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Tipos de Neuronas: Morfología, Función y Transmisión de Información, Guías, Proyectos, Investigaciones de Psicología
Una descripción detallada de los tipos de neuronas, su morfología, función y transmisión de información en el sistema nervioso. Se incluyen conceptos como la membrana celular, puntos de contacto entre neuronas, tipos de neuronas según su sistema, proteínas de membrana y potencial de membrana. Además, se menciona la importancia de consultar otras lecturas para obtener más información.
Qué aprenderás
- ¿Qué papel desempeñan las proteínas de membrana en la transmisión de información entre neuronas?
- ¿Cómo se genera el potencial de membrana en una neurona?
- ¿Qué es una sinapsis y qué papel desempeña en la comunicación neuronal?
- ¿Cómo se clasifican las neuronas según su sistema?
- ¿Cómo se diferencian los diferentes tipos de neuronas según su morfología?
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
2021/2022
1 / 28
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FUNDAMENTOS
BIOLÓGICOS DEL
COMPORTAMIENTO
HUMANO
Unidad 2
La neurona
como la unidad
básica del
comportamiento
2. La neurona como la unidad básica del
comportamiento
Para poder entender el funcionamiento del cerebro, primero debemos comprender
los términos y la ubicación de las principales estructuras que lo componen y cómo
se conectan entre sí. Pero ahora, antes de adentrarnos a estas estructuras, es muy
importante que revisemos los elementos que las componen: las células del sistema
nervioso.
Para ello, vamos a hablar de las neuronas, por lo que iniciaremos con sus caracterís-
ticas anatómicas y después abordaremos sus características funcionales.
2.1. Características anatómicas.
En este apartado hablaremos de la anatomía de la neurona. Por ende, debemos
saber que hay muchos tipos de neuronas, que van a diferir de forma y tamaño. Sin
embargo, la mayoría son similares a la que aparece en la figura 1.
Figura 1. La neurona. Fuente: CC0.
Ahora bien, en la figura 2 presentamos la anatomía de la neurona que incluye los
nombres de sus partes externas.
Fuente: Elaboración propia, con base en Pinel y Ra-
mos (2007, p. 60), y Redolar (2001, pp. 142 – 144).
Axón Prolongación larga y estrecha que surge del cuerpo celular. Su diámetro varía entre 0.2 y 25μm. Pueden presentar una longitud variable que va entre 1mm a 1 m. Con frecuencia se bifurcan formando diferentes ramas que reciben el nombre de colaterales axónicos. Su función principal es conducir información codificada en forma de potenciales de acción, permitiendo que la información pueda viajar desde el soma hasta el botón terminal. Hay axones mielínicos y amielínicos, los cuales solo están recubiertos parcialmente de mielina.
Figura 7. Axón. Fuente: CC0.
Mielina Es el aislamiento graso alrededor de muchos axones. Los axones mielínicos contienen esta sustancia en sus vainas de mielina que sirven de aislantes, es decir, no conducen corriente eléctrica.
Figura 8. Mielina. Fuente: CC0. Nódulos de Ranvier
Puntos de unión entre los segmentos de mielina.
Figura 9. Nódulos de Ranvier. Fuente: CC0. Botones terminales
Terminaciones semejantes a botones, pertenecientes a las ramas de los axones, que liberan sustancias químicas en las sinapsis.
Figura 10. Botones terminales. Fuente: CC0. Sinapsis Puntos de contacto entre neuronas adyacentes a través de los que se transmiten las señales químicas.
Figura 11. Sinapsis. Fuente: CC0.
contactos sinápticos de otras neuronas. La palabra dendrita proviene de la palabra dendron, que en griego significa árbol. Su principal función consiste en recibir información de otras neuronas.
Figura 5. Dendritas. Fuente: CC0. Cono axónico
Zona de forma triangular en la unión del axón y el cuerpo celular.
Figura 6. Cono axónico. Fuente: CC0.
