Neurona, potencial de reposo y potencial de acción

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Neurona, potencial de reposo y

potencial de acción

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Objetivo de la clase:

Comprender como se

transmite el impulso

nervioso.

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Estructura de una neurona

Soma: mayor cantidad de

citoplasma, se encuentran organelos.

Dendritas: primera porción se le llama segmento inicial,el axón termina en botones sinápicos. Axón: presenta capa demielina, complejo lipoproteíco formado por muchas capas de cél. de Schwann

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Células gliares

Tipos de células

gliales.

Se dividen de acuerdo con sus funciones, y en parte, por su morfología.

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Tipos de neuronas

Por el número de prolonga -ciones

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Neuronas Sensitiva o Aferente.

Neuronas Asociativas o Interneuronas.

Neuronas Motoras o eferentes.

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Sinapsis.

La sinapsis es la relación

funcional

de

contacto

entre las terminaciones

de

las

células nerviosas. Se trata

de un concepto que

proviene de un vocablo

griego

que

significa

“unión”

o

“enlace”.

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Introducción

La sinapsis es una zona de contacto anatómico y funcional entre dos células donde se produce la transmisión de los potenciales de acción de una célula a otra. La transmisión sináptica es un mecanismo altamente sofisticado y eficiente que hace posible la comunicación entre los 100 billones de neuronas en el cerebro humano y con los efectores

Existen distintos tipos de sinapsis. Hay dos tipos generales:

a) Sinapsis Eléctricas b) Sinapsis Química

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Membrana del axón

.

Potencial de reposo

.

•Voltaje de -70 mv

•Es la millonésima parte de un volt 1microV = 1x10-6 volts

Na+ en mayor cantidad en el exterior de la membrana neuronal.

K+ en mayor cantidad en el interior de la membrana neuronal.

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Potencial de Membrana

Potencial eléctrico: Diferencia en la cantidad de carga eléctrica entre una región de carga positiva y una región de carga negativa. •Membranas plasmáticas poseen diferencias de carga eléctrica entre interior y exterior de la membrana.

•Medio extracelular posee carga positiva. •Medio intracelular posee carga negativa.

•Este potencial se llama potencial de membrana. •Se registra con microelectrodos.

• Microelectrodos: dispositivos conectados a un osciloscopio que

mide la actividad eléctrica en las neuronas mediante la emisión de electrones, mostrando una gráfica.

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Potencial de reposo

•La distribución de las cargas a los lados de la membrana determina que la neurona esté polarizada eléctricamente.

•No existe conducción nerviosa. •¿Por qué se produce?

•En el interior hay mayor cantidad de iones K+, posee canales

potasio siempre abiertos y los iones tienden a salir y proteínas cargadas negativamente que se acumulan.

•En el lado externo mayor cantidad de iones Na+ y Ca2+ . El sodio

tiende a entrar pero los canales abiertos en el potencial de reposos son muy pocos.

•La Bomba de Sodio-potasio, mantiene la polarización de la membrana, vale decir, la distribución desigual de los iones en el interior y el exterior de la neurona.

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Potencial de acción

•Cuando un axón es estimulado por sustancias químicas, presión, temperatura o una corriente eléctrica, el estímulo incrementa súbitamente la permeabilidad de la membrana a los iones sodio, permitiéndole ingresar.

• Como los iones sodio llevan cargas positivas hacia el interior, la parte externa de la membrana se vuelve momentáneamente negativa con respecto a la parte interna, vale decir, se produce una

depolarización transitoria en el punto estimulado.

•Este cambio rápido del potencial de membrana se conoce con el nombre de potencial de acción.

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Período refractario: Inmediatamente después de ser estimulada, la neurona no puede reaccionar a otro estímulo y la membrana recupera su potencial de reposo y queda en condiciones de generar y conducir un nuevo impulso. Es muy breve.

•Para tales efectos, la bomba de sodio- potasio transporta activamente los iones de sodio hacia el exterior y los de potasio al interior, proceso que repolariza la membrana.

Umbral: El estímulo debe tener una cierta intensidad mínima para provocar un cambio en la permeabilidad de la membrana, que facilite el ingreso de los iones de sodio al interior del axón. Es el nivel de intensidad necesario para generar un potencial de acción (impulso nervioso).

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Ley del todo o nada: La estimulación con una intensidad umbral produce la respuesta (potencial de acción) máxima de la neurona. •Si se aumenta la intensidad del estímulo por encima del umbral, la amplitud de la respuesta no variará.

