (0%). (s. f.). Recuperado a partir de http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/3ESO/Relacor/imagenes/nervcran.jpg
NERVIO FUNCIÓN ESTRUCTURA PERIFÉRICA INVERVADAI. Olfatorio Sensorial Receptores de la mucosa olfatoriaII. Óptico Sensorial Células ganglionares de la retina
III. Oculomotor Motora
Músculos oculares externos.
Músculos constrictores del iris y musculatura ciliar
IV. Troclear Motora Músculo oblicuo mayor del ojoV. Trigémico Sensorial Piel y muchos de la cabeza y dientes:
Rama oftálmica: la frente, el ojo, la cavidad nasal
Motora
superior.
Rama maxilar: la cavidad nasal inferior, el rostro, los dientes superiores y la mucosa de la porción superior de la boca.
Rama mandibular: las superficies de las mandíbulas, dientes inferiores, mucosa de la parte inferior de la boca y gusto en la parte anterior de la lengua.
Músculos de las mandíbulas, tensor del tímpano, tensor del paladar y digástrico.
VI. Motor ocular externo Motora Músculo recto externo del ojo
VII. Facial
Sensorial
Motora
Dos tercios anteriores de la lengua y paladar.
Piel del oído externo.
Glándulas lacrimales, glándulas de la mucosa nasal, glándulas salivares.
Músculos de la cara y cuero cabelludo
VIII. Vestíbulo-coclear o auditivo
SensorialCélulas ciliadas del órgano de Corti.
Células ciliadas del aparato vestibular.
IX. Glosofaríngeo
Sensorial
Motora
Piel del oído externo.
Membranas mucosas de la región faríngea y oído medio.
Tercio posterior de la lengua.
Glándula parótida.
Músculo estriado de la faringe.
X. Vago
Sensorial
Motora
Laringe, tráquea, faringe.
Vísceras de tórax y abdomen.
Intestino, estructuras respiratorias, corazón.
Músculos estriados del paladar, faringe y laringe.XI. Accesorio Motora Músculos de vísceras torácicas y abdominales.
Músculos cervicales (esternocleidomastoideo y parte del trapecio)
XII. Hipogloso Motora Músculos de la lengua y la garganta
Nervios raquídeos o espinales
Se originan a partir de la médula espinal. Son 31 pares, todos mixtos, de los cuales 8 soncervicales, 12 son dorsales, 5 son lumbares y 6 son sacros.
Cada nervio raquídeo sale de la médula en forma de dos raíces, que se reúnen poco después para constituir un único cordón nervioso.
Todas las neuronas sensitivas entran en la médula por la raíz dorsal (la posterior), mientras que todas las neuronas motoras salen por la raíz ventral (la anterior).
El sistema nervioso genera respuestas rápidas que transmite por impulsos nerviosos a los músculos, lisos o estriados, produciendo un movimiento. Este movimiento puede aplicarse sobre los huesos o sobre órganos internos, como el corazón, el intestino o las glándulas
Impulso nervioso:
Las neuronas tienen la capacidad de transmitir el impulso nervioso. Cuando una neurona es estimulada, se producen unos cambios eléctricos en su membrana que se transmiten desde las dendritas hacia el axón, recorriendo toda la neurona.
Este impulso eléctrico pasa de una neurona a otra a través de las sinapsis, unas conexiones formadas entre el extremo final del axón de una neurona y la dendrita de la neurona adyacente.
En las sinapsis no se produce un contacto físico entre las neuronas, sino que hay una hendidura sináptica que las separa. Aquí es donde el axón libera neurotransmisores que recibirán los receptores de las dendritas de la neurona postsináptica.
Propagación del impulso nervioso
Unas vesículas liberan neurotransmisor a la hendidura sináptica. Los neurotransmisores se unen a lugares específicos de la membrana postsináptica. La neurona se excita y produce el impulso nervioso que se transmitirá a la siguiente neurona.
Para aislarse mejor del entorno, los axones están recubiertos de células que se enrollan sobre ellos. Estas células se denominan Células de Schwann. Contienen mielina en la membrana, por eso, la capa aislante que recubre el axón también se conoce como vaina de mielina.
Las neuronas son unas células que tienen la capacidad de transmitir el impulso nervioso en forma de corriente eléctrica. El impulso nervioso sólo se propaga en un sentido. Cuando una neurona es estimulada, se originan unos cambios eléctricos que empiezan en las dendritas, pasan por el cuerpo neuronal, y terminan en el axón.
Impulso_nervioso.gif (imagen GIF, 600 × 276 píxeles) - Escalado (0%). (s. f.). Recuperado a partir dehttp://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/3ESO/Relacor/imagenes/Impulso_nervioso.gif
El impulso nervioso no se transmite con la misma velocidad en todas las neuronas. Depende de si el axón está o no rodeado por unas células, las células de Schwann, que producen una sustancia blanca, la vaina de mielina, que impide el paso del impulso nervioso y hace que tenga que "saltar" entre los espacios sin vaina de mielina (nódulos de Ranvier), por lo que la velocidad será mayor.
A este tipo de propagación del impulso nervioso se le denomina "conducción o propagación saltatoria".
También se pueden clasificar las neuronas según si tienen o no mielina:
Neuronas mielínicas. Sus axones son más gruesos y el impulso nervioso se propaga con más rapidez gracias a la conducción saltatoria.
Neuronas amielínicas. Carecen de mielina, por lo que conducen el impulso nervioso más lentamente.
La sinapsis
Las neuronas no forman redes continuas, sino que existe un pequeño espacio entre ellas (sinapsis) que debe atravesar el impulso nervioso para pasar de una neurona a otra.
sinapsis-791x1024.jpg (imagen JPEG, 791 × 1024 píxeles) - Escalado (50%). (s. f.). Recuperado a partir dehttp://missmsoledad.files.wordpress.com/2010/06/sinapsis-791x1024.jpg
La sinapsis es la zona de transferencia de información de una neurona a otra. Tiene tres elementos:
La neurona anterior (componente presináptico), cuyo axón libera neurotransmisores a la neurona siguiente.
Espacio o hendidura sináptica.
Neurona posterior a la sinapsis (componente postsináptico), que contiene receptores que captan los neurotransmisores liberados desde otras neuronas.
Transmisión del impulso nervioso. sinaptic.gif (imagen GIF, 600 × 300 píxeles) - Escalado (0%). (s. f.). Recuperado a partir de
http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1bachillerato/animal/imagenes/nervio/sinaptic.gif
Dos neuronas adyacentes están unidas mediante la sinapsis. Cuando el impulso nervioso llega al extremo del axón (componente presináptico), las vesículas que contienen los neurotransmisores los liberan en la hendidura sináptica, el pequeño espacio que queda entre las dos neuronas, adhiriéndose a los receptores específicos de las dendritas (componente postsináptico) de la siguiente neurona.
Sinapsis:
Contracciones Músculos Lisos
El estímulo para la contracción de los músculos lisos está mediado por el sistema nervioso autónomo. El músculo liso
se localiza en los aparatos reproductor y excretor, en los vasos sanguíneos, y órganos internos. Los músculos lisos
unitarios son como los del útero, uréter, aparatogastrointestinal, etc.; y los músculos lisos multiunitarios son los que se
encuentran en el iris, membrana nictitante del ojo, tráquea, etc.
este tipo de músculo forma la porción contráctil de la pared de diversos órganos tales como tubo digestivo y vasos
sanguíneos que requieren una contracción lenta.
Contracciones músculos estriados
Los músculos esqueléticos son los que están inervados (reciben función por un nervio) a partir del sistema nervioso
central y, debido a que éste se halla, en parte, bajo control consciente, se llaman músculos voluntarios. La mayor parte
de los músculos esqueléticos están unidos a zonas del esqueleto mediante inserciones de tejido
conjuntivo llamadas tendones. Las contracciones del músculo esquelético permiten los movimientos de los
distintos huesos y cartílagos del esqueleto. Los músculos esqueléticos forman la mayor parte de la masa corporal de
los vertebrados. La fibra muscular estriada y sus características:
De color rojo oscuro.
Estrías (microscopía).
Unida a huesos o piel.
Actos voluntarios.
Contracción rápida (p. ej.: bíceps, tríceps —son músculos voluntarios, es decir, que se pueden contraer
conscientemente—).
Mediante una orden del cerebro (excepto el corazón: un músculo involuntario formado por un tipo de fibra estriada
especial, el miocardio).
Gruesa y lisa.MECANISMO DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR
Cuando es nuestra voluntad mover alguna parte de nuestro cuerpo, en el cerebro se genera un impulso nervioso que es transmitido a través de las neuronas motoras, y viaja hasta el extremo del axón, el cual hace contacto con nuestros músculos en la llamada unión neuromuscular.
Figura: El impulso nerviosos viaja desde el cerebro hasta el músculo
Figura: Las terminales axonales conectan al sistema nevioso con el músculo.Cuando el impulso nervioso llega a la unión neuromuscular, ésta libera una sustancia llamada Acetilcolina.
Figura: Con el impulso nervioso se libera AcetilcolinaLa Acetilcolina penetra la fibra muscular, pasando a través de los Túbulos "T", hasta llegar a la miofibrilla, momento en el cual la fibra muscular libera el Calcio que tiene almacenado.
Figura: Al contacto de la Acetilcolina con la miofibrilla, la fibra muscular libera Calcio.Al interior de la miofibrilla se pueden distinguir los filamentos de Actina y Miosina y, de ésta última, sus cabezas.
Figura: Al interior de la miofibrilla se distinguen la Actina y la Miosina.El Calcio liberado en la fibra muscular se distribuye entre los filamentos de la miofibrilla.
Figura: El Calcio se distribuye entre los filamentos de la miofibrilla.En la figura podemos ver que en el filamento de Actina se distinguen la Tropomiosina y la Troponina, mientras en el de Miosina se distingue la presencia del Adenosin-Trifosfato (un enlace de "adenosin" con tres moléculas de fosfato) o ATP.La Tropomiosina cumple dos funciones complementarias:Previene que entren en contacto la Actina y la Miosina, cuando el músculo debe estar relajado.Facilita el contacto de la Actina y la Miosina, cuando se requiere la contracción muscularLa Troponina, por su parte, tiene el potencial de enlazar su molécula a algún ión de calcio, cuando ha de producirse una contracción, dando lugar a la función de la Tropomiosina.Por lo que respecta a la molécula de ATP, ésta constituye en sí misma el reservorio para el almacenamiento de la energía necesaria para que se lleve a cabo la contracción muscular.
Figura: Se distinguen Tropomiosina, Troponina y la molécula de ATP.Una vez que el filamento de Actina está físicamente dispuesto para entrar en contacto con el filamento de Miosina, y por efecto de la presencia de un ión de magnesio en este filamento, se desprende de la molécula de ATP uno de sus tres fosfatos, el cual es captado por la Creatinina. Así el ATP se convierte en una molécula de Adenosin-Difosfato (un enlace de "adenosin" con dos moléculas de fosfato) o ADP, mientras la Creatinina, más el fosfato que captó se convierte en Fosfocreatina o CP. Con dicho desprendimiento, la energía química almacenada en la molécula de ATP se convierte en la energía mecánica que hace que se mueva la cabeza del filamento de Miosina, jalando a la Actina, y volviendo inmediatamente después a su posición original.
Es entonces la Fosfocreatina (CP) reacciona ante la presencia de la enzima CPK y libera su fosfato, donándolo a la molécula de ADP, la cual se convierte nuevamente en ATP, y queda lista para un nuevo ciclo en el que esa misma cabeza de Miosina contribuirá a la contracción de un músculo. Por su parte, la CPK ya utilizada, se va al torrente sanguíneo, de donde luego será eliminada.
Figura: El proceso de contracción muscularVisto desde un poco más lejos, el proceso de contracción-relajación de un músculo no es otra cosa que el trabajo que realiza la Miosina al jalar y soltar el filamento de Actina.
Figura: Los filamentos de Actina y Miosina en el proceso de Contracción-Relajación.Al final, esta historia nos deja claro que la única función de la CPK es la catálisis de la Fosfocreatina para que ésta done su fosfato a la molécula de ADP, convirtiéndola en ATP, y haciendo de ésta un nuevo reservorio de energía química, lista para ser convertida en la energía mecánica necesaria para el proceso de contracción del músculo. De aquí se infiere claramente que, cuando realizamos un esfuerzo físico, cualquiera que sea su naturaleza y su intensidad, en la sangre se puede encontrar cierta cantidad de CPK. En otras palabras, y dado que la vida misma implica el movimiento constante de músculos, tanto de aquellos que dependen de nuestra voluntad (los de nuestros brazos o piernas, por ejemplo), como los que son controlados por nuestro Sistema Nervioso Autónomo (corazón, pulmones, etc.), es de esperarse que en nuestra sangre siempre existan ciertos niveles de dicha enzima.
Reflejos
El término reflejo se define como la respuesta automática e involuntaria que realiza un ser vivo ante la presencia de un
determinado estímulo. La respuesta refleja implica generalmente un movimiento, aunque puede consistir también en la
activación de la secreción de una glándula. 1
Como ejemplo de reflejo que implica movimiento, puede citarse el de prensión palmar que consiste en que al aplicar
presión en las palmas de las manos con un objeto, se desencadena una flexión espontánea de la mano que se cierra
tratando de atraparlo. Este reflejo es característico de los niños recién nacidos y se pierde a partir de los cuatro meses.
Entre los reflejos que provocan la activación de una glándula, puede citarse el reflejo de secreción láctea que consiste
en la respuesta de la glándula mamaria que produce leche ante el estímulo de succión del pezón por parte del niño.2
Los reflejos pueden ser de carácter innato o adquirido. Un ejemplo de reflejo innato sería alejar la mano de una
superficie caliente. Un reflejo adquirido o condicionado sería pisar el freno del coche tras observar la luz roja en un
semáforo. Este reflejo se va adquiriendo a través de la experiencia durante el proceso de aprendizaje en la conducción,
llega un momento que el acto se realiza de manera automática sin que debamos pensar antes de llevar a cabo la acción.1
Los actos nerviosos
Las neuronas de un organismo forman numerosos circuitos que originan redes muy complejas. La corriente nerviosa que circula por ellas produce dos tipos de actos:
Actos reflejos.
Actos voluntarios.
Actos reflejos o involuntarios
Son rápidos, automáticos, y se realizan sin la acción del cerebro. En un acto reflejo, la información sensitiva sólo llega a la médula espinal, por lo que la respuesta es automática. Son los que se realizan cuando se necesita una respuesta rápida, como quitar la mano cuando nos quemamos.
Arco_reflejo.gif (imagen GIF, 586 × 224 píxeles) - Escalado (0%). (s. f.). Recuperado a partir
dehttp://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/3ES
O/Relacor/imagenes/Arco_reflejo.gif
Las respuestas reflejas son muy rápidas, ya que el impulso nervioso recorre el camino más corto posible: desde el lugar donde se recibe el estímulo (receptor) hasta el efector, a través de un circuito neuronal muy simple denominado arco reflejo.
Para realizar un arco reflejo se necesitarán, como mínimo un receptor, una neurona sensitiva, una neurona motora y un efector. Entre la neurona sensitiva y la motora existen una o variasneuronas intercalares (neuronas de asociación) alojadas en la médula espinal.
Actos voluntarios
Los actos voluntarios son variados, cambiantes, y más elaborados que los reflejos, y a diferencia de los actos reflejos, en los voluntarios participa el cerebro.
