Universidad Adventista de las Antillas Departamento de Ciencias y Computadoras

Jose A C

arde-Serrano

Capítulo 12

Tejido Nervioso

Objetivos

• Describir las dos principales divisiones del sistema nervioso y sus características.

• Identificar las estructuras de una neurona típica.

• Describir la localización y función de la neuroglia.

• Explicar como el potencial de membrana en reposo es creado y mantenido.

• Describir los eventos envueltos en la generación y propagación de un potencial de acción.

Objetivos (continuación)

• Describir la estructura y función de una sinapsis.

• Nombrar los principales neurotransmisores.

• Explicar el procesamiento de información en el tejido nervioso.

Introducción al Sistema Nervioso - Control

• Sistema Nervioso• Provee respuestas breves y rápidas a los estímulos

• Sistema Endocrino• Ajusta las respuestas metabólicas y dirige cambios a largo

plazo

• Sistema Nervioso incluye• Todo el tejido nervioso del cuerpo

• Cerebro, cordon espinal, receptores y nervios

• Unidad básica = neurona

• Neuroglia= tejido conectivo nervioso

Divisiones Anatómicas del Sistema Nervioso

• SNC (Sistema Nervioso Central) • Encéfalo y cordon o médula espinal

• Integracion, procesamiento y coordinacion

• SNP (Sistema Nervioso Periferal) • Tejido nervioso fuera del SNC

• Nervios: craneales y espinales

• División aferente lleva información sensorial de los receptores

• División eferente lleva impulsos motores a los efectores• División eferente incluye al sistema nervioso somático y autónomo

• Autonomo incluye simpatico y para simpatico

Figure 12.1

Figura 12.1 Resumen funcional el sistema nervioso

SECCIÓN 12-1 Neuronas

• Dendritas - procesos que salen del cuerpo, terminan en

• Espinas dendriticas

• Soma (cuerpo) -

• Nucleo y nucleolo - Nissl (gris), RER, Mitoc

• Pericarion (citoplasma) - no centriolos

• Neuro-Citoesqueleto - Neurofilamentos, neurotubulos y neurofibrillas

• Montículo axónico - segmento inicial unido al cuerpo

• Axón - proceso citoplasmico, propaga potencial de accion

• Axoplasma, axolema - lisosomas, neurocitoesqueleto

• Colaterales

Estructura de la neurona

Figure 12.2b

Figura 12.2 Anatomía de una neurona multipolar

•Terminación axónica - telodendrias

•Bulbo terminal sináptico

• Lugar de comunicación intercelular • Neuronas presinápticas y postsinpticas

• Neurotransmisores se liberan del terminal sináptico de la neurona pre-sináptica• Afectan la actividad de las postsinápticas

• Ejs - neurona - neurona - interneuronal

- neurona - muscular - neuromuscular

- neurona - glandula - neuroglandular

- manija sináptica - terminación en las interneuronales

- Membranas pre y post sinápticas

Sinapsis

Figura 12.3 Estructura de una sinapsis típica

Figure 12.3

Transporte axoplasmico -kinesinas-anterogrado-retrogrado-rabia

Figure 12.4

Figura 12.4 Clasificación estructural de las neuronas

• Anatómica (estructural)• Anaxonica - axones y

dendritas no se distinguen, cerebro y sentidos especiales

• Bipolar - dendritas y axon separados por el soma; sentidos especiales, pequenas

Figure 12.4

Figura 12.4 Clasificación estructural de las neuronas

• Unipolar - dendrita y axon continuos; soma a un lado, sensoriales periferales, largas

• Multipolar - 1 axon y 2 dendritas; comunes en sl SNC, controlan musculos

• Neuronas sensoriales - • Forman la división aferente del SNP

• Llevan información desde__________ hacia__________

• Exteroceptores - tacto, temperatura, presion, especiales

• interoceptores (visceroreceptores) - digestivo, respiratorio, urinario, cardiovascular, presion profunda y dolor

• propioceptores - articulaciones y tendones

• Ganglios sensoriales - agregados de cuerpos celulares fuera en el SNP

• Neuronas motoras• Forman la división eferente del SNP

• Somaticas y autonomas

• Ganglios autonomos

• Ínterneuronas (neuronas de asociación)• Localizado en el SNC

• Distribuye la información sensorial y coordinan la respuesta motora

Clasificación funcional de la neurona

Figure 12.5

Figura 12.5 Clasificación funcional de las neuronas

SECCION 12-2 Neuroglia

• Cuatro tipos de neuroglia en el SNC • Células epindemarias: Revisten ventrículos cerebrales y canal central