•Indica que la neurona puede o no responder a un estímulo, pero cuando se alcanza el valor umbral lo hace con efecto máximo.

•El impulso se propaga a una velocidad definida, independiente de la naturaleza e intensidad del estímulo que lo desencadena.

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Impulso nervioso

•Cada potencial de acción estimula a los puntos adyacentes de la membrana, determinando que la despolarización inicial se propague a lo largo del axón. • Esa onda de despolarización es el impulso nervioso.

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Velocidad del impulso

La velocidad de la propagación de los potenciales de acción no depende de la fuerza del estímulo, sino que de lo siguiente:

•En las fibras que poseen cubierta de mielina, dispuesta en torno a las células de Schwann, separadas por los denominados nódulos de Ranvier, la onda de electronegatividad se propaga saltando de nódulo en nódulo.

•Esta propagación saltatoria es más rápida, al no tener que despolarizar todos los puntos de la fibra nerviosa. Además permite un importante ahorro energético, ya que la bomba de sodio tiene que movilizar menor cantidad de iones.

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APE

Comprender procesos que permiten el

funcionamiento del sistema nervioso, el Potencial de membrana y de acción.

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Responde las siguientes preguntas:

1. ¿Explica qué es el potencial de reposo? Explica

2. Dibuja una membrana neuronal con potencial de reposo.

3. ¿Cuáles son las causas del potencial de reposo en la membrana? Explica 4. ¿Qué es el potencial de acción? ¿Por qué se produce un potencial de

acción en la membrana de la neurona? Explica. 5. Dibuja un potencial de acción

6. ¿Cómo vuelve a la normalidad la membrana neuronal luego de un potencial de acción?

7. ¿Por qué no escuchamos el sonido de un alfiler cuando cae, pero si cuando cae un lápiz? Explica

8. Explica la ley del todo o nada.

9. ¿Por qué en axones con vaina de mielina la velocidad del impulso es mayor que en axones carentes de estas estructuras?

10. Explica los siguientes conceptos: SINAPSIS, POLARIZACIÓN, DESPOLARIZACIÓN, REPOLARIZACIÓN, UMBRAL, IMPULSO NERVIOSO

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APE

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Introducción

La sinapsis es una zona de contacto anatómico y funcional entre dos células donde se produce la transmisión de los potenciales de acción de una célula a otra. La transmisión sináptica es un mecanismo altamente sofisticado y eficiente que hace posible la comunicación entre los 100 billones de neuronas en el cerebro humano y con los efectores

Existen distintos tipos de sinapsis. Hay dos tipos generales:

a) Sinapsis Eléctricas b) Sinapsis Química

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Gap junction o Unión Nexo. Se destacan los conexones, proteínas que conectan los citoplasmas de dos células. Iones y pequeñas moléculas pueden pasar en ambas direcciones a través de estos canales. Ej. De este tipo de sinapsis eléctrica en músculo cardíaco y liso.

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Propiedades de las sinapsis Eléctricas y Químicas

Propiedades Sinapsis Eléctrica Sinapsis Química 1) Distancia entre

membrana pre y

postsináptica 3.5 nm 30-50 nm 2) Continuidad

citoplasmática entre las

células pre y postsináptica Si No 3) Componentes

Ultraestructurales Gap Junction

Vesículas y zonas activas

presinápticas, receptores postsinápticos 4) Agente de transmisión Corrientes iónicas Transmisor químico 5) Retardo sináptico Virtualmente ausente Entre 1 y 5 mseg o

más 6) Dirección de la

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Uniones de comunicación entre las membranas plasmáticas de los terminales presináptico y postsináptico .

Que al adoptar la configuración abierta permiten el libre flujo de iones desde el citoplasma del terminal presinático hacia el citoplasma del terminal postsináptico.

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 La transmisión entre la primera neurona y la segunda no se produce por la secreción de un neurontransmisor, sino por el paso de iones de una célula a otra a través de

uniones gap.

 Las uniones gap son pequeños canales formados por el acoplamiento de complejos proteicos, basados en conexinas, en células estrechamente adheridas.

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Sinapsis Química.

Se establece entre células que están

separadas entre sí por un espacio de unos 20-30 nanómetros(nm), la llamada hendidura sináptica.

La liberación

de neurotransmisores es iniciada por la llegada de un impulso nervioso (o potencial de acción), y se produce mediante un proceso muy rápido.

