ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO
Sustancia gris, sustancia blanca y sustancia reticular
SUSTANCIA GRIS: Adquiere el color marrón grisáceo de los capilares sanguíneos y del predominio de los cuerpos celulares.
SUSTANCIA BLANCA: Formada por axones que se extienden desde los cuerpos celulares para formar conexiones con las neuronas que se encuentran en áreas diferentes. Estos axones están cubiertos por una capa aislante de células de la neuroglia, compuesta por la misma sustancia grasa (lípidos).
SUSTANCIA RETICULAR: Contiene una mezcla de cuerpos celulares y axones de los que adquiere su apariencia similar a una red, con manchas grises y blancas.
Núcleos, nervios y tractos
NÚCLEO: Conjunto bien definido de cuerpos celulares que presentan una apariencia característica. UN gran conjunto de axones que se proyecta desde un núcleo o sale de él se denomina TRACTO o haz. Los TRACTOS llevan la información desde un lugar a otro dentro del sistema nervioso central; por ejemplo, el tacto corticoespinal (piramidal) lleva la información desde la corteza hasta la medula espinal. Las fibras y tractos que entran y salen del SNC se denominan NERVIOS, pero una vez que entran en el SNC también se denominan tractos. Los núcleos y capas del cerebro son como comunidades y los tractos son los caminos que las conectan.
Técnicas de tinción
Los grandes núcleos y tractos del cerebro son fáciles de distinguir debido a su color grisáceo o blanco. Las diferencias en la apariencia de núcleos y tractos más pequeños deben teñirse para que puedan visualizarse, se hace por medio de colorantes o de determinados agentes bioquímicos.
Descripción de las localizaciones cerebrales
Se emplean 7 términos indicando la dirección anatómica: superior o dorsal (arriba), lateral (externo), medial (interno), ventral (debajo), anterior (adelante), y posterior (detrás). El SN está dispuesto de manera simetrica, con un lado izquierdo y uno derecho. Si 2 estructuras están ubicadas en el mismo lado, se denominan homolaterales, en lados opuesto = contralaterales, una de cada lado = bilaterales, estructuras que se encuentran próximas = proximales; a las alejadas unas de otras = distales. Una proyección que lleva mensajes hacia una estructura dada se le llama aferente, a otra que trae mensajes desde la estructura = eferente.
ENFOQUES SOBRE EL ESTUDIO DE LA ANATOMÍA
Los neuroanatomistas estudian la estructura del cerebro utilizando alguno de los 4 principales enfoques conceptuales: 1. Comparativo, 2. Evolutivo, 3. Citoarquitectónico, 4. Funcional.
El enfoque comparativo
Estudia la evolución del cerebro desde la medula primitiva de los helmintos hasta la compleja “maraña de nudos” en el ser humano. Busca correlaciones entre la complejidad cada vez más evidente del SN y la aparición de conductas nuevas y más complejas en los animales en estudio.
El enfoque evolutivo
Examina los cambios en la estructura y el tamaño del cerebro que tiene lugar a medida que un mamífero individual evoluciona desde un huevo hasta un ejemplar adulto. A medida que cada organismo madura, generalmente, atraviesa las mismas etapas filogénicas que sus ancestros en el curso de la evolución. Por eso los bebés humanos en un comienzo sólo pueden realizar movimientos gruesos. Más tarde se arrastran, caminan y finalmente realizan movimientos más finos con las manos y la boca.
Análisis Citoarquitectónico
Estudia la arquitectura celular: sus diferencias en cuanto a estructura, tamaño, forma y conexiones; así como también su distribución en las distintas zonas del cerebro. Se analiza la organización del cerebro por medio de la observación de las diferencias en la actividad bioquímica de las células. La actividad celular y el crecimiento están gobernados por el núcleo de la célula, que libera “mensajes bioquímicos” en su interior, lo que inicia la producción de todas la proteínas que la célula necesita.
El estudio de las funciones
El análisis funcional busca descubrir la función que desarrolla cada una de las áreas del cerebro por medio de la observación de los cambios en la conducta que ocurren después de una lesión o de las modificaciones en la actividad metabólica que suceden durante determinadas conductas.
ORIGEN Y DESARROLLO DEL CEREBRO
Las tres regiones del cerebro primitivo en desarrollo son una serie de tres dilataciones que se encuentran al final de la medula espinal del embrión.
