La neurona: unidad funcional básica del sistema nervioso central.
- El sistema nervioso central contiene más de 100.000 millones de neuronas.
- Las señales de entrada llegan a ella a través de las sinapsis situadas fundamentalmente en las dendritas neuronales, pero también en el soma celular.
- Un rasgo especial de la mayoría de las sinapsis consiste en que normalmente la señal solo circula en sentido anterógrado (desde el axón de una neurona precedente hasta las dendritas en la membrana celular de las neuronas ulteriores). Esta característica obliga a la señal a viajar en la dirección exigida para llevar a cabo las funciones nerviosas específicas.
Porción sensitiva del sistema nervioso: receptores sensitivos.
La mayoría de las actividades del sistema nervioso se ponen en marcha cuando las experiencias sensitivas excitan los receptores sensitivos, ya sean de carácter visual en los ojos, auditivo en los oídos, táctil en la superficie del organismo o de otros tipos.
La porción somática del sistema sensitivo, que transmite información sensitiva desde los receptores repartidos por la superficie de todo el cuerpo y desde algunas estructuras profundas. Esta información penetra en el sistema nervioso central a través de los nervios periféricos y se transporta de inmediato hasta múltiples zonas sensitivas en: 1) la médula espinal a todos sus niveles; 2) la formación reticular del bulbo raquídeo, la protuberancia y el mesencéfalo en el encéfalo; 3) el cerebelo; 4) el tálamo, y 5) áreas de la corteza cerebral.
Porción motora del sistema nervioso: efectores.
La misión más importante del sistema nervioso consiste en regular las diversas actividades del organismo.
Para desempeñar esta tarea, debe controlar los siguientes aspectos:
- La contracción de los músculos esqueléticos adecuados en todo el cuerpo.
- La contracción de la musculatura lisa de las vísceras.
- La secreción de sustancias químicas activas por parte de las glándulas exocrinas y endocrinas en muchas zonas del organismo. En conjunto, estas actividades se denominan funciones motoras del sistema nervioso y los músculos y las glándulas reciben el nombre de efectores porque representan las estructuras anatómicas reales que ejecutan las funciones dictadas por las señales nerviosas.
Procesamiento de la información: función «integradora» del sistema nervioso.
- Una de las funciones más importantes del sistema nervioso consiste en elaborar la información que le llega de tal modo que dé lugar a las respuestas motoras y mentales adecuadas.
- El encéfalo descarta más del 99% de toda la información sensitiva que recibe por carecer de interés o de importancia. Por ejemplo, corrientemente una persona no tiene conciencia de las diversas porciones de su cuerpo que están en contacto con la ropa, ni tampoco de la presión originada por el asiento sobre el que descansa.
Cuando una información sensitiva importante excita la mente, de inmediato resulta encauzada hacia las regiones motoras e integradoras oportunas del encéfalo para suscitar las respuestas deseadas. Esta canalización y tratamiento de la información se denomina función integradora del sistema nervioso.
Almacenamiento de la información: memoria.
- La mayor parte del almacenamiento tiene lugar en la corteza cerebral, pero hasta las regiones basales del encéfalo y la médula espinal pueden conservar pequeñas cantidades de información.
- La acumulación de la información es el proceso que llamamos memoria, y también constituye una función de las sinapsis.
- Cada vez que determinados tipos de señales sensitivas atraviesan una secuencia de sinapsis, estas adquieren una mayor capacidad para transmitir ese mismo tipo de señal la próxima vez, situación que llamamos facilitación.
- Después de que las señales sensitivas hayan recorrido las sinapsis en multitud de ocasiones, su facilitación es tan profunda que las señales generadas dentro del propio encéfalo también pueden originar la transmisión de impulsos a lo largo de la misma serie de sinapsis, incluso cuando no haya sido estimulada su entrada sensitiva. Este proceso otorga a la persona una percepción de estar experimentando sensaciones originales, aunque únicamente se trate de recuerdos.
Principales niveles de función del sistema nervioso central.
El sistema nervioso humano ha heredado unas capacidades funcionales especiales correspondientes a cada etapa recorrida por el desarrollo evolutivo del hombre. A partir de este bagaje, los principales niveles del sistema nervioso central que presentan unas características funcionales específicas son tres:
- Nivel medular: Los circuitos neuronales de la médula pueden originar: 1) los movimientos de la marcha; 2) reflejos para retirar una parte del organismo de los objetos dolorosos; 3) reflejos para poner rígidas las piernas para sostener el tronco en contra de la gravedad, y 4) reflejos que controlan los vasos sanguíneos locales, los movimientos digestivos o la excreción urinaria. En realidad, los niveles superiores del sistema nervioso no suelen operar enviando señales directamente hacia la periferia del cuerpo sino hacia los centros de control en la médula, simplemente «ordenando» que estos centros ejecuten sus funciones.
