generalidades de snc
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Sistema Nervioso Generalidades:
Organización, sinápsis y sustancias transmisoras
Profesora Liliana Nucette de Sierra
SISTEMA NERVIOSO
CENTRAL PERIFERICO
MOTOR
(EFERENTE)
SENSITIVO
(AFERENTE)
AUTÓNOMO SOMÁTICO
ORGANIZACIÓN DELSISTEMA NERVIOSO
PARASIMPÁTICO SIMPÁTICO
Médula Espinal
Tallo encefálico
Cerebelo
Cerebro
Función Integradora del SNC
Elaborar la información y dar respuestas motoras y mentales adecuadas
Neuronas --------Sinapsis
Dendritas
Cuerpo o
Soma
Sinápsis
Terminal
presinápticoHendidura
SinápticaTerminal
posináptico
Núcleo
Cono axonalAxón: segmento
inicial
Vaina de
Mielina
Neurona
Postsináptica
Señal de
entrada
Integración
Señal de
Salida
Niveles de funcionamiento del SNC
• Nivel medular
• Movimientos de la marcha.
• Reflejos de retirada ante estímulos dolorosos.
• Reflejos antigravitatorios (rigidez de las piernas para sostener el tronco).
• Reflejos para controlar los vasos sanguíneos, movimientos digestivos y excreción urinaria
Cerebro
Cerebelo
Nervios espinales
cervicales
Nervios espinales
torácicos
Nervios espinales
lumbares
Niveles de funcionamiento del SNC• Nivel encefálico inferior o Subcortical.
– Formado por : bulbo raquídeo, protuberancia, mesencéfalo, hipotálamo,
tálamo, cerebelo y ganglios basales.
– Control de la respiración, presión arterial, equilibrio, reflejos de alimentación y
patrones emocionales (ira, respuesta sexual reacción al dolor y al placer)
• Nivel encefálico superior o Cortical
– Representado por la corteza cerebral
– Almacén de la memoria.
– Le da precisión a las funciones inferiores.
– Actúa en asociación con los centros inferiores.
Morfología de la Neurona
Centro Metabólico
Zona Receptora
Unidad Conductiva
Elemento de Transmisión
Clasificación de las Neuronas
• Clasificación Estructural o según el número de prolongaciones:
– Unipolares
• invertebrados.
– Seudounipolares
• neuronas sensitivas primarias de los ganglios de las raíces dorsales.
– Bipolares
• neuronas de la retina.
– Multipolares
• motoneuronas anteriores de la ME,
• células piramidales de la corteza cerebral,
• células de Purkinje de cerebelo.
Neuronas sensoriales Neuronas motorasInterneuronas del SNC
Pseudounipolar:
Tiene un solo proceso
llamado axón. Durante
el desarrollo, la
dendrita se fusiona al
axón
Bipolar: posee dos fibras
relativamente iguales,
que se extienden desde
el soma neuronal
Interneuronas anaxonicas
del SNC, no tienen axón
aparente.
Interneuronas multipolares,
altamente conectadas pero con
extensiones cortas
Neurona multipolar eferente: de
5 a 7 dendritas cada una unidas 4
o 6 veces. Un axón único largo
con un terminal axónico.
Multipolares:
Células piramidales de la corteza
cerebral
Motoneuronas α espinales
Células de Purkinje en Cerebelo.
• Clasificación Funcional:– Sensoriales:
• Componente Sensorial Aferente de los nervios espinales y craneales.
• Conducen impulsos desde los receptores sensoriales hasta cerebro y ME.
• Cuerpos celulares están en la raíz posterior de ME y ganglios craneales.
• Son Seudounipolares o bipolares.
– Motora:
• Componente Motor Eferente de los nervios craneales y espinales.
• Conducen el impulso desde el cerebro y ME a los efectores (Músculo y glándulas).
• Motoneuronas de las astas anteriores de ME.
• Son multipolares.
– Interneuronas:
• Se ubican en SNC, sin contacto con estructuras periféricas.
• Función: Modificación, coordinación, integración, facilitación e inhibición, entre la
entrada sensorial y salida motora.
• Son Multipolares.
Clasificación de las Neuronas
• Clasificación según la longitud del axón:
– Axón Largo (Golgi tipo I):
• Median la información entre regiones cerebrales distantes.
• Proveer un tono basal de excitación.
