EL SISTEMA NERVIOSO I
LA CÉLULA NERVIOSA
BIBLIOGRAFÍA
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Uchitel Osvaldo (2006) El lenguaje de las neuronas. Colección
Ciencia Joven No. 14, Eudeba: Buenos Aires (UACM QP363
U25 EJ.2)
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Durán ME, Rosas MG (Comp.) (2009) “Cuerpo Humano 1”
(2009) Biblioteca del Estudiante UACM: México
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Anthony C.P., Thibodeau G.A. (1983) Anatomía y
Fisiología.McGraw-Hill Interamericana: México DF. Cap. 8
Células del Sistema Nervioso
•
Chiras D. (2002) Human Biology. Ed. Janes and Bartlett, Mass,
El sistema nervioso, junto con el sistema endócrino, ayuda a
mantener el estado del medio interno dentro de límites que son
compatibles con la homeostasis, la salud y la vida.
El sistema nervioso es el responsable de todas nuestras conductas
y movimientos, y de la memoria.
La rama de las ciencias médicas que se ocupan del
funcionamiento normal y patológico del sistema nervioso es la
Principles of Human Anatomy and
Physiology, 11e 5
Tejido nervioso
•
Controla e integra todas las actividades corporales
•
Tres funciones básicas:
–
Detecta cambios a travez de los receptores sensoriales
•
El calor del sol en la cara, una caricia
–
Interpreta y recuerda estos cambios
–
Da una respuesta a estos cambios a travez de los
efectores.
NEURONA
•
Unidad estructural y funcional del sistema nervioso.
•
Célula nerviosa que genera y transmite potenciales de acción
o “impulsos” nerviosos
.CÉLULAS DE SOPORTE (GLÍA)
•
Constituyen la mitad del volumen del SNC
•
Son más pequeñas que las neuronas y 50 veces más
numerosas
•
Forman un sistema de apoyo a las neuronas.
Sistema Nervioso Central (SNC) Sistema Nervioso Periférico (SNP)
Astrocitos o astroglía
Oligodendroglía
Microglía
Células ependimarias
Células de Schwamm
Astrocitos o Astroglía
Son las más grandes y proporcionan
soporte estructural a las neuronas
Regulan las concentraciones de nutrientes
CO
2, O
2, y neurotransmisores
Eliminan los desechos (
fagocitosis
).
Forman la
barrera hematoencefálica
Forman tejido cicatricial después de
una lesión
Microglía
Eliminan restos de células, desechos y
patógenos por fagocitosis.
Oligodendroglía
Sirve de soporte estructural a los axones
Produce una vaina de mielina alrededor de
más de un axón
Células ependimarias
Forman el tejido epitelial que cubre las
cavidades cerebrales
Células de Schwan
Recubren a todos los axones del SNP.
Se denomina
neurilema
al citoplasma
y núcleo de la célula de Schwamm
Cada célula de Schwan produce
la vaina de mielina de
un solo axón
,
y toda ella lo rodea.
Cada axón es recubierto por varias
células de Schwamm. Los espacios
entre células se llaman Nodos de
Ranvier
Ayudan a la regeneración de axones.
Células satélite
Envuelven a los somas de las
neuronas en en el SNP
Proporcionan soporte estructural
Célula de Schwamm
Neurilema
Vaina de Schwamm
Los oligodendroglías y las células de Schwann
producen un capa de lípidos y proteínas que
envuelve a casi todas las neuronas y que se conoce por vaina de mielina.
Esta capa aísla el axón y aumenta la velocidad de la
conducción nerviosa.
Materia blanca
= axonas mielinizadas (de color blanco)
Materia gris
= somas, dendritea, terminales axónicas, axonas no
mielinizados y neuroglía (de color gris)
NEURONA
Unidad estructural y funcional del sistema nervioso. Célula nerviosa que
genera y transmite potenciales de acción o “impulsos” nerviosos.
El SN humano contiene más de 10 mil millones de neuronas.
La neurona está conformada por:
• Soma o cuerpo celular Sitio para la síntesis de proteínas
(neuro-trasmisores y proteínas de reparación)
• Axón (o fibra nerviosa)
Se origina en un área engrosada del soma llamada cono axónico.
Son fibras eferentes que propagan la señal del soma a otras neuronas, músculos o células de las glándulas de secreción.
La gran mayoría están mielinizados.
El tamaño de los axones varía en longitud desde 0.1 mm
hasta 2m.
Los diámetros varían también considerablemente, de 1 μm a 20 μm. Cuanto mayor es el diámetro, mayor será la velocidad de conducción del impulso.
NEURONA
-
Nudos sinápticos o botones terminales.
Ramificación y
terminación dilatada del axón; contienen vesículas donde se
almacenan los neurotransmisores.
-
Dendritas.
