Neuromecanica introductoria

Generalidades del Sistema Nervioso

Sistema Nervioso

Neuroanatomía

Generalidades

Constituido por un conjunto de estructuras (tejidos y órganos), funcionalmente especializados, mediante las cuales el organismo responde adecuadamente a los estímulos que recibe, ello nos permite relacionarnos con el exteriory lograr la homeostasis (equilibrio interno)

NEUROMECANICA

Función:

Nos permite comunicarnos, aprender, recordar;

es la sede de nuestros sentimientos,

determina nuestra personalidad y nos permite

movernos, sentir, tener habilidades artísticas

y controla todo el funcionar interno

de nuestro cuerpo.

SISTEMA NERVIOSO

NEUROMECANICA

RECEPTOR

NEURONA AFERENTE

CENTRO NERVIOSO

NEURONA EFERENTE

EFECTOR

ESTÍMULO RESPUESTA

MEDIO AMBIENTE

SISTEMA NERVIOSO

Divisiones del Sistema Nervioso

Estructural

SISTEMA NERVIOSO CENTRAL (SNC)

Encéfalo y Médula

SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO (SNP)Nervios Craneales

y Espinales

NEUROMECANICA

Sistema Nervioso CentralEncéfalo y Médula

Organización básica•Agrupación de cuerpos neuronales (núcleos -Centros)

•Haz de axones que comunican a los núcleos (tractos)

(SNC)

NEUROMECANICA

SISTEMA NERVIOSO


Funcional

SISTEMA NERVIOSO SOMÁTICO (SNS)

SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO (SNA)

(SNS)

NEUROMECANICA

SISTEMA NERVIOSO


FuncionalSISTEMA NERVIOSO

SOMÁTICO (SNS)

Inervación Sensitiva y Motora de todas las

partes del cuerpo

a excepción de vísceras, músculo liso y glándulas

(SNS)

NEUROMECANICA

SISTEMA NERVIOSO

Divisiones

del Sistema Nervioso

Funcional

SISTEMA NERVIOSO

AUTÓNOMO (SNA)

Sistema Motor Visceral

vísceras, músculo liso,

músculo cardiaco y

glándulas

SIMPATICO(Toracolumbar)

PARASIMPATICO(Cráneosacro)

NEUROMECANICA

NEUROMECANICA

Células excitables

NEUROMECANICA

CELULAS: Organismos Unicelulares

La excitabilidad es una capacidad de responder a los cambios de medio ambiente y depende de las propiedades de la membrana y citoplasma, ello permite mantener el equilibrio interno(Homeostasis) y finalmente permite la adaptación y supervivencia de los seres vivos.

NEUROMECANICA

NEUROMECANICA

CELULAS: Propiedades de su membrana

• Barrera protectora,

• Excitabilidad: Es una propiedad que habilita a algunas células, para responder y transmitir información en forma de señales eléctricas.

NEUROMECANICA

NEUROMECANICAINGENIERIA BIOMEDICA

CELULASPropiedades de la membrana Celular:

1. Excitabilidad, 2. Conductividad,3. Contractilidad,

1+2+3= Irritabilidad(capacidad para responder al medio ambiente)

NEUROMECANICA

ALGUNAS CELULAS, Pueden generar un Potencial de Acción propagado…

CELULAS EXCITABLES

• Neuronas• Músculo estriado• Músculo cardiaco• Músculo Liso• Células Glandulares

NEUROMECANICA

Células del Sistema Nervioso

NEUROMECANICA

NEURONA

• Célula Nerviosa • Célula principal del Sistema Nervioso• Células Excitables• Reciben estímulos• Conducción del Impulso Nervioso• Emiten Respuestas

Ubicación del Soma o Cuerpo: Encéfalo – Médula Espinal y Ganglios espinales

NEUROMECANICA

INGENIERIA BIOMEDICA

Célula Principal del Sistema Nervioso

Unidad Estructural y Funcional del Sistema Nervioso

NEURONA

Tipossegún su

forma y tamaño

PSICOLOGIA

Principales ESTRUCTURAS

NeuronaSOMA O CUERPO

NEUROMECANICA

LA NEURONARealiza

su función a través de

Neurotransmisores e Impulsos Eléctricos

NEUROMECANICA

NEUROMECANICA

NEUROGLIA: SNC1. Astrocitos2. Oligodendrocitos3. Microglia4. Células ependimarias

