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Capítulo 45: LA NEURONA UNIDAD FUNCIONAL BÁSICA DEL SNC: neurona en la corteza motora cerebral Señales de entrada-> sinapsis de dendritas y en el soma Señal de salida-> único axón de neurona (ramas dirigidas a la periferia) Sinapsis en sentido anterógrado (desde axón (neurona precedente) a dendritas (neuronas ulteriores) PORCIÓN SENSITIVA DEL SISTEMA NERVIOSO: RECEPTORES SENSITIVOS: Excitación de los receptores por experiencias sensitivas-> reacciones del encéfalo, inmediatas o a futuro (lejano o cercano) para reacciones corporales porción somática del S. sensitivo: transmite información del exterior al interior por los nervios periféricos y envía a la medula espinal, el bulbo, protuberancia, encéfalo, mesencéfalo, cerebelo, tálamo y corteza cerebral PORCIÓN MOTORA DEL SN EFECTORES: Regulación de actividades (funciones motoras)
- Contracción muscular (esquelético) efector
- “ “ (vísceras) efector
- Secreción de sustancias (G, exocrinas y endocrinas) efector Eje nervioso motor (esquelético) Control de contracción muscular esquelética Otro-> SNA: control de musculo liso, glándulas y sistemas internos
control de músculos: a distintos niveles del SN EJ: medula, protuberancia el bulbo raquídeo y mesencéfalo, ganglios basales, cerebelo y corteza motora partes inferiores: Rta instantáneas y automáticas parte superior: movimientos complejos sometidos a la conciencia cerebral PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN: FUNCIÓN INTEGRADORA DEL SN Elaborar información que llega para dar respuestas motoras y mentales Cosas no importantes las desecha-> como se siente la ropa Función integradora: información que da al estar en una situación donde necesite actuar de varias maneras y trata esa información dando el estímulo o la reacción deseados COMETIDO DE LA SINAPSIS EN EL PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN: Sinapsis-> punto donde se unen dos neuronas, direccion de la señal, acción selectiva Señales facilitadoras e inhibidoras del envío de ese estimulo Neuronas postsinápticas: impulsos de salida (muchos o pocos) Pasan señales más potentes, se quedan las débiles y pueden enviar a muchos lugares esa información ALMACENAMIENTO DE LA INFORMACIÓN: MEMORIA Poca información provoca respuesta motora inmediata Corteza-> almacena más información que por ej. la medula Memoria-> acumulación de información, + capacidad de enviar la información la segunda vez (facilitación) Puede darse la sensación del estímulo sin sentirlo solo por los recuerdos Guarda recuerdos para el futuro y un mejor pensamiento-> se envía a distintas partes para guardarlas y usarlas después PRINCIPALES NIVELES DE FUNCIÓN DEL SNC: Niveles del SNC (características): NIVEL MEDULAR: Transmite señales de ida y vuelta Los circuitos neuronales de la medula pueden originar:
- Los movimientos de marcha
- Reflejos para retirarse de algo doloroso
- Reflejo para poner rígidas las piernas para el sostenimiento
- Reflejos que controlan vasos sanguíneos, movimientos digestivos o excreción urinaria Las partes superiores del sistema le ordenan al centro de control de la medula que hacer NIVEL CEFÁLICO INFERIOR O SUBCORTICAL: Control de actividades inconscientes-> encéfalo, bulbo, protuberancia, mesencéfalo, hipotálamo, tálamo, cerebelo y ganglios basales EJ. Respiración, circulación, placer, ira, etc.