- Nivel encefálico inferior o subcortical: Lo que llamamos actividades inconscientes del organismo están controladas por las regiones inferiores del encéfalo, es decir, el bulbo raquídeo, la protuberancia, el mesencéfalo, el hipotálamo, el tálamo, el cerebelo y los ganglios basales. Por ejemplo, la regulación de la presión arterial y la respiración se lleva a cabo básicamente en el bulbo raquídeo y la protuberancia sin intervención de la conciencia.
- Nivel encefálico superior o cortical: La corteza cerebral resulta fundamental para la mayoría de los procesos de nuestro pensamiento, pero no puede funcionar por su cuenta. En realidad, son los centros encefálicos inferiores, y no la corteza, los que despiertan en ella la vigilia, abriendo así su banco de recuerdos a la maquinaria cerebral del razonamiento. Por tanto, cada porción del sistema nervioso cumple unas funciones específicas, pero es la corteza la que destapa todo un mundo de información almacenada para que la mente la use.
Sinapsis del sistema nervioso central.
La información recorre el sistema nervioso central sobre todo bajo la forma de potenciales de acción nerviosos, llamados simplemente impulsos nerviosos, a través de una sucesión de neuronas, una después de la otra.
Tipos de sinapsis: químicas y eléctricas.
Sinapsis químicas: La mayoría de las sinapsis utilizadas para la transmisión de señales en el sistema nervioso central del ser humano son sinapsis químicas. En estas sinapsis, la primera neurona segrega un producto químico denominado neurotransmisor (a menudo llamado sustancia transmisora) a nivel de la terminación nerviosa, que a su vez actúa sobre las proteínas receptoras presentes en la membrana de la neurona siguiente para excitarla, inhibirla o modificar su sensibilidad de algún otro modo. Hasta hoy se han descubierto más de 40 neurotransmisores importantes. Entre las mejor conocidas figuran las siguientes: acetilcolina, noradrenalina, adrenalina, histamina, ácido γ-aminobutírico (GABA), glicina, serotonina y glutamato.
Sinapsis eléctricas: Canales directos que transmiten impulsos eléctricos de una célula a la siguiente (uniones comunicantes).
ANATOMIA FISIOLOGIA DE LA SINAPSIS
1) Terminal Pre-Sináptica
Masas o botones terminales, pies terminales o protuberancias sinápticas. Contiene las vesículas del transmisor y las mitocondrias (proporcionan energía para la síntesis de nuevas cantidades de la sustancia transmisora).
2) Hendidura Sináptica
3) Receptores Post-Sinápticos (excitadores/inhibidores)
MECANISMO DE ACCION DE LA SINAPSIS
- Sinápsis Eléctrica (Potencial de Acción).
- Liberación de Calcio por Potencial de Acción.
La membrana presináptica contiene un gran número de canales de calcio operados por voltaje. Cuando los iones calcio penetran en la terminal presináptica, se unen a proteínas especiales en la superficie interna en los lugares de liberación.
- Liberación de Neurotransmisor
La unión del calcio en los lugares de liberación, hace que las vesículas del transmisor de la terminal se fusionen en los lugares de liberación y se abran al exterior a través de la membrana por exocitosis.
- Proteína Receptora.
La neurona postsináptica contiene un gran número de proteínas receptoras. Cada receptor posee un componente de fijación, que asoma a la hendidura sináptica y un componente ionóforo que atraviesa la membrana al interior (este puede ser un canal iónico –cationico o aniónico- o un activador de segundos mensajeros). Toda sustancia que abra los canales cationicos se llama Transmisor Excitador, porque la entrada de iones positivos excita a la neurona postsináptica. Los canales aniónicas, permiten el paso de sustancias negativas que inhiben a la neurona, por lo que se llaman Transmisores Inhibidores. El sistema de segundo mensajero, predominan las proteínas G (α – porción activadora de la proteína, β y γ –Unen la proteína al interior de la membrana celular). La porción alfa puede inducir a la apertura de canales iónicos específicos de la célula postsináptica, activar el AMPc o GMPC de la célula neuronal, activar una o más enzimas intracelulares, activar trascripción genética.
EXCITACIÓN.
- Apertura de canales de Sodio (más común)
- Disminución de conducción a través de canales de cloruro, potasio o de ambos.