El cerebro humano es el cerebro mamífero más complejo y contiene la mayoría de las características de los cerebros de otros mamíferos. Además, su rasgo distintivo es qie los mamíferos tienen un gran tamaño.
El cerebro comienza como un tubo en incluso después de plegarse y madurar, su interior continua siendo “hueco”. Las cuatro bolsas prominentes que se originan después del plegamiento de este hueco se denominan ventrículos y están numerados de 1 a 4. Los ventrículos laterales (1ero y 2do) forman una especie de lagunas con forma de C debajo de la corteza cerebral, mientras que los ventrículos 3ro y 4to se extienden dentro del tronco encefálico. Se encuentran ocupados en su totalidad por el LCR producido por las células gliales ependimarias situadas junto a ellas. El LCR fluye desde los ventrículos laterales hacia afuera a través del cuarto ventrículo y, finalmente, se introduce en el sistema circulatorio.
LA MEDULA ESPINAL
Conducto formado por células nerviosas que se dividen en segmentos, cada segmento recibe fibras que llegan desde los receptores sensitivos cercanos a él y envía fibras a los músculos de esa zona del organismo.
Estructura de la medula espinal
Esta organizada en segmentos; los segmentos denominados dermatomas rodean a la columna vertebral como una serie de anillos. Existen 30 segmentos en la medula espinal: 8 cervicales (C), 12 dorsales (D), 5 lumbares (L) y 5 sacros (S). Cada segmento se conecta a través de fibras nerviosas al dermatoma corporal del mismo número, incluidos los órganos y la musculatura que subyacen dentro del dermatoma.
Funciones de la médula espinal
Los movimientos específicos que dependen solo de la medula espinal se denominan reflejos y están provocados por determinadas formas de estimulación sensitiva. Existen varios tipos de receptores sensitivos en el cuerpo que incluyen receptores de dolor, temperatura, tacto y presión y de las sensaciones de movimiento de los músculos y las articulaciones.
EL TRONCO ENCEFÁLICO
Interviene en la regulación de la alimentación y la sed, la temperatura corporal, el sueño, la vigilia, el tronco cerebral interviene en las acciones que el individuo realiza al caminar, correr, al entrenarse para ciertas actividades y en la conducta sexual. El tronco encefálico se subdivide en tres partes: El diencefalo, el cerebro medio y el cerebro posterior.
El diencefalo: Está formado por tres estructuras: el tálamo (habitación interna o cámara), el epitálamo (habitación superior) y el hipotálamo (habitación inferior). El tálamo está compuesto por núcleos, cada uno de los cuales se proyecta a un área específica de la neocorteza. Estos núcleos envían información a la corteza desde tres fuentes.
1. Un grupo de núcleos transmite información desde el sistema sensitivo a sus respectivos destinos.
2. Algunos núcleos transmiten información entre distintas áreas corticales.
3. Algunos de los núcleos talámicos transmiten información desde otras regiones del prosencefalo y del tronco encefálico.
La función del epitálamo no se conoce muy bien, pero una de sus estructuras, la glándula pineal, parece regular el ritmo circadiano.
El hipotálamo está compuesto por 22 núcleos pequeños, sistemas que pasan a través de él y por la glándula hipófisis. El hipotálamo participa en casi todos los aspectos de la conducta motivada como la alimentación, la conducta sexual, el sueño, la regulación de la temperatura, la conducta emocional, las funciones endocrinas y los movimientos.
El cerebro medio (mesencéfalo): tiene dos subdivisiones principales: El tectum o “techo” (es el techo de del tercer ventrículo) y el tegmentum o “piso”.
El tectum: Consiste en 2 series de núcleos bilaterales simetricos. Los colículos superiores forman el par anterior. Reciben proyecciones desde la retina e intervienen en las conductas relacionadas con la visión. Los colículos inferiores reciben forman el par posterior. Reciben proyecciones desde el oído y median muchas conductas relacionadas con la visión y la audición. El tegmentum contiene los núcleos de algunos de los nervio craneanos, incluyendo cierto número de núcleos motores. Por lo tanto, el cerebro medio así como en la médula espinal, la zona posterior es sensitiva y la anterior es motora.