NEUROMECANICA

NEUROGLIA:

OLIGODENDROCITO

Formación de Mielina en el Sistema

Nervioso Central

NEUROMECANICANEUROMECANICA

NEUROMECANICA

NEUROGLIA: SNC

1. Astrocitos: Sostén y Nutrición de las Neuronas

2. Oligodendrocitos: Formación de Mielina SNC

3. Microglia: Limpieza – Fagocitosis – Defensa – Inflamación

4. Células ependimarias: Revisten cavidades, Producen y Absorben LCR

NEUROMECANICA

NEUROMECANICA

NEUROGLIA: SNP1. Células satélite, en

raíz dorsal del ganglio espinal

2. Células de Schwann:

Produce la Mielina del Sistema Nervioso Periférico

NEUROMECANICA

Impulso Nervioso


NEURONA Propiedades de su membrana

Potencial de Reposo de la membrana: - 60 a 80 (mV), diferencia de potencial eléctrico (gradiente eléctrico) entre el exterior (+) y el interior (-) de la membrana. [ iones: Na + , K + , Cl - , Ca ++ ]

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

Membrana Polarizada – no estimulada

Membrana en su exterior (+) interior (-)


POTENCIAL DE ACCION:

Despolarización: Cambios en el potencial de reposo de lamembrana, fenómeno bioeléctrico que caracteriza al impulsonervioso. (entrada de Na+) – por canales iónicos

Membrana en su exterior (-) interior (+)

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

Membrana Despolarizada - Estimulada


Potencial de Acción:

Repolarización: Restablecimiento del Potencial de Reposo de lamembrana. (salida de K+) – por canales iónicos

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

Membrana Repolarizada

Membrana en su exterior (+) interior (-)



Cambios iónicos

y eléctricosse suceden al recibir la

Neurona un estímulo


Hiperpolarización


Impulso Nervioso: Propagación , Extensión, Conducción del Potencial de Acción

Onda de actividad eléctrica que progresa a lo largo de laneurona, sin decremento.

Implica una inversión de la polaridad de la membrana de laNeurona, a la cual se le conoce como despolarización.

.


Impulso Nervioso:

¿Qué genera un impulso eléctrico?

Un estímulo que ingresa por un receptor o por una sinapsis.

Umbral: Intensidad mínima para generar un impulso nervioso.

LEY DEL TODO O NADA, El potencial de acción constituye una respuesta total a un estímulo adecuado, si este no alcanza el umbral, no genera el impulso nervioso, una vez alcanzado es irreversible.


Impulso Nervioso:

El potencial de acción puede propagarse en cualquier dirección a lolargo de un axón, la dirección que sigue en condiciones fisiológicasestá determinada por una polaridad de las sinapsis.

Los impulsos nerviosos (potencial de acción), inician en el conoaxónico y se propagan por el axón alejándose del cuerpocelular, llegan a los botones axónicos y se transfieren a través de lasinapsis hacia las dendritas del cuerpo neuronal.


NEURONA

Dirección del Impulso nervioso

Sinapsis – Dendritas – Cuerpo – Cono Axónico – Axón – Botón Axónico - Sinapsis


1. Cuerpo celular2. Dendritas 3. Núcleo - nucleolo4. Aparato de Golgi 5. Cono axónico 6. Cuerpos de Nissl 7. Mitocondria 8. Axón mielínico o Amielínico9. Célula de Schwan 10. Nódulo de Ranvier 11. Colateral del axón 12. Telodendro

13. Botones terminales


Impulso Nervioso:

Propagación o Conducción del impulso eléctrico

Conducción por contigüidad, despolarización sucesiva. Neuronas Amielínicas

Conducción Saltatoria, de nodo a nodo de RanvierNeuronas Mielínicas


Sistema Nervioso Periférico

Nervios Periféricos

Fibras Nerviosas (axones)

(mielínicas o amielínicas)


Impulso Nervioso:

Despolarizaciónseguida de Repolarización


Impulso Nervioso:

Propagación o Conducción del impulso eléctrico

La velocidad de la conducción de un impulso a lo largo de una fibra nerviosa se incrementa con el diámetro del axón, que es además directamente proporcional al grosor de la vaina de mielina.