ANATOMÍA FISIOLÓGICA DE LA SINAPSIS:
Motoneurona anterior: en el asta anterior, compuesta por el soma (cuerpo), axón (se extiende hasta el nervio periférico, abandona la medula) y las dendritas (prolongaciones) Al final de la dendrita: terminales presinapticos, puede ser excitador o inhibidor Diferencia de otras neuronas a estas: dimension del soma, longitud tamaño y # de dendritas, longitud y tamaño del axon, # de terminales presinapticos, funcionan y se ejecutan diferente Terminales presinapticos: parecen botones, estructura interna: funcion de excitación o inhibicion, vesiculas transmisoras-> sustancia transmisora y mitocondrias - > aportan ATP para sinteitzar mas neurotransmisores MECANISMOS POR EL QUE LOS POTENCIALES DEACCION PROVOCAN LA LIBERACION DEL TRANSMISOR EN LOS TERMINALES PRESINAPTICOS: MISION DE IONES DE CALCIO: La memebrana presinaptica tiene muchos canales de calcio dependientes de voltaje-> cuando el potencial de accion se despolariza se abren y entra calcio Cantidad de transmisores proporcional a la de iones de calcio en ingreso
- Teoria de como pasa: cuando los iones llegan al terminal presinaptico se unen a proteinas sobre los puntos de liberacion ( membrana presinaptica) ACCION DE LA SUSTANCIA TRANSMISORA EN LA NEURONA POSTSINAPTICA: FUNCION DE LAS PROTEINAS RECEPTORAS: Proteínas receptoras en la membrana postsinápticas Elementos de las moléculas: un componente de unión donde se fija el neurotransmisor y un componente ionóforo que atraviesa la membrana postsináptica al interior de la neurona postsináptica y este elemento se divide en dos clases; un canal iónico y un activador de segundos mensajeros que es una molécula que protruye al citoplasma y activa sustancias en la neurona postsináptica Canales iónicos: suelen ser catiónicos (+) donde dejan pasar iones de sodio cuando se abren y lo mismo con k y Ca (abre: transmisor excitador). Y también aniónicos (-) que permiten el paso de cloruro y de otros en menor cantidad (abren: transmisores inhibidores) SISTEMA DE SEGUNDO MENSAJERO EN LA NEURONA POSTSINÁPTICA: Excitación o inhibición neuronal postsináptica a largo plazo al activar el sistema químico-> genera efecto duradero Sistemas: Proteínas G - > porción alfa: activadora; porción beta y gamma: pegados al componente alfa y al interior de la membrana receptora Porción alfa se separa de la beta y gama para ir al citoplasma celular Cambios por el desprendimiento de la porción alfa dentro del citoplasma:
- Apertura de canales iónicos específicos a través de la membrana celular postsináptica
- Activación del monofosfato de adenosina cíclico (AMPc) o del monofosfato de guanosina cíclico (GMPc) en la neurona-> activación metabólica que puede modificar la excitabilidad de la neurona
- Activación de una encima intracelular o más-> proteína G estimula una o más enzimas intracelulares
- Activación de la transcripción genética-> modificación metabólica para cambio en procesos a largo plazo Activación de segundo mensajero-> importante para varias las características de la respuesta a largo plazo en las neuronas RECEPTORES EXCITADORES O INHIBIDORES EN LA MEMBRANA POST SINÁPTICA: Excitación:
- Eleva el potencial de membrana en la apertura de canales sodio (+)-> célula postsináptica (excitador)
- Vuelve más positivo de lo normal el potencial de membrana interno por medio de los canales de cloruro y potasio-> célula postsináptica (excitador)
- Cambios en el metabolismo de la neurona postsináptica-> incrementar excitadores o disminuir inhibidores Inhibición:
- Apertura de los canales de cloruro en la membrana neuronal postsináptica-> difusión de carga negativa creando así más negatividad en la célula (inhibidor)
- Aumento de la conductancia para los iones potasio fuera de la neurona-> difusión de iones positivos al exterior
mayor negatividad (inhibidor)
- Activación de las enzimas receptoras-> inhiben funciones metabólicas o inhibe o disminuye la excitación SUSTANCIAS QUÍMICAS QUE ACTÚAN COMO TRANSMISORES SINÁPTICOS:
FENÓMENOS ELÉCTRICOS DURANTE LA