El cerebro posterior (rombencéfalo): Organizado en gran parte igual que el cerebro medio, la parte por encima del cuarto ventrículo es sensitiva y la parte situada por debajo es motora. Los núcleos sensitivos del sistema vestibular, el sistema que gobierna el equilibrio y la orientación, se encuentran por encima del cuarto ventrículo; por debajo hay otros núcleos motores de los nervios craneanos.
La parte más distintiva del cerebro posterior es el cerebelo. Este órgano sobresale sobre el núcleo del tronco encefálico y su superficie esta replegada en pliegues angostos o folia, semejantes a las circunvoluciones de la corteza pero más pequeños. El cerebelo interviene en la coordinación y en el aprendizaje de movimientos hábiles. Las zonas que reciben la mayor parte de los impulsos desde el sistema vestibular ayudan a mantener el equilibrio, mientras que las zonas que reciben los impulsos principalmente de los receptores en el tronco y los miembros controlan los reflejos pustulares y coordinan los grupos de músculos relacionados funcionalmente. El centro del tronco encefálico está compuesto por núcleos y varios haces de fibras. Las fibras que provienen de la médula espinal pasan a través del tronco encefálico en su paso hacia el cerebro anterior; inversamente, las fibras que provienen del cerebro anterior se conectan con el tronco encefálico o pasan a través de él en su paso hacia la medula espinal. La mezcla en el tronco encefálico de núcleos y fibras crea una red denominada formación reticular.
Nervios craneales: Existen 12 pares de nervios craneales que entran o salen del tronco encefálico. Transportan información sensitiva desde los sistemas sensitivos especializados que se encuentran en la cabeza y muchos tienen núcleos en el tronco encefálico y envían axones hacia los músculos de la cabeza.
LA CORTEZA CEREBRAL
Se refiere a toda la capa celular externa. Esta es la parte del cerebro que más se ha desarrollado durante el curso de la evolución; comprende el 80% del volumen del cerebro humano. Está compuesta por seis capas de células (sustancia gris) y presenta abundante cantidad de pliegues.
Hemisferios y lóbulos: La corteza está compuesta por 2 hemisferios el derecho y el izquierdo separados por la fisura longitudinal. Cada hemisferio esta subdividido en cuatro lóbulos: frontal, parietal, temporal y occipital.
• Lóbulo frontal: LIMITES: En su zona posterior está delimitado por el surco central, es su parte inferior por la cisura lateral y en su parte media por la circunvolución del cíngulo.
• Lóbulo parietal: LIMITES: Límite anterior es el surco central, el límite inferior la cisura lateral.
• Lóbulo temporal: LIMITES: En su parte posterior está limitado por la cisura lateral. Sobre la superficie lateral del cerebro no existen límites definidos entre el lóbulo occipital, el lóbulo parietal y el lóbulo temporal.
Fisuras, surcos y circunvoluciones: Las fisuras son hendiduras suficientemente profundas capaces de demarcar los ventrículos, mientras que los surcos son menos profundos. Las protuberancias se denominan circunvoluciones.
Existen cuatro circunvoluciones principales en el lóbulo frontal: Frontal superior, medio, inferior y precentral (ubicada frente al surco central). Cinco circunvoluciones en el lóbulo parietal: Lóbulo superior e inferior (pequeños lóbulos), el postcentral (ubicado detrás del surco central), el supramarginal y el angular (uno a cada lado de la cisura lateral). El lóbulo temporal presenta tres circunvoluciones: Superior, media e inferior. Solo el surco lateral es evidente en la zona de la corteza occipital en esta vista lateral.
Organización de la corteza según sus aferencias y eferencias: Algunas regiones reciben información desde los sistemas sensitivos, otras emiten órdenes para realizar movimiento y otras son el lugar donde se reproducen las conexiones dentro de las áreas sensitivas y motoras. Las proyecciones desde el ojo pueden trazarse hacia el lóbulo occipital, las proyecciones del oído hacia el lóbulo temporal y las proyecciones desde el sistema somatosensitivo hacia el lóbulo temporal. El sistema olfatorio envía proyecciones al lóbulo frontal anterior. La proyección principal motora hacia la medula espinal se origina en el lóbulo frontal. Las áreas que envían o reciben proyecciones desde estructuras que se encuentran afuera de la neocorteza se denominan Áreas de proyección primaria.
