Capitulo 45

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Capitulo 45

  1. 1. Organización del sistema nervioso, funciones básicas de las sinapsis, “sustancias transmisoras” Capítulo 45
  2. 2. Diseño general del sistema nervioso <ul><li>El SNC contiene aproximadamente 100.000 millones de neuronas </li></ul><ul><li>Las sinapsis neuronales por lo general circulan sólo en sentido anterógrado (del axón de una neurona, a las terminales dendríticas de otra). </li></ul>
  3. 3. Porción sensitiva del sistema nervioso: Receptores sensitivos <ul><li>zonas sensitivas del SNC: </li></ul><ul><ul><li>Médula espinal </li></ul></ul><ul><ul><li>Formación reticular del bulbo raquídeo, la protuberancia y el mesencéfalo. </li></ul></ul><ul><ul><li>Cerebelo </li></ul></ul><ul><ul><li>Tálamo </li></ul></ul><ul><ul><li>Áreas de la corteza cerebral </li></ul></ul>
  4. 5. Porción motora del sistema nervioso: Efectores <ul><li>La principal función del SN consiste en regular las diversas actividades del organismo: </li></ul><ul><ul><li>Contracción del músculo esquelético </li></ul></ul><ul><ul><li>Contracción del músculo liso visceral </li></ul></ul><ul><ul><li>Secreción de sustancias químicas activas por las glándulas endocrinas y exocrinas </li></ul></ul>
  5. 6. <ul><li>La contracción muscular se controla mediante múltiples niveles del SNC : </li></ul><ul><ul><li>La médula espinal </li></ul></ul><ul><ul><li>Formación reticular del bulbo raquídeo, la protuberancia y el mesencéfalo. </li></ul></ul><ul><ul><li>Ganglios basales </li></ul></ul><ul><ul><li>Cerebelo </li></ul></ul><ul><ul><li>Corteza motora </li></ul></ul>
  6. 8. Procesamiento de la información: función “integradora” del sistema nervioso <ul><li>El encéfalo descarta más del 99% de la información sensitiva recibida. </li></ul><ul><li>Cuando la información sensitiva excita la mente, de inmediato es enviada hacia las regiones motoras e integradoras del encéfalo para ser procesada y así llegar a una respecta adecuada para el estímulo </li></ul>
  7. 9. Almacenamiento de la información: Memoria <ul><li>Cada vez que un estímulo atraviesa una secuencia de sinapsis, éstas adquieren mayor facilidad para transmitir la misma señal la próxima vez que atraviese la vía sináptica, este proceso es llamado Facilitación. </li></ul>
  8. 10. <ul><li>Cuando las señales recorren las mismas vías sinápticas un gran número de veces, su facilitación se vuelve tan grande que incluso señales originadas en el encéfalo pueden desencadenar la transmisión de información a través de las sinapsis, aun si no hubo estimulación previa de las mismas. </li></ul>
  9. 11. Principales niveles de función del sistema nervioso central <ul><li>Nivel medular : La médula no sólo es una simple vía de conducción, ya que origina funciones altamente organizadas, por ejemplo: </li></ul><ul><ul><li>Movimientos de la marcha </li></ul></ul><ul><ul><li>Movimientos reflejos ante un estímulo doloroso </li></ul></ul><ul><ul><li>La rigidez de las piernas para sostener el tronco </li></ul></ul><ul><ul><li>Reflejos del control de los vasos sanguíneos, movimientos digestivos, excreción urinaria </li></ul></ul>
  10. 12. <ul><li>Nivel encefálico inferior o subcortical : Controla la mayor parte de las actividades inconcientes del organismo, entre ellas: </li></ul><ul><ul><li>Regulación de la presión arterial </li></ul></ul><ul><ul><li>Respiración </li></ul></ul><ul><ul><li>Control del equilibrio </li></ul></ul>
  11. 13. <ul><li>Nivel encefálico cortical : La corteza cerebral no realiza funciones por si sola, siempre lo hace asociada a los niveles inferiores del SN. </li></ul><ul><li>La corteza cerebral es importante para los procesos del pensamiento y para coordinar el funcionamiento de los centros encefálicos inferiores. </li></ul>