Fibras nerviosas Mielínicas. Más velocidad y menor consumo de energía

Impulso Nervioso:

Progresión Continuadel impulso nervioso en FIBRAS AMIELÍNICAS


En este pequeño gráfico, representando un axón,

el rojo representa el sodio fluyendo dentro y el naranja representa al potasio fluyendo fuera:


Impulso Nervioso:

Progresión Saltatoriadel impulso nervioso en

FIBRAS MIELÍNICAS


La vaina de mielinaalrededor de muchos axones

acelera este proceso considerablemente: en lugar de un pequeño segmento disparando

la acción al segmento más cercano, los cambios “saltan”

de un hueco en la funda hasta el siguiente. Esto es llamado conducción saltatoria .


SINAPSIS y NEUROTRANSMISORES



Sinapsis: Significa conjunción o conexión,

Sherrington 1897

Sitio de Unión o contacto entre dos neuronas,

Concepto:Estructural y Funcional


Neurona 1:botón terminal del axón

MEMBRANA PRESINAPTICA

Hendidura SinápticaEspacio Sináptico

Neurona 2:Terminación dendrítica

MEMBRANA POSTSINAPTICA


Tipos de Sinapsis

1. de acuerdo a su estructura: (axodendrítica -dendrodendrítica – axoaxónica – Axosomáticas -Neuromuscular)

2. de acuerdo a su función:

Eléctricas – uniones estrechas – no vesículas – no NT

Químicas (Excitatorias - Inhibitorias) - Neurotransmisores


Sinapsis

Químicas : Neurotransmisor – receptores postsinápticos

• Excitatorias: Despolarización

Potencial Postsináptico excitatorio

• Inhibitorias – Hiperpolarización

Potencial Postsináptico inhibitorio


Sinapsis

Químicas :

Potenciales Postsináptico excitatorio y

Postsináptico inhibitorio, concluyen mediante 2 procesos

• Desactivación enzimática

• Recaptura


Tipos deSinapsis

Una Neurona puede

Tener de 1000 a 10,000

Conexiones Sinápticas

Impulso Eléctrico

Impulso Eléctrico

Sinapsis: Fisiología

SINAPSISINGENIERIA BIOMEDICA

A nivel del botón pre sináptico, la llegada del Impulso eléctrico desencadena la movilización

de las vesículas del neurotransmisor, hacia la membrana presináptica,

EVENTO propiciado por la entrada del ión CALCIO.


Neurotransm isores m oleculares

Neurotransm isor Efecto postsináptico

Acetilcolina Excitador

Ácido gam maam inobutírico GABA Inhib idor

G lic ina Inhib idor

G lutamato Excitador

Aspartato Excitador

Dopam ina Excitador

Noradrenalina Excitador

Serotonina Excitador

H istam ina Excitador

Monoaminas

Ac. Glutámico -


Áreas comunes de concentración de neurotransmisores

Neurotransmisor Áreas de concentración

Acetilcolina (ACh) Uniones Neuromusculares, ganglios autónomos,

neuronas parasimpáticas, núcleos motores de los nervios

craneales, núcleo caudado y putamen, núcleo basal de

Meynert, porciones del sistema limbico.

Norepinefrina (NE) Sistema nervioso simpático, el locus cerúleus, el

tegmento lateral.

Dopamina (DA) Hipotálamo, Sistema nigrostriatal del cerebro.

Serotonina (5-HT) Neuronas parasimpáticas en el intestino, glándula

pineal, núcleo rafe magno de la protuberancia.

Ácido g-aminobutírico (GABA) Cerebelo, el hipocampo, la corteza cerebral, el sistema

del striatonigral.

Glicina Médula espinal

Ácido glutámico Médula espinal, el tallo cerebral, el cerebelo, el

hipocampo, la corteza cerebral.