- Diversos cambios del metabolismo intrínseco de la célula
Los primeros dos actúan haciendo que el potencial de membrana se positivize hasta el umbral de excitación. En el caso del último pueden disminuir el número de receptores inhibidores.
FENOMENOS ELECTRICOS DE EXCITACION.
- Potencial de Membrana
- Diferencia de concentración de Iones
- Potencial Postsináptico excitador
- Potencial de Acción (Umbral de Acción -35mv)
FUNCION DE LAS DENDRITAS EN LA EXCITACION.
La mayoría de dendritas no puede transmitir potenciales de acción, pero puede transmitir señales de conducción eléctrica. Tienen un campo espacial grande de excitación. La sumación y excitación en las dendritas.
ESTADO DE EXCTIACION.
El estado de excitación de una neurona es la suma neta del impulso excitador que llega a la neurona. Si el grado de excitación supera el de inhibición de la neurona en cualquier instante, se dice que esta en un estado de excitación, si sucede lo contrario, esta en un estado de inhibición.
INHIBICION.
- Apertura de Canales iónicos de Cl-, de la molécula receptora
- Aumento de conductancia de K+
- Activación de las enzimas del receptor.
La célula se hiperpolariza, en el caso de los dos primeros, en el caso del último puede que se inhiban o reduzcan los receptores excitadores.
FENOMENOS ELECTRICOS DE INHIBICION.
- Potencial Postsináptico inhibidor
- Inhibición Presináptico
- Potencial Postsináptico
- Umbral de Descarga (Sumación Espacial)
Cuando el potencial Postsináptico excitador (EPSP), se eleve lo suficiente, se alcanzará el umbral de descarga u surgirá un potencial de acción espontáneo en el segmento inicial del axón. Este fenómeno de Sumación simultánea de los potenciales postsinápticos mediante la activación de muchas terminales situadas en zonas muy espaciadas se llama Sumación espacial.
- Sumación Temporal.
Las descargas sucesivas de una sola terminal presináptica, si se suceden con rapidez se pueden sumar entre sí. Cuando un pótencial Postsináptico inhibidor tiene a dismiuir el potencial de mebrana hasta un valor más negativo, mientras un potencial Postsináptico excitador trata de elevarlo al mismo tiempo, los dos efectos se anulan mutuamente.
- Facilitación de las neuronas.
El potencial Postsináptico sumatorio tiene carácter excitador, pero no se ha elevado lo suficiente para alcanzar el umbral de excitación, la neurona esta faclitada, esto es que el potencial de membrana esta mas cerca del umbral de descarga de lo normal.
NEUROPEPTIDOS.
- Constituyen un grupo completamente distinto de transmisores que se sintetizan de modo diferente.
- Sus acciones son lentas y se ejercen de forma diferente.
- No se forman en el citosol, sino que se forman en los ribosomas como grandes moléculas protéicas, se empaquetan y son liberados.
CARACTERISTICAS ESPECIALES DE LA TRANSMISION SINAPTICA.
- FATIGA SINAPTICA.
El mecanismo de fatiga consiste en el agotamiento de los depósitos de sustancias transmisoras. También se puede deber a la inactivación progresiva de muchos receptores de la membrana postsináptica y la aparición lenta de concentraciones anormales de iones dentro de la neurona postsináptica.
- EFECTO DE ACIDOSIS Y ALCALOSIS
La alcalosis aumenta la excitabilidad de la neurona, en cambio la acidosis deprime intensamente la actividad neuronal.
- EFECTO DE LA HIPOXIA
Si desaparece la oxigenación durante unos segundos la excitabilidad de algunas neuronas se puede anular por completo.
- EFECTO DE FARMACOS
Aumentan la excitabilidad, la cafeína, teofilina y teobromina, reduciendo el umbral de excitación, la estricnina inhibe la acción de algunos transmisores inhibidores. La mayoría de anestésicos elevan el umbral de excitación de la membrana neuronal, disminuyendo la transmisión sináptica.
- RETRASO SINAPTICO.
Durante la transmisión de una señal neuronal desde una neurona Presináptico a la postsináptica ocurre tiempo, en el cual se producen:
- Descarga de transmisor a terminal presináptica
- Difusión del transmisor a través de la membrana postsináptica
- Acción del transmisor de la membrana
- Acción del receptor aumentando permeabilidad
- Difusión de Sodio, al interior activando el potencial de acción
El período mínimo que se necesita para que todo esto ocurra es de 0.5ms, se llama Retraso sináptico.
FISIOLOGIA 