• Neuronas piramidales de proyección de corteza cerebral.
– Axón Corto (Golgi tipo II):
• Cumplen función de interneuronas en circuitos locales.
Clasificación de las Neuronas
La Glía
Células de la Glía. Funciones.
• Función de soporte y estabilidad a las neuronas.
• Aporta la nutrición neuronal.
• Eliminación de productos de desecho del metabolismo neuronal.
• Buffer espacial para el K+ y metabolitos.
• Aporta la vaina de mielina.
• Sirve de guía para la migración neuronal durante el crecimiento o
reparación.
• Regeneración Neuronal. Stem cells de neuronas.
Clasificación y ubicación de las células gliales
Soporte del cuerpo
celular de las neuronas
Factores neurotrófico
s
Soporte para el SNC
Barrera Hemato-encefá-
lica
Factores neurotróficos
Captan K+ NT
Barreras entre los comparti-mientos
Fuente de
células madre
Fagocitos
Clasificación de las células gliales.
• Macroglia:
– Astrocitos.
– Oligodendrocitos Mielina del SNC.
– Células de Schwann Mielina de nervios periféricos.
– Ependimocitos.
• Microglia:
– Fagocitos (sistema inmune).
• Célula de Schwann:
– Se requieren varias células de Schwann para formar la mielina de un solo axón periférico.
– Los genes que participan en la síntesis de mielina son activados por el propio axón.
• Oligodendorcito:
– Un solo oligodendrocito forma la mielina de varios axones en SNC.
– La presencia del astrocito estimula la síntesis de mielina por parte de los genes.
Mielina:
80% de Lípidos y 20% de proteínas
Conducción saltatoria del impulso nervioso.
Conducción rápida.
Formación de mielina en el SNP
Célula de Schwann, dando
varias vueltas al axón
Cada célula de Schwann
forma la mielina alrededor de
un pequeño segmento de un
solo axón.
Conducción en fibras amielínicas
Flujo de Corriente Local
Sección despolarizada del axón
Un potencial supraumbral alcanza la zona de disparo
Los canales de Na+ regulados por voltaje se abren y entra al axón
La carga positiva fluye en secciones adyacentes del axón por el flujo de corriente local
El flujo de corriente local hace que nuevas secciones de la membrana se despolaricen
El período refractario impide la conducción retrógrada. La pérdida de K+ repolariza la membrana
Conducción en fibras mielínicas
Transporte Axoplasmico
Es el tráfico de sustancias entre el soma y las terminales sinápticas o dendritas.
• Anterógrado:
– Rápido: vesículas sinápticas y mitocondrias.
– Lento: elementos del citoesqueleto y proteínas solubles.
• Retrógrado:
– Reciclado de vesículas.
– Señales de los elementos celulares post-sinápticos.• Factor de crecimiento neuronal: Neurotrofinas
• Virus Neurotróficos.
Las Sinapsis
Estructura en la cual acontece el cambio de información entre las neuronas.
Anatomía Fisiológica de la Sinapsis
Potencial de acción
Terminal axónico
Vesículas sinápticas
Un potencial de acción despolariza el terminal axónico.
La despolarización abre canales de Ca2+ voltaje dependientes y el Ca2+ entra a la célula.
La entrada da Ca2+ inicia la exocitosis del contenido de las vesículas sinápticas
El neurotransmisor difunde por el espacio sináptico y se une a sus receptores.
La unión del neurotransmisor inicia una respuesta en el terminal postsináptico.Canales de Ca2+
voltaje dependientes
Terminal postsináptico
Receptor
Ca2+
Ca2+
Respuesta celular
Puntos de libeación
Características de la proteína receptora• Componente de Fijación o de Unión
• Componente Ionóforo:
– Canal Iónico (Ionotrópicos): • Catiónico (Na+, K+, Ca2+) o Aniónico (Cl-).
– Activador de segundos mensajeros (Metabotrópicos)
Sistema de Segundo Mensajero
• Genera los efectos por:– Abrir canales iónicos específicos de la membrana post-sináptica
(Canal de K+).– Activación de AMPc o GMPc.– Activación de enzimas intracelulares.– Activación de Transcripción Génica.