• CSF - Fluido Cerebro Espinal: circulacion, amortigua, nutrientes, gases

• Ciliadas, secretoras, sensoriales: CSF

• Astrocitos : Mas grandes y numerosos

• Metabolismo de los neurotransmisores:absorben y reciclan

• Equilibrio de K+ , CO2, reparacion de tejido neural

• BBB - Barrera hematoencefalica

• Oligodendrocitos• Producen la vaina de mielina en los axones del SNC

• Microglia• Células fagocíticas, derivadas de los monocitos

Neuroglia del SNC - Tejido Conectivo SN

Figura 12.6 Introducción a la NEUROGLIA

Figure 12.6

Figura 12.7 Neuroglia en el SNC

Figure 12.7a

Recubierta ependimal en el canal central - SNC

• Dos tipos de neuroglia en el SNP • Células satélites

• Rodean el cuerpo celular de las neuronas dentro de los ganglios

• Ganglios: cuerpos celulares de neuronas en el SNP

• Regulan el ambiente alrededor de las neuronas

• Neurolemocitos (Células de Schwann) • Revisten los axones en el SNP (mielinados o no)

• Forman la vaina de mielina en segmentos

Neuroglia del SNP

Animation: Nervous system anatomy reviewPLAY

SECCION 12-4 Neurofisiología: Iones y señales eléctricas

• Gradiente electroquímico• Suma de todas las fuerzas químicas y eléctricas actuando a

través de la membrana celular

• Intercambio entre la bomba de sodio-potasio estabiliza el potencial de membrana en reposo en ~70 mV

El potencial transmembranal en reposo

Toda actividad neuronal ocurre por eventos en la membrana

Potencial de reposo - potencial de membrana en reposo

Potencial local (grado)- cambio localizado en el potencial de reposo

Potencial de accion-impulso que se propaga a lo largo del axon

Actividad sinaptica- resulta en otro potencial graduado en la prox neurona

Figure 12.11

Figura 12.11 Introducción al potencial de membrana en reposo

Figura 12.12 Gradientes electroquímicos

Figure 12.12

• -90mv- por que la celula es altamente permeable a K+; este es el potencial de equilibrio para K+

• Aunque el gdte electroquimico para Na+ grande, la permeabilidad en la membrana es poca, PLT Na+ no afecta tanto el potencial de reposo, lo hace un poco menos negativo

• La bomba Na+/K+ saca 3 Na+ y entra 2 K+, estabiliza el potencial cuando la razon pasiva de entrada y salida de Na+ y K+ es 3:2

• Al potencial de reposo, ambos mecanismos pasivos y activos estan en balance aprox -70mV

Resumen Potencial de Reposo

• Cambio en potencial que disminuye con la distancia• Cambio en la membrana que no se esparce del lugar de la

estimulacion

• Generado por: un canal (Na+) que abra (no leak)

• Despolarización - cualquier cambio hacia 0 mV o hacia +• Corriente local - movimiento de cargas + paralelo a la superficie

celular

• Disminuye con la distancia, depende de la intensidad del estimulo

• Repolarizacion - regreso al potencial de reposo - bombas y canales

• Hiperpolarización - por apertura de canal de K+, sale +

Potencial local

Figura 12.14 Potencial local

Figure 12.14.1

Figura 12.14 Potencial local

Figure 12.14.2

Figure 12.15

Figura 12.15 Despolarización e hiperpolarización

Depolarizacion y repolarizacion: en aplicacion y remocion de un estimulo que abre un canal de sodio

Hiperpolarizacion: aplicacion de estimulo que abre canal de potasio

Como pasa el potencial local desde dendritas y soma hasta terminal axonico?

• Aparece cuando una región de la membrana se despolariza hasta alcanzar el umbral : -70 -->60;55 -->

• Membrana se despolariza local y se activan los canales de sodio regulados por voltaje…Depolarizacion rapida

• Inactivación de los canales de sodio, activación de los canales de potasio (+30mv)

• Sale K+ en exceso por ambos gradientes

• Inactivación de los canales de potasio

• Regreso a una permeabilidad normal -70

• Umbral

• Todo o Nada

Potencial de acción

Animation: The action potentialPLAY

Figure 12.16.1

Figura 12.16 Generación de un potencial de acción

Figure 12.16.2

Figura 12.16 Generación de un potencial de acción

Propagacion de cambios en el potencial de membrana

Depolarizacion hasta el Umbral -

Todo o nada

Generación del potencial de acción

• Generación del potencial de acción sigue el principio del todo o nada -

• Periodo refractorio - desde el comienzo del potencial de acción hasta que regresa al potencial de membrana regresa a reposo

• Propagación continua (Conduccion)• Propagación del potencial de acción a través de la

membrana completa en una serie de pequeños pasos (axon no mielinado)

• Propagación saltatoria• El potencial de acción se propaga de nodo a nodo,

saltando la membrana internodal (axon mielinado)

Características del potencial de acción

Figure 12.17

Figura 12.17 Propagación continua

Segmentos adyacentes…

Potencial local, corriente local, …

Figure 12.18.1

Figura 12.18 Propagación saltatoria

Segmentos separados…

Mielina crea resistencia a iones

Mas rapido y mas costo efectivo en ATP

Figure 12.18.2

Figura 12.18 Propagación saltatoria

Comparación entre un potencial de acción y un potencial local

• Basado en su diámetro, mielinización y velocidad de propagación• Fibras tipo A - grandes, mielinados rapidos