Los actos voluntarios se realizan de un modo consciente y se controlan voluntariamente. Un acto voluntario tiene las siguientes partes:
Un receptor capta un estímulo. Esta información se transmite por los nervios sensitivos hasta las astas dorsales (posteriores) de la médula espinal, y de allí, subirá hasta el bulbo raquídeo.
En el bulbo raquídeo, la información que llega desde el receptor, se transmite hacia el hemisferio cerebral opuesto al del lado del receptor que ha captado el estímulo.
En la corteza cerebral, esta información se hace consciente y se elabora la respuesta.
La respuesta originada en la corteza cerebral, se envía a los efectores a través de las astas ventrales (anteriores) de la médula espinal, que serán los encargados de ejecutarla.
No todos los actos voluntarios son consecuencia de la recepción de un estímulo externo, ya que se pueden producir directamente en la corteza cerebral sin la necesidad de un estímulo externo.
DROGAS SIMPÁTICAS Y PARASIMPÁTICAS
Introducción:
El sistema nervioso autónomo se puede dividir anatómicamente en dos porciones principales: la división simpática( Toracolumbar) y la división parasimpática(Cráneo sacra). Ambas divisiones se originan en núcleos del SNC y emiten fibras preganglionares.
Química de los neurotransmisores del SNA
Un gran número de fibras periféricas del Sistema Nervioso Autónomo sintetizan y liberan acetilcolina; éstas se denominan fibras colinérgicas, entre ellas se encuentran todas las fibras eferentes preganglionares y las fibras motoras somáticas ( no autonómicas) que inervan el músculo esquelético. Así pues, casi todas las fibras eferentes que salen del SNC son colinérgicas. Además, todas las fibras parasimpáticas post-ganglionares y algunas fibras simpáticas post-ganlionares también son colinérgicas. En cambio la mayor parte de las fibras simpáticas post-ganglionares liberan noradrenalina; ellas son adrenérgicas.
Acciones excitadoras e inhibitorias de la estimulación simpática y parasimpática
Parasimpático Simpático
Miosis Midriasis
Salivación profusa Saliva espesa y escasa
Bradicardia Taquicardia
Hipotensión Hipertensión
Broncoconstricción Broncodilatación
Aumento del peristaltismo Disminución del peristaltismo
Hipersecreción gastrointestinal Inactividad gastrointestinal
Sudor profuso( colinérgica)
Grupos Farmacológicos que actúan sobre el sistema nervioso autónomo
Drogas simpáticas
De lo mencionado anteriormente podemos deducir que la administración parenteral de noradrenalina casará prácticamente los mismos efectos en toda la economía que la estimulación del simpático. Por lo tanto, la noradrenalina se denomina medicamento simpaticomimético o droga adrenérgica, porque remeda o imita las funciones del sistema nervioso simpático.
Otras drogas simpaticomiméticas incluyen ala adrenalina, fenilefrina, metoxamina, dobutamina, efedrina, etc., difieren entre si por la intensidad con la cual activan receptores alfa o receptores beta, y por la duración de su acción.
Drogas Simpaticolíticas:
Las drogas que bloquean las acciones de la noradrenalina , se les llama simpaticolíticas o antiadrenérgicas, el sufijo lítico significa disolver o perder.
La actividad adrenérgica puede ser bloqueada en diversos puntos del proceso estimulante:
1. Puede evitarse la síntesis y almacenamiento de noradrenalina en las terminaciones simpáticas, el medicamento mejor conocido que logra este efecto es la reserpina.
2. La liberación de noradrenalina de las terminaciones simpáticas puede estar bloqueada, esto lo produce la Guanetidina.
3. Pueden bloquearse los receptores alfa, entre los fármacos que los bloquean tenemos: Fenoxibenzamina y Fentolamina entre otros.
4. Los receptores beta pueden estar bloqueados , entre ellos tenemos: Propanolol, Metoprolol, Nadolol, etc.
5. La actividad simpática puede bloquearse por fármacos que impiden la transmisión de impulsos nerviosos por los ganglios vegetativos, entre los fármacos de este tipo tenemos hexametonio, trimetafan, etc.
Drogas parasimpaticomiméticas
La acetilcolina inyectada por vía parenteral, generalmente no causa los mismos efectos en toda la economía que la estimulación parasimpática, porque dicha acetilcolina es destruida parcialmente por la colineseterasa de la sangre y líquidos corporales.
Sin embargo, otros medicamentos que no son destruidos tan rápidamente pueden producirse efectos parasimpáticos típicos, sol los denominados parasimpaticomiméticos o también denominados muscarinicos, porque la muscarina que se obtiene de una cepa venenosa se haya entre los primeros medicamentos descubiertos de este tipo.
Dentro de los medicamentos de este tipo tenemos los de acción directa como muscarina, pilocarpina que son naturales y los sintéticos de acción directa como Betanecol. Carbacol, Metacolina, etc.
Por otro lado tenemos a los de acción indirecta entre los cuales se encuentran los inhibidores de la colinesterasa de tipo reversible como la neostigmina, Fisostigmina, Edrofonio, Piridostigmina, Abenomio, etc., y los inhibidores de la colinesterasa de tipo reversible , dentro de estos están el ecotiofato, Isoflurofato, Paratión , Malatión, etc.
Drogas parasimpaticolíticas ( antimuscarinicas)
La acetilcolina tiene dos tipos de acciones, unas de tipo muscarinico y otra de tipo nicotínico.
A los medicamentos que bloquean las acciones muscarinicas que tienen la acetilcolina a nivel de corazón, glándulas e intestinos se les denomina antimuscarinicas.
A los que bloquean a la acción de la acetilcolina a nivel de placa neuromuscular y ganglios se les denomina Nicotinicos.
El prototipo de fármaco bloqueador nicotinico a nivel neuromuscular es la D-tubocurarina y a nivel ganglionar es el hexametonio.
BLOQUEADORES NEUROMUSCULARES
Son fármacos empleados con el fin de interrumpir la transmisión del impulso nervioso en la unión neuromuscular. Estas drogas tienen como característica importante el hecho de llevar a cabo su efecto a nivel periférico en la placa neuromuscular, específicamente en el receptor colinergico, que detallaremos a continuacion.
Los receptores nicotinicos se localizan en la placa neuromuscular y por su estructura se denominan pentameros debido a que están formados por 2 subunidades alfa, una beta, una gama y una delta. Solo las subunidades alfa tienen sitios primarios de activación. Cada una de las subunidades tiene una exposición extracelular y una intracelular y por su
distribución morfológica el receptor forma un anillo en el centro del cual se encuentra un poro que permite la entrada selectiva de cationes sodio. (1,3,7).
Las acciones que se llevan a cabo en la placa neuromuscular inician cuando se excitan o se produce un potencial de acción exitatorio a nivel de la medula espinal, los nervios motores se dirigen hasta las fibras musculares para provocar los potenciales en la placa neuromuscular y llevar a cabo asi la contracción. (3,7).
Los bloqueadores neuromusculares se agrupan en relajantes musculares despolarizantes y los relajantes musculares competitivos.
Los bloqueadores neuromusculares pueden clasificarse por su composición química:
Amina
cuaternaria
Benzilisoqui
nolinas
Esteroides del
AmonioSuccinilcolina Alcuronio PancuronioGalamina Metocurarina VecuronioEritroidina Atracurio Pipecuronio
Doxacurio RocuronioMivacurio
Así también pueden clasificarse de acuerdo a la duración de su acción:
Duración Fármacos Inicio de
Acción
(min)
Duración
De acción
(min)Ultracorta Succinilcolina 1-1.5 6-8Corta Mivacurio 2-4 12-18Intermedia Atracurio
Rocuronio
Vecuronio
Cisatracuri
2-4
1-2
2-4
30-40
30-40
30-40
Prolongada Pancuroni
Doxacurio
Pipecuroni
4-6
4-6
2-4
90-120
120-180
80-100
Es necesario conocer la duración de la acción de los bloqueadores neuromusculares para elegir el que este mas acorde con la duración del procedimiento a realizar
SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO - INTRODUCCIÓN
Los órganos de nuestro cuerpo (vísceras), tales como el corazón, los intestinos y el estómago, están regulados por una rama del sistema nervioso conocido como el sistema nervioso autónomo. El sistema nervioso autónomo es parte del sistema nervioso periférico y controla la función de muchos músculos, glándulas y órganos dentro del cuerpo. No solemos ser muy conscientes del funcionamiento de nuestro sistema nervioso autonómo, ya que funciona de manera reflexiva e involuntaria. Por ejemplo, no nos damos cuenta cuando nuestros vasos sanguíneos cambian de tamaño, y somos (por lo general) inconscientes cuando nuestros corazones aceleran o reducen la velocidad de sus pulsaciones.
¿QUÉ ES EL SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO?
El sistema nervioso autónomo (SNA) es la división involuntaria del sistema nervioso. Se compone de neuronas autonómicas que conducen los impulsos desde el sistema nervioso central (cerebro y / o médula espinal) a las glándulas, musculatura lisa y músculo cardíaco. Las neuronas del SNA son responsables de regular las secreciones de ciertas glándulas (por ejemplo, las glándulas salivares) o de la regulación de la frecuencia cardíaca, así como el peristaltismo (contracción del músculo liso en el tracto digestivo), entre otras funciones.
PAPEL DEL SNA
El papel de la SNA es el de constantemente ajustar el funcionamiento de los órganos y sistemas de órganos de acuerdo con estímulos tanto internos como externos. El SNA ayuda a mantener la homeostasis (estabilidad interna y equilibrio) a través de la coordinación de diversas actividades tales como la secreción hormonal, la circulación, la respiración, la digestión y la excreción. El SNA está siempre "on" y funciona fuera de la consciencia, llevando a cabo muy importantes tareas que se realizan cada vigilia (y durante el sueño), cada minuto de cada día.
El SNA se divide en dos subsistemas, el SNS (sistema nervioso simpático) y el SNP (sistema nervioso parasimpático).
Sistema nervioso simpático (SNS) – la reacción de activación del SNS es lo que comúnmente se conoce como la reacción de "lucha o huida":* Las neuronas simpáticas generalmente se considera que pertenecen al sistema nervioso periférico, aunque algunas de las neuronas simpáticas se encuentran en el SNC (sistema nervioso central).* Las neuronas simpáticas del sistema nervioso central (médula espinal) interactúan con las neuronas simpáticas periféricas a través de una serie de células nerviosas simpáticas o cuerpos conocidos como ganglios.* A través de las sinapsis químicas dentro de los ganglios, las neuronas simpáticas periféricas se unen a las neuronas simpáticas (por esta razón, los términos 'presináptica' y 'postsináptica' se utilizan para referirse a las neuronas de la médula espinal simpáticas y neuronas simpáticas periféricas, respectivamente)* Las neuronas simpáticas presinápticas liberan acetilcolina en las sinapsis en los ganglios simpáticos. La acetilcolina (Ach) es un mensajero químico que se une a los receptores nicotínicos de la acetilcolina en las neuronas postsinápticas.* Las neuronas postsinápticas liberan norepinefrina (NE) en respuesta a este estímulo.* La activación prolongada de esta respuesta estímulo puede desencadenar la liberación de adrenalina de las glándulas suprarrenales (específicamente desde la médula suprarrenal).* Una vez liberado, NE y la adrenalina se unen a los receptores adrenérgicos en diversos tejidos, dando lugar a los efectos característicos de la "lucha o huida".
Los siguientes efectos se consideran como un resultado de la activación de los receptores adrenérgicos:* Aumento de la sudoración
* Disminución del peristaltismo* La tasa cardíaca (velocidad de conducción, disminución período refractario)* Dilatación de la pupila* La presión arterial (aumento de la contractilidad, el aumento de la capacidad del corazón para relajarse y rellenarse)
Sistema nervioso parasimpático (SNP) - el SNP es referido a veces como el "descanso y digestión" del sistema. En general, el SNP actúa de manera opuesta al SNS, revertir los efectos de la respuesta de lucha o huida. Sin embargo, es más correcto decir que el SNS y el SNP tienen una relación de complementariedad, más que de oposición.
* El SNP utiliza Ach como su principal neurotransmisor.* Cuando se estimula el nervio presináptico libera acetilcolina (Ach) en el ganglio.* Ach a su vez actúa sobre los receptores nicotínicos de las neuronas postsinápticas.* Los nervios postsinápticos luego liberan la acetilcolina para estimular los receptores muscarínicos del órgano diana.
Los siguientes efectos se consideran como un resultado de la activación del SNP:* Disminución de la sudoración* Peristaltismo aumentado* Disminución de la frecuencia cardiaca (disminución de la velocidad de conducción, aumento del período refractario)* Constricción de la pupila * Disminución de la presión arterial (disminución de la contractilidad, disminución de la capacidad del corazón para relajarse y rellenarse)
LOS MENSAJEROS DEL SNS Y EL SNP
El sistema nervioso autónomo libera mensajeros químicos para influir en sus órganos diana. Los más comunes son la norepinefrina (NE) y la acetilcolina (Ach). Todas las neuronas presinápticas utilizan Ach como neurotransmisor. Ach también es liberado por algunas neuronas simpáticas postsinápticas y todas las neuronas postsinápticas parasimpáticas. El SNS utiliza NE como su mensajero químico principal postsináptico. NE y Ach son los neurotransmisores más conocidos del SNA. Además de los neurotransmisores, ciertas sustancias vasoactivas son liberadas por las neuronas postsinápticas automáticas, que se unen a los receptores en las células diana e influyen en el órgano diana.
¿CÓMO MEDIA SU ACCIÓN EL SNS?
En el sistema nervioso simpático, las catecolaminas (norepinefrina, epinefrina) actúan sobre receptores específicos situados en la superficie celular de los órganos diana. Estos receptores se denominan receptores adrenérgicos.
* Receptores Alpha 1, que ejercen su efecto sobre el músculo liso, principalmente por la constricción. Los efectos pueden incluir constricción de las arterias y las venas, disminución de la motilidad en el GI (gastrointestinal), y constricción de la pupila. Los receptores Alpa1 están situados generalmente postsinápticamente.
* Receptores Alpha 2, que se unen tanto a la epinefrina como a la norepinefrina, reduciendo de este modo el efecto de los receptores alfa 1 en cierta medida. Sin embargo, los receptores alfa 2 tienen varios efectos específicos propios, incluyendo la vasoconstricción. Los efectos pueden incluir constricción de las arterias coronarias, la constricción del músculo liso, la constricción de las venas, la disminución de la motilidad intestinal y la inhibición de la liberación de insulina.
* Los receptores Beta 1, que ejercen su efecto principalmente en el corazón, provocando un aumento en el gasto cardíaco, aumento de la contractilidad y aumento de la conducción cardíaca, que conduce a un aumento en la frecuencia cardíaca. También produce la estimulación de las glándulas salivares.
* Los receptores beta 2, que ejercen su efecto principalmente en los músculos esqueléticos y cardíacos. Aumento de la velocidad de contracción de los músculos y su masa, así como la dilatación de los vasos sanguíneos. Los receptores son estimulados a través de la circulación de neurotransmisores (catecolaminas).
¿CÓMO MEDIA SU ACCIÓN EL SNP?
