Canales Proteicos

Sistema Nervioso: Celulas y comunicacin neuronal

Neuronas Segun William & Herrup (1988) un

cerebro adulto contiene alrededorde 100 billones de neuronas(celulas nerviosas)

Son clulas del sistema nerviosoespecializadas en recibir y transmitir informacin

Varian en tamaos y formas perotodas presentan basicamente la misma estructura:Un cuerpo celular o soma con dos tipos de prolongaciones: unascortas y numerosas (dendritas) y otra larga y unica (axon)

Estructura de una neurona El cuerpo celular o soma)

contiene el nucleo, en el que se encuentra el ADN (material hereditario-cromosomas)

En el citoplasma celular se encuentran Mitocondrias: se encargan de la obtencion de energia a partir de los

nutrientes, energia en forma de ATP Reticulo endoplasmico: Almacena y transporta sustancias en el

citoplasma. 2 tipos .Reticulo endoplasmatico rugoso que contiene ribosomas y participa

en la sntesis de proteinas ( Cuerpos Nissl) Reticulo endoplasmatico liso encargado del trasnporte de sustancias

en el citoplasma y de la sintesis de lipidos Aparato de Golgi: Un tipo especial de reticulo endoplasmatico

encargado de degradar sustancias no usadas por la celula Membrana plasmatica. Separa el medio extracelular del intracelular ,

presenta permeabilidad selectiva para los iones con carga que solo pueden atravesar las membrana a traves de canales proteicos

Dendritas

Parte de la neurona que recibe informacin La informacin que reciben es de naturaleza qumica y

les llega a traves de un espacio denominado sinapsis En la superficie de las dendritas se encuentran los

receptores sinpticos Presentan unas especializaciones que aumentan el

area implicada en la comunicacin sinapticadenominadas espinas dendrticas

Axon

El impulso nervioso (potencial de accin) viaja a travs del axon

Los axones de los vertebrados estan cubiertos de unasustancia especial denominada mielina

Los axones presentan zonas sin recubrir de mielinadenominadas Ndulos de Ranvier

Anatomia funcional de una neurona

Flujo de informacin

Los potenciales de accin viajan desde el cuerpocelular hasta los terminales presinpticos

Los axones que transmiten informacin hacia la periferia se denominan axones eferentes (ej. Motoneuronas)

Fibra MuscularNeurona motora

Flujo de informacin (2)

Los axones que reciben informacin desde la periferia se denominan axones aferentes (terminalessensoriales de la piel)

En resumen, las neuronas motoras son el sistemanerviso eferente y las neuronas sensoriales son la parte aferente del sistema nervioso

Neurona sensorialSeccion de pielFlujo de informacin

Terminales presinapticos Al final del axon, en las

ramificaciones axonicas, se encuentran los terminales del axon, (terminal presinaptico o boton terminal)

Cuando un potencial de accionalcanza los botones terminalesestos secretan un agentetransmisor el cual se distribuye en la hendidura sinaptica hacia la siguiente neurona

Este neurotransmisor es capazde excitar o inhibir a losreceptores posinapticos de la siguiente neurona

Los circuitos se establecenporque una neurona recibeinformacion procedente de botones terminales de los axonesde otras neuronas, y sus propiosterminales axonicos envianinformacin hacia otra neuronas

(No todos los contactos sinapticosson axodendriticos (2), existen: Axosomatico (1), axoaxnico, dendrodendriticos (3,4)

Terminales presinapticos

El mensaje viaja a lo largo del axon de laNeurona A hacia la B

Axon que procede de otra neurona influye sobrela neurona A

Botn terminal

Celulas de la gliaNeuronas presentan alta tasametabolica y necesitan aporteconstante de oxgeno y nutrientes, si no, muerenLas celulas de la glia ejercenfunciones de soporte y apoyo son:1.Astrocitos, proporcionannutrientes a las neuronas, laboresde reparacin y limpieza de deshechos2. Oligodendrocitos Producenmielina en el SNC. Esta funcion en el SNP la realizan las celulas de Schwann. Estas celulas son capacesde ayudar a la regenaracin del axon si este se daa

Esto no ocurre en el SNC, daospermanentes3. Microglia, poco numerosas, participan en las funciones de proteccion y eliminacin de deshechos junto con los astrocitos4 Celulas Ependimarias. Tapizancavidades del encefalo y de la mdula

