SISTEMA NERVIOSO A: PRINCIPIOS GENERALES Y FISIOLOGÍA DE LA SENSIBILIDAD

GUYTON

ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA

NERVIOSO, FUNCIONES BÁSICAS

DE LAS SINAPSIS Y

NEUROTRANSMISORES

DISEÑO GENERAL DEL SISTEMA NERVIOSO

La neurona: unidad funcional básica del sistema nervioso

El SNC contiene >100.000 millones de neuronas

En la neurona, las señales de entrada llegan por las dendritas (fundamentalmente) y por el soma

Según el tipo de neurona las conexiones sinápticas procedentes de fibras aferentes pueden ser

tan solo unos cientos o llegar hasta 200mil

La señal de salida viaja por el axón. El axón a su vez puede dar varias ramas independientes que

se dirigen a otras zonas.

Porción sensitiva del sistema nervioso: receptores sensitivos

La mayoría de las actividades del SN se ponen en marcha cuando se excitan receptores sensitivos

(visuales, auditivos, táctiles u otros). Cada uno de ellos puede desencadenar una respuesta inmediata en

el cerebro o guardarse como recuerdo y determinar reacciones en el futuro.

La porción somática del sistema sensitivo trasmite información sensitiva de los receptores. Esta

información penetra en el SNC por los nervios periféricos y se transporta hasta zonas sensitivas en

1. La medula, en todos sus niveles

La formación reticular del bulbo raquídeo, la protuberancia y el

mesencéfalo

2. Cerebelo

3. Tálamo

4. Áreas de la corteza cerebral

Porción motora del sistema nervioso: efectores

La misión más importante del sistema nervioso es regulas las actividades del organismo. Para eso debe

controlar los siguientes aspectos:

1. La contracción muscular esquelética

2. La contracción muscular lisa

3. Secreción de sustancias químicas por parte de las glándulas endocrinas o exocrinas

En conjunto, estas actividades se denominan → funciones motoras del sistema nervioso. Las

glándulas y los músculos reciben el nombre de efectores.

Eje nervioso motor esquelético → se dedica a controlar la contracción

Sistema nervioso autónomo → opera de forma paralela, controlando el musculo liso, glándulas y otros

sistemas corporales internos.

Los músculos esqueléticos pueden controlarse a diferentes niveles del SNC

1. La medula espinal

2. La formación reticular del bulbo raquídeo, la protuberancia y el mesencéfalo

3. Los ganglios basales

4. El cerebelo

5. Corteza motora

Las regiones inferiores se ocupan de las respuestas motoras automáticas e instantáneas a los

estímulos sensitivos y los superiores, de los movimientos musculares complejos e intencionales

sometidos al pensamiento

Procesamiento de la información: función integradora del SN

Una de las funciones del sistema nervioso es elaborar la información que le llega de modo a que dé lugar

a las respuestas motoras y mentales adecuadas

El cerebro descarta el 99% de la información sensitiva porque carece de interés o de importancia

(contacto con la ropa). También, solo llama la atención algo que esté esporádicamente en nuestro

campo visual, e incluso los sonidos constantes de nuestro entorno quedan relegados a la inconsciencia

(ruido del ventilador)

Cuando una info sensitiva importante excita la mente, inmediatamente se encauza a regiones motoras e

integradoras para suscitar las respuestas deseadas. Esto se denomina función integradora del SN

Univ. Alejandro Mendieta Candia

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ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA

NERVIOSO, FUNCIONES BÁSICAS

DE LAS SINAPSIS Y

NEUROTRANSMISORES

DISEÑO GENERAL DEL SISTEMA NERVIOSO

La neurona: unidad funcional básica del sistema nervioso  El SNC contiene >100.000 millones de neuronas  En la neurona, las señales de entrada llegan por las dendritas (fundamentalmente) y por el soma  Según el tipo de neurona las conexiones sinápticas procedentes de fibras aferentes pueden ser tan solo unos cientos o llegar hasta 200mil  La señal de salida viaja por el axón. El axón a su vez puede dar varias ramas independientes que se dirigen a otras zonas. Porción sensitiva del sistema nervioso: receptores sensitivos La mayoría de las actividades del SN se ponen en marcha cuando se excitan receptores sensitivos (visuales, auditivos, táctiles u otros). Cada uno de ellos puede desencadenar una respuesta inmediata en el cerebro o guardarse como recuerdo y determinar reacciones en el futuro. La porción somática del sistema sensitivo trasmite información sensitiva de los receptores. Esta información penetra en el SNC por los nervios periféricos y se transporta hasta zonas sensitivas en