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Partes de una sinapsis química: Membrana presináptica, espacio sináptico, membrana postsináptica, receptores moleculares

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Tipos de sinapsis químicas según morfología

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Tipos de sinapsis química según morfología

a) Sinapsis somática, b) sinapsis axónica c) sinapsis axo-dendrítica,d) sinapsis dendro-somáticas, e) dendro-dendrítica

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Sinápsis químicas:

 La liberación de neurotransmisores es iniciada por la llegada de un impulso nervioso.

 Cuando llega un potencial de acción se produce una entrada de iones calcio a través de los canales de

calcio dependientes de voltaje.

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Neurotransmisores

• Es una biomolécula, sintetizada generalmente por las

neuronas.

• Son las principales sustancias de las Sinapsis.

Síntesis del neurotransmisor

Según la naturaleza del neurotransmisor, éste se puede sintetizar en el soma neuronal o en las terminaciones nerviosas

Almacenamiento del neurotransmisor

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Liberación del neurotransmisor

• Por exocitosis.

• Cuando llega un impulso nervioso a la neurona presináptica,

ésta abre los canales de calcio, entrando el ión en la neurona y liberándose el neurotransmisor en el espacio sináptico.

• El calcio además de iniciar la exocitosis, activa el traslado de

las vesículas a los lugares de su liberación con la ayuda de proteínas de membrana plasmática y de la membrana vesicular.

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Activación del receptor del neurotransmisor

• Situado en la membrana plasmática de la neurona postsináptica.

El receptor postsináptico es una estructura proteica que desencadena una respuesta.

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La

Acetilcolina

• La Acetilcolina fue el primer neurotransmisor en ser

descubierto

• Es la responsable de la estimulación de los músculos,

incluyendo los músculos del sistema gastrointestinal.

• El famoso veneno botulina funciona bloqueando la

acetilcolina, causando parálisis.

• El derivado de la botulina llamado botox se usa por muchas

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• Un tipo de neurotransmisor inhibitorio.

• Actúa como un freno del los neurotransmisores

excitatorios que llevan a la ansiedad.

• Personas con poco GABA tienden a sufrir de trastornos de

la ansiedad, y los medicamentos como el Valium funcionan aumentando los efectos del GABA.

• Si el GABA está ausente en algunas partes del cerebro, se

produce la epilepsia.

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Norepinefrina

• Antes llamada noradrenalina.

• Esta fuertemente asociada con la puesta en “alerta máxima” de sistema nervioso.

• Prevalente en el sistema nervioso simpático, e incrementa la tasa cardiaca y la presión sanguínea.

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Dopamina

• La dopamina esta fuertemente asociada con los

mecanismos de recompensa en el cerebro.

• Las drogas como la cocaína, el opio, la heroína, y el alcohol promueven la liberación de dopamina, ¡al igual que lo hace la nicotina!

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Unión neuromuscular

La unión neuromuscular es la unión entre el axón

de una neurona (de un nervio motor) y un efector,

que en este caso es una fibra muscular.

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En la unión neuromuscular intervienen:

Una neurona presináptica .

Un espacio sináptico.

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• Esta unión funcional es posible debido a que el músculo es un tejido excitable eléctricamente.

• Ramas de una misma motoneurona pueden llegar a inervar

hasta 500 fibras musculares.

• Mientras más fino el movimiento que debe efectuar el

músculo, menor es el tamaño de la unidad motora, existiendo situaciones en que cada fibra nerviosa inerva sólo una fibra muscular.

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Anatomía de la

sinapsis

neuromuscular

Mitocondria, Vesícula sináptica, Zona activa, Membrana presináptica, Espacio sináptico, Membrana postsináptica, Canal de Ca2+, Membrana basal, Pliegue de unión Placa terminal, Botones sinápticos KSJ2-F12.1

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Receptores Nerviosos

• Los sistemas sensoriales son conjuntos de órganos

altamente especializados que permiten a los organismos

captar una amplia gama de señales provenientes del medio

ambiente.

• Es igualmente fundamental recoger información desde su

medio interno con lo cual logran regular eficazmente su

homeostasis.

• Luz, aromas, sonidos, movimiento... Cada estímulo externo

tiene características físicas diferentes. ¿Cómo logramos

percibirlos? En parte, gracias a la forma de nuestras células receptoras especializadas que cuentan con una fisiología y una forma únicas, que les permiten recibir la señal sensorial y "traducirla" en una señal eléctrica.