Las áreas que están conectadas en forma menos directa con los receptores sensitivos y las neuronas motoras se denominan áreas secundarias. Las áreas que se encuentran entre las diferentes áreas secundarias se denominan áreas terciarias, reconocidas como áreas de asociación y sirven para conectar y coordinar las funciones de las áreas secundarias. Las áreas terciarias median en actividades complejas, como el lenguaje, la planificación, la memoria y la atención.
Las funciones generales de cada lóbulo son:
• Lóbulo frontal: Motor
• Lóbulo parietal: Sensibilidad
• Lóbulo temporal: Función auditiva
• Lóbulo occipital: Funciones visuales
La organización celular en la corteza: Las neuronas de la neocorteza están dispuestas en seis capas. Están capas pueden separarse en tres grupos la función que cumple:
Capas de células eferentes: Las capas V y VI envían axones a otras áreas del cerebro. Las células son particularmente grandes y distintivas dentro de la corteza, desde donde se envían proyecciones hacia la médula espinal.
Capa de células aferentes: La capa IV recibe axones desde los sistemas sensoriales y desde otras áreas corticales. Se observan un gran número de células pequeñas, densamente agrupadas en las áreas primarias de la visión, área somatosensitiva, de la audición, del gusto y olfato, que reciben grandes proyecciones desde sus respectivos órganos sensoriales.
Capa de células de asociación: Las capas I, II, III reciben principalmente aferencia desde la capa IV y están muy bien desarrolladas en las áreas secundarias y terciaria de la corteza.
Conexiones entre las áreas corticales: Las diferentes regiones de la neocorteza están interconectadas por tres tipos de proyecciones de los axones: 1. Conexiones relativamente cortas entre una parte de un lóbulo y otra, 2. Conexiones más largas entre un lóbulo y otro y 3. Conexiones interhemisféricas o comisuras entre un hemisferio y otro.
EL LÓBULO LÍMBICO Y LOS GANGLIOS BASALES
El lóbulo límbico: Consiste en varias estructuras interrelacionadas que incluyen el hipocampo, el septum, y la circunvolución cingular.
La primera teoría de la función límbica proviene de la observación de que existen conexiones entre el sistema olfativo y el lóbulo límbico, lo que hacen es procesar la información olfativa, estas estructuras en conjunto se denominan rineoencéfalo o cerebro olfatorio. En 1957 se dijo que el sistema límbico es el sistema del cerebro que interviene en las funciones de la memoria, además se describió que muchas otras zonas del cerebro fueron reconocidas como de gran importancia para la memoria.
Actualmente, junto con la evidencia de que el lóbulo límbico está involucrado de alguna manera en el olfato, la emoción y la memoria, las líneas más importantes de investigación también demostraron que el sistema límbico cumple un rol importante en las conductas relacionadas con la capacidad espacial.
Los ganglios basales: Son un conjunto de estructuras localizadas, debajo de las regiones anteriores de la neocorteza. Incluyen el putamen, el globo pálido, el núcleo caudado y la amígdala. El núcleo caudado recibe proyecciones desde todas las áreas de la neocorteza y envía sus propias proyecciones a través del putamen y del globo pálido hacia el tálamo y, desde allí, hacia las áreas motoras de la corteza.
Se cree que los ganglios basales participan en dichas funciones motoras, del mismo modo que en la secuencia de movimientos suaves que acompaña a una conversación normal. También se cree que interviene en el aprendizaje de hábitos o de conductas que son consecuencia de asociaciones de estímulo y respuesta.
EL CEREBRO: ENTRECRUZAMIENTO
Un rasgo muy peculiar de la organización cerebral es que cada una de sus mitades simétricas responde a la estimulación sensitiva del lado contralateral del cuerpo o mundo sensible y controla la musculatura del lado contralateral del cuerpo.
IRRIGACIÓN SANGUINEA
El cerebro recibe irrigación desde 2 arterias carótidas externas y dos arterias vertebrales; una de cada par se encuentran ubicadas a cada lado del cuello.
La carótida interna se divide en arteria cerebral anterior y la arteria cerebral media que van a irrigar la zona anterior y media de la corteza. Las arterias vertebrales se unen para forman la arteria basilar. Después de ramificarse para irrigar el cerebelo, la arteria basilar da origen a la arteria cerebral posterior, que irriga el lóbulo temporal medio y el lóbulo occipital posterior.
PROTECCION
El cerebro y la medula espinal reciben soporte y protección contra lesiones e infecciones de cuatro modos:
1. El cerebro se encuentra protegido por un hueso que es el cráneo y la medula espinal está encapsulada dentro de una serie de vertebras óseas articulares.