Resumen de los receptores post-sinapticos
Terminal pre-sináptico
Potencial sináptico rápido y de corta acción
Potencial de acción lento y de efectos a largo plazoNeurotransmisor
Receptor acoplado a proteína GCanal iónico
GR
Terminal postsináptico
Apertura de canales iónicos
Cierre de canales iónicos
Altera el estado abierto de los
canales iónicos
Na+
entra
K+
sale y Cl- entra
Na+
no entra
K+
no sale
Activado por la vía de segundos mensajeros
Modifica las proteínas existentes o sintetiza
nuevas proteínas
Coordina la respuesta intracelular
PPSEPPSE PPSIHiperpolarización
Receptores Excitadores e Inhibidores
• Excitación:
– Apertura de canales de Na+.
– Disminución de la conductancia al K+ y Cl-.
– Cambios en el metabolismo intrínseco (aumentar los receptores
excitadores o disminuirlos inhibidores)
• Inhibición:
– Apertura de canales de Cl-.
– Aumento de la conductancia al K+ fuera de la neurona.
– Activación de las enzimas del receptor que inhiben las funciones
metabólicas.
Transmisores Sinápticos
• Pequeños de acción rápida: Cambio de conductancia a iones.
Pequeños de
acción rápida
Acetilcolina
Noradrenalina
Dopamina
Glicina
GABA
Glutamato
Serotonina ON
Transmisores pequeños de acción rápida
Clase IAcetilcolina
Excitador (mayoría)Inhibidor (Parasimpático)
• Células piramidales grandes de corteza cerebral.• Neurona de los ganglios basales.• Placa NM.•Neuronas preganglionares del SNA.•Neuronas postganglionares del Parasimpático y algunas del Simpático.
Clase II : AminasNoradrenalina y Adrenalina
Excitador e Inhibidor
• Neuronas del Tallo Encefálico (locus ceruleus de protuberancia) y Tálamo.•Neuronas post-ganglionares del Simpático.
DopaminaInhibitorio
•Neuronas de la sustancia negra.•Cuerpo Estriado y Ganglios Basales.
SerotoninaInhibición del dolor
•Núcleos del rafe medio del tallo y que se proyectan a muchas áreas del encéfalo y ME.
Clase III: AminoácidosGlicina
Inhibitorio• Sinapsis de la ME.
GABAInhibitorio
•Terminales nerviosos de ME.•Cerebelo, ganglios basales, y áreas de corteza cerebral.
GlutamatoExcitatorio
•Terminales presinápticas de muchas vías sensitivas.•Areas de la corteza cerebral.
Clase IV ON•Zonas del cerebro responsables de la memoria y comportamiento a largo plazo.
Ejemplo de Transmisor pequeño
Acetilcolina (Ach) formada
de colina + acetil-colina
En la hendidura sináptica la
Ach se descompone por la
acetilcolinesterasa
La Colina es transportada de
regreso al terminal pre
sináptico y usado para formar
mas Ach.
Mitocondria
Acetil-CoA CoA
Acetilcolina A
Ch Ch
Enzima
Vesícula sináptica A
A
A
Ch
Ch
Ch Receptor
Colinérgico
Acetilcolinesterasa (AChE) Terminal postsináptico
Terminal presináptico
• Neuropéptidos: Acción Lenta.
– Se sintetiza en los ribosomas del soma neuronal.
– Las vesículas pre-sinápticas no se reciclan.
– Menos cantidad pero mas potentes y acción duradera.
– Efectos mas duraderos• Cierre de poros de Ca2+.
• Cambios metabólicos.
• Cambios en genes.
• Cambios en el número de receptores.
– Ejemplos: • Hormonas Liberadoras de Hipotálamo.
• Péptidos hormonales (HAD, ACTH).
• Péptidos de instentino y encéfalo (Insulina, Glucágon).
• Otros Tejidos: Angiotensina II, Bradicinina-
Clasificación de las Sinapsis
De acuerdo a la ubicación de la
sinapsis.
1. Sinapsis axo-somática
2. Sinapsis axo-dendrítica
3. Sinapsis axo-axónica
4. Sinapsis dendro-dendrítica
Otra Clasificación
• Sinapsis Químicas:
– Son las mas frecuentes.
– Ej: Unión neuromuscular.
• Sinapsis Eléctricas:
– Escasas.
– Ej; SNC, músculo liso de
vísceras huecas y miocardio
Sinapsis Químicas• Son las más frecuentes.
• Transmite la señal a través de un
sustancia transmisora
“Neurotransmisor”.