N eurotransm isor Localización Función

Transm isores pequeños

A cetilcolina S inapsis con m úsculos y

glándulas; m uchas partes del

s is tem a nerv ioso central

(SN C )

Excitatorio o inhibitorio

Envuelto en la m em oria

Am inas

Serotonina

Varias regiones del SN C

M ayorm ente inhibitorio; sueño, envuelto en

estados de ánim o y em ociones

H istam ina Encéfalo M ayorm ente exc itatorio; envuelto en

em ociones, regulac ión de la tem peratura y

balance de agua

D opam ina Encéfalo; s is tem a nerv ioso

autónom o (SN A)

M ayorm ente inhibitorio; envuelto en

em ociones/ánim o; regulac ión del control

m otor

Epinefrina Areas del SN C y div is ión

s im pática del SN A

Excitatorio o inhibitorio; horm ona cuando es

producido por la glándula adrenal

N orepinefrina Areas del SN C y div is ión

s im pática del SN A

Excitatorio o inhibitorio; regula efectores

s im páticos; en el encéfalo envuelve

respuestas em ocionales

Am inoácidos

G lutam ato

SN C

E l neurotransm isor exc itatorio m ás

abundante (75% ) del SNC

G AB A Encéfalo E l neurotransm isor inhibitorio m ás

abundante del encéfalo

G licina M édula espinal E l neurotransm isor inhibitorio m ás com ún de

la m édula espinal

O tras m oléculas

pequeñas

Ó xido nítrico

Inc ierto

Pudiera ser una señal de la m em brana

posts ináptica para la p res ináptica


Neurotransm isores neuropeptíd icos

Corticoliberina

Corticotrop ina (ACTH)

Beta endorfina

Sustancia P

Neurotensina

Somatostatina

Brad icin ina

Vasopresina

Angiotensina II

Neurotransm isor Localización Función

Transm isores grandes

N européptidos

Péptido

vaso-activo

in testinal

Encéfalo; a lgunas fibras del

SN A y sensoria les, retina,

tracto gastrointestinal

Función en el SN inc ierta

C olecistoquinina Encéfalo; retina Función en el SN inc ierta

Sustancia P Encéfalo;m édula espinal, rutas

sensoria les de dolor, tracto

gastrointestinal

M ayorm ente exc itatorio; sensaciones de

dolor

Encefalinas Varias regiones de l SN C ;

retina; tracto intestinal

M ayorm ente inhibitorias; actuan com o

opiatos para bloquear el dolor

Endorfinas Varias regiones del SN C ;

retina; tracto intestinal

M ayorm ente inhibitorias; actuan com o

opiatos para bloquear el dolor


botón terminal con dendritas

Axodendrítica

UNION NEURO MUSCULAR



Unión Neuro Muscular = Placa Terminal Motora

• Neuronas Motoras:

1. Fibras grandes Mielinicas Alfa : Fibras extrafusales

2. Fibras pequeñas amielínicas gamma: Fibras intrafusales

3. Fibras finas C Amielínicas: Músculo liso


Unidad Motora

• Grupo de Fibras musculares inervadas por una

Motoneurona alfa.

• Movimiento fino una motoneurona inerva pocas fibras

musculares (músculos del ojo y de la mano)

• Movimiento grueso una motoneurona inerva a cientos de fibras

musculares (músculo glúteo mayor)


SinapsisUnión Neuro Muscular = Placa Terminal Motora

• Elemento Nervioso:

Botón terminal del Axón de la Neurona Motora

• Elemento Muscular:

Fibra Muscular – Placa basal


Unión Neuro Muscular:

Membrana Presináptica

Axolema ;

Hendidura Sináptica:

30 – 50 nm

Membrana Postsinaptica

Sarcolema:


Unión Neuro Muscular : Fisiología

• Impulso Nervioso en la Motoneurona - Soma - Axón

• Membrana Presináptica

• Vesículas exocitosis

• Hendidura Sináptica:

• Liberación del Neurotransmisor: Acetilcolina (Ach)

• Membrana Postsinaptica

• Receptores Nicotinicos de Acetilcolina

• Entrada de Na + (Sodios)

• Potencial de la Placa terminal

• Potencíal de Acción -¨Propagación

• Miofibrillas contractiles (Ca++)

• Contracción Muscular

Hidrólisis de la Acetilcolina por la

enzima Acetilcolinesterasa

(AChE),Repolarización de la

fibra muscular


Sinapsis Unión Neuro Muscular

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