Fibras eferentes que reciben señales de otras neuronas
SINAPSIS
Neurona = 4 regiones funcionales
Tipos de neuronas:
según su estructura
Tipos de neuronas:
según su función
Las neuronas se clasifican de acuerdo con la función que
desempeñan en:
•
Sensitivas
: transportan información desde los
receptores sensoriales (piel, músculos, articulaciones,
órganos de los sentidos, y visceras) hacia el SNC
•
Motoras
: llevan información desde el SNC hacia los
órganos efectores: músculos o glándulas
•
Interneuronas
o neuronas de asociación: conectan
Las neuronas necesitan ser capaces de transmitir información de
dos maneras:
1. De un lado de la neurona al otro.
2. A través del pequeñísimo espacio que hay ente dos
neuronas (sinapsis)
Lo primero se logra en forma eléctrica mediante los
potenciales de acción
Lo segundo en forma química mediante los
neurotrasmisores
•Las dos grandes fuerzas que impulsan los iones a moverse son la
diferencia (o gradiente) de concentración o químico, y la diferencia (o gradiente eléctrico).
•La migración de partícula de una región de alta concentración a una de
baja concentración es termodinámicamente favorecida: se dice que las partículas se mueven en favor de un gradiente de concentración. Lo contrario es ir en contra de un gradiente de concentración.
•Dado que las cargas opuestas se atraen, la migración de una partícula
(ion) de una cierta carga hacia una región de la carga opuesta se dice que
va a favor de un gradiente eléctrico. Lo opuesto va en contra del mismo.
•La dirección e intensidad del flujo de iones está determinado por el
gradiente electro-químico.
•Los canales iónicos son moléculas proteicas que contienen poros acuosos
que permiten el flujo de iones a través de las membranas celulares.
•Cuando el canal iónico se abre, forma un poro acuoso que se extiende a
través del espesor de la membrana. En la ruta de conducción se encuentra el filtro de selectividad iónica que permite el flujo preferencial de un tipo
específico de ion.
•Los canales iónicos permiten a los iones fluir dentro o fuera de la célula, a favor de sus gradientes electro-químicos, sin gasto de energía por parte de la célula.
•En algunos canales iónicos, el paso a través del poro está gobernado por
una "puerta" que se abre o se cierra respondiendo a señales químicas o eléctricas, temperatura o fuerza mecánica, dependiendo del tipo de canal (ESTÍMULOS).
Principles of Human Anatomy and
Physiology, 11e 22
•Otro tipo de canales iónicos son llamados bombas. Ellos usan la energía
suministrada por la célula para realmente bombear iones dentro o fuera de la célula. Los mejores ejemplos son las bombas sodio – potasio en las membranas neuronales. Estas bombas empujan el Na+ fuera de la célula,
y el K+ dentro de la célula. Están realmente manteniendo un desequilibrio
de estas sustancias.
Las bombas Na+/K+ extraen de la célula de forma activa 3 iones sodio (Na+) e introducen 2 iones potasio (K+) al interior celular, consumiendo ATP. De esta forma, las bombas Na+/K+ mantienen la concentración extracelular de sodio más elevada que la intracelular, produciendo un gradiente de concentración y electrostático
Las neuronas tienen bastante carga negativa dentro de ellas. Esto es debido a los aniones , que están negativamente cargados, pero son
demasiado grandes para pasar a través de cualquier canal. Permanecen dentro dándole a la célula carga negativa.
Por lo tanto, cuando un axón está en reposo:
•los aniones le dan una carga negativa al interior de la célula,
•las bombas de sodio hacen salir al sodio y entrar al potasio, pero extraen
de la célula de forma activa 3 iones sodio (Na+) y sólo introducen 2 iones potasio (K+) al interior celular, produciendo un exceso de carga positiva al exterior de la membrana, y
•las puertas de sodio y las de potasio se cierran todas.
A causa de la diferencia positiva-negativa entre dentro y fuera, este estado de descanso se llama potencial de membrana en reposo.
•Causa = exceso mínimo de iones positivos fuera de la membrana de la neurona y exceso mínimo de iones negativos al dentro de ella
•Mide cerca de - 70 mV
Canal de potasio
Canal de sodio
La comunicación celular, y particularmente la neuronal,
depende de cambios rápidos en el potencial eléctrico de la
DEFINICIONES
•
Diferencia de potencial
(mV)= gradiente eléctrico o diferencia
entre las cantidades de cargas eléctricas entre dos puntos. Es
una forma de energía potencial, una fuerza que puede mover
cationes, cuesta abajo por un gradiente eléctrico.