2. Dentro de estas cajas óseas se encuentran 3 membranas: duramadre (más externa), aracnoides (capa media) y piamadre (mas interna) se adhiere a la superficie del cerebro.
3. El cerebro se protege de impactos y cambios bruscos de presión por el liquido cefalorraquídeo, que ocupa los ventrículos interiores y circula por debajo de la membrana aracnoides, por el espacio subaracnoideo. El LCR fluye desde los ventrículos, circula alrededor del cerebro y luego es absorbido por los senos venosos de la duramadre.
4. El cerebro se protege por la barrera hematoencefalica de diferentes sustancias químicas que circulan por el resto del cuerpo.
ESTRUCTURA Y ACTIVIDAD ELÉCTRICA DE LAS NEURONAS
ESTRUCTURA DE LA NEURONA
Actúan como unidades conductoras de información del sistema nervioso.
La neurona: descripción general: La neurona está compuesta por dendritas, a su vez, esta aumentada por subramificaciones y por muchas pequeñas protuberancias denominadas espinas dendríticas, que cubren cada ramificación. Las dendritas reciben información de otras células y por eso su superficie determina cuanta información puede reunir una neurona. Las espinas dendríticas son los puntos de contacto entre las neuronas, la presencia de varios miles de espinas da una indicación de cuanta información es capaz de recibir una neurona.
Cada neurona tiene un solo axón, prolongación que surge de una expansión del cuerpo celular denominado cono axonico. El axón puede tener ramificaciones llamadas colaterales del axón. En su parte terminal se divide en varias ramificaciones llamadas telodendrias. En la parte final de cada telodendrón hay un botón terminal, este se sitúa muy cerca de una espina dendrítica de otra neurona, sin entrar en contacto con ella. Esta casi conexión se denomina sinapsis. La neurona tiene la capacidad de recibir información a través de dendritas y espinas, pero solo puede enviar en una dirección, a través de un único axón.
La información que viaja a través de la neurona es un flujo de corriente eléctrica que comienza en las dendritas y luego viaja a lo largo del axón hacia los terminales. En el axón, el flujo eléctrico consiste en impulsos separados. Cuando cada impulso llega al botón termina, este libera una sustancia química (neurotransmisor) en la sinapsis, que influye sobre la actividad eléctrica de la célula receptora y, así, envía el mensaje.
La célula como fábrica: La célula tiene una membrana celular externa que la separa de sus alrededores y le permite regular las sustancias que entran y salen de ella. La membrana celular rodea al cuerpo celular, a las dendritas y sus espinas, y al axón y sus terminales y forma así el límite de un compartimiento intracelular continuo. Esta membrana sirve como barrera donde muy pocas sustancias pueden ingresar o salir de la célula por si solas. Dentro de esta membrana se encuentra la membrana nuclear que es la que rodea el núcleo de la célula. En el núcleo es donde se almacenan y se copian los proyectos -los genes y cromosomas- de las proteínas celulares. Cuando se necesitan se envían las copias al RE que es donde se forman las proteínas producidas por la célula de acuerdo con las instrucciones del proyecto del núcleo. Los productos finales se empaquetan y se envían en los cuerpos de golgi, por medio de los túbulos se transportan hacia el destino final.
Otros dos componentes importantes son las mitocondrias y los lisosomas. Las mitocondrias son las que producen la energía para la célula. Los lisosomas son vesículas en forma de saco que transportan las sustancias que penetran a la célula y trasladan y almacenan los desechos.
Membrana celular: barrera y compuerta: Las neuronas y la glía del cerebro están separados por el liquido extracelular. También dentro de la célula hay líquido. El liquido intracelular. La membrana celular que rodea la célula separa el líquido intracelular del extracelular. Regula el movimiento de sustancias hacia dentro y fuera de la célula. Regula la concentración de sales y otras sustancias químicas a cada lado.
Es importante saber la composición de los líquidos intracelulares y extracelulares. Estos líquidos están compuestos principalmente por moléculas de agua, que son ligeramente polares, esto quiere decir que una parte de la molécula tiene una leve carga negativa y otra con una leve carga positiva. Las moléculas de las sales se separan en dos partes al disolverse en agua, una parte con carga negativa y otra positiva. Estas partículas cargadas se denominan iones.
