estudio sobre las neuronas y las clases de sinapsis
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OCTAVIO ALAGON HUAMANI
INTRODUCCION
El sistema nervioso esta formado por células muy especializadas: Neuronas y
Células gliales, las que constituyen el tejido nervioso.
En el tejido nervioso se organizan vías nerviosas, nervios, tractos, y
estructuras nerviosas, como los núcleos y ganglios, capas o láminas de células
nerviosas, formados por la acumulación de neuronas.
Durante años se pensó que la teoría celular no se aplicaba al cerebro.
Camilo Golgi desarrolló una técnica que permite teñir toda la neurona. Esta
técnica fue utilizada por Santiago Ramón y Cajal para examinar detalladamente
la estructura de las células nerviosas de numerosos organismos, incluyendo a la
especie humana Sus observaciones mostraron que las neuronas son las unidades
básicas de señalización en el cerebro y que cada neurona es una célula discreta,
de cuyo cuerpo emergen numerosas prolongaciones, las dendritas y el axón. De
sus estudios también derivaron otros dos principios:
1) La polaridad funcional, es decir, que el impulso nervioso fluye en sólo una
dirección desde los sitios donde se recibe el estímulo (dendritas) hacia la terminal
presináptica.
2) Conectividad específica, es decir, que las células nerviosas no se conectan
indiscriminadamente unas con otras formando redes al azar, sino que establecen
conexiones específicas en sitios precisos y especializados de contacto sináptico,
con sólo algunas neuronas postsinápticas.
LA NEURONA
La neurona es la célula nerviosa, derivada
del neuroblasto.
Es la unidad funcional del sistema
nervioso pues sirve de eslabón comunicante
entre receptores y efectores, a través de
fibras nerviosas.
Son las más características y más
estudiadas por la relación de sus propiedades
con las funciones del sistema nervioso.
Existen en enorme número 100 000 * 106, 100
billones. Funcionalmente polarizadas. Esto es,
reciben información por uno de sus extremos,
dendrítico y la entregan por otro, extremo axónico.
Tienen una enorme capacidad de comunicarse con otras células, especialmente
con otras neuronas.
Una neurona está compuesta por:
Las dendritas
El cuerpo celular o soma
El axón
El cuerpo neuronal se encuentra rodeado de una membrana de alrededor de
7.5 nm de grosor, la membrana plasmática. El citoplasma neuronal presenta una
serie de sistemas membranosos (núcleo, retículo endoplasmático o cuerpos de
Nissi, sistema de Golgi) que constituyen organelos y que, a pesar de estar
conectados entre sí, tienen características enzimáticas específicas. En él se
encuentran, además, otros componentes como los lisosomas, gránulos de
lipofucsina, mitocondrias, vesículas y complejos vesiculares,
neurofilamentos, neurotúbulos y ribosomas.
Las dendritas y el axón constituyen los procesos neuronales.
Las dendritas nacen del soma o cuerpo neuronal y pueden ser muy
abundantes y ramificadas. Son las que reciben la información.
El axón nace del soma, en la región del montículo axónico, que se continúa
con el segmento inicial del axón que es donde se generan los potenciales
de acción.
El axón suele tener múltiples terminaciones llamadas "botones terminales",
que se encuentran en proximidad con las dendritas o en el cuerpo de otra
neurona. La separación entre el axón de una neurona y las dendritas o el cuerpo
de otra, es del orden de 0,02 micras.
Esta relación existente entre el axón de una neurona y las dendritas de otra se
llama "sinapsis".
Los axones pueden ser muy cortos o alcanzar longitudes de más de un metro.
En algunas regiones, el axón emite una "colateral" (una ramificación) que va a
inervar una neurona vecina (por, ejemplo la interneurona de Renshaw) o vuelve a
la región del soma, colateral recurrente.
Los axones de las neuronas que se encuentran fuera del sistema nervioso
central están recubiertos por una vaina de mielina que esta formada por capas de
lípidos y proteínas producidas por las células de Shwann. La vaina de mielina
envuelve al axón excepto en los nodos de Ranvier, que son espacios situados
entre las vainas de mielina que se encuentran separadas entre sí por 1 mm de
distancia. Los axones de las neuronas del sistema nervioso central, también tienen
mielina pero es producida por células llamadas oligodendrocitos
TIPOS DE NEURONAS
Desde las primeras descripciones de la organización celular del tejido
nervioso (Cajal) se distinguieron neuronas de axón corto y neuronas de axón
largo. Las primeras, que inervan regiones vecinas corresponden a las actuales
interneuronas. Las segundas que comunican regiones separadas y alejadas
dentro del tejido nervioso y del organismo ahora se denominan neuronas de
proyección.
Los criterios que han predominado para clasificar a las neuronas son, el número
de sus proyecciones, la forma de cuerpo, su función.
