NEUROBIOLOGIA MOLECULAR,

CELULAR Y TISULARDr. José Guerrero Cantera

Las células del Sistema Nervioso

Neuronas

Glia

Las células del Sistema Nervioso

Células SNC

Neuroglia

Macroglia

Astrocitos

Oligodendroglia

MicrogliaCélulas

ependimarias

Neuronas

Neuronas

Todos los procesos neurológicos dependen de las interacciones complejas entre simples neuronas así como grupos de neuronas relacionadas

Las neuronas forman circuitos, y estos circuitos constituyen la base estructural de la función cerebral

• Macrocircuitos

• Microcircuitos

Tipos de neuronas

Tipos de neuronas

Tipos de neuronas

Neuronas

Neuronas inhibitorias que hacen contactos locales

• Interneuronas GABAergicas en la corteza cerebral y cerebelosa

Neuronas inhibitorias que hacen contactos distantes

• Neuronas espinosas de los ganglios basales o células de Purkinje

Neuronas excitatorias, contactos locales

• Neuronas estrelladas de las corteza cerebral

Neuronas excitatorias, contactos distantes

• Neuronas piramidales

Neuronas neuromoduladoras

Características generales

• Las neuronas son las células que trasmiten e integran el Sistema Nervioso.

• Como regla las neuronas tienen un cuerpo celular, ramificaciones llamadas dendritas para integrar señales de entrada y el axón que es la parte efectora.

Cuerpo celular (pericarion)

• Nucleoplasma homogéneo que se tiñe mal con colorantes básicos (DNA en forma de eucromatina).

• Sustancia de Nissl: citoplasma que rodea el núcleo, tinción básica, RNP que participan en síntesisproteica.

• Neurofibrillas, pigmentos.

Dendritas

El cuerpo celular y las dendritas son los mayores dominios de la célula que reciben impulsos y las dendritas juegan un importante rol en proveer una área receptiva masiva de la superficie neuronal

La estructura del árbol dendrítico y la distribución de los ramificaciones axonales confieren un alto nivel de especificidad subcelular en la localización de contactos sinápticos particulares

Espinas Dendríticas• Son protrusiones de las dendritas de

algunos tipos de neuronas y son sitios de contacto sinaptico usualmente excitatorio

• Aumentan de manera significativa el area de recepcion de estimulos de la neurona

• Son estructuras dinamicas que regulaneventos neuroquimicos relacionados a la transmision sinaptica y modulan sueficacia.

• Se ha observado la disminucion de la densidad de las espinas dendriticas endiversas condiciones patologicas: demencias, alcoholism cronico, esquizofrenia, trisomia 21, entre otras

Axon• Puede medir has 120 cm

• Segmento inicial es amielínico (zonadesencadenante).

• No tiene sustancia de Nissl, ni aparatode Golgi o estructuras relacionadas con síntesis proteica.

Mielinizacion SNP• La doble capa enrollada

exprime el neuroplasma entre capas y se fusionan superficies internas de la membrana

• Líneas densas mayores (periódicas).

• Líneas densas menores (líneas intraperiódicas) se forman por la superficie externa de la membrana.

•Nodo de Ranvier: canales de Na.

•Distancia internodal 400-1500 um

• Número de mitocondrias 5 veces mayor

•Hendiduras de Schmidt-Lanterman

Mielinizacion SNC

•Un oligodendrocito cubre

segmento de vaina de mielina

de 3-200 axones.

• Distancia internodal es menor

al igual que la brecha del nodo

de Ranvier.

Elementos Básicos de la organización subcelularneuronal

Citologia de las neuronas

Cuerp

os

de N

issl

Es un conjunto de polisomascitoplasmáticos embuidos entre filas de RER .Este arreglo es único a las neuronas y su significancia funcional es desconocida.

Citoesqueleto

• Microtúbulos

• Armazón de tubulina para desarrollo de prolongaciones neuronales.

• Tubulina GTPasa/adición de dímeros al extremo +

• Neurofilamentos

• Husos del citoesqueleto.

• En axón son 3 a 10 veces más abundantes.

• Citoqueratinas , muy estables.

• Microfilamentos

• Actina

• Periferia celular (unión con proteínas espectrina, actinina, talina, etc.)

• Cambios de longitud.

Diferencias entre grupos neuronales

• Neurona sensorial

• Cuerpos redondos, diámetros grandes (60-120 um)

• Única prolongación axónica se bifurca en rama periférica (dirigida al músculo) y central (dirigidas a motoneuronas del asta anterior).

