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Capítulo 46: Organización del sistema nervioso, funciones básicas de las
sinapsis y neurotransmisores
Diseño general del SN
Función integradora del SN
El SNC recibe, canaliza e integra la información importante que recibe de nervios y órganos sensitivos. La información no importante se ignora.
Sinapsis en el procesamiento de la información
Sinapsis: punto de unión de una neurona con la siguiente. La sinapsis tiene sentido anterógrado. Determinan la dirección de propagación de las señales. Señales o impulsos (facilitadoras o inhibidoras) vienen de otras zonas del SN. Las sinapsis tienen acción selectiva pues bloquean señales débiles y dejan pasar a las potentes pero a veces seleccionan y amplifican las débiles. Hay más de 40 neurotransmisores que se transportan por sinapsis: acetilcolina, noradrenalina, adrenalina, histamina, GABA, glicina, serotonina y glutamato. En el SNC coexisten ambos tipos de sinapsis.
Neurona = unidad funcional del SNC (100 000 millones). La información entra por las dentritas (pocos cientos a 200 mil sinapsis) al cuerpo neuronal y sale por los axones (1 axón por neurona) y sus terminaciones hacia la periferia u otras zonas del SN. Entre 10 000 y 200 000 terminales presinápticos. La mayoría en dentritas.
Neurona
Estimulos excitan los receptores sensitivos, se dan respuestas inmediatas o se almacena la información. Porción somática: trae información a través de nervios perfiféricos hacia... 1. médula espinal 2. formación reticular del bulbo raquídeo, protuberancia y mesencéfalo. 3. cerebelo 4. tálamo 5. corteza cerebral.
Porción Sensitiva: receptores sensitivos
Misión del SN: funciones motoras como contracción de músculo esquelético y liso, y la secreción de hormonas a través de glándulas. Eje Nervioso Motor Esquelético: musculatura esquelética que puede controlarse en 4 niveles (ME, formación reticular de bulbo raquídeo, protuberancia y mesencéfalo, ganglios basales, cerebelo y corteza motora). Sistema Nervioso Autónomo: músculos lisos y glándulas.
Porción motora: efectores
Memoria: proceso de acumulación de información
La mayor parte de almacenamiento se da en la corteza cerebral; en menor cantidad se guarda en regiones basales del encéfalo y la ME. Facilitación: ciertos tipos de señales sensitivas pasan por una secuencia se sinapsis tantas veces que adquieren mayor capacidad de hacerlo la próxima vez. Se llega a un punto en el que no es necesario el estímulo para desencadenar el impulso pues se ocupa el recuerdo de dicho estímulo. El encéfalo compara lo nuevo con los recuerdos para dar una respuesta.
Niveles de función del SNC
Tipos de sinapsis
Químicas (más frecuente)
La neurona presinaptica segrega un neurotransmisor por su terminación nerviosa para que los receptores de ls neurona postsináptica sea excitada o inhibida. Esto es el principio de conducción unilateral.
Eléctricas
Los citoplasmas de las célulasestán conectados por uniones en hendiduralibremente a los iones y a los que dejan pasar potenciales de acción.
Tiene transmisión bidireccionalpara coordinar la actividad de grandes grupos neuronales.
Detecta la coincidencia de despolarizaciones de un grupode neuronales interconectadas.
Receptores excitadores o inhibidores en la membrana postsináptica
Mecanismos moleculares o de membrana para excitar o inhibir. Excitación Inhibición Apertura de los canales de Na para dejar pasar grandes cantidades de cargas eléctricas positivas hacia el interior de la célula postsináptica.
Apertura de los canales del ion Cl en la membrana neuronal postsináptica.
Depresión de la conducción mediante los canales de Cl, K o ambos.
Aumento de la conductancia para los iones K fuera de la neurona. Diversos cambios en el metabolismo interno de la neurona postsináptica para excitar la actividad celular.
Activación de las enzimas receptoras.
Sustancias químicas que actúan como transmisores sinápticos
citoplasma, con GDP y 3^ Complejo libre en el elementos.
Cuando el complejo estáunido al GDP está INACTIVO. expuesto un sitio de uniónCuando se activa se deja en el complejo.
GDP y al mismo tiempo seLa subunidad alfa libera componentes beta y gammaune al GTP, y separa los del complejo.
El complejo alfa-GTP tiene libertad de movimiento enel citoplasma.
Pueden ocurrir cualquiera de los siguientes 4procesos:
Apertura de canales iónicos específicos: canal de K que se abre en respuesta a laproteína G.
Activación del AMPc o del GMPc: pueden activar un matabolismo muyespecífico. Activación de una enzima intracelular.
Activación de la transcripción génica: puedeformar nuevas proteínas en el seno de la neurona. Aparecen cambisoestructurales.
La proteína G se inactiva cunado el GTP se hidroliza y forma GDP.
Revisar las tablas de la página 585 y características de la 586.