EXCITACIÓN NEURONAL: sodio potasio cloro Potencial de membrana en reposo del soma neuronal: Potencial en reposo-> - 6 5mV permite control positivo y negativo del grado de excitabilidad de la neurona, descenso poco de voltaje= más excitable descenso mucho de voltaje= menos excitable Diferencias de concentración iónica a través de la membrana del soma neuronal : interior y exterior de la célula Distribución uniforme del potencial eléctrico en el interior del soma: solución electrolítica muy conductora, permite cambio en el potencial Efecto de la excitación sinaptica sobre la membrana postsinaptica: potencial postsinaptico excitador: Figura, pasa de - 65 a - 45 mV lo que ocasiona un potencial postsinaptico excitador (PPSE) Generacion de potenciales de accion en el segmento inicial del axon a su salida de la neurona: umbral de excitación : Al subir el PPse genera un potencial de accion que empieza en el segmento inicial del axón Fenomenos electricos durante la inhibicion neuronal:
- Efecto de la sinapsis inhibidora sobre la membrana postsinaptica: potencial postsinaptico inhibidor
- Inhibicion presinaptica
- Evolucion temporal de los potenciales postsinapticos
- Sumacion espacial en las neuronas: umbral de disparo
- Sumacion temporal causada por descargas sucesivas de un terminal presinaptico
- Facilitacion de las neuronas Funciones especiales de las dendritas para excitar neuronas :
- Campo espacial de excitación de las dendritas amplio
- La mayoria de las dendritas no son capaces de transmitir potenciales de accion, pero si señales dentro de la misma neurona mediante conduccion electronica
- Disminucion de la corriente electronica en las dendritas: efecto excitador (o inhibidor) mayor a cargo de la sinapsis situadas cerca del soma
- Sumacion de la excitación y la inhibicion en las dendritas
CARACTERISTICAS ESPECIALES DE LA TRANSMISION SINAPTICA:
- Fatiga de la transmision sinaptica: permite que desaparezca el estado de excitabilidad pasado un rato sirve para proteger al cerebro y que no se mueran las neuronas
- Efectos de acidosis y alcalosis sobre la transmision sinaptica: alcalosis aumenta excitabilidad y la acidosis disminuye la actividad neuronal
- Efectos de la hipoxia sobre la transmision sinaptica: aporte de oxigeno, sin el hay ausencia de excitabilidad
- Efectos de los farmacos sobre la transmision sinaptica: incremento de excitabilidad: cafeoina, teofilina, teobromina; inhibicion de sustancias inhibidoras-> estricnina
- Retraso sinaptico: de una neurona a otra el tiempo de señal es de 0.5 ms y se le denomina retraso sinaptico por que es donde se llevan a cabo varios pasos para la sinapsis excitadora Capitulo 46: TIPOS DE RECEPTORES SENSITIVOS Y ESTIMULOS QUE DETECTAN: Receptores sensitivos:
- Mecanorreceptores: detectan compresion mecanica o estiramiento
- Termorreceptores: detectan cambios de temperatura
- Nocirreceptores: receptores del dolor
- Receptores electromagneticos: detectan la luz en la retina
- Quimiorreceptores: detectan gusto, olfato SENSIBILIDAD DIFERENCIAL DE LOS RECEPTORES: Hay una sensiblidad diferencial lo que los hace sensibles a un estimulo sensitivo y es insensible a otros Los osmorreceptores de los nucleos supraopticos detectan variaciones en osmolalidad y estan en el - > hipotalamo MODALIDAD SENSITIVA, EL PRINCIPIO DE LA LINEA MARCADA: Modalidad de sensacion-> las sensaciones que experimentamos Especificidad de las fibras para transmitir una modalidad de sensacion-> principio de la linea marcada Respuesta donde termina en el SN (punto especifico) y la zona a la que esa fibra llega donde el estimulo se recibe EJEMPLO: estimulacion de fibra para el dolor-> la persona recibe dolor (por las fibras que llegan al cerebro desde ese tacto)
- El centro del corpusculo es amielinico, pero se mieliniza antes de entrar al nervio sensitivo periferico
- Zona de la fibra terminal por compresion del corpusculo y se produce un ingreso de iones sodio en la fibra
- Primer nodulo de RANVIER-> que esta aun en la capsula del corpusculo de pacini y el flujo de corriente despolariza la membrana en ese lugar y desencadena potenciales de accion a traves de la fibra nerviosa RELACION ENTRE LA INTENSIDAD DEL ESTIMULOY EL POTENCIAL DE RECEPTOR
- Mas intensidad del estimulo, mas amplitud del potencial
- La frecuencia de los potenciales de accion repetidos-> aumenta forma por el incremento del potencial de receptor