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Los receptores poseen características de:

Especificidad: reciben determinado tipo de estímulo.

Adaptación

Excitabilidad

• Para que el estímulo pueda ser percibido debe tener una intensidad tal que supere la intensidad mínima( umbral de excitación) que requiere el receptor.

• El umbral es propio de cada receptor

• El receptor de cualquier tipo de estímulo genera IN que son cualitativamente iguales, pero las sensaciones percibidas son diferentes porque llegan a áreas distintas del cerebro.

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Esta clasificación agrupa a los receptores en:

Exteroceptores.

Interoceptores

Propioceptores.

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Exteroceptores.

• Reciben estímulos que provienen del medio

externo.

• Ejemplos son los receptores cutáneos:

corpúsculos de Pacini, que captan los estímulos de presión corpúsculos de Meissner, que

responden al tacto ; corpúsculos de krause y de Ruffini, que captan el frío y el calor ,

respectivamente . También lo son los órganos de la visión ,audición , gusto y olfato.

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Interoceptores.

• Se encuentran localizados en los órganos y vasos sanguíneos .

Informan de factores internos como la temperatura corporal , la composición , el pH y la presión sanguínea .

• Se incluyen en este grupo los barorreceptores ( presión

sanguínea ) y los osmorreceptores ( composición sanguínea), entre otros.

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Propioceptores.

• Son receptores localizados en el interior de músculos,

tendones y articulaciones. Nos informan sobre la ubicación de las extremidades y de la posición del cuerpo

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Se clasifican en:

Mecanorreceptores,

Fotorreceptores,

Quimiorreceptores,

Termorreceptores

Nociceptores.

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Mecanorreceptores.

• Son los que reciben estímulos mecánicos , como la presión o

el sonido. Se encuentran en la piel, el oído interno y en los sistemas urinario, circulatorio, digestivo y respiratorio.

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Corpúsculos de Meissner

, tienen un umbral bajo por

lo que captan fuerzas mecánicas débiles produciendo

la sensación táctil. Son abundantes en las yemas de

los dedos, la punta de la lengua y labios.

Corpúsculos de Pacini

, o receptores de la presión

ubicados profundamente en la piel.

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Estos reciben estímulos luminosos y se encuentran en la retina , una de las capas del ojo humano. Los conos y

bastones, responsable de la visión diurna y nocturna , son ejemplos de fotorreceptores .

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• Son los que responden a estímulos químicos , como las variaciones en la concentración de iones y de gases respiratorios. Las sensaciones del gusto y del olfato se deben a la actividad de quimiorreceptores como los botones gustativos y el epitelio nasal.

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Termorreceptores

.

• Son los encargados de responder a variaciones de la

temperatura : el corpúsculo de Krause percibe el frío y el

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Nociceptores

• . Se denomina así a los receptores que perciben estímulos

potencialmente nocivos para el organismo : fuerzas mecánicas bruscas, cambios drásticos de temperatura. Se encuentran en todo el cuerpo y son de gran importancia para la conservación del organismo.

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La sinapsis

Cuando el potencial de acción alcanza la

terminación del axón, causa que diminutas

burbujas químicas llamadas

vesículas

descarguen

su contenido en el salto sináptico.

Esas

sustancias

químicas

son

llamadas

neurotransmisores

. Estos navegan a través del

salto sináptico hasta la siguiente neurona, donde

encuentran sitios especiales en la membrana

celular de la siguiente neurona llamados

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Arco Reflejo

Reflejos: Respuestas automáticas, rápidas y predecibles frente a cambios en el ambiente y que ayudan a mantener las condiciones del medio interno de nuestro organismo dentro de rangos normales.

El arco reflejo es el circuito neuronal específico más simple y es la unidad básica de la actividad nerviosa integrada (funciones básicas del sistema nervioso)

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1. Receptor: corresponde a las dendritas de una neurona sensitiva o una estructura asociada, que detecta uno estímulo específico desencadenando uno o más impulsos nerviosos.

2. Neuronas Sensitiva o Aferente: conduce el impulso nervioso al centro integrador.

3. Centro integrador: Región del sistema nervioso que tiene neuronas de asociación y que analiza la información que trae la neurona sensitiva, para elaborar una respuesta.

4. Neuronas de asociación: Conecta a las neuronas sensitiva y motora.

5. Neuronas Motoras o eferentes:

Conducen el impulso nervioso hasta un efector.

6. Efector: Estructura que responde al impulso nervioso (ej: músculo esquelético)

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Referencias