  12. 14. Sinapsis del sistema nervioso central <ul><li>Tipos de sinapsis: </li></ul><ul><ul><li>Químicas </li></ul></ul><ul><ul><li>Eléctricas </li></ul></ul>
  13. 15. <ul><li>Sinapsis química : La primera neurona secreta una sustancia química ( neurotransmisor ) en la terminación nerviosa para unirse a los receptores de la siguiente neurona para inhibirla, excitarla o modificar su conducción. </li></ul>
  14. 16. <ul><li>Las sinapsis químicas siempre conducen los impulsos nerviosos en una sola dirección, desde la neurona que libera el neurotransmisor ( neurona presináptica ), hasta la neurona donde actúa ( neurona postsináptica ). </li></ul>
  15. 18. <ul><li>Sinapsis eléctrica : Su principal característica es la presencia de canales fluidos que conducen la electricidad desde una neurona hacia la siguiente. Existen pocos tipos de estas sinapsis en el sistema nervioso de los humanos. </li></ul>
  16. 19. Anatomía fisiológica de la sinapsis <ul><li>La neurona se compone de 3 partes: </li></ul><ul><ul><li>Soma o cuerpo neuronal: Contiene la mayor parte del citoplasma y organelos </li></ul></ul><ul><ul><li>Axón: se extiende hasta un nervio periférico </li></ul></ul><ul><ul><li>Dendritas: Pequeñas prolongaciones del soma </li></ul></ul>
  17. 20. <ul><li>En las dendritas y parte del soma de la neurona se encuentran los terminales presinapticos . Esta separado del soma por un pequeño espacio llamado hendidura sináptica. </li></ul><ul><li>El terminal presinaptico contiene 2 estructuras principales: </li></ul><ul><ul><li>Mitocondrias </li></ul></ul><ul><ul><li>Vesículas transmisoras </li></ul></ul>
  18. 21. <ul><li>Las vesículas transmisoras liberan el neurotransmisor en la hendidura sináptica, donde se une a los receptores de la neurona postsináptica. </li></ul><ul><li>Las mitocondrias producen energía en forma de ATP para sintetizar el neurotransmisor. </li></ul>
  19. 22. <ul><li>La membrana del terminal presináptico posee canales de calcio dependientes de voltaje, que se activan cuando se despolariza la neurona. Esto provoca la entrada de iones calcio al interior de la membrana. </li></ul><ul><li>La cantidad de iones que penetran la membrana es proporcional a la cantidad de neurotransmisor liberado. </li></ul>
  20. 23. Proteínas receptoras <ul><li>Se encuentran en la membrana de las neuronas postsinápticas. </li></ul><ul><li>Están formadas por un componente de unión donde se fija el neurotransmisor, y un componente que atraviesa toda la membrana. Este puede ser: </li></ul><ul><ul><li>Un canal iónico </li></ul></ul><ul><ul><li>Activador de segundo mensajero </li></ul></ul>
  21. 24. Canales iónicos <ul><li>Canales catiónicos : están revestidos de cargas negativas que atraen iones sodio, pero repelen a los aniones. </li></ul><ul><li>Canales aniónicos : Permiten el paso de iones cloruro cuando su diámetro es lo suficientemente grande. </li></ul>
  22. 25. <ul><li>Un neurotransmisor que abre los canales catiónicos es un transmisor excitador </li></ul><ul><li>Un neurotransmisor que abre los canales aniónicos es un transmisor inhibidor. </li></ul>
  23. 26. Segundo mensajero <ul><li>El sistema de “segundo mensajero” permite una excitación o inhibición a largo plazo. </li></ul><ul><li>El mas frecuente es el sistema de la proteína G, una proteína unida a la porción intramembranal del receptor. </li></ul>
  24. 27. Excitación <ul><li>Apertura de los canales de sodio para permitir la entrada de cargas positivas dentro de la neurona postsináptica. </li></ul><ul><li>Depresión de la conducción mediante los canales de cloruro o potasio, lo que reduce la difusión de aniones hacia el interior, o de los iones potasio al exterior. </li></ul><ul><li>Cambios del metabolismo de la neurona para excitar la actividad celular </li></ul>