• Conducción unidireccional del
impulso.
• Presencia de vesículas sinápticas
en el terminal pre-sináptico.
• Desarrolla Retraso Sináptico (0,5
a 2 ms)
Hendidura sinaptica
Axón de la neurona
presináptica
Mitocondrias
Terminal Axónico
Neurona postsinaptica
Receptor NeurotransmisorMembrana
postsinaptica
Sinapsis Eléctricas.
• Son menos abundantes.
• Transmite el impulso eléctrico a
través de canales directos
“Uniones comunicantes” o
“Uniones en hendidura”.
• Conducen la señal a cualquier
dirección. (bidireccional)
• Ausencia de vesículas
sinápticas.
• Ausencia de Retraso Sináptico.
• Terminal pre y postsináptico
continuos.
Potenciales eléctricos dentro de la neurona
Neuronas excitadoras: Voltaje menos negativo.
Neuronas Inhibidoras: Voltaje más negativo.
0 -10 mv
-20 mv
-75 mv
10 mv
20 mv
75 mv
Menos excitabilidad
Mas excitabilidad
- 65 mV
Potencial de Membrana de Reposo en el Soma Neuronal
• Potencial de Nerst: Potencial eléctrico a través de la membrana que se opone al paso de iones. Es + para iones negativos, y es – para positivos.– Na+ : +61 mv Tendencia a entrar “Bomba de sodio”.– K+: -86 mv Tendencia a salir.– Cl- : - 70 mv Tendencia a entrar Bomba de Cl- ?
Na+: 142 mEq/LK+: 120 mEq/L
Cl-: 107 mEq/L
Bomba Na+K+L
-65 mV
Gran Conductividad Eléctrica
Bases iónicas del potencial de reposo
Los potenciales escalonados disminuyen su intensidad a medida que se propagan desde el punto de origen
Causas:
• Pérdida de
corriente a través
de la membrana.
• Resistencia
citoplasmática
Potenciales escalonados: Son señales eléctricas de intensidad variable que discurren cortas distancias y pierden intensidad en la medida que viajan a través de la célula
Potenciales escalonados subumbrales y supraumbralesUn potencial escalonado comienza por encima del umbral en su punto de inicio, pero disminuye en intensidad a medida que recorre el cuerpo celular. En la zona de gatillo se encuentra por debajo del umbral y por lo tanto no inicia el potencial de acción.
Un estímulo mas intenso en el mismo punto sobre el cuerpo celular crea un potencial escalonado que sigue estando por encima del umbral para el momento en que alcanza la zona de gatillo, de modo que si produce un potencial de acción.
Potenciales de acción
Potencial de membrana de reposoEstímulo despolarizante.Los canales de Na se abren y entran a la célula. Los canales de K se abren lentamente.
La rápida entrada de Na despolarizaLos canales de Na se cierran y se abren lentamente los de K.El K sale de la célula.
Los canales de K se mantienen abiertos, y la célula pierde más K. Hiperpolarizándola.Los canales de K se cierran, y menos K sale.La célula retorna al reposo iónicoy eléctrico
ZONA DE DISPARO
El potencial por encima del umbral, alcanza la zona de disparo
Los canales de Na voltaje dependientes se abren
Cargas positivas fluyen al interior de secciones adyacentes del axón, por flujo de corriente
El flujo de corriente local de zonas activas, causan zonas de despolarización
Periodo refractario previene el flujo retrógrado.
Período Refractario
Región Activa
Región Inactiva
Na
K
Na
Períodos Refractarios
Sinapsis excitatorias: Potencial Postsináptico Excitador (PPSE)
Na+
- 45 mV
Na+Na+
Potencial Umbral
Sumación NeuronalNecesaria para alcanzar el umbral de excitación
de -65 mv a -45 mv
• Sumación Espacial: – Estimulación simultánea de varias terminales sinápticas
situadas en zonas espaciadas de la membrana. – Sumación o adición simultánea de potenciales post-sinápticos
en lugares diferentes de la neurona.
Sumación NeuronalNecesaria para alcanzar el umbral de excitación
de -65 mv a -45 mv
• Sumación Temporal:
– Descargas sucesivas
“repetitivas a gran velocidad”,
de una sola terminal sináptica.