- Gran capacidad de repsuesta desde un extremo muy debil hasta otro muy intenso ADAPTACION DE RECEPTORES Se adaptan a cualquier estimulo constante despues del transcurso del tiempo, estimulo sensitivo continuo el receptor responde al principio con principios altos para despues bajar y hasta desaparecer del todo
- Mecanoreceptores de adaptacion de dias u horas-> llamados inadaptables (mas 2 dias, carotideos y aorticos por ej.) (esto mas hacia la parte sensitiva no tiene lugar en la respuesta o actuacion del cuerpo)
- Receptores del dolor, quimioreceptores y demas receptores nunca se adaptan del todo MECANISMO DE ADAPTACION DE LOS RECEPTORES: Mecanismo de adaptacion varia con cada receptor Mecanorreceptores: corpusculo de pacini-> funciona de dos maneras 1. Estructura viscoelastica ( fuerza deformadora en un extremo desencadena potencial de receptor 2. Mecanismo de adaptacion, proceso de acomodacion aunque el nucleo siga deformado el extremo se reacomoda (inactivacion de canales de sodio progresivamente) LOS RECEPTORES DE ADAPTACION LENTA DETECTAN LA INTENSIDAD CONTINUA DEL ESTIMULO: LOS RECEPORES “TONICOS” (sirve para mantener informado al cerebro de la situacion) Receptores de adapntacion lenta, transmiten impulsos al cerebro mientras este el estimulo (informacion al cerebro respecto al medio) Receptores de adaptacion lenta: pertenecientes a la maula del aparato vestibular , receptores del dolor, barorreceptores del arbol arterial y loa quimiorreceptores de los cuerpos carotideo y aortico ( capacidad de trnamision de informacion por tiempo prolongado (llamados receptores ionicos) LOS RECEPTORES DE ADAPTACION RAPIDA DETECTAN CAMBIOS EN LA INTENSIDAD DEL ESTIMULO; RECEPTORES DE VELOCIDAD, DE MOVIMIENTO O FASICOS (no sirve para mantener al cerebro al tanto de la situacion) Solo cambian con el cambio de intensidad del estimulo, corpusculos de pacini no sirven para mantener la informacion se ven mas implicados en el estimulo inmediado y por lo que dura y cuando se acaba este vuelve a la normalidad IMPORTANCIA DE LOS RECEPTORES DE VELOCIDAD: SU FUNCION PREDICTIVA La velocidad de un cambio permite predecir que hara el cuerpo en el momento inmediatamente despues al estimulo, auditivo o visual por ejemplo y al perder eso por ejemplo la persona no podria correr por una perdidad e la funcion predictiva por la correcccion de un movimiento anticipadamente FIBRAS NERVIOAS QUE TRANSMITEN DIFERENTES TIPOS DE SEÑALES Y SU CLASIFICACION FISIOLOGICA: Entrada rapida para repuesta rapida para que la información sea util Gama de velocidad de las fibras depende el diametro cuanto mayor sea mayor la celocidad de conduccion: 0.5 y 120 m/s Clasificacion de las fibras nerviosas fisiologicamente y funcionalmente
TIPO A: mielinicas, pertenecientes a nervios raquideos TIPO C: amielinicas, conduccion velocidad baja, presentes en las fibras sensitivas de los nervios perifericos y todas las fibras autonomas posganglionares. Otra clasificacion: TRANSMISION DE SEÑALES DE DIFERENTE INTENSIDAD POR LOS FASCICULOS NERVIOSOS: SUMACION ESPACIAL Y TEMPORAL SUMACION ESPACIAL: Transmision creciente de la intensidad por el numero e fibras implicadas, estas fibras se dividen en terminaciones nerviosas libres que sirven como receptoras del color El campo receptor de la fibra se refiere a su area de cobertura que puede llegar a 5 cm, en el centro son mas terminaciones y en la periferia son menos SUMACION TEMPORAL: Aceleracion de la frecuencia de los impulsos nerviosos que recorren cada fibra Transformacionde la intensidad de la señal en una serie de impulsos modulados por la frecuencia en la que se presenta la intensidad de la señal (arriba) y los impulsos independientes (abajo)
CONVERGENCIA DE SEÑALES
Conjunto de señales de varios origenes para la excitación de UNA neurona Tipos:
- Desde una sola fuente: varios terminales a un solo fasciculo que acaba en una neurona, ayuda a llegar al umbral necesario de descarga