• SNC, sensorial, balance, posicion,, motora esqueletal

• Fibras tipo B - pequenos, mielinados, no tan rapidos• SNC sensorial temp , dolor, tacto; motores: musculos viscerales

• Fibras tipo C - no mielina, pequenos, lentos

• Ej: A son 10 veces mas gruesos pero 150 veces mas rapidos

Clasificación del axón

• Potencial de acción viaja como potenciales de accion a través del axón • Impulsos nerviosos

• Información se transmite ademas de por el axon; • de una celula a otra o de la neurona pre-sináptica a la célula

post-sináptica

Impulso nervioso

• Eléctrica• Rara, tanto en SNC como SNP

• Las células pre- y post-sinápticas están unidas por proteínas de la membrana (conexones)

• Comunicación por gap junctions

• Como si tuvieran una sola membrana

• Rapidas, eficientes

• Ojo, ganglio ciliar

Propiedades generales de la sinapsis

• Sinapsis química • Mas comunes

• Celulas no estan directamente acopladas, PLT mas dinamicas

• No esclavitud entre PreS y PostS: ajustes o afinacion

• Neurotransmisores excitadores producen despolarización y promueven la generación del potencial de acción

• Neurotransmisores inhibidores producen una hiperpolarización e inhiben el potencial de acción (Porque inhiben?)

• El efecto de NT en una membrana postsinaptica depende de las propiedades del receptor y no de la naturaleza del NT

• Ach: efectos diferentes dependendo de la celula postS

Propiedades generales de la sinapsis

• Liberan acetilcolina (ACh) - union NeuroMuscular• En uniones NeuroM esqueletales

• Sinapsis del SNC

• Todas las uniones Neurona-Neurona del SNP

• Todas las uniones NeuroM y NeuroGland del SNA

Sinapsis colinergicos

• Eventos en sinapsis colinergica (12-6)• Llega PA y depolariza la manecilla sinaptica: Cambia Voltaje

• Entra Ca+2 extracelular a la manecilla y se activa exocitosis de ACh (canales de Ca+2 tipo… y luego bombas de Ca+2)

• ACh se une al receptor y depolariza la membrana post S; PLT canales de Na+ abren (tipo de canales de Na+…)

• Propagacion mientras …AChE degrada Ach=

Sinapsis colinergicos

• Atraso sináptico: tiempo entre la llegada del potencial de accion a la manecilla y el efecto en la membrana postS• Ocurre debido a que el influjo de Ca+2 y la liberación del

neurotransmisor toman tiempo

• Reflejos monosinapticos

• Colina es reabsorbida por las neuronas pre-sinápticas y es reciclada

• Fatiga sináptica ocurre cuando las reservas de Ach se consumen: sintetizada vs reciclada

Sinapsis colinergicos

Animation: Overview of a cholinergic synapsePLAY

Figura 12.19 Función de una sinapsis colinergicas

Figure 12.19.1

Figura 12.19 Función de una sinapsis colinergica

Figure 12.19.2

• Comunicación quimica compleja• 1 NT vs Varios NT

• Norepinefrina: Sinapsis adrenergicas - exitador• SNC y SNA - mecanismo distinto a ACh

• Dopamina - en cerebro - inhibidor/exitador• Importante en movimiento de precision, evita sobre

estimulacionParkinson

• Serotonina - estimulador estado emocional, atencion• Depresion - Prozac, Soloft - inhibe reabsorcion de serotonina,

mejor depresion

• GABA (ácido gamma amino butírico) -inhibidor, ansiedad

Otros neurotransmisores

Neurotransmisores

Neurotransmisores

Neurotransmisores

Neurotransmisores

Serotonina - Prozac - SSRIs

• Influyen en como las células post-sináptica responden a los neurotransmisores• Neuropeptidos -

• pequenas cadenas polipeptidicas

sintetizados y liberados en la manecilla sinaptica

• Se unen a receptores de la preS o la postS

• activan enzimas citoplasmicas

• Opioides - se unen a receptores para opio o morfina• Aliviar el dolor

• Inhiben liberacion de sustancia P

• Endorfinas - Encefalinas -Endomorfinas -Dinorfinas

• Neurotransmisores pueden tener efectos • a nivel de membrana (directos o indirectos)

• Dentro de la celula

Neuromoduladores

Figura 12.21 Funciones de los neurotransmisores

Figure 12.21a

Efecto ionotropico: alteran movimiento de iones

Figura 12.21 Funciones de los neurotransmisores

Figure 12.21bEfecto metabotropico, metabolismo: 2dos mensajeros

Figura 12.21 Funciones de los neurotransmisores

Figure 12.21c