Tabla 2 Estructura interna de la neurona correspondiente al soma de la neurona y a los botones terminales
Parte Descripción Imagen Retículo endoplásmico
Sistema de membranas plegadas en el soma neuronal, en donde las porciones rugosas (las que contienen ribosomas) intervienen en la síntesis de proteínas y las porciones lisas (las que no contienen ribosomas) participan en la síntesis de grasas.
Figura 12. Retículo endoplásmico. Fuente: Pinel y Ramos (2007, p. 61).
Citoplasma Fluido traslúcido en el interior de la célula.
Figura 13. Citoplasma. Fuente: Pinel y Ramos (2007, p. 61).
Ribosomas Estructuras celulares internas en las que se sintetizan las proteínas. Además, se ubican en el retículo endoplásmico.
Figura 14. Ribosomas. Fuente: Pinel y Ramos (2007, p. 61).
Fuente: Elaboración propia. Basada en Pinel y Ramos (2007, p. 61).
Ahora bien, tal como vimos en la figura 4, la membrana celular es aquella que recu-
bre la neurona. De acuerdo con Pinel y Ramos (2007, p. 62), la membrana celular
“es una doble capa de lípidos con proteínas señal y proteínas del canal insertadas
en ella”. En la figura 21, podemos visualizar su estructura y en el siguiente subtema
hablaremos de su función.
Microtúbulos Filamentos encargados de transportar rápidamente el material por toda la neurona.
Figura 18. Microtúbulos. Fuente: Pinel y Ramos (2007, p. 61). Vesículas sinápticas
Paquetes membranosos esféricos que almacenan moléculas de neurotransmisores, listas para ser liberadas, y se localizan cerca de las sinapsis.
Figura 19. Vesículas sinápticas. Fuente: Pinel y Ramos (2007, p. 61). Neurotransmi sores
Moléculas que liberan las neuronas activas e influyen en la actividad de otras células.
Figura 20. Neurotransmisores. Fuente: Pinel y Ramos (2007, p. 61).
Figura 21. La membrana celular. Pinel y Ramos (2007, p. 62)
La membrana celular citoplásmica separa a las neuronas del exterior y les permite
llevar una relación ordenada con el entorno. De acuerdo con Redolar (2015, p.144),
la membrana logra que la neurona pueda retener líquidos (esencialmente agua) en
su interior (el citoplasma), al igual que sustancias disueltas y varios orgánulos res-
ponsables de diferentes funciones.
Estos orgánulos citoplásmicos neuronales son iguales a los de las demás células,
aunque su distribución difiere en el soma, dendritas y axón. Asimismo, en toda neuro-
na se puede encontrar mitocondrias, retículo endoplásmico liso y lisosomas (Redolar,
2015, p. 144). Adicionalmente, en el soma y en las dendritas, tal como pudimos ver en
las figuras, están los ribosomas y el retículo endoplásmico rugoso. Otros orgánulos,
como el aparato de Golgi y la sustancia Nissl, sólo se pueden encontrar en el soma.
Para finalizar esta sección, es importante que hablemos de los tipos de neuronas
que se pueden clasificar según su morfología, es decir, por la cantidad de procesos
o prolongaciones que surgen en su cuerpo celular, y también por su función.
Fuente: Elaboración propia, de acuerdo con Redolar (2015, pp.
148 – 151) y Pinel y Ramos (2007, pp. 62 – 63).
Figura 22. Tipos de neuronas. Fuente: Pinel y Ramos (2007, p. 63).
proyección (células piramidales de la corteza
cerebral y las células de Purkinje del cerebelo) y
tipo Golgi II o neuronas locales de axón corto
que establecen contactos con neuronas
próximas.
Por función Interneuron
as
Pueden ser neuronas con axones cortos o sin
axón. Integran la actividad neural que sucede
dentro de una sola estructura cerebral. No
transmiten señales de una estructura a otra.
Procesan información localmente y la transmiten
de un lugar a otro del sistema nervioso central,
además son las de mayor número.
Sensoriales Conducen información desde la periferia hasta
el sistema nervioso central, por lo que son fibras
aferentes. Una fibra aferente transmite
información al SNC.