• Entradas sinápticas principalmente en el axón.

• Neurona motora

• Varios árboles dendríticos que surgen directo del cuerpo.

• Ramificación extensa de dendritas primarias.

• Entradas sinápticas 95% en dendritas.

Síntesis y trafico de la proteína

neuronal

• La síntesis proteica ocurre en cuerpo y parte proximal de las dendritas

• La información codificada en DNAn y reguladapor factores de transcripción (captados por el núcleo)

• Las moléculas de ARNm se unen a ribosomaslibres formando polisomas

Tra

nsl

ocació

n d

e p

rote

ínas

a t

ravés

del

RER La síntesis de proteínas inicia con

la síntesis parcial en el polisomalibre no unido aunal RER.

Modificación de proteinasDurante traducción

• N- acilación – asociación posterior a la membrana celular.• Ej. Subunidad alfa de proteínas G, calcineurina.

Durante traducción

• Tioacilación – anclaje de proteínas al lado citosólico de la membrana.

• Ej. GAD sintetasa, proteínas SNAP25, t-SNARE.

Pos-traducción

• Fosforliación-desfosforilación. Ej, proteínas que regulan canales iónicos, factores de transcripción y ensamblaje del citoesqueleto.

• Adición de ubicuitina. • La marca para su degradación por proteasas

Procesamiento en el Aparato de Golgi•Viaje entre las cisternas

del lado cis al trans

• Reacciones enzimáticas

•Glucosilación

• Fosforilación

•Sulfatación

• Escisiónes

proteolíticas

• Aumento del carácter

hidrófilo.

• Afinar capacidad de

unión a macromoléculas.

• Retraso de degradación

La r

uta

secre

tori

a

La via de default es la ruta directa a la membrana plasmática. Algunas vesicuas son rodeadas por clatrina y son recogidas por endosomas tardios

Transporte AxonalTipo de transporte Velocidad (mm/día) Sustancias transportadas

Anterógrado (componente lento a)

Anterógrado (componente lento b)

Anterógrado (rápido, usando cinesina)

Retrógrado (rápido, usando dineína)

0.1-1.0

1.0-10

50-500

200-300

Tubulinas, proteínas asociadas a Mt, proteínas de Nf

Enzimas, proteínas, clatrina, miosina, actina

Orgánulos (vesículas, mitocondrias, gránulos secretorios)

Enzimas, proteínas, lisosomas, peroxidasa

Tra

nsp

ort

e a

xonalle

nto

Tra

nsp

ort

e a

xonalra

pid

o

Dinámica axonal en un axón mielinizado de un nervio periferico

Celulas de la Glia

Astrocitos

• Las más grandes, estelares, ramificadas, PAFG

• Placas podálicas y piamadre (glía limitante)

• Glía radial dirige migración neuronal

• Fibrosos forman placas podálicas, membrana

limitante de vasos sanguíneos, cicatrización

• Protoplásmicos células satélite de neuronas

Oligodendrocitos

• Mielinización SNC

Ependimarias

• Revestimiento del conducto central de la médula y

ventrículos.

Microglia

•ORIGEN MESODÉRMICO

• Son los macrófagos del SNC (crecen y sistema de

movilización con lesiones del encéfalo)

u

ASTROCITOS

• FIBRILARES

▫ Sustancia blanca

• PROTOPLASMATICOS

▫ Residen en la corteza

• Contienen abundantes filamentos intermedios en su citoplasma, compuestos en su mayoría por proteína acida glial fibrilar

OLIGODENDROCITOS

▫ Son los que mielinizanlas células del SNC y por lo tanto se encuentran predominantemente en la sustancia blanca

• En la sustancia blanca están dispuestos a lo largo de los axones, mientras que en la corteza están envueltos dentro del neuropilo concentrados alrededor de los cuerpos neuronales

Ependimo y plexos coroideos

Microglia

Organización tisular

• ISOCORTEZA (neocorteza) Homotipica – Sensorial 1ria. Heterotipica – Motora y visual

• ALOCORTEZA (paleocorteza) Paleocorteza

▫ Corteza Insular Rostral▫ Corteza Piriforme▫ Corteza Olfatoria 1ria

Arquicorteza▫ Formacion Hipocampica

• MEZOCORTEZA▫ Giro del cingulo▫ Corteza entorrinal▫ Corteza parahipocampica▫ Corteza orbitaria

Corteza cerebral