La medula, en todos sus niveles La formación reticular del bulbo raquídeo, la protuberancia y el mesencéfalo
Cerebelo
Tálamo
Áreas de la corteza cerebral Porción motora del sistema nervioso: efectores La misión más importante del sistema nervioso es regulas las actividades del organismo. Para eso debe controlar los siguientes aspectos:
La contracción muscular esquelética
La contracción muscular lisa
Secreción de sustancias químicas por parte de las glándulas endocrinas o exocrinas  En conjunto, estas actividades se denominan → funciones motoras del sistema nervioso. Las glándulas y los músculos reciben el nombre de efectores. Eje nervioso motor esquelético → se dedica a controlar la contracción Sistema nervioso autónomo → opera de forma paralela, controlando el musculo liso, glándulas y otros sistemas corporales internos. Los músculos esqueléticos pueden controlarse a diferentes niveles del SNC
La medula espinal
La formación reticular del bulbo raquídeo, la protuberancia y el mesencéfalo
Los ganglios basales
El cerebelo
Corteza motora  Las regiones inferiores se ocupan de las respuestas motoras automáticas e instantáneas a los estímulos sensitivos y los superiores, de los movimientos musculares complejos e intencionales sometidos al pensamiento Procesamiento de la información: función integradora del SN Una de las funciones del sistema nervioso es elaborar la información que le llega de modo a que dé lugar a las respuestas motoras y mentales adecuadas El cerebro descarta el 99% de la información sensitiva porque carece de interés o de importancia (contacto con la ropa). También, solo llama la atención algo que esté esporádicamente en nuestro campo visual, e incluso los sonidos constantes de nuestro entorno quedan relegados a la inconsciencia (ruido del ventilador) Cuando una info sensitiva importante excita la mente, inmediatamente se encauza a regiones motoras e integradoras para suscitar las respuestas deseadas. Esto se denomina función integradora del SN

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Una persona que pone la mano en una estufa caliente responde retirando la mano. Hay también respuestas asociadas como apartare el cuerpo o gritar Cometido de las sinapsis en el procesamiento de la información Sinapsis → punto de unión entre neuronas. Las funciones de las sinapsis determinan la dirección de propagación que toma las señales nerviosas. Existen señales inhibidoras y excitadoras que tienen la capacidad de controlar la trasmisión sináptica, abriendo o cerrando las sinapsis. Las sinapsis efectúan una acción selectiva, muchas veces bloquean señales débiles y dejan pasar las más potentes. En otras circunstancias seleccionan y amplifican las débiles y las encarrilan a una o varias direcciones Almacenamiento de la información → memoria La mayor parte del almacenamiento ocurre en la corteza cerebral, pero también regiones basales del encéfalo y la medula pueden conservar información Memoria → acumulación de información. También es una función de las sinapsis Facilitación → cada vez que una cierta señal pasa por una determinada secuencia de sinapsis, se adquiere mayor capacidad para trasmitir el mismo tipo de señal la próxima. Cuando la facilitación es profunda, las señales que se originan en el encéfalo también pueden originar la trasmisión de impulsos a lo largo de la misma serie de sinapsis, incluso cuando no haya sido estimulada (sensaciones por recuerdos). Una vez que los recuerdos están guardados en el SN pasan a formar parte del mecanismo de procesamiento cerebral para el pensamiento en el futuro PRINCIPALES NIVELES DE FUNCIÓN DEL SNC Nivel medular Los niveles superiores del SN no suelen enviar señales directo a la periferia del cuerpo, sino hacia los centros de control en la medula, simplemente ordenando que estos ejecuten sus funciones Los circuitos neuronales pueden originar