•
Membrana polarizada
= membrana cuyas superficies exterior e
interior tienen cantidades diferentes de cargas eléctricas. Hay
una diferencia de potencial entre los dos lados de la membrana
•
Potencial de membrana en reposo
= diferencia de potencial que
existe a través de la membrana de una neurona cuando ésta no
conduce impulsos
•
Potencial de acción
= diferencia de potencial que se forma a
Principles of Human Anatomy and Physiology, 11e 28
Potencial graduado
• Es debido a pequeñas desviaciones
del potencial en reposo, causadas por la llegada de un estímulos a las “puertas
• hyperpolarización = la membrana se
vuelve más negativa
• depolarización la membrana se
vuelve más positiva
• Las señales son graduadas, lo que
significa que su amplitud (tamaño) varía, dependiendo de la fuerza del estímulo, y son localizadas.
• Los potenciales graduados ocurren
más frecuentemente en los
Cuando se abre el canal de potasio el potencial de la
membrana se hace más negativo (
hiperpolarización
). El K
+está más concentrado en el interior de la célula, por ese
motivo cuando se abren canales de potasio este ion tiende a
salir por gradiente de concentración. Esto extrae cargas
eléctricas positivas del interior de la célula, y deja el
potencial de ésta más negativo.
La apertura del canal de sodio lleva el potencial de
membrana a un valor muy positivo. El Na
+tiende a entrar en
la célula por gradiente de concentración y por atracción
Potencial de acción
= secuencia de eventos, que ocurren en rápida
sucesión, que disminuyen y terminan revirtiendo el potencial de
membrana (
despolarización
) y luego lo restauran al estado de
reposo (
repolarización
).
Durante un potencial de acción, los canales iónicos dependientes de
voltaje para Na
+y K
+se abren siguiendo una secuencia
Potencial de acción: mecanismo
1. Al recibir un estímulo, aumenta la permeabilidad de la membrana a Na+ en el
lugar estimulado. Los iones Na+ penetran en la célula y el exceso de iones
positivos en el exterior disminuye rápidamente a cero; Pero siguen llegando al interior iones de Na+ y en consecuencia dejan un exceso de iones negativos en
el exterior. La membrana se ha despolarizado. El potencial de membrana ha alcanzado los 30 mV
2. La repolarización se debe a que el aumento de la permeabilidad al Na+ es
sólo momentáneo. Pronto es sustituido por un aumento de la
permeabilidad al K + el cual difunde al exterior cuesta debajo de su gradiente
de concentración. Ello deja un exceso de cargas negativas al interior del axón. 3. Los canales de K+ se abren y cierran lentamente. Esto causa que el potencial
baje levemente y brevemente por debajo del nivel del potencial de membrana en reposo. Esto es la fase de hiperpolarización.
4. A continuación la permeabilidad de la membrana disminuye y vuelven a hacerse efectivas las bombas de Na+ y K + y el potencial de reposo se
Potencial de acción: mecanismo
Umbral
Potencial en reposo
Asa de
El sitio estimulado y negativo de la membrana crea una corriente local con el sitio positivo adyacente y esta corriente actúa como un estímulo. En
consecuencia se despolariza el punto siguiente y se invierte el potencial de positivo a negativo. Este ciclo se repite una y otra vez en rápida sucesión, por ello el potencial de acción se desplaza a lo largo de toda la neurona.
Propagación del
impulso nervioso:
Un potencial de
acción que se
POTENCIAL DE ACCIÓN
Estímulo umbral o nivel de disparo
Sólo
si el cambio de potencial producido por un estímulo llega a
un cierto nivel crítico, llamado
umbral de estimulación
, se
desencadenará la conducción del impulso.
Que un estímulo inicie o no la conducción de un impulso
dependerá de la
intensidad
del mismo.
Los estímulos subumbral o subliminales cambian el potencial de
la membrana pero no lo suficiente para para llegar al nivel de
umbral de modo que no desencadenan la conducción del
impulso.
Períodos refractarios:
Absoluto: Si llegara un segundo estímulo durante el potencial de acción, no produciría otro potencial de acción no importa que tan fuerte es el estímulo.
Relativo: durante este período, se puede producir otro
potencial de acción pero sólo si el estímulo es mayor que el primero.
El periodo refractario absoluto limita la velocidad de transmisión de los impulsos. Mientras que el período refractario relativo permite que haya
variaciones en la velocidad de transmisión de los impulsos. Estas variaciones son importantes porque representan una de las vías en que el sistema
Ley del todo-o-nada:
Propagación del impulso nervioso
Propagación del impulso nervioso
Axón mielinizado: el potencial de acción se conduce a alta
velocidad debido a que sectores muy largos del axón se
encuentran cubiertos por membranas de células de Shwamm.
Flujo de corriente en axón mielinizado: la activación de los
canales de sodio se produce únicamente en los Nodos de
Ranvier.
La señal nerviosa salta de nodo en nodo con una velocidad de
más de 100 m/seg
Sabemos como se propaga el impulso, pero …. ¿Cómo se traduce esto en información?
No puede ser a través del ”tamaño” del potencial de acción, por la Ley del todo o nada.
La