Como se ha mencionado, la acetilcolina es el neurotransmisor principal del SNP. La acetilcolina actúa sobre los receptores colinérgicos conocidos como receptores muscarínicos y nicotínicos. Los receptores muscarínicos ejercen su efecto sobre el corazón. Hay dos receptores muscarínicos principales:
Receptores M2 activados por la acetilcolina, los receptores M2 se encuentran en el corazón, la estimulación de estos receptores provoca al corazón para disminuir la frecuencia cardíaca y la contractilidad y aumentar la refractariedad.
Receptores M3 situados por todo el cuerpo; su activación provoca aumento de la síntesis de óxido nítrico, que causa la relajación de las células musculares lisas cardíacas.
¿CÓMO ESTÁ EL SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO ORGANIZADO?
Como se discutió previamente, el sistema nervioso autónomo se subdivide en dos divisiones separadas: el sistema nervioso simpático y el sistema nervioso parasimpático. Es importante entender cómo estos dos sistemas funcionan con el fin de determinar la forma en que cada uno afecta al cuerpo, teniendo en cuenta que ambos sistemas trabajan en sinergia para mantener la homeostasis en el cuerpo.
Tanto los nervios simpáticos, como los parasimpáticos liberan neurotransmisores, principalmente la noradrenalina y la adrenalina para el sistema nervioso simpático y la acetilcolina en el sistema nervioso parasimpático. Estos neurotransmisores (también llamados catecolaminas) transmiten las señales nerviosas a través de las brechas (sinapsis) creados cuando el nervio se conecta a otros nervios, células u órganos. Los neurotransmisores entonces se adhieren en sitios receptores simpáticos o parasimpáticos en el órgano diana para ejercer su efecto. Esta es una versión simplificada de cómo funciona el sistema nervioso autónomo.
¿CÓMO ES CONTROLADO EL SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO?
El SNA no está bajo control consciente. Hay varios centros que desempeñan un papel en el control de su funcionamiento:* La corteza cerebral-las áreas de la corteza cerebral controlan la homeostasis mediante la regulación del SNS, el SNP y el hipotálamo.* El sistema límbico-el sistema límbico está formado por el hipotálamo, la amígdala, el hipocampo y otras áreas cercanas. Estas estructuras se encuentran en ambos lados del tálamo, justo debajo del cerebro.* Hipotálamo-las células que conducen al SNA se encuentran en la médula lateral. El hipotálamo se proyecta a esta área, que incluye los núcleos vagal parasimpático, y también a un grupo de células que conducen al sistema simpático en la médula espinal. Al interactuar con estos sistemas, el hipotálamo controla la digestión, el ritmo cardíaco, la sudoración y otras funciones.* Tallo cerebral: el cerebro actúa como enlace entre la médula espinal y el cerebro. Las neuronas sensoriales y motoras viajan a través del tronco cerebral, transportando mensajes entre el cerebro y la médula espinal. El tronco cerebral controla muchas funciones autónomas del SNP, incluyendo la frecuencia cardíaca, la respiración y la presión arterial.* La médula espinal y dos cadenas de ganglios se encuentran a cada lado de la médula espinal. Las cadenas externas forman el sistema nervioso parasimpático, mientras que las cadenas próximas a la médula espinal forman el elemento simpático.
¿CUÁLES SON ALGUNOS DE LOS RECEPTORES DEL SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO?
Las dendritas de neuronas sensoriales son receptores sensoriales que son altamente especializadas, reciben determinados tipos de estímulos. No somos conscientes de los impulsos de estos receptores (excepto quizás el dolor). Hay numerosos receptores sensoriales:
* Los fotorreceptores, que responden a la luz.* Los termorreceptores, que responden a las alteraciones de la temperatura.* Los mecanorreceptores, que responden al estiramiento y presión (presión arterial o tacto).* Los quimiorreceptores, que responden a los cambios en la química interna del cuerpo (es decir, O2, CO2) y productos químicos disueltos en relación a las sensaciones del gusto y del olfato.* Los nociceptores, que responden a varios estímulos asociados con el daño a los tejidos (el cerebro interpreta el dolor).
Las neuronas motoras autónomas (viscerales) hacen sinapsis en las neuronas localizadas en los ganglios del sistema nervioso simpático y parasimpático, que a su vez directamente inervan los músculos y algunas glándulas. De esta manera, las neuronas motoras viscerales se puede decir que inervan los músculos lisos indirectamente de las arterias y del músculo cardíaco. Las neuronas autónomas motoras funcionan aumentando (en el SNS) o disminuyendo (en el SNP) actividades de sus tejidos diana. Además, las neuronas autónomas motoras pueden seguir funcionando incluso si su fuente nerviosa está dañada, aunque en menor medida.
¿DÓNDE ESTAN LOCALIZADAS LAS NEURONAS DEL SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO?
El SNA se compone esencialmente de dos tipos de neuronas conectadas en serie. El núcleo de la neurona primera se encuentra en el sistema nervioso central. (Las neuronas del SNS comienzan en las áreas torácica y lumbar de la médula espinal, las neuronas del SNP comienzan en los nervios craneales y de la médula espinal sacra). Los axones de la neurona primeramente se encuentran en los ganglios autonómicos. En relación a la segunda neurona, su núcleo se encuentra en los ganglios autónomos, mientras que los axones de la neurona segunda se encuentran en el tejido diana. Los dos tipos gigantes de neuronas se comunican utilizando acetilcolina. Sin embargo, la segunda neurona se comunica con el tejido diana utilizando acetilcolina (SNP) o norepinefrina (SNS). Tanto el SNP, como el SNS están conectados al hipotálamo.
Simpático Parasimpático
Función Defender al cuerpo de los ataques Curar, regenerar y nutrir al cuerpo
Efecto global Catabólico (descompone el cuerpo) Anabólico (reconstruye el cuerpo)
Organos y Glándulas que
activa
Cerebro, músculos, la insulina, la tiroides y las
glándulas adrenales
Hígado, riñones, enzimas pancreáticas, bazo,
estomago, intestino delgado y colon
Hormonas y sustancias
que aumentaInsulina, cortisol y las hormonas tiroideas
La hormona paratiroidea, las enzimas pancreáticas,
la bilis y otras enzimas digestivas
Funciones corporales que
activa
Aumenta la presión sanguínea y el azúcar, y
aumenta la producción de calorActiva la digestión, la eliminación y el sistema inmune
Cualidades psicológicasMiedo, culpabilidad, tristeza, ira, obstinación y
agresividad.Calma, satisfacción y relajación
Factores que active este
sistema
Estrés, miedos, enfados, preocupaciones, excesiva
procupación y mucho ejercicio
Descanso, sueño, meditación, terapias de relajación
y sentimientos de sentirse amado
VISIÓN GENERAL DEL SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO
Funciones del sistema nervioso autónomo que sustentan la vida ejerciendo el control sobre las funciones / sistemas:* Corazón (control de la frecuencia cardiaca a través de la contractilidad, estados refractarios, conducción cardiaca)* Vasos sanguíneos (constricción y dilatación de las arterias / venas)* Pulmones (relajación de los músculos lisos de los bronquios)* Aparato digestivo (motilidad gastrointestinal, producción de saliva, control de los esfínteres, producción de insulina en el páncreas, etcétera)* Sistema inmunitario (inhibición de los mastocitos)* Balance de líquidos (constricción de la arteria renal, secreción de renina)* Diámetro de la pupila (constricción y dilatación de la pupila y el músculo ciliar)* Sudoración (estimula la secreción de las glándulas sudoríparas)* Sistema reproductivo (en los hombres, la erección y la eyaculación y en las mujeres, la contracción y la relajación del útero)* Sistema urinario (relajación y contracción de la vejiga y de los músculos detrusores, esfínter uretral)
El SNA, a través de sus dos ramas (simpático y parasimpático), controla el gasto energético. La rama simpática media este gasto, mientras que la rama parasimpática cumple una función reparadora. En general:
* El sistema nervioso simpático provoca una aceleración de las funciones corporales (es decir, el corazón y la frecuencia respiratoria) y protege el núcleo desviando la sangre desde las extremidades hasta el núcleo.* El sistema nervioso parasimpático provoca una disminución de las funciones del cuerpo (corazón, y respiratoria) y favorece la cicatrización de las respuestas, el descanso y la restauración, así como la coordinación inmune.
La salud puede verse afectada negativamente cuando los efectos sobre uno de estos sistemas no está marcado por el otro, lo que resulta en una perturbación de la homeostasis. El SNA afecta a los cambios en el cuerpo que están destinados a ser temporales, es decir, el cuerpo debe volver a su estado inicial. Es natural que no haya pequeñas desviaciones de la línea de base homeostática, pero el retorno a la línea de base debe producirse de una manera oportuna. Cuando un sistema está continuamente activado (aumento del tono), la salud puede verse afectada negativamente.
Las ramas del sistema autónomo están diseñadas para oponerse (y por lo tanto el equilibrio) entre sí. Por ejemplo, como el sistema nervioso simpático inicia a trabajar, el sistema nervioso parasimpático entra en acción para devolver al sistema nervioso simpático
de nuevo a su línea base. Por lo tanto, no es difícil entender que la acción persistente de una rama puede causar un tono persistentemente disminuido en la otra, lo que puede conducir a problemas de salud. Es necesario para la salud que haya un equilibrio entre las dos ramas.
El sistema nervioso parasimpático tiene una capacidad más rápida para responder al cambio que genera el sistema nervioso simpático. ¿Por qué está diseñado de esta manera? Imaginemos que no fuera así: la exposición a un factor de estrés puede causar taquicardia, y si el sistema parasimpático no respondiera de inmediato, empezando a contrarrestar el aumento del ritmo cardíaco, la frecuencia cardíaca podría seguir aumentando hasta un ritmo peligroso, como la fibrilación ventricular. Debido a que el sistema parasimpático es capaz de responder con tanta rapidez, situaciones peligrosas, como la descrita no puede ocurrir. El sistema nervioso parasimpático es el primero a la hora de indicar un cambio en el estado de salud en el cuerpo. El SNP es el principal factor que influye en la actividad respiratoria. Como para el corazón, las fibras nerviosas parasimpáticas hacen sinapsis a nivel profundo dentro del músculo cardíaco, mientras que las fibras del nervio simpático hacen sinapsis en la superficie del corazón. Así, los nervios parasimpáticos son más sensibles al daño al corazón.
TRANSMISIÓN DE LOS ESTÍMULOS AUTONÓMICOS
Las neuronas se generan y propagan los potenciales eléctricos a lo largo de sus axones. A continuación, transmiten señales a mediante una sinapsis a través de la liberación de productos químicos llamados neurotransmisores, que estimulan una reacción en otra célula efectora o neurona. Este proceso puede causar ya sea la estimulación o inhibición de la célula receptora, según lo cual los neurotransmisores y los receptores están implicados.
La propagación a lo largo del axón, propagación axonal potencial, es eléctrica y se produce a través del intercambio de los iones N + y K + a través de la membrana del axón. Las neuronas individuales generan el mismo potencial después de recibir cada estímulo y llevar a cabo el potencial axón a una tasa fija de velocidad a lo largo del axón. La velocidad depende del diámetro del axón y cómo en gran medida se mieliniza, la velocidad es más rápida en fibras mielinizadas porque el axón está expuesto a intervalos regulares (nodos de Ranvier). El impulso "salta" de un nodo a otro, saltando secciones mielinizadas.
El tipo de transmisión es química, resultante de la liberación de neurotransmisores específicos de la terminal (terminación nerviosa). Estos neurotransmisores se difunden a través de la hendidura de la sinapsis y se unen a receptores específicos vinculados a la célula efectora o neurona adyacente. La respuesta puede ser excitadora o inhibidora según el receptor. La interacción neurotransmisor-receptor debe darse y concluirse de manera rápida. Esto permite la activación repetida y rápida de los receptores. Los neurotransmisores pueden ser "reutilizados" en una de tres maneras:* Recaptación de los neurotransmisores, en los que se bombea de nuevo rápidamente en los terminales nerviosos presinápticos.* Destrucción de los neurotransmisores, que son destruidos por enzimas localizadas cerca de los receptores.* Difusión de los neurotransmisores, que pueden difundirse en la zona circundante y, finalmente, eliminarse.
Los receptores son complejos de proteínas que abarcan la membrana de la célula. La mayoría interactúan principalmente con receptores postsinápticos, algunos se encuentran en las neuronas presinápticas, lo que permite un control más preciso de la liberación del neurotransmisor. Hay dos neurotransmisores principales en el sistema nervioso autónomo:* La acetilcolina, el principal neurotransmisor autónomo de fibras presinápticas, postsinápticas de fibras parasimpáticas.* Norepinefrina, el neurotransmisor de mayores fibras simpáticas postsinápticas
FUNCIONES DEL SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO
EL SISTEMA PARASIMPÁTICO
"Descansar y digerir" la respuesta:* Incremento en el flujo sanguíneo en el tracto gastrointestinal, lo que ayuda a satisfacer las demandas metabólicas mayores vertidas en el cuerpo por el tracto GI.* La constricción de los bronquiolos cuando los niveles de oxígeno se normalizan.
* Control del corazón a través de las ramas del nervio vago y los nervios espinales cardíacos accesorios de la médula espinal torácica.* La constricción de la pupila que permite el control de visión de cerca.* La estimulación de la producción de las glándulas salivares y aceleración del peristaltismo y ayuda a la digestión.* Relajación / contracción del útero y de la erección / precoz en los hombres.
Con el fin de entender el funcionamiento del sistema nervioso parasimpático, es útil usar un ejemplo real:
La respuesta sexual masculina está bajo el control directo del SNC. Las erecciones son controladas por el sistema parasimpático a través de vías excitatorias. Las señales excitadoras se originan en el cerebro, a través del pensamiento, la vista o la estimulación directa. Independientemente del origen de la señal de excitación, los nervios del pene responden liberando acetilcolina y óxido nítrico, que a su vez señalan a los músculos lisos de las arterias del pene para relajarse y llenarse de sangre. Esta cascada de eventos es el resultado de la erección.
EL SISTEMA SIMPÁTICO
Respuesta "de lucha o huída":* Estimulación de las glándulas sudoríparas.* Constricción de los vasos sanguíneos periféricos para desviar la sangre a la base, donde se necesita.* Aumento en el suministro de sangre a los músculos esqueléticos que pueden ser necesarios para la actividad.* La dilatación de los bronquiolos para aumentar el oxígeno en la sangre.* Reducción del flujo de sangre al abdomen, disminución del peristaltismo y actividades digestivas.* Liberación de reservas de glucosa desde el hígado para aumentar la glucosa en el torrente sanguíneo
Al igual que con el sistema parasimpático, es útil echar un vistazo a un ejemplo real para entender cómo funciona el sistema nervioso simpático:
El calor extremo es un factor estresante que muchos de nosotros hemos experimentado. Cuando estamos expuestos a un calor excesivo, nuestros cuerpos responden de la siguiente manera: Los receptores térmicos transmiten estímulos a los centros de control simpáticos localizados en el cerebro. Mensajes inhibitorios se envían a lo largo de los nervios simpáticos a los vasos sanguíneos en la piel, que se dilatan en su respuesta. Esta dilatación de los vasos sanguíneos aumenta el flujo de sangre a la superficie del cuerpo para que el calor se pierda por radiación desde la superficie del cuerpo. Además de la dilatación de los vasos sanguíneos en la piel, el cuerpo también reacciona a un calor excesivo por el sudor. Esto ocurre a través de la subida de la temperatura corporal, que es detectada por el hipotálamo, que envía una señal a través de los nervios simpáticos a las glándulas sudoríparas, que aumentan la cantidad de sudor producido. El calor se pierde por evaporación del sudor producido.