Movimientos de la marcha
Reflejos para retirar parte del cuerpo de algún estimulo doloroso
Reflejos para poner rígidas las piernas para la bipedestación
Reflejos para controlar los vasos, movimientos digestivos o pipi Nivel encefálico inferior o subcortical Las actividades inconscientes del organismo se controlan por regiones inferiores del encéfalo, es decir, el bulbo, protuberancia, mesencéfalo, hipotálamo, tálamo, cerebelo y los ganglios basales  Regulación de presión y respiración → bulbo y protuberancia  Control del equilibrio → función combinada entre cerebelo y formación reticular del bulbo, la protuberancia y el mesencéfalo  Reflejos de alimentación, como salivación, humedecer los labios en respuesta al sabor de la comida, están regulados por → regiones del bulbo, protuberancia, mesencéfalo, amígdala y hipotálamo Nivel encefálico superior o cortical La corteza es un enorme almacén de recuerdos. Nunca funciona sola, siempre lo hace asociada a centros inferiores del SN. Sin su concurso, el funcionamiento de los centros es a menudo impreciso. La corteza suele convertir estas funciones en operaciones determinativas y precisas. La corteza es fundamental para el pensamiento, pero no puede funcionar por su cuenta. Son los centros encefálicos inferiores y no la corteza los que despiertan en ella la vigilia , abriendo así su banco de recuerdos a la maquinaria cerebral del razonamiento SINAPSIS DEL SNC Información → impulso nervioso. Cada impulso nervioso puede
Quedar bloqueado en su trasmisión de una neurona a la siguiente
Convertirse en una cadena repetitiva a partir de un impulso
Integrarse con los procedentes de otras células para originar patrones muy intrincados en las neuronas sucesivas  Todas estas acciones se pueden clasificar como funciones sinápticas de las neuronas

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Componente de unión → afuera de la membrana, en la hendidura. Se le une el neurotransmisor
Componente intracelular → atraviesa toda la membrana hasta el citoplasma La activación de los receptores controla la apertura de los canales iónicos en una de dos formas
Activación de canales ionicos para dejar pasar ciertos tipos de iones
Mediante activación de segundo mensajero que activa una o más sustancias. Estos segundos mensajeros aumentan o disminuyen actividades especificas Receptores ionotrópicos → receptores que activan canales iónicos directamente Receptores metabotrópicos → receptores que actúan con segundos mensajeros Canales iónicos Los canales de las membranas postsinapticas suelen ser de dos tipos
Catiónicos → más frecuentemente dejan pasar sodio. También calcio y potasio  Están revestidos de cargas negativas. Esto atrae al sodio cuando el diámetro aumenta hasta superar el tamaño del sodio hidratado. Esta misma carga hace que se alejen los aniones
Anicónicos → sobre todo dejan pasar cloruro ero también dejan pasar otros aniones  Cuando se abren con el diámetro suficiente dejan pasar los cloruros. Los cationes quedan retenidos por su tamaño Un neurotransmisor que abre canales catiónicos es excitador y uno que abre canales anicónicos es inhibidor Cuando un canal se activa se abre en una fracción de milisegundo y se cierra con la misma velocidad. Los canales aportan un medio de control muy rápido para las neuronas postsinápticas Sistema de segundo mensajero en la neurona postsináptica Muchas funciones del sistema nervioso como la memoria requieren de cambios prolongados en las neuronas durante segundos y hasta meses después de la desaparición del estímulo inicial. Los canales iónicos no son ideales para mantener una variación prolongada en las neuronas por que se cierran en milisegundos una vez que desaparece el neurotransmisor. El segundo mensajero es que provoca un efecto duradero Proteínas G  Inactivo → libre en el citosol. Las tres porciones están pegadas; alfa, beta y gamma. A alfa se le une el GDP
La inactivación tiene lugar cuando el GTP se hidroliza. Esto hace que alfa libere su diana, se inactivan los segundos mensajeros y el complejo se forma de vuelta  Activo → el receptor se activa con el neurotransmisor y el complejo se une en el sitio de unión y alfa cambia su GDP por GTP a la vez que se disocia de beta/gamma. Así alfa-GTP difunde por el citoplasma y puede producir los siguientes cambios
Apertura de canales iónicos específicos → canal de potasio, se abre por tiempo prolongado
Activación del AMPc o GMPc → ambos pueden activar una maquinaria metabólica muy específica y puede poner en marcha diversas respuestas, entre ellas cambios prolongados en la estructura celular que modifican la excitabilidad
Activación de una o más enzimas intracelulares → cascada de activaciones enzimáticas Receptores excitadores o inhibidores en la membrana postsináptica La importancia de poseer tanto el tipo inhibidor de receptor como excitador radica en que aporta una dimensión añadida a la función nerviosa, dado que permite limitar su acción o excitarla

Excitación

Apertura de canales de sodio para meter cargas positivas. Esto eleva el potencial en sentido positivo hasta el umbral. Este método se emplea más a menudo
Depresión de la conducción mediante canales de cloruro, potasio o ambos. Esta acción reduce la entrada de cloruro o salida de potasio. En ambos casos se vuelve más positivo el potencial de membrana interno, que es excitador
Diversos cambios en el metabolismo interno de la neurona postsináptica para excitar la actividad celular

