Introducción a la Bioquímica 2017

Módulo Morfológico Funcional III Departamento Biomédico

ESCS- UNICEN

Docente: Menón, Mario

¿Qué es y para qué sirve el sistema nervioso?

Sistema Nervioso

Somático (Vida de Relación)

SNC

– Encéfalo

– Médula

SNP

Autónomo

SNC

SNP

SNC

Somático

Autónomo

SNP

Somático

Autónomo

Aspectos a analizar

1 – Composición bioquímica del SNC

2 – Metabolismo del SNC

3 – Comunicación entre las neuronas

Aspectos a analizar

1 – Composición bioquímica del SNC

a) Biomoléculas

(glúcidos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos)

Esfingolípidos…

b) Oligoelementos

(compartimiento intracelular, extracelular, líquido

cefalorraquídeo)

Esfingolípidos…

Son biomoléculas complejas…

que no sólo se encuentran en el SNC

Son lípidos complejos que derivan del aminoalcoholinsaturado de 18 carbonos: esfingosina.

Tipos: fosfoesfingolípidos (esfingomielinas) y

glucoesfingolípidos, con hidratos de carbono (gangliósidos, cerebrósidos);

Son un componente importante de las membranas celulares y de la mielina.

GlucoesfingolípidosGangliósidos:

Son los más complejos en virtud de contener cabezas polares muy grandes formadas por unidades de oligosacáridos cargadas negativamente a pH 7.

Presentes en las células ganglionares, especialmente en las terminaciones nerviosas.

Forman parte (6%) de los lípidos de membrana de la materia gris del cerebro (Tb en las membranas de la mayoría de los tejidos no nerviosos). Se presentan en la zona externa de la membrana y sirven para reconocer las células: parte de su identidad….

Cerebrósidos:

Galactocerebrósidos: tienen galactosa y son una característica de las membranas plasmáticas de células del tejido nervioso.

Glucocerebrósidos; tienen glucosa y se hallan en tejidos no nerviosos. Grupo ABO

Utilidad clínica

A- Cursan con la presencia de anticuerpos anti GM1: (IgG e IgM)

Neuropatía motora multifocal (MMN)

Síndrome de Gillain Barré (Miller Fisher anti-GQ1b)

Enfermedad motoneurona baja proximal.

Esclerosis lateral amiotrófica (ALS)

Se recomienda que su dosaje se incluya en los estudios diagnósticos de todos los pacientes con enfermedades motoneurona y neuropatías motoras para el

diagnóstico diferencial de MMN y ALS(ambas patologías difieren ampliamente en su tratamiento y su pronóstico)

La MMN se asocia a la presencia de altos títulos de anti GM1, frecuentemente de isotipo IgM, a diferencia de la ASL que se asocia a niveles bajos de estos anticuerpos, El monitoreo de anti GM1 evalúa también la eficacia de dicha terapia, previniendo el eventual desarrollo de títulos altos como índice de actividad.

Utilidad clínica

B- Existen enfermedades hereditarias derivadas de fallos en el metabolismo de los esfingolípidos:

Niemann-Pick: acúmulo de esfingomielina al faltar la esfingomielinasa

Tay-Sachs: acúmulo del gangliósido GM2

Gaucher: acúmulo de glucosilceramida

Fabry: acúmulo de trihexosilceramida

Farber: acúmulo de ceramida

...

Esquema de una neurona

Dendritas: recepción de aferencias

Soma oCuerpo neuronal

Axón:eferencias

1- Cono ***

2- Axón:

3- terminalaxonal

*** o segmento inicial (no tiene sustancia de Nissl)

Sinapsis axonoterminal (D)

Colateral axonal

Celula Schwann con su núcleo

Celula Schwann modificada

Sustancia de Nissl

Celula Schwann con su núcleo

Núcleo con su nucleolo

Espina dendrítica

B

A

A

C

Tipos de sinapsis:

A- axonodendríticaB- axonosomáticaC- axonoaxonal

Sentido del flujo de

información

Mielina

El lípido más importante es un glucoesfingolípidollamado galactocerebrósido, y también es rica en esfingomielina, un esfingofosfolípido (formado por un aminoalcohol llamado esfingosina, una cadena de ácido graso, un grupo fosfato y colina).

Las dos principales proteínas de la mielina del SNC son:

MBP (myelin basic protein)

PLP (proteolipid protein)

Aspectos a analizar

1 – Composición bioquímica del SNC

2 – Metabolismo del SNC

3 – Comunicación entre las neuronas

¿Cómo se alimenta?

Sentido de lainformación

Metabolismo de la neurona

Aeróbico:

Significa que las neuronas requieren un constante suministro de oxígeno y de glucosa, entre otras cosas porque no tiene capacidad de reservar, aún en pequeñas cantidades ni lo uno ni lo otro.