NEURONAS AUTONÓMICAS
Las neuronas que conducen los impulsos de distancia del sistema nervioso central son conocidas como eferentes (motor) neuronas. Se diferencian de las neuronas motoras somáticas en que las neuronas eferentes no están bajo control consciente. Las neuronas somáticas envían axones a músculo esquelético, que es generalmente bajo control consciente.
* Neuronas viscerales eferentes - son neuronas motoras cuya tarea es conducir los impulsos al músculo cardíaco, músculo liso y a las glándulas. Pueden originarse en el cerebro o en la médula espinal (CNS). Dos neuronas eferentes viscerales son necesarias para llevar a cabo un impulso desde la médula espinal o el cerebro al tejido diana.
* Neuronas preganglionares (presináptica) - el cuerpo celular de la neurona se encuentra en la sustancia gris de la médula espinal o el cerebro. Termina en un ganglio simpático o parasimpático.
* Fibras preganglionares autonómicas - puede comenzar en el rombencéfalo, mesencéfalo, la médula espinal torácica superior, o a nivel de la cuarta sacra de la médula espinal. Los ganglios autónomos se pueden encontrar en la cabeza, cuello o abdomen. Cadenas de ganglios autonómicos también corren paralelos a cada lado de la médula espinal.
* Neuronas Postganglionares (postsinápticas) - neuronas de células del cuerpo que se encuentran en el ganglio autónomo (simpático o parasimpático). La neurona termina en una estructura visceral (el tejido diana).
Dónde se originan las fibras preganglionares y los ganglios autónomos son encontrados, brinda una ayuda en la diferenciación entre el sistema nervioso simpático y el sistema nervioso parasimpático.
DIVISIONES DEL SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO
Una síntesis de las divisiones del SNA:* Consiste en fibras eferentes viscerales (motor).* Se divide en las divisiones simpática y parasimpática.* Las neuronas simpáticas salen al SNC a través de los nervios espinales ubicados en las regiones lumbar / dorsal de la médula espinal.* Las neuronas parasimpáticas salen al SNC a través de los nervios craneales y nervios espinales situados en la médula espinal sacra.* Siempre hay dos neuronas implicadas en la transmisión nerviosa: presináptica (preganglionar) y postsináptica (postganglionar).* Las neuronas preganglionares simpáticas son relativamente cortas; las neuronas simpáticas postganglionares son relativamente largas.* Las neuronas preganglionares parasimpáticas son relativamente largas; las neuronas postganglionares parasimpáticas neuronas son relativamente cortas.* Todas las neuronas del SNA son o bien adrenérgicas o colinérgicas* Las neuronas colinérgicas usan acetilcolina (Ach) como su neurotransmisor (incluyendo: las neuronas preganglionares del SNS y divisiones del SNP; todas las neuronas postganglionares de la división SNP y la división de las neuronas del SNS postganglionares que actúan sobre las glándulas sudoríparas).* Las neuronas adrenérgicas de norepinefrina usan (NE) como su neurotransmisor (incluyendo todas las neuronas postganglionares del SNS, excepto las que actúan sobre las glándulas sudoríparas).
GLÁNDULAS SUPRARRENALES
Las glándulas suprarrenales están situadas encima de cada. Están situadas aproximadamente en el nivel de la vértebras torácica 12ª. La glándula suprarrenal tiene dos partes, una corteza externa y una médula interna. Ambas partes producen hormonas: la corteza externa produce aldosterona, andrógenos y cortisol, mientras que la médula produce principalmente epinefrina y norepinefrina. La médula vierte epinefrina y norepinefrina cuando el cuerpo responde a un factor de estrés (es decir, el SNS se activa), directamente al torrente sanguíneo.
Las células de la médula suprarrenal se derivan del mismo tejido embrionario que las neuronas simpáticas postganglionares, por lo tanto la médula es similar a un ganglio simpático modificado. Las células de la médula están inervadas por fibras simpáticas preganglionares. En respuesta a la estimulación neural, la médula segrega epinefrina en el torrente sanguíneo. Los efectos de la epinefrina (adrenalina) son similares a los de la norepinefrina (noradrenalina).
Las hormonas producidas por las glándulas suprarrenales son cruciales para el funcionamiento normal y saludable del cuerpo. El cortisol liberado como una respuesta al estrés crónico (o aumento del tono simpático) puede ser perjudicial para el cuerpo (es decir, la hipertensión, la función inmune alterada). Si el cuerpo está estresado por un período de tiempo prolongado, los niveles de cortisol pueden ser insuficientes (fatiga adrenal), causando niveles bajos de azúcar, cansancio excesivo y dolor muscular.
DIVISION PARASIMPÁTICA (CRANEOSACRAL)
La división parasimpática del sistema nervioso autónomo se refiere a menudo como la división craneosacral. Esto es debido al hecho de que los cuerpos celulares de las neuronas preganglionares se encuentran en los núcleos del tronco cerebral, y también
en los cuernos laterales grises de la segunda hasta la cuarta sacra a través de los segmentos de la médula espinal; por lo tanto, el término craneosacral se utiliza a menudo para referirse a la división parasimpática.
Flujo de salida parasimpático craneal:* Consiste en axones mielinizados axones preganglionares que emergen del tronco cerebral en los nervios craneales (III, VII, IX y X).* Tiene cinco componentes.* El componente mayor es el nervio vago (X), lleva fibras preganglionares que comprenden cerca del 80% del flujo total.* Los axones terminan en los ganglios terminales en las paredes del órgano destino (efector), donde hacen sinapsis con las neuronas ganglionares.
Salida parasimpático sacro:* Consiste en axones mielinizados preganglionares que emergen en las raíces anteriores de la segunda a través de los nervios sacrales de la cuarta.* Colectivamente, forman los nervios esplácnicos pélvicos, que hacen sinapsis con las neuronas ganglionares en las paredes de los órganos reproductores / eliminación.
FUNCIONES DEL SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO
El "3F" nemotécnico (miedo, lucha o vuelo) hace que sea fácil predecir el funcionamiento del sistema nervioso simpático. Cuando nos enfrentamos a situaciones de miedo intenso de ansiedad o estrés, el cuerpo reacciona acelerando el ritmo cardíaco, aumentando el flujo sanguíneo a los órganos vitales y los músculos, enlentece la digestión, produce cambios en nuestra visión que nos permitan ver mejor y otros cambios numerosos que nos permiten reaccionar rápidamente en situaciones peligrosas o estresantes. Estas reacciones nos han permitido sobrevivir como especie durante miles de años.
En el cuerpo humano, el sistema simpático es perfectamente equilibrado por la división parasimpática, que devuelve el sistema a la activación normal de la siguiente división simpática. El sistema parasimpático no sólo restaura el equilibrio, sino también realiza otras funciones importantes en la reproducción, descanso, en el sueño, y en la digestión. Cada división utiliza diferentes neurotransmisores para llevar a cabo sus acciones. Para el sistema nervioso simpático, la norepinefrina y la epinefrina son los neurotransmisores elegidos, mientras que la división parasimpática utiliza acetilcolina para llevar a cabo sus funciones.
NEUROTRANSMISORES DEL SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO
Neurotransmisores Sistema nervioso Simpático Sistema nervioso Parasimpático
Acetilcolina Fibras preganglionaresFibras preganglionares; fibras postganglionares en sinapsis
con células efectoras (colinérgicas)
NorepinefrinaFibras postganglionares en sinapsis con células
efectoras (adrenérgicas)
En la tabla anterior se describen los principales neurotransmisores de las divisiones simpática y parasimpática. Hay algunas situaciones especiales que deben tenerse en cuenta:
* Algunas fibras simpáticas que inervan las glándulas sudoríparas y los vasos sanguíneos en los músculos esqueléticos, liberan acetilcolina.* Las células de la médula suprarrenal están estrechamente relacionadas con las neuronas simpáticas postganglionares; segregan epinefrina y norepinefrina, de manera similar a las neuronas simpáticas potsganglionares.
RECEPTORES DE LA ANS
La siguiente tabla muestra los receptores del SNA, incluyendo su localización:
Receptores División SNA LocalizaciónAdrenérgica o
Colinérgica
Receptores nicotínicos parasimpáticoSNA (ambos parasimpático y simpático) ganglios; células
muscularesColinérgica
Receptores Muscarínicos (M2, M3
afectan a la actividad cardiovascular)parasimpático
M2- localizado sobre el corazón (actuado por la
acetilcolina); M3- localizado sobre el árbol arterial (óxido
nítrico)
Colinérgica
Alpha 1 receptors simpáticoPrincipalmente localizado en los vasos sanguíneos;
principalmente localizado postsinápticamenteAdrenérgica
Alpha 2 receptors simpáticoLocalizado presinápticamente en el nervio terminal;
también localizado distal a la hendidura sinápticaAdrenérgica
Beta 1 receptors simpático lipocitos; sistema de conducción del corazón Adrenérgica
Beta 2 receptors simpáticoPrincipalmente localizado en las arterias (coronaria y
músculo esquelética)Adrenérgica
AGONISTAS Y ANTAGONISTAS
Con el fin de entender cómo ciertos fármacos afectan el sistema nervioso autónomo, es necesario definir ciertos términos:* Simpático agonista (simpaticomimético) - un medicamento que estimula el sistema nervioso simpático.* Simpático antagonista(simpaticolítico) - un medicamento que inhibe el sistema nervioso simpático.* Parasimpático agonista (parasimpaticomimético) - un medicamento que estimula el sistema nervioso parasimpático.* Parasimpático antagonista (parasimpaticolítico) - un medicamento que inhibe el sistema nervioso parasimpático.
(Una forma de retener los términos de forma correcta es pensar en el sufijo-mimético en el sentido de "imitar"; en otras palabras, imita la acción. "Lítico" generalmente significa destrucción, por lo que evoca en el sufijo-lítico como la inhibición o destrucción de la acción del sistema en cuestión).
RESPUESTAS A LA ESTIMULACIÓN ADRENÉRGICA
Las respuestas adrenérgicas en el cuerpo son estimuladas por compuestos que son químicamente similares a la adrenalina. La norepinefrina, que se libera de las terminaciones nerviosas simpáticas y epinefrina (adrenalina) en la sangre, son los transmisores adrenérgicos más importantes. La estimulación adrenérgica puede tener efectos tanto excitadores e inhibidores, dependiendo del tipo de receptor en el efector (objetivo) de órganos:
Efectos sobre el órgano diana Efecto estimulatorio o inhibitorio
Dilatación de las pupilas estimulatorio
Secreción disminuida de saliva inhibitorio
Aumento en la frecuencia cardíaca estimulatorio
Aumento en el gasto cardíaco estimulatorio
Aumento en la frecuencia respiratoria estimulatorio
Broncodilatación inhibitorio
Aumento en la presión sanguínea estimulatorio
Disminución de la motilidad/secreción del sistema digestivo inhibitorio
Contracción del esfínter interno rectal estimulatorio
Relajación de los músculos suaves de la vejiga urinaria inhibitorio
Contracción del esfínter interno uretral estimulatorio
Estimulación de la degradación de lípidos (lipolisis) estimulatorio
Estimulación de la descomposición del glucogeno estimulatorio
EFECTOS COMPLEMENTARIOS DE AMBAS DIVISIONES
Las glándulas salivares son accionadas tanto por las divisiones simpáticas como parasimpáticas del SNA. Los nervios simpáticos estimular la constricción de los vasos sanguíneos de todo el tracto digestivo, lo que resulta en disminución del flujo sanguíneo a las glándulas salivares, que a su vez hace más espesa la saliva. Los nervios parasimpáticos estimulan la secreción de saliva acuosa. Por lo tanto, las dos divisiones actuar de forma diferente, pero de una manera complementaria.
EFECTOS COOPERATIVOS DE LAS DOS DIVISIONES
La cooperación entre las divisiones simpáticas y parasimpáticas del ANS se puede ver mejor en los sistemas urinario y reproductivo:
* Sistema reproductivo - las fibras simpáticas estimulan la eyaculación del semen y el peristaltismo reflejo de las hembras, las fibras parasimpáticas producen vasodilatación, resultando en la erección del pene en los hombres y del clítoris en las mujeres.
* Sistema urinario - las fibras simpáticas estimular el impulso urinaria refleja por el aumento del tono vesical; los nervios parasimpáticos promueven la contracción de la vejiga urinaria.
ÓRGANOS SIN INERVACIÓN DUAL
La mayoría de los órganos del cuerpo están inervados por fibras nerviosas tanto del sistema nervioso simpático y parasimpático. Pero hay algunas excepciones:* Médula suprarrenal* Glándulas sudoríparas* Erector pilli músculos* La mayoría de los vasos sanguíneos
Estos órganos / tejidos sólo están inervados por fibras simpáticas. ¿Cómo puede el cuerpo regular su acción? El cuerpo consigue el control mediante el aumento o la disminución del tono de las fibras simpáticas (tasa de disparos). Mediante el control de la estimulación de las fibras simpáticas, la acción de estos órganos puede ser regulada.
ESTRÉS Y SNA
Cuando una persona se coloca en una situación de amenaza, los mensajes de los nervios sensoriales se llevan a la corteza cerebral y al sistema límbico (cerebro "emocional") y también al hipotálamo. La porción anterior del hipotálamo excita el sistema nervioso simpático. El bulbo raquídeo contiene los centros que controlan muchas de las funciones de los sistemas digestivo, cardiovasculares, pulmonares, reproductivos y urinarios. El nervio vago (que tiene ambas fibras sensitivas y motoras) suministra información sensorial a estos centros a través de sus fibras aferentes. El bulbo raquídeo en sí es regulado por el hipotálamo, la corteza cerebral y el sistema límbico. Así, hay varias áreas que participan en la respuesta del cuerpo al estrés.
Cuando una persona está expuesta a un estrés extremo (una imagen aterradora o una situación que se produce sin previo aviso, tal como un animal salvaje a punto de atacarte), el sistema nervioso simpático puede ser completamente paralizado pudiendo sus funciones cesar completamente. La persona puede estar paralizada, incapaz de moverse. Pueden perde el control de su vejiga. Esto es debido a una abrumadora cantidad de señales que el cerebro debe "ordenar" y un aumento correspondiente tremendo de adrenalina. Afortunadamente, la mayoría de las veces no se está expuesto a estrés de esta magnitutud y nuestras funciones del sistema nervioso autónomo funcionan como es debido.
PROBLEMAS CLARAMENTE RELACIONADOS CON LA PARTICIPACIÓN AUTONÓMICA
Hay numerosas enfermedades / condiciones que resultan de la disfunción del sistema nervioso autónomo:
* Hipotensión ortostática: los síntomas incluyen mareos / aturdimiento con el cambio de posición (por ejemplo, al pasar de sentado a de pie), desmayos, visión borrosa y náuseas a veces. Algunas veces es causada por la insuficiencia de los barorreceptores para detectar y responder a la presión arterial baja causada por la acumulación de sangre en las piernas.
* Síndrome de Horner: los síntomas incluyen disminución de la sudoración, caída del párpado y la constricción de la pupila que afecta un lado de la cara. Es causado por daño a los nervios simpáticos que abastecen los ojos y la cara.
* Enfermedad de Hirschsprung-también conocida como megacolon congénito, este trastorno incluye la dilatación del colon y el estreñimiento severo. Es causada por una falta de ganglios parasimpáticos en la pared del colon.