Actividad elctrica de una neurona

El modelo mas estudiado es el de axon gigante del calamar

Se coloca un microelectrodo en el axon El otro electrodo se coloca en el medio que le rodea

El interior de un axon estacargado negativamente con respecto al medio externo

Este potencial en reposo tieneun valor de -70 mV (y lo presentan las neuronas y todaslas membranas celulares)

El impulso nervioso es una corriente elctrica denominadaPOTENCIAL de ACCION (solo existe en las neuronas)

El potencial de Membrana La carga elctrica dentro del axn es

resultado de la distinta distribucin inicapor:

1: Difusin.- Los iones se distribuyen en el medio que las rodea y siguen gradientesde concentracin

2: Presin electrosttica. Las partculascon igual carga se repelen, mientras quelas partculas con distinta carga se atraen

Esto y la diferente permeabilidad de lasmembranas hace que tengamos dentro y fuera del axon una distribucin desigual.

Iones orgnicos (Protenas), solo dentrodel axon (A-) cargadas negativamente

Iones Potasio (K+) predominantementedentro del axon

Iones Cloruro (Cl-) Predom. Fuera del axon Iones Sodio (Na+). Predom. Fuera del axon

Potencial en reposo La membrana del axon tiene una

premeabilidad selectiva En reposo , los canales inicos

solo permiten el paso lento de K+(que sale) y Na+ (que entra)

En reposo la mayora de loscanales de Sodio estan cerrados

Ademas, las ATPasas, que son bombas de membrana queintercambian iones a tasa desigual actuan, sacan sodio, Na (3) y metiendo potasioK (2). Esto contribuye a hacer el interior maspositivo respecto al exterior.

Secuencia del potencial de accin

Estmulo supraumbral y apertura masiva de canales para el Na,que entra el interior se hace positivo (2), cierre de canales de Nay apertura de K, El interior de vuelve a hacer negativo (3) lasbombas actuan recuperando el potencial de reposo (4)

La neurona ( tras una estimulacion) se hace positiva, es decir, varia su potencial, este proceso se denomina: despolarizacin(Entrada de Na)

Si el estimulo (s) tiene (n) la suficiente magnitud, se llega al umbral de excitacin, y, entonces la neurona produce un potencial de accion (impulso nervioso) que se transmite a lo largo del axon.

Para que esto ocurra, el potencial de membrana cambia rapidamente y se hace muy positivo con respecto al exterior (desde -70 mV a +40 mV (Entrada masiva de Na)

Desde aqui, rapidamente el potencial de membrana vuelve a la situacin normal, de negatividad, este proceso es la repolarizacin( Cierre de Na y apertura de K) aunque, un breve lapso de tiempose sita por debajo del potencial de membrana en reposo cayendoa -75mV (hiperpolarizacin). Inmediatemente las bombas actan y se recupera la situacin de reposo. Finalizado este proceso de despolarizacin-repolarizacin-reposo, se esta en condiciones de transmitir otro impulso nervioso.

Secuencia del Potencial de accin

El potencial de accion es muy rpido ya que todo este proceso ocurre en 2 milisegundos.El Potencial de accin sigue la ley del todo o nada, no hay potencialesproporcionales al estimulo.

Potencial de accin- Periodos refractarios

Tras un potencial de accin, loscanales de Na permanecencerrados como 1 ms, as, otrospotenciales de accion no ocurrenaunque exista estimulacin

Este periodo es el PeriodoRefractario Absoluto.

Despues estos canales de Na se abren, pero los de K permanecenabiertos otros 2-4 msec, entoncessolo se puede responder a estimulos mayores que el umbral(Periodo refractario relativo)

La bomba de Na-K tiene queactuar y restablecer lascondiciones de inicio

Conduccindel Potencial de accin

Se genera un potencial de accin en un punto del axn. El reainmediatamente adyacente se despolariza, alcanza el umbral y se genera otro potencial de accin. De esta forma el potencial de accinviaja a travs del axon como una olaPero los axones estn recubiertos por una capa de mielina (aislante) discontinua con espacios sin recubrirdenominados Ndulos de Ranvier El potencial de accinva de Nodulo a Ndulo en una conduccin saltatoria queahorra energia y es mucho mas rpida