Sinapsis inhibidoras:Potencial Post-sináptico Inhibidor (PPSI)
Cl-
- 70 mV
K+
Hiperpolarización
0-20 mv -45 mv -70 mv10 mv20 mv75 mv
Inhibición e Hiperpolarización
-65 mv
Inhibición PostsinápticaInhibición Postsináptica
InhibiciónInhibiciónPre-sinápticaPre-sináptica
GABA
Cl-
Inhibición presináptica
Una neurona moduladora hace sinapsis sobre una colateral de la neurona presináptica e inhibe selectivamente un punto diana.
Neurona excitatoria
Neuronaexcitatoria dispara
Potencial de acción
Se genera un Potencial de acción
Una neurona inhibidora dispara, lo que bloquea la liberación del neurotransmisor en una sinapsis.
Neurona inhibidora
Terminal axónico presináptico
Neurotransmisor liberado
No se libera neurotransmisor
Sin respuesta
Respuesta
Respuesta
Inhibición postsináptica
Neurona excitatoria
La neurona inhibidora modula la señal
Todos los puntos diana serán inhibidos por igual.
PPSI+ PPSE
La neurona excitadora y una inhibidora disparan
La señal modulada se encuentra por debajo del umbral
No se inicia ningún potencial de acción en la zona de gatillo
No ocurre ninguna respuesta en ninguna célula diana
Sumación de la Excitación y la Inhibición
• Los excitadores --------------------- Despolarizan.• Los Inhibidores ---------------------- Hiperpolarizan.
Grado de Excitación > y la Inhibición es < --------- Estado de Excitación.Grado de Inhibición > y la Excitación es < ---------- Estado de Inhibición.
-20 mV -30mV -75mV -70mV -60mV -65mV
E
E I
IAnulan
Facilitación de las neuronas
Neurona que ha sido excitada por un potencial post-sináptico
excitatorio, pero no ha alcanzado su umbral de excitación.
“ Potencial de membrana cerca del umbral de descarga”
“Cualquier señal excitadora puede excitarla con facilidad”
Convergencia y DivergenciaEn una vía divergente una neurona presináptica, se ramifica para afectar una número mayor de neuronas postsinapticas.
En una vía convergente muchas neuronas presinápticas convergen, para influir en un número cada vez menor de neuronas postsinapticas.
Funciones de las dendritas para excitar a las neuronas
• Amplio campo espacial de excitación de las dendritas:
– El 80 al 95% de las terminales presinápticas de una
motoneurona, terminan en las dendritas.
– Solo el 5 al 20% termina en el cuerpo neuronal.
– Las dendritas de las motoneuronas se extienden en todas las
direcciones y reciben señales de una amplia región espacial, lo
que permite la sumación de las mismas.
Corriente ElectrotónicaPropagación directa de la corriente eléctrica por conducción iónica en
los líquidos de las dendritas sin generar potenciales de acción.85-90% de los terminales presinápticos y dendritas: Pocos canales de Na+
-20 -40 -50 -65 mv
Cl-
K+
Fuga de corriente eléctrica
Conducción decreciente: Disminución del potencial de membrana conforme se propaga electrotónicamente de las dendritas al soma
Dendritas largas y aumento de permeabilidad al Cl- y K+
Fatiga de la Transmisión Sináptica
Mecanismo protector de la actividad neuronal excesiva.
Disminución progresiva del número de descargas de la neurona
postsináptica.
Causas:
• Agotamiento de los depósitos de NT en el terminal presináptico.
• Inactivación de los receptores postsinápticos.
• Concentraciones anormales de iones a nivel postsináptico.
pH y transmisión sináptica
• Alcalosis -------------------- excitabilidad neuronal “Crisis convulsiva”.pH 7,45
• Acidosis -------------------- excitabilidad neuronal “Coma”.pH 7 Ej: Cetoacidosis Diabética,
Acidosis Urémica.
pH HCO3
pCO2
Oxigeno y Transmisión Sináptica
Concentraciones de O2 ------------- Anular la Excitabilidad Neuronal
Fármacos y Transmisión Sináptica
• Cafeína (Café)• Teofilina (Té) Aumentan la excitabilidad• Teobromina (Cacao) Umbral de excitación.
• Estricnina ----- Excitabilidad ? Inhibe la acción de NT inhibidores.
Espasmos Tónicos musculares
• Anestésicos -------- Excitabilidad ↑ Umbral de excitación.
Glicina (ME)