En el AYUNO…

Metabolismo de la neurona

En el AYUNO…

Es la situación metabólica existente por la mañana después de una noche sin comer. Ante la falta de ingreso de nutrientes, el organismo pone en marcha unos mecanismos conducentes a la producción de sustratos energéticos que aseguren el metabolismo cerebral y disminuye simultáneamente el consumo periférico. Disminuye la producción de leptina. La fuente principal de glucosa es el hígado mediante la gluconeogénesis. Los sustratos provienen inicialmente del catabolismo proteínico.

Si se prolonga, los procesos metabólicos van cambiando en sus características cualitativas y cuantitativas, de manera que se modifican los productos energéticos consumidos (ácidos grasos libres y cuerpos cetónicos), y con la depleción de glucógeno hepático y muscular y el catabolismo proteínico, los sustratos provienen de la lipólisis

Metabolismo neuronal

Se ha postulado un sistema de Feed back normal que funcionaria de la siguiente forma:

En el ayuno… el núcleo arcuato (hipotálamo) aumenta la secreción de Neuropeptido Y (NPY) como consecuencia de la disminución de la secreción de leptina desde las células adiposas; ésto favorece la ingesta alimentaria estimulando, a su vez, la secreción de insulina y glucocorticoides, los cuales tienen acciones anabólicas, aumentando el tejido adiposo…

Éste aumento de la masa grasa lleva a un aumento de secreción de leptina con la consiguiente disminución de la liberación hipotalámica de NPY y disminución de la ingesta alimentaria.

Lactato o ácido láctico(metabolismo anaeróbio)

En líquido cefalorraquídeo:

Ayuda para distinguir meningitis bacteriana (u hongos) de viral. En la meningitis bacteriana se observan altos niveles (>30 mg/dl) mientras que en la viral la concentración es invariablemente <25 mg/dl.

Siempre es interesante descartar una acidosis láctica en sangre. VN 11 mg /dl.

Aspectos a analizar

1 – Composición bioquímica del SNC

2 – Metabolismo del SNC

3 – Comunicación entre las neuronas

Sentido de lainformación

Compartimiento extracelularNa:+ 135 – 150 mEq/L ↑ ↑K+ 3,5 – 5.5 ↓↓CL- 100 ↑↑Ca++ 2,4 ↑↑↑↑↑

Compartimiento IntracelularNa:+ 10 – 15 mEq/L ↓↓K+ 145 aprox ↑↑CL- 4 ↓↓Ca++ 0,0001 ↓↓↓↓↓

Compartimiento extracelularNa:+ 135 – 150 mEq/L ↑ ↑K+ 3,5 – 5.5 ↓↓CL- 100 ↑↑Ca++ 2,4 ↑↑↑↑↑

Compartimiento IntracelularNa:+ 10 – 15 mEq/L ↓↓K+ 145 aprox ↑↑CL- 4 ↓↓Ca++ 0,0001 ↓↓↓↓↓

Compartimiento extracelularNa:+ 135 – 150 mEq/L ↑ ↑K+ 3,5 – 5.5 ↓↓CL- 100 ↑↑Ca++ 2,4 ↑↑↑↑↑

Compartimiento IntracelularNa:+ 10 – 15 mEq/L ↓↓K+ 145 aprox ↑↑CL- 4 ↓↓Ca++ 0,0001 ↓↓↓↓↓

Na+

K+

Compartimiento extracelularNa:+ 135 – 150 mEq/L ↑ ↑K+ 3,5 – 5.5 ↓↓CL- 100 ↑↑Ca++ 2,4 ↑↑↑↑↑

Compartimiento IntracelularNa:+ 10 – 15 mEq/L ↓↓K+ 145 aprox ↑↑CL- 4 ↓↓Ca++ 0,0001 ↓↓↓↓↓

Na+

K+

PIPS

PEPS

-60 mV

-45 mV

-0 mV

Potencial de reposo

Umbral

1 2 3 4 5mseg

C

A A A

B

D E: Hiperpolarización (períodorefractario relativo)

Potencial de acción

(A)

B: Estímulo que no alcanza el umbral

C: Al alcanzar el umbral se dispara el ingreso de Na+ por apertura de Canales voltaje dependientes.

D: Repolarización por salida de K+y entrada de Cl-

E

Referencias

Ciclo de los Neurotransmisores

Tipos de neurotransmisores

Aminoácidos:glicina,

glutamato y

GABA (ácido gamma-amino-butírico) –

Aminas:Acetilcolina (Ach), serotonina (5HT), histamina.

Catecolaminas: dopamina (DA), noradrenalina (NA), adrenalina -

Péptidos:Sustancia P,

Colecistocinina (CCK),

Péptido intestinal vasoactivo (VIP),

Péptidos opiodes (encefalinas, endorfinas, dinorfinas)

Hormona liberadora de ACTH (CRF o CRH),

Hormona liberadora de gonadotropinas (GnRH).