La membrana está compuesta por fosfolipidos, compuestos por una “cabeza” que contiene el elemento fosforo (P) y dos “colas” que son los lípidos o grasas. La cabeza polar es hidrófila (atraen el agua) y las colas son hidrófobas (no atraídas por el agua)
El núcleo: proyecto de las proteínas: Aquí se almacenan los genes que se encuentran dentro de la estructura química de los cromosomas, que son complejos moleculares gigantes especiales situados dentro del núcleo. Cada cromosoma tiene una estructura de doble hélice en la que las dos cadenas de moléculas están enroscadas una alrededor de la otra y cada cromosoma tiene cientos de genes.
Los cromosomas se constituyen por una sustancia de ADN, para que se inicie la producción de una proteína, el segmento apropiado del gen de la doble hélice del ADN primero se debe desenrollar. La secuencia de bases de nucleótidos expuesta en una de las cadenas de ADN sirve como molde sobre el cual se construye una cadena complementaria de ARN a partir de nucleótidos libres, esto se denomina TRANSCRIPCION. La cadena de ARN se denomina ARN MENSAJERO pues lleva el código genético fuera del núcleo, a la zona de la fábrica celular en donde se producen las proteínas. Este centro de proteínas es el RE.
Retículo endoplasmático: lugar donde se produce la síntesis de proteínas: SE caracteriza por estar salpicado de ribosomas, estructuras que desempeñan un papel vital en la fabricación de las proteínas. Cuando una molécula de ARNm llega al RE, atraviesa un ribosoma que “lee” su código genético. Cada secuencia de tres bases se denomina codones. A medida que cada codón atraviesa el ribosoma, se le añade el aminoácido codificado por el codón anterior. De esta manera se forma una cadena de aminoácidos. Los aminoácidos se unen unos a otros a través de la unión peptídica. La cadena de aminoácidos se denomina cadena polipeptídica.
Las cadenas de polipéptidos se relacionan con las proteínas, pero no son lo mismo. Las cadenas largas de polipéptidos tienen una gran tendencia a enroscarse en hélice (espiral) o a formar láminas plegadas y estas estructuras secundarias, a su vez, tienen una gran tendencia a plegarse y formar formas más complejas. Las cadenas de polipéptidos plegadas constituyen una proteína.
Cuerpo de golgi y microtúbulos: empaquetado y transporte de proteínas: Existen miles de proteínas, algunas están destinadas a incorporarse a la estructura celular y a formar parte de membrana celular, del núcleo, del RE, etc. Otras permanecen el líquido intracelular y actúan como enzimas, facilitando muchas de las Rx químicas de la célua y otras salen como hormonas o neurotransmisores. Para que todas están proteínas lleguen a su destino final, la célula contiene un grupo de componentes, dedicados al empaquetado, etiquetado y envío.
Los cuerpos de golgi se encargan de envolver las moléculas de proteínas formadas y etiquetarlas para indicarle hacia donde se dirigen. Están proteínas empaquetadas se adhieren a moléculas motora que viajan a lo largo de los túbulos por toda la célula y transportan cada proteína a su destino.
¿Qué función cumplen las proteínas?: Cumplen distintas funciones, una de ellas es el transporte de sustancias a través de la membrana. Se describen tres categorías de proteínas de membrana que ayudan al trasporte de sustancias a través de esta.
• Canales: Algunas proteínas crean canales o huecos, por donde pueden pasar las sustancias.
• Algunas proteínas tienen la capacidad para cambiar de forma. Existe un canal llamado “canal de compuerta” que se abre y se cierra para permitir la entrada de iones Na+ en determinados momentos y no en otros. Algunas compuertas cambian de forma cuando otras sustancias se unen a ellas. En estos casos la proteína de membrana actúa como la cerradura de una puerta.
• Bombas: Algunas veces las proteínas de membrana actúa como bomba o transportador que traslada sustancias a través de la membrana.
ACTIVIDAD ELECTRICA DE LA NEURONA
Las neuronas son muy diminutas, lo que dificulta su observación a simple vista y su experimentación. Tienen axones pequeños que se unen y forman un axón más grande. Los axones más gruesos envían los mensajes con mayor rapidez que los axones delgados.