Además, son neuronas seudomonopolares.
Motoras Llevan información desde el sistema nervioso
central hasta la periferia (músculos y glándulas),
por lo tanto, son fibras eferentes del SNC. Una
fibra eferente lleva información desde el SNC
hasta las células efectoras de la periferia.
Asimismo, suelen ser neuronas multipolares
Golgi I.
2.2. Características funcionales
Ahora que ya revisamos cómo se conforma la neurona, repasemos sus funciones.
Redolar (2015, p. 141) manifiesta que la neurona tiene la capacidad de conducir
impulsos nerviosos y transmitir información a otras neuronas. Es decir, que una de
sus funciones consiste en comunicar a partir de circuitos neuronales complejos.
Tal como revisaremos más adelante, el sistema nervioso se compone de otros sub-
sistemas, tales como el sistema nervioso central y el sistema nervioso periférico. Este
último se compone del sistema nervioso somático y el sistema nervioso autónomo,
que se subdivide en simpático y parasimpático. Cada uno de estos sistemas se cons-
tituyen por diferentes tipos de neuronas:
Figura 23. Tipos de neuronas según su sistema. Fuente: elaboración
propia, de acuerdo con Tortosa (2014, pp. 17 – 18).
Tipos de neuronas
Sistema nervioso somático
Neuronas sensitivas: transportan hacia
el SNC información de receptores
somáticos, que se encuentran en la
superficie corporal y algunas
estructuras profundas y de receptores
de los órganos de los sentidos.
Neuronas motoras: conducen
impulsos desde el SNC hasta los
músculos esqueléteicos. El contro de
las respuestas motoras del SNC es
voluntario.
Sistema nervioso autónomo
Neuronas sensitivas: transportan hacia
el SNC información de receptores
autonómicos, localizados en las
vísceras.
Neuronas motoras: conducen
impulsos desde el SNC hasta el
músculo liso, el músculo cardíaco y las
gládulas. El control es involuntario.
encuentran en altas concentraciones a regiones de baja concentración. Por ejemplo, imagina que colocamos una cucharada de azúcar en un vaso de agua. Al principio, el azúcar se irá hasta al fondo del vaso, pero, poco a poco, el azúcar se va a dispersar por toda el agua, hasta lograr una distribución homogénea.
- Fuerza electrostática. Tiene una naturaleza eléctrica. Hace referencia a la atracción o repulsión de las partículas entre sí de acuerdo con su carga eléctrica. Por lo tanto, iones con cargas opuestas se atraerán e iones con cargas iguales se repelerán. Por ejemplo, piensa en los lados de un imán. Cuando acercamos el lado positivo de dos imanes, se van a repeler; en cambio, si acercamos el lado negativo y el lado positivo de otro, se van a atraer. El movimiento de los iones queda influido por los campos eléctricos (2015, p. 161).
¿Recuerdas que ya mencionamos que la membrana de la neurona es semipermea-
ble? Bueno, esto significa que hay iones que pueden pasar y otros no; este proceso
afectará la distribución del resto. “Los iones que sí logran pasar, se van a distribuir de
forma asimétrica a los costados de la membrana, lo que genera el potencial eléctrico
entre los dos lados de la membrana (Redolar, 2015, p.163). A esto se llama potencial
de membrana.
Para conocer y registrar el potencial de la membrana de una neurona, es necesario
colocar la punta de un electrodo en el interior de la neurona y la punta de otro elec-
trodo en su exterior (en el líquido extracelular) (Pinel y Ramos, 2007, p. 85).
Ahora bien, cuando los dos lados del electrodo se colocan en la parte externa, la
diferencia de voltaje que hay entre ellos es igual a cero. No obstante, cuando el
extremo del electrodo intracelular se inserta dentro de una neurona, se registra un
potencial constante de aproximadamente -70 mili-voltios (mV). Esto, de acuerdo con
Pinel y Ramos (2007, p.85), indica que el potencial del interior de neurona en reposo
es unos 70 mV menor que el del exterior de la neurona. Este potencial constante
de -70 mV se le denomina potencial de reposo, es decir, potencial de membrana en
reposo de la neurona. En este estado se dice que la neurona está polarizada.