* Síncope vasovagal- una causa común de desmayo. El síncope vasovagal se produce cuando el SNA responde anormalmente a un factor desencadenante (lugares inquietantes, esfuerzos al defecar, de pie durante períodos prolongados) al disminuir el ritmo cardíaco y dilatación de los vasos sanguíneos en las piernas, permitiendo que la sangre se estanque en las extremidades inferiores, dando como resultado una caída rápida de la presión arterial.
* Fenómeno de Raynaud- esta enfermedad frecuentemente afecta a las mujeres jóvenes, provocando la decoloración de los dedos de manos y pies, y en ocasiones las orejas y otras áreas del cuerpo. Es causada por una vasoconstricción extrema de los vasos sanguíneos periféricos resultante de la hiperactivación del sistema nervioso simpático. A menudo se precipita por el estrés y el frío.
* Shock espinal causado por lesiones graves o daños a la médula espinal- el shock espinal puede causar disreflexia autonómica,
que se caracteriza por sudoración, hipertensión grave y la pérdida de control del intestino o de la vejiga causada por la estimulación simpática por debajo del nivel de la lesión de la médula espinal que está marcada por el sistema nervioso parasimpático.
LA NEUROPATÍA AUTONÓMICA
Las neuropatías autonómicas son un conjunto de condiciones o enfermedades que afectan a las neuronas simpáticas o parasimpáticas (o a veces a ambas). Pueden ser hereditarias (presentes desde el nacimiento y transmitidas de un padre afectado) o adquirida más tarde en la vida.
El sistema nervioso autónomo controla muchas funciones del cuerpo, por lo tanto, las neuropatías pueden causar un buen número de síntomas y signos que pueden ser captados a través de exámenes o estudios de laboratorio. A veces, sólo se afecta un nervio del SNA, sin embargo los médicos deben vigilar la aparición de síntomas derivados de la participación de otras áreas del SNA. Las neuropatías autónomas pueden causar una amplia variedad de síntomas clínicos. Estos síntomas dependen de que los nervios del SNA se vean afectados.
Los síntomas pueden ser muy variados y pueden afectar a casi todos los sistemas del cuerpo:
* El color pálido del sistema tegumentario- la falta de capacidad de sudar que afecta a un lado de la cara, picor, hiperalgesia (hipersensibilidad de la piel), piel seca, pies fríos, uñas quebradizas, empeoramiento de los síntomas por la noche, la falta de crecimiento del cabello en la parte inferior piernas.
* El sistema cardiovascular (palpitaciones o latidos intermitentes)- temblores, visión borrosa, sensación de desmayo, falta de aliento, dolor de pecho, zumbidos en los oídos, malestar en la extremidad inferior, desmayos.
* Sistema gastrointestinal- diarrea o estreñimiento, sensación de saciedad después de comer muy poco (saciedad precoz), dificultades para tragar, incontinencia, disminución de la salivación, gastroparestesia, desmayos durante las actividades de aseo personal, aumento de la motilidad gástrica, vómitos (asociado con gastroparestesia).
* Sistema genitourinario- la disfunción eréctil, incapacidad para eyacular, incapacidad para alcanzar el orgasmo (en mujeres y hombres), eyaculación retrógrada, urgencia y frecuencia urinaria, retención urinaria (incontinencia por rebosamiento), incontinencia urinaria (incontinencia de esfuerzo o de urgencia), nicturia, enuresis, vaciado incompleto de la vejiga.
* Sistema respiratorio-disminución de la respuesta a los estímulos colinérgicos (por broncoconstricción deteriorada), alteración de la respuesta a los bajos niveles de oxígeno en la sangre (la frecuencia cardíaca y la respuesta de ventilación).
* Sistema nervioso- sensación de quemazón en los pies, incapacidad para regular la temperatura corporal.
* Ocular- sistema borrado / gris de la visión, fotofobia, visión de túnel, reducción de lagrimeo, dificultad para concentrarse, pérdida de tamaño pupilar en el tiempo.
Las causas de la neuropatía autonómica pueden estar relacionadas con numerosas enfermedades / condiciones o medicamentos usados para tratar otras enfermedades o procedimientos (como la cirugía):
* Alcoholismo crónico-etanol (alcohol), la exposición a ello puede conducir a problemas de transporte axonal y el daño a las propiedades del citoesqueleto. El alcohol se ha demostrado ser tóxico para los nervios, tanto periférico como autonómico.
* Amiloidosis- En esta condición, las proteínas insolubles se depositan dentro de diversos tejidos y órganos; la disfunción autonómica es común en la amiloidosis primaria y hereditaria.
* Enfermedades autoinmunes- la porfiria aguda intermitente y variegata, el síndrome de Holmes-Adie, el síndrome de Ross, el mieloma múltiple y POTS (síndrome de taquicardia postural ortostática) son ejemplos de enfermedades que tienen un conocido componente autoinmune / causa de la enfermedad. El sistema inmunológico identifica erróneamente los tejidos del cuerpo como extraños y trata de destruirlos, dando lugar a grandes daños a los nervios.
* Diabetes-la neuropatía ocurre comúnmente en la diabetes, que afecta a los nervios sensoriales y motores, la diabetes es la causa más común de la NA (Neuropatía diabética).
* Atrofia multisistémica- este es un trastorno neurológico que provoca la degeneración de las células nerviosas, causando alteraciones en las funciones autonómicas y problemas con el movimiento y el equilibrio.
* Daño a los nervios-los nervios pueden ser dañados como resultado de un trauma o cirugía, lo que resulta en la disfunción autonómica.
* Medicamentos: medicamentos utilizados terapéuticamente para tratar otros trastornos pueden afectar al SNA. Los siguientes son algunos ejemplos:
Los fármacos que aumentan la actividad simpática (simpaticomiméticos): anfetaminas, inhibidores de la monoamino oxidasa (antidepresivos), estimulantes beta adrenérgicos.
Los medicamentos que disminuyen la actividad simpática (simpaticolíticos): alfa y beta-bloqueadores (por ejemplo, metoprolol), barbitúricos, anestésicos.
Los fármacos que aumentan la actividad parasimpática (parasimpaticomiméticos): anticolinesterásicos, colinomiméticos, inhibidores reversibles de carbamato.
Los medicamentos que disminuyen la actividad parasimpática (parasimpaticolíticos): anticolinérgicos, antidepresivos, tranquilizantes.
Obviamente, algunas personas no pueden controlar sus factores de riesgo de neuropatía autonómica (es decir, las causas hereditarias de NA). La diabetes es con mucho, el mayor factor que contribuye a la NA y expone a los individuos con la enfermedad, a un alto riesgo para NA. Los diabéticos pueden reducir su riesgo con el control de su azúcar en sangre de forma preventiva para evitar daños en los nervios. Fumar, el consumo de alcohol regular, la hipertensión, hipercolesterolemia y la obesidad también pueden aumentar el riesgo de desarrollar NA, por lo que estos factores deben ser controlados tanto como sea posible para reducir el riesgo de desarrollar dicha NA.
El tratamiento de la disfunción autonómica depende en gran medida de la causa de la NA. Cuando el tratamiento de la causa subyacente no es posible, los médicos tratarán diversos tratamientos para mitigar los síntomas de la NA:
* Tegumentario sistema- picazón (prurito) que se puede tratar con medicamentos o puede ser combatidos mediante una mayor hidratación de la piel, que puede ser la causa principal del prurito; la hiperalgesia de la piel se puede tratar con medicamentos como gabapentina, un medicamento utilizado para tratar la neuropatía y del dolor neural.
* Sistema cardiovascular- los síntomas de hipotensión ortostática pueden mejorarse con el uso de medias de compresión, aumentando la ingesta de líquidos, el aumento de sal en la dieta y los medicamentos que regulan la presión arterial (es decir fludrocortisonas). La taquicardia puede ser tratada con betabloqueantes. Los pacientes deben ser aconsejados en evitar los cambios bruscos de posición.
* Sistema Gastrointestinal- los pacientes pueden ser aconsejados en relación a comer comidas ligeras y frecuentes si tiene gastroparesia. Los medicamentos a veces pueden ser útiles para aumentar la motilidad (ej., Reglan). Incrementar la fibra en la dieta puede ayudar con el estreñimiento. El reentrenamiento intestinal también es a veces útil para el tratamiento de problemas intestinales. La diarrea a veces son mejoradas por los antidepresivos. Consumir una dieta que sea baja en grasa y alta en fibra puede mejorar la digestión y el estreñimiento. Las personas diabéticas deben tratar de normalizar sus niveles de azúcar en sangre.
* El sistema genitourinario- reentrenamiento de la vejiga, medicamentos para la vejiga hiperactiva, la cateterización intermitente (se utiliza para vaciar completamente la vejiga cuando el vaciamiento incompleto de la vejiga es un problema) y los medicamentos para tratar la disfunción eréctil (por ejemplo, el Viagra) puede ser utilizado para tratar problemas sexuales.
* Cuestiones oculares-medicamentos para reducir el lagrimeo son recetados a veces.
V . L O S N E U R O T R A N S M I S O R E S
DEFINIMOS A UN NEUROTRANSMISOR como una sustancia producida por una célula nerviosa capaz de alterar el funcionamiento de otra célula de manera breve o durable, por medio de la ocupación de receptores específicos y por la activación de mecanismos iónicos y/o metabólicos.
Aquí tenemos que imaginar las posibilidades de un neurotransmisor. La sustancia es capaz de estimular o inhibir rápida o lentamente (desde milésimas de segundo hasta horas o días), puede liberarse hacia la sangre (en lugar de hacia otra neurona, glándula o músculo) para actuar sobre varias células y a distancia del sitio de liberación (como unahormona), puede permitir, facilitar o antagonizar los efectos de otros neurotransmisores. O también puede activar otras sustancias del interior de la célula (los llamados segundos mensajeros, véase la figura VII.2, p. 113) para producir efectos biológicos (p. ejem., activar enzimas como las fosforilasas o las cinasas). Y además, una misma neurona puede tener efectos diferentes sobre las estructuras postsinápticas, dependiendo del tipo de receptor postsináptico presente (p. ejem., excitar en un sitio, inhibir en otro e inducir la secreción de una neurona en un tercero).
Para todas estas posibilidades se han usado términos como el de neuromodulador, neurorregulador, neurohormona o neuromediador. Aunque el uso de términos diferentes puede ayudar a definir acciones y contextos de comunicación intercelular, aquí utilizaremos el de neurotransmisor, pues hablamos simplemente de intercambio de información, de transmisión de señales, de uniones funcionales entre células.
¿Cómo se reconoce a un neurotransmisor? ¿Cómo saber que una neurona produce una sustancia que afecta a otra? Los criterios para identificar a una sustancia como neurotransmisor son semejantes a los que mencionamos cuando hablamos del sistema nervioso autónomo (básicamente, la acetilcolina y adrenalina). Antes de tratar estos puntos es necesario decir que las técnicas de las que actualmente disponemos para abordar estos problemas siguen siendo relativamente burdas. Querríamos saber lo que sucede en una fracción de la célula que mide millonésimas de milímetro y los instrumentos que tenemos sólo detectan porciones más grandes. A medida que estos instrumentos se acercan más a lo pequeño, requieren que el objeto a examinar sea lo más puro (o concentrado) posible, si es que queremos distinguirlo de otros objetos (o moléculas) igualmente diminutos. Ya sea con electrodos pequeñísimos o con procedimientos de purificación y enriquecimiento de "jugos" cerebrales, estamos alterando la forma y funciones originales. A pesar de estas limitaciones, ha sido posible averiguar muchos elementos de la función sináptica. Se han utilizado técnicas de citoquímica y de fraccionamiento subcelular con bastante éxito, las cuales han permitido aislar estos componentes y así estudiarlos. Recordemos nuevamente los criterios:
a) Se debe demostrar la presencia del transmisor en las terminales presinápticas y en las neuronas de donde estas terminales provienen.
Hay varios implícitos en estas condiciones. Veamos algunos de ellos.
Si decimos que una sustancia debe estar presente en algún sitio, significa que sudistribución y concentración son particulares. Varios transmisores fueron descubiertos al detectarlos en el tejido nervioso en concentraciones particularmente elevadas. Se pensó que si se concentraban tanto en un solo sitio, algo tendrían que ver con la función de tal sitio. Si decimos que allí se localiza y concentra, entonces pensaríamos que la sustancia en cuestión también debería producirse (sintetizarse) en la neurona que suponemos libera ese transmisor. Esto quiere decir que también tendríamos que identificar los componentes celulares necesarios para su fabricación (enzimas, precursores, metabolitos, etc.), para su transporte (si es que se producen en
el soma neuronal para ser liberados a nivel de las terminales) y para su procesamiento una vez liberados (en este caso, la recaptura del neurotransmisor, que constituye uno de los mecanismos de inactivación).
Finalmente, si seccionamos o lesionamos una vía o núcleo neuronal, esperamos que el transmisor en cuestión desaparezca del sitio donde se encuentran sus terminales.
b) El transmisor debe liberarse de la terminal presináptica por estimulación nerviosa. Aquí se incluyen los procesos necesarios para esta liberación, como la existencia de transportadores del transmisor desde el citoplasma al sitio de liberación, lo cual implica a moléculas que interactúan con el esqueleto celular (una red de estructuras que dirige el tránsito de sustancias al interior de la célula) y otras que permiten que la membrana celular pueda abrirse para expulsar el neurotransmisor: Sabemos que para que estos procesos se realicen es necesario el calcio, y por lo mismo, los canales iónicos por los cuales este ion penetra a la terminal.
c) Identidad de acción. Ésta ha sido considerada el criterio principal para tratar a una sustancia como neurotransmisor. Podemos enunciarlo de otra manera: los efectos de la sustancia en cuestión, cuando ésta se aplica al sitio de estudio, deben ser idénticos a aquellos producidos por la estimulación de la terminal presináptica.
El investigador pretende demostrar que la sustancia propuesta como transmisor produzca los mismos cambios iónicos que la estimulación sináptica directa; (sea con electricidad o químicos). Sin embargo, este tipo de estudios requiere registrar intracelularmente la terminal o neurona postsináptica por largo tiempo e, idealmente, contar con una sustancia que antagonice específicamente al transmisor natural. Si el antagonista bloquea los efectos tanto de la estimulación eléctrica como los de la sustancia en cuestión, a dosis semejantes, entonces podremos decir que existe identidad de acción.
Al aplicar diversas técnicas de marcado neuroquímico se han identificado vías nerviosas que tienen neurotransmisores específicos, a partir de neuronas que los sintetizan y envían sus proyecciones hacia lugares distantes del sistema nervioso. Gracias a técnicas que utilizan anticuerpos dirigidos a las enzimas de síntesis de los diversos neurotransmisores, los cuales se conjugan con otras sustancias que fluorescen o que se colorean, se ha podido determinar el curso de las fibras de estas neuronas. En la figura V.I. se ilustran algunas de ellas.
Estudios recientes indican que una misma terminal puede contener varios tipos de transmisores, los cuales pueden liberarse juntos o independientemente.