- Desde multiples fuentes: Surge de las señales de entrada (excita o inhibe) como las interneuronas de la medula que reciben fibras de muchos lugares, y las señales de las interneuronas convergen sobre las motoneuronas anteriores para control del funcionamiento muscular, permite la sumacion de información CIRCUITO NEURONAL CON SEÑALES DE SALIDA EXCITADORAS O INHIBIDORAS Puede pasar que las excitaciones o inhibiciones cambien de destino A eso se le llama el circuito de la inhibicion reciproca por que uno intenta por ejemplo hacer un moviemiento y el otro lo impide que seria la orden dada desde la medula Medio por el que alcanza la inhibicion, fibra de entrada activa la via de salida excitadora; estimula neurona inhibidora que secreta una sustancia diferente que inhibe la segundia via de salida PROLONGACION DE UNA SEÑAL POR IN GRUPO NEURONAL: POSDESCARGA Grupo qe descarga una salida prolongada, que va desde segundos hasta minutos despues de la señal d entada MECANISMOS IMPORTANTES EN LA POSDESCARGA: POSDESCARGA SINAPTICA: La señal se descarga en el soma o en las dendritas y el potencial postsinapitco dura muchos milisegundos y mas cuando alguna sustancia intervienen, mientras ese potencial se mantenga la neurona va a seguir generando impulsos como una señal sostenida con muchas descargas repetidas CIRCUITO REVERBERANTE (OSCILATORIO) COMO CAUSA DE LA PROLONGACION DE LA SEÑAL Circuito importante del SN, a causa de una retroalimentacion positiva lo que hace que ese mismo estmulo lo pueda genrar una y otra vez durante mucho tiempo 1°mas sencillo, no importante la retroalimentacion mantiene el estimulo; 2° integrado por pocas neuronas y restraso entre la descarga inicial y la retroalimentacion; 3°complejo, fibras facilitadosras e inhibidoras; 4° muchas fibras paralelas, fibrillas con dispersion, señal de reverberacion debil o potente depende de las fibras que participen
CARACTERISTICAS DE LA PROLONGACION DE LA SEÑAL EN UN CIRCUITO REVERBERANTE
El estimulo entra y puede dartar hasta minutos, la intensidad de la señal de slida llega a un tope y caeeso gracias a la fatiga entre las uniones sinapticas del circuito EMISION DE LAS SEÑALES CONTINUAS DESDE ALGUNOS CIRCUITOS NEURONALES Algunos circuitos neuronales emiten señales de salida de forma continua incluso sin señales extra excitadoras Mecanismos que generan ese efecto:
1. DESCARGA CONTINUA OCASIONADA POR LA EXCITABILIDAD NEURONAL INTRINSECA: Potenciales sifucuentemente altos para hacer que emitan impulsos de manera continua, en mayor cantidad en en el cerebelo y en la mayoria de interneuronas de la medula, aumentan si son excitadoras y disminuyen si son inhibidoras las señales y pueden llegar a frecuencia de disparo cero 2. SEÑALES CONTINUAS EMITIDAS DESDE CIRTUITOS REVERBERANTES COMO MEDIO PARA TRANSMITIR INFORMACION: Cuando no alcanza a tener un grado de faiga sigue con impulsos continuos, excitadores incrementan la señal de salida y los inhibidores la reducen o extinguen; señal continua de salida a partir de un grupo de neuronas, contol de intensidad lo usa el SNA para controlar funciones como el tono vascular o intestinal. EMISION DE SEÑALES RITMICAS Por ejemplo la señal ritmica respiratoria, requiere de estimulos de entrada en los circuitos para desencadenar señales ritmicas (como el rascarse) en estas casi siemore hay circuitos reverberantes que actuan como un circulo donde pasa de un grupo neuronal alsiguiente. Las señales excitatorias o inhibidoras pueden aumentar o disminuir la amplitud de la señal ritmica emitida INESTABILIDAD Y ESTABILIDAD DE LOS CIRCUITOS NEURONALES Si actua como circulo vicioso puedeser contraproducente ya que generaria reexcitaciones, si esto pasa el cerebro se llena de señales reverberantes que no ejarian ingresar informacion importante; esto pasa con las CONVULSIONES EPILEPTICAS. Esto se evita con los circuitos inhibidores y la fatiga sinaptica CIRCUITOS INHIBIDORES COMO MECANISMO PARA ESTABILIZAR LA FUNCION DEL SN DOS TIPOS:
- Los circuitos de retroalimentacion inhibidores que vuelven desde el extremo terminal de una via hacia las neuronas excitadoras iniciales de esa misma via
- Grupos neuronales que ejercen inhibicion global sobre regiones generalizadas del cerebrocomo los ganglios que hacen esa funcion sobre todo el sistema del control muscular FATIGA SINAPTICA COMO MEDIO PARA ESTABILIZAR EL SN Significa que la sinapsis se debilita cuando es mas largo y extenso el periodo de excitación, cuanto mas breve el intervalo entre reflejos flexores sucesivos menor la intensidad de la respuesta refleja posterior CORRECCION AUTOMATICA A CORTO PLAZO DE LA SENSIBILIDAD DE LA VIA MEDIANTE EL MECANISMO DE LA FATIGA