  25. 28. Inhibición <ul><li>Apertura de los canales de cloruro que permite la difusión de aniones desde el exterior hacia el interior de la neurona lo que aumenta la negatividad en el interior de la célula. </li></ul><ul><li>Aumento de la difusión de iones potasio fuera de la célula para aumentar aun más la negatividad de la célula </li></ul><ul><li>Activación de enzimas receptoras que inhiben las funciones metabólicas de la neurona. </li></ul>
  26. 29. SUSTANCIAS QUÍMICAS QUE ACTÚAN COMO TRANSMISORES SINÁPTICOS <ul><li>Acción rápida y molécula pequeña: </li></ul><ul><li>Clase I </li></ul><ul><li>Acetilcolina </li></ul><ul><li>Clase II (aminas) </li></ul><ul><li>Noradrenalina </li></ul><ul><li>Adrenalina </li></ul><ul><li>Dopamina </li></ul><ul><li>Serotonina </li></ul><ul><li>Histamina </li></ul><ul><li>Clase III (aminoácidos) </li></ul><ul><li>Acido gama – aminobutírico (GABA) </li></ul><ul><li>Glicina </li></ul><ul><li>Glutamato </li></ul><ul><li>Aspartato </li></ul><ul><li>Clase IV </li></ul><ul><li>Óxido Nítrico </li></ul>
  27. 30. SUSTANCIAS QUÍMICAS QUE ACTÚAN COMO TRANSMISORES SINÁPTICOS <ul><li>Hormonas liberadoras hipotalámicas </li></ul><ul><li>Tirotropina </li></ul><ul><li>Luteinizante </li></ul><ul><li>Somatostatina (inhibe la hormona del crecimiento) </li></ul><ul><li>2. Péptidos hipofisiarios </li></ul><ul><li>ACTH </li></ul><ul><li>Betaendorfina </li></ul><ul><li>Estimulador de los melanocitos alfa </li></ul><ul><li>Prolactina </li></ul><ul><li>Luteinizante </li></ul><ul><li>Tirotropina </li></ul><ul><li>Hormona de crecimiento </li></ul><ul><li>Vasopresina </li></ul><ul><li>Oxitocina </li></ul><ul><li>3. Péptidos que actúan sobre el intestino y el encéfalo </li></ul><ul><li>Leucina – encefalina </li></ul><ul><li>Metionina – encefalina </li></ul><ul><li>Sustancia P </li></ul><ul><li>Gastrina </li></ul><ul><li>Colecistocinina </li></ul><ul><li>Polipéptido intestinal vasoactivo (VIP) </li></ul><ul><li>Factor de crecimiento nervioso </li></ul><ul><li>Factor neurotrópico derivado del cerebro </li></ul><ul><li>Neurotensina </li></ul><ul><li>Insulina y Glucagón </li></ul><ul><li>4. Procedentes de otros tejidos </li></ul><ul><li>Angiotensina I </li></ul><ul><li>Bradicinina </li></ul><ul><li>Carnosina </li></ul><ul><li>Péptido del sueño </li></ul><ul><li>Calcitonina </li></ul>b) Neuropéptidos, transmisores de acción lenta o factores de crecimiento
  28. 31. Características generales de los transmisores de molécula pequeña y acción rápida <ul><li>Se sintetizan en el citoplasma del terminal presináptico, donde son absorbidos por transporte activo por las numerosas vesículas transmisoras. </li></ul><ul><li>El potencial de acción presináptico los libera a la hendidura sináptica por exocitosis. Dura el proceso milisegundos. </li></ul><ul><li>Pueden ser inhibidores (ión potasio y cloruro) o excitadores (ión sodio) de la conductancia </li></ul>
  29. 32. Características de la Acetilcolina <ul><li>Se sintetiza en el terminal presináptico a partir de acetil CoA y colina en presencia de la enzima acetiltransferasa de colina </li></ul><ul><li>En la sinapsis se degrada por la enzima colinesterasa en acetato y colina. </li></ul><ul><li>La enzima colinesterasa esta en el retículo formado por proteoglucano que rellena el espacio de la hendidura sináptica </li></ul>
  30. 33. Características de la Acetilcolina cont. <ul><li>Se segrega por las neuronas de: </li></ul><ul><li>Terminales de las células piramidales de la corteza motora </li></ul><ul><li>Ganglios basales </li></ul><ul><li>Preganglionares del sistema nervioso autónomo </li></ul><ul><li>Motoneuronas músculo – esquelético </li></ul><ul><li>Posganglionares del sistema nervioso parasimpático </li></ul><ul><li>Algunas posganglionares del sistema nervioso simpático. </li></ul><ul><li>La Acetilcolina en la mayoría de los casos es excitadora. </li></ul>