Un ejemplo de identificación de un transmisor lo constituye la acetilcolina en la unión nervio-músculo. La estimulación del nervio motor libera acetilcolina; existen los mecanismos para su síntesis, almacenamiento y recaptura a nivel de la terminal; el músculo contiene receptores específicos para la acetilcolina; los efectos de la estimulación nerviosa o los de la aplicación externa de esta sustancia dan lugar a los mismos cambios iónicos a nivel de la fibra muscular (la postsinapsis, en este caso) y existen las enzimas necesarias para su metabolismo. En el caso del SNC el problema se complica por la gran densidad de neuronas y sobre todo de terminales, además del factor que mencionábamos de coexistencia de varios transmisores en la misma terminal. A pesar de estas limitaciones, existen pruebas acerca de varias sustancias que permiten que las consideremos como neurotransmisores centrales. Hagamos una revisión de las principales.
ACETILCOLINA
Ya vimos el papel que tuvo la acetilcolina en la transmisión neurohumoral (los experimentos de Loewi en los años 20). A pesar de que conocemos esta sustancia desde hace mucho tiempo, no se le ha podido investigar en detalle, a nivel central, por falta de técnicas adecuadas. Está bien establecido que la acetilcolina es el transmisor a nivel de la unión neuromuscular y en muchas áreas del SNA. La distribución y concentración de la acetilcolina en el SNC hizo pensar que también allí podría tener una función. Y finalmente, el efecto neurológico de varias drogas que se sabía interactuaban con la acetilcolina sugería que se podría tratar de un transmisor. En los años 50, John Eccles y sus colaboradores demostraron que un tipo particular de neurona de la médula espinal, la célula de Renshaw, era sensible a antagonistas colinérgicos y a la misma acetilcolina. La célula de Renshaw es inervada por motoneuronas (las neuronas que excitan fibras musculares), así sabemos que en esa sinapsis se libera acetilcolina (recordando el llamado Principio de Dale, que postula que una neurona libera el mismo neurotransmisor en todas sus terminales). Hasta ahora es de los pocos ejemplos de sinapsis centrales donde se reúnen casi todos los criterios necesarios para considerar a esta sustancia como neurotransmisor, a pesar de que se ha demostrado que la acetilcolina se encuentra en otras áreas del SNC y que muchas regiones cerebrales son sensibles a esta sustancia.
FIGURA V.IA. Las vías de los neurotransmisores: noradrenérgicos (en negro) y dopaminérgicos (en amarillo). Las letras A indican la localización de grupos neuronales que sintetizan el
neurotransmisor.
La acetilcolina se elabora a partir de la colina, cuyo origen en general es la dieta, y de la acetil-coenzima A, que proviene de la glucosa a través de varios pasos metabólicos que ocurren en las mitocondrias. La enzima que une estas dos moléculas para producir acetilcolina es la colina-acetiltransferasa (véase la figura V. 2 .). Las enzimas que destruyen a la acetilcolina se llaman acetilcolinesterasas. Se ha visto que existen varias colinesterasas, y que diversas áreas cerebrales pueden contener niveles diferentes de ellas.
VÍAS COLINÉRGICAS CENTRALES
La primera vía colinérgica demostrada a nivel del SNC fue la que se forma con fibras colaterales del axón de las motoneuronas espinales (llamadas colaterales recurrentes, porque salen del mismo axón y retornan en dirección al cuerpo neuronal) hacia la célula de Renshaw. Esta célula, al activarse por estas recurrentes, inhibe a la motoneurona, constituyendo así un circuito de retroalimentación negativa. A niveles superiores ha sido más difícil hacer los mapas de las vías colinérgicas, por la ausencia de marcadores de las mismas. Hace años se utilizaron técnicas histoquímicas para hacer que la acetilcolinesterasa reaccionara con ciertos colorantes, y así señalar su presencia. Actualmente se utilizan anticuerpos contra la enzima que participa en la síntesis de la acetilcolina, la colina-acetiltransferasa, asociados a otras moléculas que pueden marcarse para ser vistas por microscopía. La inervación colinérgica central se distribuye ampliamente, sea por medio de interneuronas (neuronas contenidas en un núcleo, y que no envían sus prolongaciones axónicas fuera de él) o por vías largas que se ramifican. Entre estas últimas están las fibras que nacen del núcleo basal de Meynert (llamado magnocelular en la rata), localizado a lo largo de la porción basal del cerebro anterior y que, por una parte, envía prolongaciones a la corteza cerebral en forma difusa y, por la otra, a grupos de neuronas situados en el tallo cerebral que se proyectan hacia estructuras como el tálamo, la formación reticular y los núcleos cerebelosos y vestibulares, además de hacia varios nervios craneales (como el vago, del que ya hablamos).
FIGURAV.IB. Las vías de neurotransmisores: serotoninérgicos (en rojo) y colinérgicos (en verde). Se indican los principales núcleos de origen de dichas vías.
Existen neuronas que responden a la acetilcolina en muchas partes del cerebro, y de acuerdo con la región que se estudie, este neurotransmisor puede tener efectos excitadores o inhibidores. Los receptores colinérgicos han sido divididos en dos tipos: losmuscarínicos y los nicotínicos. Estos términos se refieren a los efectos de la muscarina, sustancia proveniente de un hongo (Amanita muscaria) que tiene efectos similares a los de la nicotina, contenida en el tabaco, y de la acetilcolina. La muscarina, en general, estimula los receptores colinérgicos, mientras que la nicotina primero los estimula y después los bloquea.
Los receptores colinérgicos
Como vimos, existen dos familias de receptores colinérgicos: los muscarínicos y los nicotínicos. Hasta la fecha, se han descrito cinco subtipos de receptores muscarínicos (que llamaremos M1 a M5). La ocupación de todos ellos produce respuestas relativamente lentas (de 100 a 250 milisegundos de duración), mediadas directamente por receptores ionotrópicos (canales de K+, Ca2+ o Cl-) o por segundos mensajeros (la familia de proteínas G). Dependiendo del tipo celular participante, se obtendrán respuestas excitatorias o inhibitorias. La identificación de estos subtipos de receptor ha sido posible gracias a que se cuenta con antagonistas de algunos de ellos, y a técnicas de biología molecular por medio de las cuales se han aislado cadenas de aminoácidos particulares de cada subtipo.
FIGURA V. 2. La sinapsis colinérgica. Esquema de una sinapsis que sintetiza, acumula y libera acetilcolina. El neurotransmisor proviene de la conversión del aminoácido precursor: la colina,
junto con la acetil-coenzima A (AcCoA), a través de la enzima colina-acetilasa (I), hacia acetilcolina (AC). Esta puede almacenarse en vesículas (2) o liberarse directamente (3). Una vez fuera de la terminal sináptica, la acetilcolina puede ocupar sitios receptores (R) en otra célula (4), en ella misma —autorreceptores, AR—(5), recaptarse (6) o metabolizarse —por
colinesterasas—(7) hacia colina y acetato.
Habíamos mencionado la utilidad que tuvo el axón gigante de calamar en los estudios sobre la generación y la conducción del impulso nervioso. En el campo de la transmisión colinérgica se tuvo la suerte de contar con otra preparación marina para investigar, esta vez, el receptor colinérgico. Se trata de la llamada electroplaca. Se encuentra en peces y anguilas eléctricas y corresponde a la placa neuromuscular de los vertebrados. En este caso, el nervio motor también libera acetilcolina, la cual interactúa con su receptor. Sólo que en lugar de producirse una contracción muscular, hay una descarga eléctrica. En estos animales las descargas sirven no sólo para defenderse o atacar, sino también para comunicarse y para marcar territorios. La gran ventaja que ofrecen estas electroplacas es su abundancia de receptores colinérgicos. Y gracias a esta abundancia se pudieron obtener preparaciones ricas en receptor en las cuales estudiar su estructura y función. A partir de experimentos bioquímicos y electrofisiológicos se ha visto que la acetilcolina puede liberarse no sólo a partir de vesículas sinápticas, sino también directamente del citoplasma de la terminal. El grupo de Y. Israel, en Francia, ha descrito la presencia de una proteína citoplásmica que se encarga de liberar la acetilcolina al medio extracelular. La han llamado mediatóforo.
En cuanto al receptor nicotínico, aislado del órgano eléctrico, se ha podido marcar y aislar por el descubrimiento de sustancias contenidas en venenos de cobras de la India (bungarotoxina). Gracias a ellos, y a técnicas inmunológicas, se han identificado al menos cuatro subtipos de receptor, de acuerdo con su localización en el organismo.
Mecanismos y funciones colinérgicas
Se ha relacionado a la acetilcolina con funciones mnésicas (las ligadas a la memoria), así como en la transmisión del dolor, el calor y los sabores. También en la regulación de los movimientos voluntarios y el control del ciclo sueño-vigilia. Muchas de las
pruebas que originaron estas hipótesis funcionales se obtuvieron por el uso de agonistas (sustancias que imitan el efecto de la sustancia en cuestión) y antagonistas colinérgicos. Por ejemplo, la oxotremorina y la arecolina, agonistas muscarínicos, producen temblor que se bloquea con atropina, antagonista muscarínico por excelencia. La nicotina también produce temblor, pero no puede antagonizarse con atropina. Esto sugiere que ambos tipos de receptor (muscarínico y nicotínico) participan en el temblor. También se ha visto que microinyecciones de agonistas colinérgicos en el tallo cerebral pueden afectar el ciclo sueño-vigilia. De estos aspectos funcionales hablaremos más adelante, cuando tratemos las drogas utilizadas en la enfermedad de Parkinson y de fármacos que inducen sueño (los hipnóticos).
En ciertas enfermedades neurológicas, claramente se han identificado anticuerpos contra el receptor colinérgico del músculo esquelético, como en casos de pacientes conmiastenia gravis. En otros padecimientos cerebrales, el papel de la acetilcolina es menos claro, aunque de acuerdo con los efectos de agonistas y antagonistas, se ha propuesto que participa en padecimientos como la corea de Huntington, y las enfermedades de Parkinson y Alzheimer. De estas alteraciones hablaremos más adelante.
Mencionemos finalmente, que muchos insecticidas y algunos gases utilizados en situaciones de guerra deben sus acciones a los efectos antagónicos irreversibles de la acetilcolinesterasa.
NORADRENALINA Y ADRENALINA
Estás sustancias pertenecen al grupo de las catecolaminas, que también incluyen a la dopamina.
Las catecolaminas
Antes mencionamos que en el SNA han sido utilizados los extractos de glándula suprarrenal para producir respuestas fisiológicas (de allí el término adrenalina). No fue sino hasta 1946 cuando se identificó el verdadero transmisor de los nervios de la división simpática del SNA: la noradrenalina.
A diferencia de la acetilcolina, las catecolaminas muestran una distribución bastante desigual en el sistema nervioso, es decir, hay áreas donde son muy abundantes y en otras son muy escasas.
En los años 60, dos grupos de investigadores suecos descubrieron que si se exponían tejidos nerviosos congelados al vapor de formaldehído caliente (entre 60 y 80°C) se lograba que las catecolaminas emitieran fluorescencia. De esta manera, por primera vez en la historia de la neurotransmisión, se pudo avanzar en la delimitación de vías y en aspectos morfológicos de las neuronas catecolaminérgicas. Se vio que una sola neurona podía tener terminales hasta de 10 a 20 cm de distancia del soma, y que éstas mostraban varicosidades (al microscopio aparecían cómo un rosario) ricas en fluorescencia.
Estudios más detallados mostraron después, que las tres principales catecolaminas (adrenalina, noradrenalina y dopamina) se distribuían en forma diferente en el interior del sistema nervioso, y que en ciertas áreas eran más abundantes unas que otras.
Actualmente conocemos con bastante detalle cómo se forman las catecolaminas en el interior del cerebro, en las células cromafines (de la glándula suprarrenal) y en los nervios y ganglios del sistema simpático. A partir del aminoácido l- tirosina, la enzima tirosina-hidroxilasa (TH) lo convierte en DOPA (dihidroxifenilalanina) y ésta se
transforma, por laDOPA-descarboxilasa, en dopamina, ésta a su vez puede transformarse, en aquellas células que contengan la enzima dopamina--hidroxilasa (DBH), en noradrenalina. La noradrenalina puede convertirse en adrenalina por otra transferencia de metilos, a cargo de la fenil-etanol-amina-N-metiltransferasa (PNMT). La noradrenalina, a su vez, inhibe a la tirosina-hidroxilasa, funcionando así como señal de interrupción de la síntesis. A este mecanismo se le conoce como "inhibición por producto final". Estas vías metabólicas se ilustran en las figuras V.3 y V.4.
FIGURA V.3. La sinapsis noradrenérgica. Esquema de una sinapsis que sintetiza, acumula y libera noradrenalina o norepinefrina (NE). El neurotransmisor proviene de la conversión del
aminoácido precursor, la tirosina, a través de varios pasos enzimáticos, hasta noradrenalina: la tirosina-hidroxilasa (TH) convierte la tirosina en DOPA (I); la DOPA- descarboxilasa la
convierte en dopamina (2), y la dopamina -- hidroxilasa en noradrenalina (3). Ésta puede almacenarse junto con otras proteínas sinápticas y con ATP (4) para de allí liberarse, directa
o indirectamente (5). Una vez liberado, el neurotransmisor puede ocupar receptores postsinápticos (6), metabolizarse por la enzima catecol -O- metiltransferasa (COMT) (7),
recaptarse (8) para su eventual reutilización u ocupar autorreceptores (AR) (9).
La tirosina-hidroxilasa parece ser el paso limitante de todas estas reacciones. Es decir, se trata del paso enzimático crítico en la síntesis de las catecolaminas. Si queremos aumentar sus niveles, tendremos que aumentar los volúmenes de la enzima. Estos cambios dependen, por un lado, de la cantidad de enzima y del sustrato (la molécula sobre la cual actúa la enzima), de la disponibilidad de los llamados cofactores (como las vitaminas, que funcionan como "ayudantes" de las enzimas) y, por otro, de la intensidad y patrón de activación nerviosa.
Las catecolaminas se almacenan en vesículas que se transportan desde el cuerpo celular hasta las terminales. La liberación del neurotransmisor parece efectuarse no solamente en éstas, sino también en las varicosidades de las fibras catecolaminérgicas. Muchas de esas varicosidades no están asociadas a terminales postsinápticas, por lo que se ha sugerido que puede haber liberación "extrasináptica" del neurotransmisor. Esta liberación podría contribuir a la existencia de niveles cambiantes de catecolaminas en el espacio extracelular, con posibilidad de inducir efectos a distancia y sobre un gran número de estructuras cerebrales. Es lo que se ha llamado "transmisión de volumen" en el sistema nervioso y, aunque aún está sujeto a controversia, se trata de un interesante concepto que podría tener relación con estados cerebrales "difusos" como el sueño, la vigilia o la atención selectiva.
La liberación de catecolaminas se regula por la existencia de autorreceptores en la terminal presináptica, los cuales responden a la concentración del neurotransmisor en la sinapsis. Los nervios adarenérgicos parecen tener varios tipos de autorreceptores. Unos responden a las mismas catecolaminas, mientras que otros lo hacen a diferentes neurotransmisores. Esto agrega posibilidades de regulación del tránsito sináptico y ofrece también oportunidades de intervención farmacológica.
En lo que respecta al metabolismo de las catecolaminas, tanto la dopamina como la noradrenalina se degradan por la monoaminooxidasa (MAO) y la catecol-O-metiltransferasa (COMT), en ácido homovanílico (HVA) y ácido dihidroxifenilacético (DOPAC). Ambos metabolitos pueden cuantificarse en el líquido cefalorraquídeo u orina para tener un índice de actividad catecolaminérgica.