Transmisores de molécula pequeña Efecto Acetilcolina Excitador o inhibidor Noradrenalina Excitador o inhibidor Dopamina Inhibidor Glicina Inhibidor GABA Inhibidor Glutamato Excitador Serotonina Inhibidor Óxido nítrico ---
Fenómenos eléctricos durante la excitación neuronal
Potencial de membrana en reposo es de -65 mV, es más bajo que el resto del cuerpo para mayor control neuronal. Diferencias de concentración iónica a través de la membrana en el soma neuronal: o Na: 142 mEq/l en el extraceular y 14 mEq/l en el intracelular. o K: 120 mEq/l en el intracelular y 4,5 mEq/l en el extracelular. o Cl: alta en el líquido extracelular y baja en el intracelular. Un potencial que se oponga exactamente al movimiento de un ion se llama potencial de Nerst. Ion Potencial de Nerst Potencial real Na+ +61 mV
Transmisores de acción rápida y
molécula pequeña
Respuestas inmediatas.
Los transmisores se sintetizan en el
citoplasma.
El efecto consiste en incrementar o
disminuir la conductancia de los
canales iónicos.
Las vesículas en las que se almacenan
se reciclan pues contienen las enzimas
para sintetizar la sustancia transmisora
nuevamente.
Neuropéptidos
Molécula grande.
Se libera poca cantidad.
Tienen una potencia 1000 veces
mayor que los transmisores de
acción rápida y molécula pequeña.
Acción lenta y más prolongada.
Se forman en los ribosomas del
soma neuronal como moléculas
proteícas que entran al retículo
endoplasmático y luego en el
aparato de Golgi donde sucede:
1. La proteína se escinde.
2. El aparato de Golgi introduce el
neuropéptido en pequeñas vesículas
que se liberan al citoplasma.
3. Se transportan por el axón a una
velocidad de porcos cm al día.
4. Las vesículas vierten su
contenido en los terminales
neuronales.
Funciones especiales de las dendritas para excitar a las neuronas
Campo espacial de excitación de las dendritas: o Entre el 80 y 95% de terminales presinápticos terminan en dendritas. La mayoría de dendritas NO son capaces de transmitir potenciales de acción, pero SI señales dentro de la misma neurona mediante conducción electrónica: o Tienen pocos canales de Na+ y umbrales muy altos por eso no pueden transmitir potenciales de acción. o Transportan corrientes electrotónicas desde las dendritas al soma. Disminución de la corriente electrotónica en las dendritas: o A medida que el potencial llega al soma este pierde debido a que las dendritas son largas y con membranas delgadas que son permeables al K+ y al Cl-. Antes de que los potenciales lleguen al soma experimentan esta conducción decreciente. Sumación de la excitación y la inhibición de las dendritas: o Pueden sumar los potenciales postsinápticos excitadores e inhibidores del mismo modo que hace el soma.
Relación del estado de excitación de la neurona con la frecuencia de
descarga
El estado excitador es en nivel acumulado de impulsos excitadores en la neurona: o Si el grado de excitación es más alto que el de inhibición está en estado excitador.
Sumación espacial
La excitación de un solo terminal presináptico no activa la célula pues no origina un PPSE necesario de 10-20 mV. Suelen estimularse muchos terminales presinápticos al mismo tiempo para sumar sus efectos. Cada disparo de la sinapsis exitadora aporta de 0,5 a 1 mV. El efecto aditivo de los potenciales postsinápticos simultáneos por la activación de muchos terminales es la sumación espacial.
Sumación temporal
Las descargas sucesivas de un solo terminal presináptico, si suceden con la rapidez suficiente pueden sumarse, dándose así la sumación temporal. Si un PSSI disminuye el potencial de membrana y al mismo tiempo un PPSE lo eleva, se neutralizan.
Facilitación
Neurona facilitada: su potencial de membrana está más cerca del umbral de disparo que lo normal pero no ha llegado a él. La neurona facilitada se activa con gran facilidad.
o Si es mayor el grado de inhibición que el de excitación está en estado inhibidor.
Características especiales de la transmisión sináptica
Fatiga de la transmisión sináptica: o Sucede cuando las sinapsis reciben muchos estímulos a un ritmo elevado. o Cuando el SN se hiperexcita esta característica es importante para detenerlo. o Es el mecanismo más importante durante una crisis epiléptica, por lo que se le considera como un mecanismo protector contra el exceso de actividad neuronal. o El mecanismo funciona con el agotamiento de la sustancia transmisora, la inactivación progresiva que experimentan muchos de los receptores de membrana postsinápticos y la lenta aparición de concentraciones iónicas anormales en la neurona postsináptica. Efecto de la acidosis o de la alcalosis sobre la transmisión sináptica: o Las neuronas son sensibles a los cambios de pH en los líquidos intersticiales. o La alcalosis aumenta la excitabilidad neuronal. o La acidosis disminuye la actividad neuronal. Efecto de la hipoxia sobre la transmisión sináptica: o La hipoxia ocasiona una ausencia completa de actividad neuronal. o Cuando cesa el flujo sanguíneo cerebral en 3 a 7 segundos la persona pierde el conocimiento. Efecto de los fármacos sobre la transmisión sináptica: o Cafeína, teína y teobramina: incrementan la excitabilidad al rebajar el umbral. o Estricina: aumenta la excitabilidad inhibiendo la acción de sustancias transmisoras inhibidoras. o Anestésicos: elevan el umbral de la membrana neuronal para la excitación. o Debido a la liposolubilidad de estos componentes se cree que modifican propiedades físicas para volverlas menos sensibles. Retraso sináptico: o El periodo mínimo necesario cuando se estimulan muchas sinapsis excitadoras es de 0,5 ms, se le llama retraso sináptico.