Figura 24. Registro del potencial de membrana. Fuente: Redolar (2015, p. 163).
Ya mencionamos que hay iones dentro y fuera de la membrana celular y que algunos
logran pasar a través de ella. ¿De qué iones estamos hablando? Veamos.
Tabla 4. Tipos de iones
Fuente: Elaboración propia, con base en Redolar (2015, pp. 164-165).
Iones en ambos lados de la membrana
Distribución de iones en reposo
Permeabilidad iónica de la membrana en reposo Aniones orgánicos (A-) (proteínas con carga negativa) Iones de cloro (Cl-) Iones de sodio (Na+) Iones de potasio (K+)
Aniones orgánicos en el fluido intracelular K+ en el fluido intracelular Na+ y Cl- en el fluido extracelular
La membrana es mucho más permeable al K+ que al Na+ El grado de permeabilidad al Cl- es intermedio, con respecto a los otros dos cationes La membrana es impermeable al resto de los aniones, los aniones proteicos
especializadas de las membranas receptoras de la siguiente neurona del circuito.
Una vez que los neurotransmisores se unen a los receptores postsinápticos, enton-
ces puede suceder lo siguiente:
1. Desporalización: disminuir el potencial de membrana en reposo de -70 a - 67 mV (por ejemplo) 2. Hiperpolarizar: incrementar el potencial de membrana en reposo de -70 a -72 mV (Pinel y Ramos, 2007, p. 88).
Por lo tanto, a las despolarizaciones postsinápticas se les denomina potenciales ex-
citadores postsinápticos (PEP), debido a que incrementan la probabilidad de que la
neurona descargue. Por otra parte, a las hiperpolarizaciones postsinápticas se llaman
potenciales inhibidores postsinápticos (PIP), porque reducen la probabilidad de que
la neurona dispare (Pinel y Ramos, 2007, p. 88).
Figura 26. Esquema de un PEP y un PIP. Fuente: Pinel y Ramos (2007, p. 89).
Sin embargo, ¿cómo es que el potencial de membrana posibilita a sinapsis? Recor-
demos que la neurona contiene un tipo de fluido conductor eléctrico (fluido citoplás-
mico o intracelular). Redolar (2015, p. 170) manifiesta que tal fluido está cercado por
el asilamiento eléctrico (membrana).
Con ello, las neuronas y el ambiente externo se pueden dividir en conductores y ais-
lantes. Las membranas tienen una gran habilidad para almacenar cargas eléctricas
de forma breve y las corrientes pasivas que fluyen a través de una neurona pueden
llegar a un punto determinado del axón (a su cono), para realizar la activación sináp-
tica de la neurona y generar el denominado potencial de acción.
Entonces, ¿qué pasa cuando se aplica un fuerte estímulo en algún punto del axón de
la membrana? El potencial de acción (PA). De acuerdo con Pinel y Ramos (2007), es
“una inversión momentánea masiva, que aproximadamente dura 1 milisegundo, del
potencial de membrana, que cambia de unos -70mV a unos +50mV” (p.88). A com-
paración de los potenciales postsinápticos, los PA no son respuestas graduadas y
su magnitud no guarda relación con la intensidad de los estímulos que los provocan.
Por consiguiente, se consideran “respuestas todo o nada”. En otras palabras, o se
producen con toda su amplitud o no se producen en absoluto.
Figura 27. Esquema de un PEP y un PIP con un potencial de ac-
ción. Fuente: Pinel y Ramos (2007, p. 89).
Para revisar las características de los potenciales de acción deberás consultar la lec-
tura de Redolar (2015) a partir de la página 173, así como la lectura de Pinel y Ramos
(2007) desde la página 89.
Según Redolar (2015), p. 185), algunos datos interesantes de la sinapsis son los si-
guientes:
- La sinapsis es una zona especializada en la que se transmite la información entre dos neuronas o entre una neurona y una célula efectora.