SABIAS QUE… El sistema nervioso humano tiene 10 elevado a 11 neuronas (1011
). Cada una de ellas puede estar conectada con otras 10000. Las neuronas son
células muy vulnerables; la falta de oxígeno durante un tiempo superior a tres
minutos puede llegar a destruirlas. Además, son incapaces de reproducirse, a
diferencia de las del resto del organismo; a sí pues, a partir de los 20 años
empezamos a perder unas 50000 neuronas diarias, que nunca serán
reemplazadas.
CLASIFICACIÓN DE LOS TIPOS DE NEURONAS
Según tipo o calidad de las prolongaciones que posee:
Homopodas: todas las prolongaciones son iguales axones y dendritas.
Dentro de la economía humana se discute si existen neuronas que posean
solamente prolongaciones dendríticas, pero, si hay de las que posean solo
axones. Ej. Células pseudounipolares de los ganglios raquídeos, bipolares
e la retina.
Heteropodas: las neuronas poseen tanto prolongaciones axónicas como
dendríticas. Ej. Células Purkinje cerebelo, motoneuronas de la astas
anteriores de la médula.
Según el número y la distribución de sus prolongaciones,
Apolares: Células nerviosas redondas que no tienen prolongaciones. No
existen.
Bipolares: que además del axón tienen sólo una dendrita; se las encuentra
asociadas a receptores en la retina y en la mucosa olfatoria
Seudo-unipolares: desde las que nace sólo una prolongación que se
bifurca y se comporta funcionalmente cono un axón salvo en sus extremos
ramificados en que la rama periférica reciben señales y funcionan como
dendritas y transmiten el impulso sin que este pase por el soma neuronal;
es el caso de las neuronas sensitivas espinales
Multipolares: Desde las que, además del axón, nacen desde dos a más de
mil dendritas lo que les permite recibir terminales axónicos desde múltiples
neuronas distintas. La mayoría de las neuronas son de este tipo. Un caso
extremo do lo constituye la célula de Purkinje que recibe más de 200.000
terminales nerviosos.
Según forma del pericarión
Globosas: Su cuerpo es de forma redonda. Se pueden encontrar en los
ganglios raquídeos sensitivos (neuronas homopodas pseudounipolares) o
en los ganglios neurovegetativos (neuronas heteropodas multipolares)
Piramidales: cuerpo celular de forma triangulas. Neuronas multipolares de
la corteza cerebral motora.
Estrelladas: con cuerpo celular en forma estrellada por sus múltiples
prolongaciones dendríticas en todas direcciones. Ej. Motoneuronas de las
astas anteriores de l médula ósea.
Piriformes: posee un cuerpo con una porción redondeada y otra alargada
dada por la emergencia de un grueso tronco dendrítico. Ej. Células de
Purkinje del cerebelo.
Según la longitud del axón:
Golgi tipo I, Son neuronas que presentan axones largos, incluyen a
las neuronas que contribuyen a la formación de los nervios
periféricos y aquellos cuyos axones forman los fascículos de SNC.
Golgi tipo II, su axón es corto y se ramifica en las inmediaciones del
pericarión, son numerosas en el cerebro, cerebelo, retina, etc.
De acuerdo a su función específica (a lo que hacen), hay tres tipos de neuronas:
1.- Neuronas sensoriales o aferentes:
Son receptoras, conducen la información o impulso nervioso al sistema nervioso
central.
2.- Motoras o eferentes:
Son las emisoras y llevan la respuesta u orden desde el sistema nervioso central
hasta
los efectores (músculos, glándulas, órganos, etc.).
3.- Interneuronas:
Unen a dos o más neuronas.
Existen muchas diferencias entre axones y dendritas:
Axones Dendritas
LLevan información desde el
soma.
Superficie lisa.
Llevan información hacia el
soma.
Supercie rugosa (espinas
Usualmente un axón por célula.
Sin ribosomas.
Pueden tener mielina.
Se ramifican lejos del soma.
dendríticas).
Generalmente varias dendritas
por neurona.
Tienen ribosomas.
Sin aislamiento mielínico
Se ramifican cerca al soma
CLASES DE SINAPSIS O COMUNICACIÓN ENTRE CÉLULAS NERVIOSAS
En el sistema nervioso, las neuronas están conectadas entre sí, formando
cadenas neuronales.
En las cadenas neuronales, las células se disponen de modo que se conecta la
zona terminal (arborización terminal o teledendrón) de la neurona presináptica con
la dendrita o soma de la neurona postsináptica o con ambas estructuras.
Entonces, la sinapsis corresponde a, un área de contacto funcional entre dos
neuronas excitables especializadas en la transmisión del impulso nervioso.
En relación al tipo de transmisión que se realiza se pueden clasificar en:
a) Sinapsis eléctrica: en que la neurona presináptica y postsináptica están
conectada directamente, existiendo una relación de continuidad, en ellas el
potencial de acción pasa sin retardo. Son muy escasos en los mamíferos.
b) Sinapsis química: en que entre la neurona presináptica y postsináptica
existe un espacio llamado hendidura sináptica, existe una relación de
contigüidad, y la transmisión del impulso nervioso se lleva a cabo mediante
la liberación de sustancias químicas (neurotransmisores) por parte de la
neurona presináptica. Son las que abundan en los mamíferos.