  31. 34. NORADRENALINA <ul><li>Se segrega : </li></ul><ul><li>En muchas neuronas del tallo cerebral sobre todo en el locus ceruleus de la protuberancia (aumenta el nivel de vigilia) </li></ul><ul><li>En la mayoría de las neuronas posganglionares del sistema nervioso simpático. </li></ul><ul><li>La noradrenalina puede ser excitadora o inhibidora </li></ul>
  32. 35. DOPAMINA <ul><li>Se segrega en las neuronas de la sustancia negra (mesencéfalo) </li></ul><ul><li>Su acción fundamental es en la región estriatal de los ganglios basales </li></ul><ul><li>Es inhibitoria </li></ul>
  33. 36. GLICINA <ul><li>Se segrega sobre todo en la sinapsis de la médula espinal </li></ul><ul><li>Es inhibitoria </li></ul>
  34. 37. GABA <ul><li>Se segrega en las terminales nerviosas de la médula espinal, cerebelo, ganglios basales y corteza cerebral. </li></ul><ul><li>Es inhibitoria </li></ul>
  35. 38. GLUTAMATO <ul><li>Se segrega en las terminales presinápticas de las vias sensitivas que penetran en el sistema nervioso central </li></ul><ul><li>Es excitatorio </li></ul>
  36. 39. SEROTONINA <ul><li>Se segrega en los núcleos del rafe medio del tallo cerebral ( bulbo raquídeo, protuberancia anular, mesencéfalo),hipotálamo (diencéfalo), médula espinal (astas dorsales o posteriores). </li></ul><ul><li>Es inhibitoria de las vias del dolor </li></ul><ul><li>Inhibe el estado de ánimo provocando sueño </li></ul>
  37. 40. OXIDO NITRICO <ul><li>Se segrega en las terminaciones nerviosas responsables de la conducta a largo plazo ( lóbulo frontal, temporal, circuito límbico) y de la memoria (hipocampo) </li></ul><ul><li>Se sintetiza al instante que se necesita, es decir, no se almacena </li></ul><ul><li>No se libera en paquetes vesiculares sino se libera de los terminales presinápticos en segundos </li></ul><ul><li>En las neuronas postsinápticas solo modifica las funciones metabólicas intraneuronales </li></ul>
  38. 41. NEUROPÉPTIDOS (neurotransmisor lento) <ul><li>Se sintetizan en los ribosomas del soma neuronal, penetran en el retículo endoplásmico y posteriormente en el aparato de Golgi </li></ul><ul><li>La proteína formadora se fragmenta </li></ul><ul><li>El aparato de Golgi lo introduce en minúsculas vesículas que se liberan hacia el citoplasma </li></ul>
  39. 42. NEUROPÉPTIDOS cont. (acción lenta) <ul><li>Se transportan por el axón en todas direcciones (corriente axónica) a una velocidad de centímetros al día </li></ul><ul><li>Se vacían en las terminales neuronales al recibir un potencial de acción </li></ul><ul><li>La vesícula no se reutiliza (autólisis) </li></ul>
  40. 43. NEUROPÉPTIDOS cont. (acción lenta) <ul><li>La cantidad que se libera es muy escasa pero muy potente y duradera (dias, meses o años) Ejemplo: cierre prolongado de los canales de calcio, activación o desactivación de genes en el núcleo, etc. </li></ul>
  41. 44. Fenómenos eléctricos durante la Excitación Neuronal <ul><li>Potencial de Membrana en Reposo del Soma Neuronal </li></ul><ul><ul><ul><li>Potencial de -65mV, menos negativo que en fibras nerviosas y musculares (-90mV). </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Voltaje más bajo importante para el control del grado de excitabilidad. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Más excitable de lo normal. </li></ul></ul></ul>