Creación de cargas eléctricas a través del movimiento de iones: En los líquidos intracelulares y extracelular de la neurona hay distintos tipos de iones Na+ (sodio) y K+ (potasio) con carga positiva e iones Cl¬- (cloruro) con carga negativa. Hay tres factores que influyen en el movimiento de iones hacia dentro y fuera de las células: 1. El gradiente de concentración, 2. El gradiente de voltaje y 3. La estructura de la membrana.
El gradiente de concentración describe la diferencia relativa en la concentración de una sustancia de distintos puntos del espacio cuando la sustancia no está distribuida en forma similar. El gradiente de voltaje es una medida de las concentraciones relativa de cargas eléctricas. Los iones tienen carga eléctrica y, por lo tanto, se puede dirigir no solo por el gradiente de concentración sino también por el gradiente de voltaje. La estructura de la membrana actúa como barrera parcial para el movimiento de iones entre el interior y el exterior de la célula.
ENVIO DE MENSAJES A LO LARGO DEL AXON
El mensaje debe viajar a lo largo de todo el axón. En algunos casos, el camino es muy largo, como en los axones de las neuronas del tracto corticoespinal, que se extienden desde la corteza hasta la medula espinal.
El impulso nervioso: Es un movimiento del potencial de acción a lo largo del axón. Este impulso se produce por propagación del potencial de acción que genera otro potencial de acción en la zona adyacente de la membrana del axón. Cada potencial de acción sucesivo da origen a otro a lo largo del axón.
Conducción saltatoria y vainas de mielina: Las células gliales permiten aumentar la velocidad de los impulsos nerviosos. Los axones están envueltos por las células de Schwann en el sistema nervioso periférico y por la oligodendroglÍa en el sistema nervioso central. De esta manera, el axón está aislado, excepto en la pequeña región que queda entre cada célula glial. Este aislamiento se denomina mielina o vaina de mielina y los axones aislados se denominan axones mielínicos. Las zonas no aisladas de los axones, entre los segmentos de mielina, se denominan nódulos de Ranvier.
El potencial de acción se puede propagar solo en los nódulos entre las células gliales y esta forma de propagación se denomina conducción saltatoria, es especialmente rápida.
COMUNICACIÓN ENTRE NEURONAS
ESTRUCTURA DE LA SINAPSIS
Las tres partes principales de una sinapsis son: el terminal axónico, la membrana que envuelva el extremo de una espina dendrítica adyacente y el espacio (hendidura sináptica), muy pequeño que separa estas dos estructuras.
ETAPAS DE LA NEUROTRANSMISIÓN
La información es transmitida a través de una sinapsis en cuatro etapas: 1. Las moléculas del neurotransmisor son sintetizadas y almacenadas en el terminal axónico; 2. El transmisor es transportado hasta la membrana presináptica y liberado en respuesta a un potencial de acción; 3. El transmisor interactúa con los receptores de membrana de la célula diana localizada en el otro lado de la sinapsis y 4. El transmisor es inactivado.
• Síntesis y almacenamiento del transmisor: Existen dos vías fundamentales para la elaboración de los neurotransmisores. Algunos se forman en el terminal axónico a partir de principios básicos derivados de los alimentos. Las mitocondrias suministran la energía necesaria. Otros neurotransmisores se elaboran en el cuerpo celular según instrucciones del AND de la neurona, se envuelven en los corpúsculos de golgi y viajan hasta el terminal axónico.
En el terminal axónico, los neurotransmisores elaborados de cualquiera de estas maneras son recogidos en membranas que forman vesículas sinápticas las cuales se almacenan de tres modos: 1. Algunas se acumulan en gránulos de almacenamiento, 2. Otras son fijadas a los filamentos en el terminal y 3. Otras son adosadas a la membrana presináptica, preparadas para su liberación en la hendidura sináptica.
• Liberación del neurotransmisor: El potencial de acción es el que desencadena la liberación de una vesícula sináptica y el paso de su neurotransmisor a la hendidura sináptica.
• Activación de sitios receptores: Cuando se libera el neurotransmisor se difunde a través de la hendidura sináptica y se une a moléculas proteicas especializadas alojadas en la membrana postsináptica. Estas moléculas se denominan receptores activados por el transmisor.