Los eventos más importantes de la sinapsis química son las siguientes:
1. Liberación del potencial de acción a nivel sináptico
2. Entrada masiva de Ca+2 a través de la membrana presináptica
3. Liberación por exocitosis, en el espacio sináptico de moléculas de
neurotransmisores, guardado hasta el momento en vesículas del citoplasma
axónico
4. Fijación del neurotransmisor sobre los receptores de la membrana
postsináptica. El efecto generado sobre la membrana postsináptica no
depende del neurotransmisor. Puede ser excitatorio cuando produce una
despolarización en la membrana postsináptica o inhibitorio cuando la
membrana se hiperpolariza.
5. El proceso termina con la recaptura o inactivación del neurotransmisor por
una enzima.
SINAPSIS EXCITATORIAS Y SINAPSIS INHIBITORIAS
En la sinapsis excitatoria, la membrana postsináptica reacciona al
neurotransmisor disminuyendo su potencial de reposo y, por lo tanto, aumento su
excitabilidad (PPSE)
En la sinapsis inhibitoria, el efecto en la neurona postsináptica ante el
neurotransmisor es una hiperpolarización, reduciendo su excitabilidad (PPSI)
Si una sinapsis es inhibitoria o excitatoria no depende exclusivamente del
neurotransmisor, ya que un mismo neurotransmisor puede excitar en una vía e
inhibir en otra,
El resultado de la unión neurotransmisor receptor sináptico está fuertemente
determinado por las características de los receptores en la neurona postsináptica,
ORGANIZACIÓN DE LA SINAPSIS QUÍMICA
Normalmente en una sinapsis química, el teledendrón de la neurona presináptica
termina sobre la dendrita y soma de la neurona postsináptica, con pequeñas
expansiones redondeadas u ovales llamados botones sinápticos.
Sobre el soma y dendrita de una neurona postsináptica se encuentran múltiples
botones sinápticos procedentes de muchas neuronas, disposición estructural
llamada convergencia sináptica. Sobre una neurona cerebral se encuentran
50.000 o más conexiones sinápticas y sobre las células de purkinge del cerebelo,
alrededor de 200.000 botones sinápticos. Por otra parte, el teledendrón de una
neurona hace sinapsis sobre muchas otras neuronas, pudiendo transmitir impulsos
a todas ellas simultáneamente. Esta disposición estructural se llama divergencia
sináptica.
La convergencia neuronal hace suponer que deben activarse muchos botones
sinápticos sobre una neurona para iniciar en ella un impulso nervioso. y la
divergencia neuronal permite que una neurona contribuya a la descarga de
muchas neuronas postsináptica.
Considerando la relación entre la terminal nerviosa de una neurona y los
componentes de la neurona postsináptica, las sinapsis se clasifican en:
Sinapsis axodendrítica: en que el axón de una neurona hace sinapsis con
la dendrita de otra neurona
Sinapsis axosomática: en que el axón de una neurona hace sinapsis con
el soma de otra neurona
Sinapsis axoaxónica: en que el axón de una neurona hace sinapsis con el
axón de otra neurona
Sinapsis neuromuscular: conexión entre una terminal nerviosa y un
músculo esquelético
La sinapsis es afectada por fármacos, drogas y otros químicos
La sinapsis puede ser estimulada o inhibida por sustancias químicas que actúan
en la hendidura sináptica. Generalmente los químicos compiten con los
neurotransmisores o bien, con las enzimas degradadoras de neurotransmisores.
RESUMIENDO LAS CARACTERÍSTICAS DE LAS SONDUCCIÓN SINAPTICA
1. Es de naturaleza química
2. Es unidireccional:
3. Se produce un retardo sináptico: el impulso nervioso disminuye su
velocidad en la sinapsis
4. Se puede producir fatiga sináptica: Impulsos nervioso repetitivos pueden
agotar los neurotransmisores
5. Se produce el fenómeno de sumación: Varios impulsos subumbrales
pueden generar potenciales de acción
6. Son afectadas por drogas, fármacos y otros químicos
7. Puede producirse fenómenos de convergencia y divergencia sináptica
NEUROTRANSMISORES
Los mensajeros químicos del sistema nervioso son químicamente aminas
biogénicas, como: acetilcolina, noradrenalina, dopamina, serotonina. Otros
son aminoácidos, como: ácido glutámico, ácido aspártico, glicina, y el ácido
gamaaminobútirico o GABA que es un derivado de aminoácido.
El mapeo neuroquímico en el sistema nervioso ha llevado a establecer circuitos
neuronales asociados a neurotransmisores específicos. Los más conocidos son:
Fibras colinérgicas: liberan acetilcolina, como las del sistema nervioso
parasimpático y muchas del sistema nervioso central.
Fibras adrenérgicas: liberan adrenalina, como las del sistema nervioso
simpático.