  42. 45. Fenómenos eléctricos durante la Excitación Neuronal <ul><li>Diferencias de concentración iónica a través de la membrana en el soma neuronal. </li></ul><ul><ul><ul><li>Concentraciones de Na+,K+ normales. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Concentración de Cl- distinta: alta en líquido extracelular y baja en intracelular. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Alta permeabilidad de la membrana a Cl-. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Bajo voltaje en el interior expulsa iones cloruro al exterior. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Potencial de Nernst: </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>FEM (mV)= +/- 61 x log( concentración en el interior/c. exterior) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Potencial de membrana mantenido por potenciales de Nerst de cada ión (Na+, K+ y Cl-) y sus respectivas bombas. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Líquido intracelular de la neurona contiene una sustancia electrolítica muy conductora produciendo una distribución uniforme del potencial eléctrico. </li></ul></ul></ul>
  43. 46. Fenómenos eléctricos durante la Excitación Neuronal <ul><li>Efecto de la excitación sináptica sobre la membrana postsináptica. </li></ul><ul><li>Neurona en reposo </li></ul><ul><ul><li>Terminal presináptico en reposo. </li></ul></ul><ul><li>Transmisor excitador segregado (neurona excitada). </li></ul><ul><ul><li>Transmisor actúa sobre receptor aumentando permeabilidad al Na+. </li></ul></ul><ul><ul><li>Na+ sólo difunde hacia dentro. </li></ul></ul><ul><ul><li>Cambia potencial de membrana en reposo de -65 a -45mV (potencial postsináptico excitador). </li></ul></ul>
  44. 47. Fenómenos eléctricos durante la Excitación Neuronal <ul><li>Efecto de la excitación sináptica sobre la membrana postsináptica. </li></ul><ul><li>2. Neurona Excitada. </li></ul><ul><ul><li>Potencial de acción no inicia en el soma, sino en el axón, debido a que en el soma no existen canales de sodio dependientes de voltaje. </li></ul></ul><ul><ul><li>Potencial postsináptico excitador de +20 mV. </li></ul></ul>
  45. 48. Fenómenos eléctricos durante la Inhibición Neuronal <ul><li>Inhibición Presináptica. </li></ul><ul><ul><ul><li>Provocada por liberación de una sustancia inhibidora de las fibras nerviosas presinápticas. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Generalmente es GABA. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Apertura de canales aniónicos (Cl-) anula efecto excitador del Na+. </li></ul></ul></ul>
  46. 49. Fenómenos eléctricos durante la Inhibición Neuronal <ul><li>Evolución Temporal de Potenciales Presinápticos. </li></ul><ul><li>Se requieren varias sinapsis para producir un potencial de acción. </li></ul><ul><li>Se debe superar el umbral de disparo para producir un potencial de acción, esto se logra a través de la sumación espacial y temporal. </li></ul>
  47. 50. Funciones especiales de la dendritas para excitar neuronas <ul><li>Campo espacial de excitación de las dendritas amplio. </li></ul><ul><ul><li>Dendritas se extienden de 500 a 1000 micrómetros. </li></ul></ul><ul><ul><li>No transmiten potenciales de acción. </li></ul></ul><ul><ul><li>Transmiten corrientes electrotónicas hacia el soma. </li></ul></ul><ul><ul><li>Regulación de corrientes electrotónicas (excitación e inhibición). </li></ul></ul><ul><ul><li>Conducción decreciente. </li></ul></ul><ul><ul><li>Efecto de sumación similar a los somas neuronales. </li></ul></ul>
  48. 51. Efectos del pH y fármacos en la transmisión sináptica <ul><li>La alcalosis aumenta la excitabilidad </li></ul><ul><li>La acidosis disminuye la excitabilidad </li></ul><ul><li>La hipoxia puede interrumpir la excitabilidad neuronal. </li></ul><ul><li>Fármacos como la cafeína, teofilina y teobromina, incrementan la excitabilidad neuronal </li></ul>

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