- Las sinapsis sólo dejan pasar la información en un solo sentido.
- En cualquier sinapsis hay una neurona presináptica que envía la información y una neurona postsináptica que recibe la información.
- El espacio entre ambas neuronas se llama espacio sináptico.
- Cada neurona establece en promedio unas 1000 conexiones sinápticas y recibe más o menos unas 10,000.
- El encéfalo humano consta de más o menos 1011 neuronas, por lo que se calcula que se tienen alrededor de 10 a la cuarta potencia de conexiones sinápticas. Es decir, que hay más sinapsis en el encéfalo que estrellas en la Vía Láctea.
- La divergencia es cuando la información de un solo botón terminal se trans- mite a una gran cantidad de dendritas postsinápticas. De tal forma que la información de un solo axón se amplifica a muchas neuronas postsinápticas.
- La convergencia es cuando varios botones terminales realizan una sinapsis sobre una misma neurona. Esto permite que las neuronas que se encargan de, por ejemplo, contraer la musculatura, reciban la suma de la información de una gran cantidad de neuronas.
Para conocer la clasificación de la sinapsis y sus mecanismos de acción, desactiva-
ción y recaptación, entre otros temas importantes, te invito a consultar la lectura de
Redolar (205) a partir de la página 187 y la lectura de Pinel y Ramos (2007) desde la
página 95.
Para finalizar el tema de la sinapsis, revisemos cuáles son las sustancias transmisoras
en este proceso de comunicación neuronal.
Tabla 5 Ejemplos de sustancias transmisoras en la sinapsis
Fuente: elaboración propia, con base en Pinel y Ramos (2007, pp. 101 – 104).
Sustancia Descripción Aminoácidos Son neurotransmisores de la mayoría de las sinapsis rápidas. Se les conoce como los ladrillos moleculares de las proteínas, tales como glutamato, aspartato, glicina y ácido gamma-aminobutírico (GABA).
Los tres primeros se encuentran generalmente en las proteínas que consumimos, mientras que el GABA se sintetiza a partir de una sencilla modificación de la estructura del glutamato.
El glutamato es un neurotransmisor excitador predominante del sistema nervioso central de los mamíferos y el GABA es el neurotransmisor inhibidor predominante. Monoaminas Son neurotransmisor de molécula pequeña. Se sintetizan a partir de un solo aminoácido (mono- uno; amina). Además, son un poco más grandes que los aminoácidos y sus efectos tienden a ser más difusos.
Asimismo, se encuentran presentes en pequeños grupos de neuronas cuyos cuerpos celulares se localizan en el tronco encefálico, en su mayoría. Por ejemplo:
Catecolaminas: dopamina, noradrenalina y adrenalina, que se sintetizan a partir de la tirosina, la cual se convierte en dopamina. Las neuronas que liberan noradrenalina tienen una enzima adicional que convierte la dopamina en noradrenalina. Otra enzima convierte la noradrenalina en adrenalina. Figura 29. Indolaminas: la serotonina es un compuesto orgánico, que tiene una naturaleza sólida e incolora.
Gases solubles Son neurotransmisores de molécula pequeña. Por ejemplo, el monóxido de nitrógeno (óxido nítrico) y el monóxido de carbono.
No actúan como los otros neurotransmisores, ya que se generan en el citoplasma neuronal y se difunden inmediatamente, por medio de la membrana celular al líquido extracelular y luego a las células vecinas. Además, atraviesan fácilmente la membrana celular, debido a que son liposolubles. Acetilcolina Es un neurotransmisor de molécula pequeña que conforma su propia categoría. Se crea al unirse un grupo acetilo a una molécula de colina. Asimismo, actúa sobre las uniones neuromusculares, en muchas de las sinapsis del sistema nervioso neurovegetativo y en sinapsis de diversas partes del sistema nervioso central. Neuropéptidos Son péptidos que tienen un papel en la neurotransmisión. Se tienen identificados cerca de 100 tipos. Por ejemplo, las endorfinas que son opiáceos endógenos.