Quizás el lector se encuentre un poco abrumado con tantos nombres y detalles. Pero si se quiere entender, al menos un poco, lo que algunas drogas hacen en el cerebro, es mejor tener a la mano la información necesaria. Un par de ejemplos: a sujetos con Parkinson, que como veremos tienen deficiencia de dopamina cerebral, se les administra no sólo su precursor (la L-DOPA), sino también inhibidores de la descarboxilasa (la enzima que, como acabamos de ver, la destruye), para aumentar su efecto. Los inhibidores de la MAO se utilizan clínicamente como antidepresivos.
Los receptores adrenérgicos
Como consecuencia del desarrollo de agonistas y antagonistas catecolaminérgicos específicos se ha podido establecer la existencia de varios tipos de receptores adrenérgicos. Clásicamente se les ha dividido en dos familias: los y los -adrenérgicos. Ahora se sabe que al interior de estas familias existen otros subtipos. Así, se conocen hasta la fecha tres tipos de receptores (I, 2 y 3), cuatro- I (A, B, C, y D) y tres -2(A, B y C), de acuerdo con sus efectos sobre las llamadas proteínas G, aunque este número puede aumentar. Las proteínas G representan una familia de segundos mensajeros (véase la figura VII.2) que traduce la señal dada por la ocupación del receptor membranal al lenguaje neuronal intracelular a través de la activación o inhibición enzimática. Así tendremos proteínas G estimuladoras y proteínas G inhibidoras.
En el SNC, se ha asociado la presencia de receptores - I, -2 y -I con neuronas, y los -2 con la glía y células vasculares.
Los receptores adrenérgicos están sujetos a varios tipos de regulación. Su número puede aumentar o disminuir, lo mismo que su sensibilidad a fármacos (p. ejem., después del uso crónico).
Vías noradrenérgicas
Se ha podido determinar la distribución de fibras y cuerpos celulares con contenido catecolaminérgico. Es un sistema de transmisión notable: se origina en áreas muy circunscritas del tallo cerebral y envía ramificaciones a todas las áreas del cerebro, cerebelo y médula espinal que se han estudiado. Esta proyección amplia hace que sus influencias sean generalizadas (véase la figura V.I).
Las principales fibras noradrenérgicas nacen de dos sitios principales del tallo cerebral: el locus coeruleus y el área tegmental lateral.
El locus coeruleus se encuentra en la porción más inferior del tallo cerebral. En el ser humano está constituido por aproximadamente 12 000 neuronas en cada lado del cerebro. Estas neuronas dan lugar a cinco haces de fibras principales, que llegan al
tálamo, hipotálamo, hipocampo, bulbo olfatorio, y muchas otras áreas, para eventualmente terminar en la corteza cerebral.
Neuronas noradrenérgicas
A partir del momento en que se identificó y aisló la enzima que convierte la noradrenalina en adrenalina (la PNMT), se crearon anticuerpos contra ella para así localizarla en el sistema nervioso. Se encontraron dos grupos principales de neuronas que contienen esta enzima (y que, por tanto, pueden elaborar adrenalina) también a nivel del tallo cerebral inferior y lateral. Estas células están asociadas a centros de regulación autónoma de funciones respiratorias, cardiovasculares y viscerales, por una parte, y por otra, a estructuras hipotalámicas más anteriores.
DOPAMINA
Hasta hace relativamente poco tiempo, se pensaba que la dopamina era sólo un producto intermedio del metabolismo de las catecolaminas. Sin embargo, al observarse que la distribución cerebral de la dopamina y la noradrenalina eran francamente diferentes y que la primera era mucho más abundante que la segunda, se le empezó a considerar más seriamente como un neurotransmisor aparte. El refinamiento de las técnicas anatómicas (p. ejem., histofluorescencia) mostró que gran parte de la dopamina cerebral se concentraba en los ganglios basales (véase el capítulo II), concluyendo entonces que esta sustancia podría tener algo que ver con el control del movimiento y patologías como la enfermedad de Parkinson.
La dopamina, como el resto de las catecolaminas, se sintetiza a partir de la l- tirosina, que debe ser transportada hacia el cerebro a través de la barrera hematoencefálica hasta la neurona dopaminérgica. Allí, la enzima tirosina-hidroxilasa la transformará en 1-dihidroxifenilalanina (L-DOPA), y la DOPA-descarboxilasa a dopamina. Si queremos aumentar los niveles cerebrales de dopamina es necesario aumentar la concentración deDOPA, que normalmente es bastante baja. No se obtiene tal efecto aumentando los niveles de l- tirosina, que ya de por sí son relativamente elevados.
FIGURA V.4. La sinapsis dopaminérgica. La dopamina (DA) se sintetiza a partir de la tirosina, a través de los mismos pasos enzimáticos que la sinapsis noradrenérgica: la tirosina-hidroxilasa
(TH) convierte la tirosina en DOPA (I); la DOPA-descarboxilasa la convierte en dopamina (2). La DA puede almacenarse (3) para de allí liberarse (4). Una vez liberado el neurotransmisor
puede ocupar receptores postsinápticos (5), metabolizarse, recaptarse (6) u ocupar autorreceptores (AR) (7). Dentro de la terminal, la DA puede metabolizarse por la monoamino-
oxidasa mitocondrial (8).
Vías dopaminérgicas centrales
Se han descrito tres sistemas dopaminérgicos principales en el cerebro:
a) El sistema nigro-estriado, donde los cuerpos celulares se hayan localizados en la sustancia nigra y sus axones proyectan hacia el neoestriado (núcleos caudado y putamen). Se considera parte del llamado sistema extrapiramidal.
b) El sistema mesolímbico y mesocortical, que se origina en el área tegmental ventral del mesencéfalo, y envía sus axones hacia estructuras estriatales, límbicas y corticales, y
c) El sistema tuberoinfundibular, con fibras relativamente cortas que nacen en el hipotálamo (núcleo arcuato y periventricular) y terminan en la hipófisis (lóbulo intermedio) y la eminencia media.
Existen también interneuronas dopaminérgicas en la retina, el bulbo olfatorio y el hipotálamo.
Los receptores dopaminérgicos
Hay varias formas de clasificar a los receptores dopaminérgicos (de hecho a todos los receptores de interés farmacológico). Una de ellas es por su localización: a) receptores de las células no dopaminérgicas: por definición, receptores postsinápticos, y b) receptores de células dopaminérgicas, también llamados autorreceptores, pues responden al mismo neurotransmisor liberado por la neurona.
Los receptores dopaminérgicos postsinápticos se han clasificado en dos grandes grupos, dependiendo de sus efectos en una enzima llamada adenilato-ciclasa. Esta enzima es parte de la familia de los segundos mensajeros (véase la figura VII. 2 ), y está encargada de aumentar los niveles intracelulares del adenosín monofosfato cíclico (AMPc), compuesto que sirve para activar sistemas enzimáticos ligados más directamente a los efectos biológicos. Así, los receptores D1 estimulan la adenilato-ciclasa, mientras que los D2 lainhiben. El receptor D1 es aproximadamente lo veces menos sensible a la dopamina que el D2, y como veremos después, estas diferencias de sensibilidad se correlacionan con la potencia de drogas tranquilizantes.
Ambos tipos de receptores han sido encontrados en las áreas de proyección dopaminérgica, aunque es posible que se localicen en células diferentes. En el estriado la activación de los receptores dopaminérgicos disminuye la actividad de la vía estriado-nigral (la que regresa al sitio de origen de la vía dopaminérgica nigroestriada), constituyendo así un sistema de retroalimentación negativa. Es importante mencionar que la exposición prolongada a agonistas o antagonistas dopaminérgicos puede producir cambios importantes en la sensibilidad del receptor.
En relación con los autorreceptores, éstos pueden existir en cualquier nivel de la neurona dopaminérgica para regular su actividad. Así, los localizados en la región
somatodendrítica disminuyen la frecuencia de generación de potenciales de acción, mientras que la estimulación de los autorreceptores a nivel de la terminal sináptica inhibe la síntesis y liberación del neurotransmisor. Ambos tipos de autorreceptores son, en su mayoría, del tipo D2 (por tanto, varias veces más sensibles al neurotransmisor que los D1).
Existen diferencias farmacológicas tanto entre los receptores D1 y D2 como entre los autorreceptores.
Mencionemos, para terminar, que técnicas recientes de neurobiología molecular han permitido identificar subtipos de receptor dopaminérgico. Así, se han descrito cuatro subtipos del receptor D2 y dos subtipos del D1. Quizá la lista se extienda en el futuro.
Como veremos después, los receptores dopaminérgicos participan en gran número de efectos farmacológicos, incluyendo los de agentes tranquilizantes, antidepresivos, antiparkinsonianos y estimulantes y en patologías neurológicas y psiquiátricas serias, como la enfermedad de Parkinson ya mencionada, la esquizofrenia y en fenómenos de adicción a drogas.
SEROTONINA
Desde el punto de vista histórico, la serotonina (cuyo nombre químico es 5- hidroxitriptamina o 5-HT) ha sido el neurotransmisor que más ha influido en el campo de la neuropsiquiatría. La mayoría de los llamados alucinógenos posee efectos serotoninérgicos, además de cierto parecido estructural con la serotonina misma. Cuando se detectó la presencia de la 5-HT en el cerebro aparecieron las teorías que relacionaban a este neurotransmisor con varias formas de enfermedades mentales.
Aunque existe serotonina en todo el cuerpo, ésta no atraviesa la barrera hematoencefálica, por lo que el cerebro produce la propia. La síntesis depende del aporte de un aminoácido, el triptófano, proveniente de la dieta (por lo que sus niveles cerebrales dependen, en parte, de los alimentos). El siguiente paso en la síntesis de serotonina es la hidroxilación (adición de un grupo OH) del triptófano, para dar lugar al 5-hidroxitriptófano. La enzima responsable de esta reacción es la triptófano hidroxilasa. Existe la p-clorofenilalanina que bloquea justamente a esta enzima, y que ha sido de gran utilidad en investigación. La administración de esta sustancia puede disminuir el contenido cerebral de serotonina en casi 80%. Estas manipulaciones se han hecho para investigar las funciones en las que participa este neurotransmisor, y que estudiaremos más adelante.
La serotonina se obtiene por descarboxilación del 5-hidroxitriptófano, reacción que sucede rápidamente, a medida que el precursor inmediato se encuentra disponible.
La serotonina se metaboliza por medio de la monoaminooxidasa (MAO) y el producto detectable de este catabolismo es el ácido 5-hidroxi-indolacético (5HIAA).
Existen varios mecanismos por los cuales se regula la síntesis, liberación y metabolismo de la serotonina, y varios de ellos son sensibles a drogas de uso clínico.
Vías serotoninérgicas centrales
Por medio de técnicas de histofluorescencia (mismas que se utilizan para la visualización de las catecolaminas) se han podido identificar núcleos serotoninérgicos en el interior del sistema nervioso (véase la figura V.I).
FIGURA V.5. La sinapsis serotoninérgica. La serotina (5-hidroxitriptamina) (5-HT) se sintetiza a partir del triptófano, el cual se convierte en 5 - hidroxitriptófano por la enzima triptófano-hidroxilasa. La 5-HT puede almacenarse en vesículas (2) y/o liberarse (3). Una vez liberada, puede ocupar receptores postsinápticos (4), recaptarse (5), ocupar autorreceptores (6) o
metabolizarse por la MAOmitocondrial (7) hacia ácido 5-hidroxiindolacético (5HIAA).
Sin embargo, cuando se aplican a la 5-HT, la sensibilidad de estas técnicas es mucho menor que con las catecolaminas, por lo que ha resultado difícil el mapeo de las fibras serotoninérgicas. Para ello se ha tenido que tratar previamente a los animales con altas dosis de triptófano, además de con inhibidores de la MAO, buscando aumentar al máximo los niveles de la amina.
Así, se ha observado que las células serotoninérgicas se concentran en la parte media del tallo cerebral, agrupándose en nueve núcleos principales, conocidos como complejo nuclear del rafé. A partir de estos núcleos nacen fibras que llegan a prácticamente todo el sistema nervioso (ganglios basales, hipotálamo, tálamo, hipocampo, sistema límbico, corteza cerebral, cerebelo y médula espinal). Los núcleos más anteriores (en animales) proyectan hacia las partes más rostrales (hacia adelante), mientras que las más posteriores envían sus fibras hacia las áreas del tallo cerebral y la médula. A través de estas proyecciones, la serotonina participa en el control de los estados de sueño y vigilia, el ánimo, las emociones, el control de la temperatura, la dieta, la conducta sexual, algunos tipos de depresión, conducta suicida y ciertos estados alucinatorios inducidos por drogas.
Los receptores serotoninérgicos
La respuesta obtenida después de estimular los núcleos serotoninérgicos puede consistir, por un lado, en una inhibición (hiperpolarización membranal) provocada por aumento de la permeabilidad (conductancia) al K+, o por el otro, en aumento de la frecuencia de disparo (así se le llama al incremento en la ocurrencia de los potenciales de acción) pordisminución de la conductancia al K+. A partir de estos estudios fisiológicos y de otros farmacológicos en los que se han empleado diferentes antagonistas, se ha sugerido la existencia de varios subtipos de receptores a la serotonina.
Se han descrito tres tipos principales de receptor: el 5-HT1, el 5-HT2 y el 5-HT3. Y éstos, a su vez, se han subdividido en cuatro subtipos del 5-HT1 (de la A a la D), dos del 5-HT2 (A y B) y, hasta ahora, uno del 5-HT3. De ellos, la mayoría son postsinápticos, pero al menos dos de ellos (el 5-HT1B y el 5-HT1D) pueden ser autorreceptores, modulando la liberación del neurotransmisor. La ocupación de receptores postsinápticos produce sus efectos a través de segundos mensajeros ligados a la fosforilación de moléculas intracelulares y, en algunos casos, por acoplamiento con canales iónicos de calcio.
Aminoácidos
El sistema nervioso contiene gran cantidad de aminoácidos extremadamente activos para lograr el funcionamiento neuronal. Durante muchos años no se sabía si estas sustancias eran activas en sí o sólo representaban precursores de proteínas (recordemos que todas las proteínas están hechas de aminoácidos). Ahora sabemos que estas pequeñas moléculas son las principales responsables de la conducción nerviosa rápida en el sistema nervioso.
Aminoácidos inhibidores: el GABA y la glicina
El GABA es el neurotransmisor inhibidor predominante del SNC en su parte supraespinal (grosso modo, la porción intracraneal). En los años 50 y gracias a técnicas neuroquímicas más sensibles, se observó que el GABA (- aminobutirato) no sólo estaba en el cerebro, sino que además era el órgano que más GABA contenía.
El GABA se forma a partir de otro aminoácido también abundante en el cerebro: el 1- glutamato. Paradójicamente, este precursor es, a su vez, neurotransmisor, pero esta vez excitador.
La enzima que hace esta conversión es la glutamato-descarboxilasa (GAD), de la que se han encontrado dos formas diferentes; ambas producen GABA y están codificadas en diferentes genes; sin embargo, no sabemos aún el porqué. La GAD necesita para su funcionamiento de vitamina B6 (fosfato de piridoxal).