Inhibición

Apertura de canales de cloruro → permite la entrada del ion y aumenta la negatividad de la neurona. Acción inhibitoria
Aumento de conductancia para potasio → permite que el potasio salga para que haya mayor negatividad en la neurona. Acción inhibitoria
Activación de enzimas receptoras → inhiben funciones metabólicas que aumentan los receptores inhibidores o de disminuir los excitadores

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Sustancias químicas que actúan como transmisores sinápticos Existen dos grupos de transmisores sinápticos importantes. Los transmisores de acción rápida y molécula pequeña y los neuropéptidos

Transmisores de acción rápida y molécula pequeña

Son los que producen respuestas más inmediatas en el SN, como transmisión de señales sensitivas o señales motoras Se sintetizan en el citoplasma del terminal sináptico y las vesículas los absorben por transporte activo. Llega el potencial de acción y se liberan a la hendidura sináptica en grupos pequeños. Tanto la liberación y la acción sobre los receptores postsinápticos ocurren cada uno en milisegundos. Lo más frecuente es que el efecto sea incrementar o disminuir la conductancia de los canales iónicos. Ej:  Incremento de conductancia del sodio → excitación  Incremento de conductancia del cloruro o potasio → también causa inhibición Reciclado de las vesículas de molécula pequeña Las vesículas se reciclan y reutilizan una y otra vez. La vesícula se fusiona con la membrana plasmática y pasa a formar parte de esta. Pasados unos minutos, la membrana que era de la vesícula se invagina y desprende para formar una vesícula de nuevo conservando sus proteínas de transporte originales necesarias para sintetizar o concentrar el neurotransmisor Acetil colina → se sintetiza en el terminal presináptico a partir de CoA y colina en presencia de acetiltransferasa de colina y se transporta a las vesículas. Cuando se libera se degrada con rapidez a acetato y colina por la enzima a cetilcolinesterasa que esta presente en el retículo formado por proteoglucano que rellena la hendidura. Las vesículas se reciclan y la colina sufre transporte activo al interior del botón terminal Características de algunos importantes transmisores de molécula pequeña  ACETILCOLINA → se segrega por las neuronas situadas en muchas regiones del sistema nervioso, pero específicamente en:

Terminales de las células piramidales grandes de la corteza motora
Diversos tipos de neuronas pertenecientes a los ganglios basales
Motoneuronas que inervan el músculo esquelético
Neuronas preganglionares del SNA
Neuronas posganglionares del SNPs
Parte de las neuronas posganglionares del SNSim o La mayoría de las veces tiene efecto excitador. Pero se sabe que tiene efecto inhibitorio en terminaciones parasimpáticas periféricas, como la inhibición del corazón a cargo del vago  NORADRENALINA → se segrega en terminales de neuronas cuyos somas están en el tronco encefálico y el hipotálamo. En específico, las que están localizadas en el locus ceruleus de la protuberancia que envían fibras nerviosas a amplias regiones que sirven para controlar la actividad global y el estado mental, como por ejemplo aumentar el nivel de vigilia. En la mayoría de estas zonas la noradrenalina probablemente activa receptores excitadores, pero en unas cuantas estimula receptores inhibidores. o También se segrega en la mayor parte de las neuronas posganglionares del SNSim, donde excita algunos órganos, pero inhibe otros  DOPAMINA → se segrega en neuronas originadas en la sustancia negra. Su terminación se produce básicamente en la región estriada de los ganglios basales. El efecto que ejerce suele ser inhibitorio  GLICINA → se segrega sobre todo en las sinapsis de la medula. Función inhibitoria  GABA → se segrega en los terminales nerviosos de la medula, cerebelo, ganglios basales y muchas áreas de la corteza. Se piensa que siempre causa inhibición  GLUTAMATO → se segrega en los terminales presinápticos de muchas vías sensitivas que entran en el SNC, lo mismo que en muchas áreas de la corteza cerebral. Probablemente siempre causa excitación  SEROTONINA → se segrega en los núcleos originados en el rafe medio del tronco que proyectan hacia numerosas regiones del cerebro y medula, en especial a las astas posteriores de la medula y al hipotálamo. Actúa como inhibidor de las vías del dolor y se piensa que la acción inhibidora sobre las regiones superiores del SN ayuda a controlar el estado de ánimo de una persona, tal vez incluso provocando sueño.  OXIDO NÍTRICO → se segrega especialmente en los terminales nerviosos de las regiones encefálicas responsables de la conducta a largo plazo y la memoria o Difiere de otros transmisores por su mecanismo de producción en el terminal presináptico y por sus acciones sobre la neurona postsináptica o No se forma con antelación ni se almacena con los demás

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