• Desactivación del neurotransmisor: Una vez el neurotransmisor a cumplido su función es eliminado rápidamente de los sitios receptores y de la hendidura sináptica. Es eliminado al menos en cuatro formas. El primero: Parte del neurotransmisor se difunde más allá de la sinapsis simplemente y deja de estar disponible para unirse a los receptores. Segundo: El transmisor es inactivado o degradado por enzimas presentes en la hendidura sináptica. Tercero: El transmisor puede ser captado nuevamente en el terminal axónico para su utilización posterior o los subproductos de la degradación de las enzimas pueden ser captados en el terminal para ser utilizado de nuevo en la célula. Cuarto: Algunos neurotransmisores son captados por las células gliales vecinas que tienen transportadores apropiados. Las células gliales tienen enzimas que lo degradan en sustancias más pequeñas.
TIPOS DE SINAPSIS
Se ha descrito una sinapsis general, pero en realidad existen muchos tipos de sinapsis, especializadas en cuanto a su localización, su estructura y función.
Variación en las conexiones sinápticas:
• Sinapsis axodendritica: El terminal axónico de una neurona se encuentra con una dendrita o una espina dendrítica de otra neurona.
• Sinapsis axomuscular: Un axón hace sinapsis con un musculo.
• Sinapsis axosomáticas: Un terminal axónico hace sinapsis con un cuerpo lateral.
• Sinapsis axoaxónicas: Un terminal axónico hace sinapsis con otro axón.
• Sinapsis axosinápticas: El terminal axónico termina en otra sinapsis.
• Sinapsis axoextracelulares: Se da entre los terminales que no tienen ningún objetivo específico, sino que secretan sus transmisores químicos de manera inespecífica en el líquido extracelular.
• Sinapsis axosecretoras: Donde un terminal axónico hace sinapsis con un capilar sanguíneo y secreta su transmisor directamente a la sangre.
• Sinapsis dendrodendríticas: Donde las dendritas envían mensajes a otras dendritas.
TIPOS DE NEUROTRANSMISORES
Identificación de neurotransmisores: Existen cuatro criterios para identificar neurotransmisores. 1. La sustancia química debe ser sintetizada en la neurona o estar presente en ella, 2. Cuando la neurona es activada, la sustancia química debe ser liberada y producir una respuesta en alguna célula diana, 3. La misma respuesta debe obtenerse cuando se coloca experimentalmente la sustancia química sobre el blanco y 4. Debe existir un mecanismo para eliminar la sustancia de su lugar de acción una vez que ha realizado su tarea.
La acetilcolina fue la primera sustancia identificada como neurotransmisor en el SNC.
Se puede imponer cierto orden clasificando los neurotransmisores, en tres grupos en relación con la base de su composición: 1. Transmisores de moléculas pequeñas, 2. Transmisores peptídicos y 3. Gases transmisores.
TRANSMISORES DE MOLECULAS PEQUEÑAS: Donde se encuentra la acetilcolina, las aminas, dopamina, noradrenalina, adrenalina, serotonina, aminoácidos, glutamato, acido gamma amino-butírico, glicina e histamina.
TRANSMISORES PEPTÍDICOS: Se clasifican en 6 familias: Opioides: Ej. Encefalina, dinorfina. Neurohipofisinas: Ej. Vasopresina, oxitocina. Secretinas: Ej. Péptido inhibidor gástrico, péptido liberador de la hormona de crecimiento. Insulinas: Ej. Insulina y factores de crecimiento insulícos. Gastrinas: Ej. Gastrina, colecistocinina. Somatostatina: Ej. Polipéptidos pancreáticos.
GASES TRANSMISORES: Gases solubles óxido nítrio (NO) y monóxido de carbono (CO).
TIPOS DE RECEPTORES PARA NEUROTRANSMISORES
Existen dos clases generales de receptores: receptores ionotrópicos y los metabotrópicos.
Receptores ionotrópicos: Permiten el desplazamiento a través de una membrana, este receptor tiene dos partes: un lugar de unión al neurotransmisor y un poro o canal.
Receptores metabotrópicos: Carece de poro propio a través del cual pueden fluir los iones, aunque tienen un lugar de unión para el neurotransmisor.
FUNCIONES DE LOS NEUROTRANSMISORES
La acetilcolina actúa como un transmisor inhibidor del corazón, y la adrenalina como excitador. Algunos neurotransmisores del SNC tienen funciones específicas que suelen ser neuropéptidos. Otros neurotransmisores del mismo SNC tienen funciones generales que contribuyen a que el organismo lleve a cabo las tareas diarias.