FIGURA V.6. La sinapsis GABAérgica. El ácido aminobutirato (GABA) se sintetiza a partir del glutamato a través de una descarboxilasa (1), la glutamato-des-carboxilasa (GAD). El GABA puede liberarse hacia el espacio sináptico directamente o desde almacenes
vesiculares (2). Una vez fuera de la terminal, el GABA puede ocupar receptores postsinápticos (3), los cuales se han clasificado en tipo A (GABAA) o el tipo B (GABAB). El aminoácido puede
recaptarse (4), ocupar autorreceptores (AR), que usualmente son tipo B (5), o metabolizarse por la transaminasa del GABA (GABA-T) (6).
El GABA ha satisfecho los criterios requeridos para considerarlo como neurotransmisor en la unión neuromuscular de crustáceos, como el acocil (lo cual resulta una buena indicación de que también puede serlo en mamíferos, porque si no ¿dónde quedaría la evolución?) En esta preparación, el GABA produce los mismos efectos que los de la estimulación del nervio correspondiente y la potencia para inducir inhibición producida por extractos de nervio se correlaciona con el contenido de GABA del extracto. Finalmente, tanto el GABA como la estimulación del nervio producen un potencial inhibitorio (una hiperpolarización) por aumento de la conductancia al cloro. Ambos efectos pueden ser bloqueados por el mismo antagonista, la bicuculina.
Las neuronas GABAérgicas muestran una distribución difusa, lo que sugiere que funcionan como interneuronas. Existen, sin embargo, algunas vías GABAérgicas algo más largas como la estriadonigral y la cerebelo-vestibular.
Existen numerosas sustancias que interactúan con receptores GABAérgicos. Todas las que interfieren con su funcionamiento producen aumento de la excitabilidad cerebral hasta el punto de producir crisis convulsivas.
Sustancias que producen sueño (los barbitúricos), o que se utilizan como ansiolíticos (las benzodiazepinas), actúan en buena parte porque favorecen la transmisión GABAérgica (véase la figura XVIII.I).
Se han descrito dos tipos de receptor del GABA: el GABAA y el GABAB. El agonista específico para el primero es el muscimol, y el antagonista la bicuculina. Para el receptor GABAB, el agonista específico es el baclofén y el antagonista el faclofén (o el saclofén). Como dijimos, la ocupación del receptor GABAA por un agonista produce aumento de la permeabilidad membranal al cloro. En cambio, la activación del receptor GABAB da lugar a la activación de segundos mensajeros de la familia de las proteínas G.
El otro neurotransmisor inhibidor de importancia, particularmente en el tallo cerebral y la médula espinal, es la glicina. Su efecto es similar al del GABA: hiperpolarización (inhibición) por aumento de la conductancia al cloro. Esta inhibición puede ser antagonizada por la estricnina, otra sustancia convulsivante.
Aminoácidos excitadores: el glutamato y el aspartato
Estas sustancias se encuentran particularmente concentradas en el sistema nervioso, y ejercen potentes efectos excitadores sobre la actividad neuronal. Durante la última década se ha producido muchísima información relativa a la neurobiología de la transmisión glutamatérgica, gracias al desarrollo de sustancias con propiedades agonistas y antagonistas de los diferentes subtipos de receptor del glutamato. Algunas de ellas se han aislado del reino vegetal y muestran potentes efectos despolarizantes: el ácido quiscuálico, obtenido de semillas, el ácido iboténico, aislado de hongos, y el ácido kaínico, proveniente de algas marinas. Este último es cerca de 50 veces más potente que el glutamato mismo, y su inyección intracerebral produce destrucción selectiva de cuerpos neuronales. Este efecto neurotóxico ha sido utilizado
a nivel experimental para inducir lesiones en sistemas de los cuales queremos averiguar su función. Al eliminarlos y estudiar los déficits que aparecen, podemos inferir el tipo de función en los que participan. La ventaja de este tipo de lesiones neuroquímicas sobre las eléctricas (en las que se produce una destrucción localizada mediante corriente eléctrica) radica en que las neurotoxinas afectan únicamente los cuerpos celulares del área, ya que los axones y las fibras nerviosas son relativamente resistentes al kainato, mientras que la corriente eléctrica afecta todos los elementos del área en cuestión. Por otra parte, se ha relacionado esta neurotoxicidad, que induce pérdida neuronal, con la patología de la epilepsia y enfermedades cerebrovasculares. En ambos casos, se ha detectado aumento de la concentración extracelular de glutamato después de crisis convulsivas o accidentes isquémicos (por falta de irrigación sanguínea) o hipóxicos (por falta de oxígeno). Parte de las pruebas de estos hallazgos radican en el uso de antagonistas del receptor del glutamato, que han mostrado proteger a las neuronas de este tipo de patologías.
Finalmente, se ha relacionado al glutamato con un tipo de memoria, representado por el fenómeno conocido como potenciación a largo plazo, a nivel de la sinapsis. Todos estos factores han contribuido a estimular la investigación sobre los aminoácidos excitadores.
Hasta la fecha, se han descrito al menos cinco subtipos de receptor del glutamato. Tres de ellos se han definido por los efectos excitatorios (despolarizantes) de agonistas específicos: N-metil-D-aspartato (NMDA) kainato y quiscualato (o AMPA, el nombre de otro agonista más específico) y por los de sus antagonistas específicos. Un cuarto receptor, el del I-2.-amino-4-fosfonobutirato (AP4) que parece representar a un autorreceptor inhibidor. Y un quinto receptor, activado por el ácido transamino-ciclopentano-dicarboxílico (ACPD) y que constituye un receptor metabotrópico, pues tiene efectos sobre el metabolismo de los derivados fosfatados intracelulares.
Las técnicas modernas de neurobiología molecular han permitido obtener información sobre las características fisicoquímicas del receptor así como de sus interacciones con otras sustancias. Se ha visto, por ejemplo, que la glicina, aminoácido con propiedades inhibidoras (como vimos antes), a concentraciones muy bajas, facilita los efectos del NMDA(excitadores), y que drogas como la ketamina (agente anestésico) y la fenciclidina (droga que produce alucinaciones), son antagonistas del receptor al NMDA.
Dada la ubicuidad de los receptores del glutamato, ha resultado difícil establecer con precisión vías nerviosas que utilicen preferentemente a este aminoácido como neurotransmisor; pero existen pruebas de que gran número de fibras cuya estimulación eléctrica produce excitación a nivel de las estructuras a las que proyecta, son de carácter glutamatérgico. El aspartato, otro aminoácido relacionado, podría tener también sus vías específicas, así como efectos particulares y separables de los del glutamato.
FIGURA V.7. La sinapsis glutamatérgica. El glutamato (GLU), aminoácido excitador por excelencia, se capta directamente de la sangre y el espacio extracelular o através de glucosa
y la conversión metabólica en la terminal presináptica (I). Desde allí puede liberarse directamente o desde almacenes vesiculares (2). El GLU puede ocupar receptores
postsinápticos neuronales o gliales (3) de tres tipos diferentes, denominados de acuerdo con la sustancia que interactúa con ellos en forma más específica: los receptores al NMDA (N-metil-
D-aspartato), los no NMDA (sensibles al AMPA) y los metabotrópicos, sensibles al ácido transamino-ciclopentano-dicarbixílico (ACPD). El aminoácido también podría interactuar con
autorreceptores. (AR) (4).
PÉPTIDOS
Recordemos al lector que un péptido está formado por una cadena de aminoácidos. A su vez, los péptidos forman proteínas. Esta secuencia se controla desde el núcleo de la célula.
Los llamados neuropéptidos constituyen varias familias de moléculas que han mostrado ejercer efectos particulares a nivel del sistema nervioso (aunque muchos de estos péptidos se descubrieron en el intestino). Mencionemos que el sistema gastrointestinal contiene tantas neuronas como el cerebro, las cuales producen los mismos neurotransmisores que las neuronas centrales.
Las neuronas secretoras de péptidos difieren de las productoras de transmisores aminoácidos: estos últimos se forman mediante una o dos reacciones enzimáticas a partir de precursores que provienen, en general, de la dieta. El producto de estas reacciones se almacena en la terminal nerviosa hasta el momento de su liberación. Una vez que ésta ocurre, el transmisor es recaptado por la terminal para ser reutilizado.
A diferencia de estas células, las neuronas liberadoras de péptidos los sintetizan en el cuerpo celular (en los ribosomas) y siempre a partir de precursores mucho más grandes. O sea, a partir de moléculas mucho más largas que el neuropéptido. Estos
precursores, oprohormonas, son fraccionados después por enzimas específicas, en fragmentos más pequeños, algunos de los cuales serán los neuropéptidos que se liberarán por la terminal (véase la figura X.I. como un ejemplo). Tanto la prohormona como sus fragmentos pueden tener efectos biológicos (y, por tanto, receptores) diferentes. Estos fragmentos se transportan después (por flujo axonal) hasta las terminales, donde se pueden liberar solos o junto con otro neurotransmisor de tipo aminoácido. En esta "coliberación" participa el calcio.
FIGURA V.8. La sinapsis peptidérgica. En éste esquema se ilustra la síntesis, el procesamiento, el transporte y la secreción de neuropéptidos. En el núcleo de la célula los genes codifican la formación de ARNm (ácido ribonucleico mensajero), el cual, en el retículo endoplásmico rugoso (RER) y el aparato de Golgi, se convierte en una proteína precursora, que a su vez se procesa
en los almacenes vesiculares al tiempo que se transporta hacia las terminales sinápticas. Este transporte axonal puede ser hacia delante (anterógrado) o hacia el cuerpo celular
(retrógrado). Finalmente, la neurona libera péptidos (cadenas de aminoácidos) en la terminal presináptica, que representan fracciones determinadas de la proteína precursora. Una vez liberados, interactúan con receptores propios o ajenos, o se degradan enzimáticamente.
Los efectos postsinápticos son, en cuanto a mecanismos íntimos, similares a los de los neurotransmisores "clásicos", esto es, a través de la ocupación de receptores ionotrópicos (canales iónicos) o metabotrópicos (por segundos mensajeros). Algunas asociaciones transmisor-péptido encontradas en el sistema nervioso son las siguientes:
GABA-somatostatina, acetilcolina-colecistoquinina o péptido vasoactivo intestinal (VIP), noradrenalina-somatostatina o sustancia P o encefalina o neuropéptido Y, dopamina-neurotensina o colecistoquinina (CCK), adrenalina-neuropéptido Y o neurotensina, serotonina-sustancia P o encefalina.
Existen varias familias de péptidos, algunos más parecidos entre sí que otros. Unos funcionan por sí solos, mientras que otros modulan el efecto de aminoácidos: el VIPacentúa la respuesta de neuronas corticales a concentraciones muy pequeñas (subóptimas) de noradrenalina.
Encontramos otros neuropéptidos que pueden ser considerados aparte: la colecistoquinina (CCK), somatostatina, angiotensina, péptido relacionado con el gene de la calcitonina (CGRP), factor liberador de la corticotropina, etc. Esta lista seguramente aumentará en los años por venir.
No podemos tratar en detalle cada uno de estos neuropéptidos. Abordaremos en otros capítulos aquellos que se han relacionado con efectos farmacológicos definidos (como los péptidos opioides y los efectos de la morfina). Sólo se enumerarán los miembros más conocidos de cada una de las cinco grandes familias de neuropéptidos considerados hasta ahora:
a) Oxitocina/vasopresina.
b) Taquiquininas (que incluye la sustancia P, la kassinina, la eledoisina y la neuroquinina A).
c) Péptidos relacionados con el glucagon (que incluye el VIP, la secretina, la hormona liberadora de la hormona de crecimiento —GHRH1-24—, etcétera.)
d) Péptidos relacionados con polipéptidos pancreáticos (que incluye al neuropéptido Y, entre otros).
e) Péptidos opioides (que incluye las prohormonas proopiomelanocortina, la proencefalina, la prodinorfina y sus derivados, como las endorfinas y las encefalinas).
HISTAMINA, PURINAS, PROSTAGLANDINAS
Histamina
La histamina se ha relacionado clásicamente con los fenómenos alérgicos. A nivel periférico, una reacción alérgica puede producir la aparición de urticaria, comezón, enrojecimiento de la piel, constricción bronquial, etc. Estas reacciones alérgicas pueden ser disminuidas con antihistamínicos, agentes farmacológicos que muestran efectos a nivel del sistema nervioso. Este hecho, aunado al de la imposibilidad para la histamina que circula por la sangre de atravesar la barrera hernatoencefálica, hizo pensar que esta sustancia podría ser un neurotransmisor que se producía en el cerebro. La detección neuroquímica de la síntesis de histamina por las neuronas, junto con la particular distribución de estas neuronas histaminérgicas en el sistema nervioso ha apoyado esta sospecha. La histamina se concentra particularmente en el hipotálamo. De allí, estas células envían sus fibras en forma difusa a todo el sistema nervioso, tal como lo hacen las demás neuronas aminérgicas.
Se han descrito tres tipos principales de receptores a la histamina. El H1, descrito en neuronas, glía y células vasculares, es el más prominente y parece actuar por medio de la movilización de calcio intracelular. Los receptores H2, están relacionados directamente con la adenilato-ciclasa, y los H3, los más sensibles a la histamina, se concentran a nivel de los ganglios basales y el bulbo olfatorio.
Purinas
En esta familia de moléculas se encuentran los nucleótidos de adenosina. La adenosina ha sido encontrada virtualmente en todas las sinapsis en las que se le ha buscado. Sus principales efectos electrofisiológicos muestran una tendencia a inhibir la liberación de transmisores, pero también se le han descrito efectos postsinápticos, que incluyen desde la interrupción de la liberación en las ardillas, actividad anticonvulsiva (se le ha llamado el anticonvulsivo endógeno), aumento del flujo
sanguíneo cerebral e interacciones con el receptor de las benzodiazepinas. Se han localizado al menos dos subtipos de receptor: los P1, que estimulan a la adenilato-ciclasa (y por lo tanto, aumentan la concentración intracelular del AMP cíclico) y que son más sensibles a la adenosina que al ATP. Y los P2, más sensibles al ATP que a la adenosina y cuya activación estimula la producción de prostaglandinas.
A los receptores purinérgicos también se les ha clasificado en relación con los efectos de la adenosina sobre la adenilato-ciclasa en A1, que la estimulan, y en A2, que la inhiben.
Prostaglandinas
Son derivados del ácido araquidónico, consideradas —como las purinas— más como moduladores que como transmisores. Las prostaglandinas, y sustancias relacionadas (prostaciclina y tromboxano), se forman por medio de la ciclooxigenasa, una enzima presente en virtualmente todas las células del organismo (curiosamente, esta enzima es inhibida por la aspirina, y esta inhibición representa parte del efecto terapéutico, analgésico y antinflamatorio de este medicamento).
Existen varias prostaglandinas. En el cerebro se ha demostrado la existencia de prostaglandinas de la serie E y de la F (PGE y PGF, respectivamente), en las que cada serie tiene varios miembros. A nivel del hipotálamo, intervienen en la producción de fiebre inducida por bacterias o toxinas.
Para terminar, mencionemos que pueden existir otras moléculas que contribuyen en la comunicación entre células, ya sea neuronas o glía. La descripción relativamente reciente de los potentes efectos de gases como el óxido nítrico (NO) o el monóxido de carbono (CO) a nivel de la sinapsis hacen pensar que la lista de neurohumores aumentará en el futuro. A estos agentes, junto con el ácido araquidónico, se les ha denominado "terceros mensajeros", pues son capaces de transmitir información en "sentido contrario", es decir, desde la terminal postsináptica a la presinapsis. Son moléculas que seguramente mostrarán su participación en fenómenos nerviosos en un futuro cercano.