Introducción al sistema nervioso El sistema nervioso permite que el cuerpo responda a cambios en su entorno interno y externo. Controla e integra funciones corporales a través de una red de células especializadas.
División anatómica del sistema nervioso
GENERALIDADES DEL SISTEMA NERVIOSO El sistema nervioso permite que el cuerpo responda a los cambios continuos en su medio externo e interno. DESDE EL PUNTO DE VISTA ANATÓMICO, EL SISTEMA NERVIOSO ESTÁ DIVIDIDO DE LA SIGUIENTE MANERA: Sistema nervioso central (SNC) : que está compuesto por el encéfalo y la médula espinal, contenidos en la cavidad craneana y en el conducto vertebral, respectivamente. Sistema nervioso periférico (SNP) : que está compuesto por los nervios craneales, espinales y periféricos que conducen impulsos desde el SNC (nervios eferentes o motores) y hacia él (nervios aferentes o sensitivos); los conjuntos de somas neuronales ubicados fuera del SNC, denominados ganglios y las terminaciones nerviosas especializadas (tanto motoras como sensitivas). Las interacciones entre los nervios sensitivos (aferentes) que reciben estímulos, el SNC que los interpreta y los nervios motores (eferentes) que inician las respuestas, originan las vías nerviosas . Estas vías median las acciones reflejas denominadas arcos reflejos . En los seres humanos, la mayor parte de las neuronas sensitivas no entran en forma directa en el encéfalo sino que se comunican mediante terminaciones especializadas (sinapsis) con las neuronas motoras localizadas en la médula espinal.
División funcional del sistema nervioso • Sistema nervioso somático (SNS): control voluntario • Sistema nervioso autónomo (SNA): control involuntario - División simpática - División parasimpática - División entérica
DESDE EL PUNTO DE VISTA FUNCIONAL, EL SISTEMA NERVIOSO SE DIVIDE EN: Sistema nervioso somático (SNS) que consiste en las partes somáticas (gr. soma, cuerpo) del SNC y del SNP. El SNS controla las funciones que están bajo el control voluntario consciente, con excepción de los arcos reflejos. Proporciona inervación sensitiva y motora a todas las partes del cuerpo, excepto las vísceras, los músculos lisos y cardíacos y las glándulas. Sistema nervioso autónomo (SNA) que está compuesto por las partes autónomas del SNC y del SNP. El SNA provee inervación motora involuntaria eferente al músculo liso, al sistema de conducción cardíaca y a las glándulas. También proporciona inervación sensitiva aferente desde las vísceras (dolor y reflejos autónomos). El SNA, además, se subclasifica e una división simpática y una división parasimpática . Un tercer componente del SNA, la división entérica , inerva el tubo digestivo. Se comunica con el SNC a través de las fibras nerviosas parasimpáticas y simpáticas. Sin embargo, también puede funcionar en forma independiente de las otras dos divisiones del SNA (v. pág. 415).
ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO Si bien el SNA se presentó antes en este capítulo, aquí conviene describir algunas de las características sobresalientes de su organización y su distribución. El SNA se clasifica en tres divisiones: División simpática División parasimpática División entérica El SNA controla y regula el medio interno del organismo.
Composición del tejido nervioso El tejido nervioso está compuesto por: • Neuronas: células excitables que transmiten impulsos • Células gliales: células de sostén que protegen y nutren las neuronas
COMPOSICIÓN DEL TEJIDO NERVIOSO El tejido nervioso está compuesto por dos tipos principales de células: LAS NEURONAS Y LAS CÉLULAS DE SOSTÉN. La neurona o célula nerviosa es la unidad funcional del sistema nervioso Las neuronas están especializadas para recibir estímulos desde otras células y para conducir impulsos eléctricos hacia otras partes del sistema a través de sus evaginaciones Los contactos especializados entre las neuronas, que permiten la transmisión de información especializada desde una neurona a la siguiente, se denominan sinapsis .
COMPOSICIÓN DEL TEJIDO NERVIOSO Las células de sostén son células no conductoras y están ubicadas cerca de las neuronas . Se denominan células gliales o sólo glía . El SNC contiene cuatro tipos de células gliales : LOS OLIGODENDROCITOS, LOS ASTROCITOS, LA MICROGLÍA Y LOS EPENDIMOCITOS. En conjunto, estas células se denominan glía central .
El sistema nervioso permite una rápida respuesta a los estímulos externos. Estas respuestas oscilan desde simples reflejos que requieren sólo la participación de la médula espinal hasta operaciones encefálicas complejas que incluyen la memoria y el aprendizaje. La parte autónoma del sistema nervioso regula la función de los órganos internos. Músculo liso. La contracción del músculo liso modifica el diámetro o la forma de las vísceras tubulares o huecas, como los vasos sanguíneos, el intestino, la vesícula biliar y la vejiga urinaria. Células de conducción cardíaca (fibras de Purkinje) que están ubicadas dentro del sistema de conducción del corazón. Epitelio glandular. El sistema nervioso autónomo regula la síntesis, la composición y la liberación de las secreciones.
Neuronas: la unidad funcional Las neuronas están compuestas por: • Soma (cuerpo celular) • Axón (prolongación larga conductora) • Dendritas (prolongaciones receptoras) Forman sinapsis para transmitir información.
LA NEURONA La neurona es la unidad estructural y funcional del sistema nervioso. El sistema nervioso humano contiene más de 10 000 millones de neuronas. Neuronas sensitivas que transmiten impulsos desde los receptores hacia el SNC. Las evaginaciones de estas neuronas están incluidas en las fibras nerviosas aferentes somáticas y aferentes viscerales. Las fibras aferentes somáticas transmiten sensaciones de dolor, temperatura, tacto y presión desde la superficie corporal. Además, estas fibras transmiten dolor y propiocepción (sensación inconsciente) desde los órganos internos del cuerpo (p. ej., músculo, tendones y articulaciones) Las fibras aferentes viscerales transmiten impulsos de dolor y otras sensaciones desde los órganos internos, las membranas mucosas, las glándulas y los vasos sanguíneos .
Neuronas motoras que transmiten impulsos desde el SNC o los ganglios hasta las células efectoras. Las evaginaciones de estas neuronas están incluidas en las fibras nerviosas eferentes somáticas y eferentes viscerales. Las neuronas eferentes somáticas envían impulsos voluntarios al sistema osteomuscular. Las neuronas eferentes viscerales transmiten impulsos involuntarios hacia los músculos lisos, las células de conducción cardíaca (fibras de Purkinje) y las glándulas. Interneuronas , también llamadas neuronas intercalares , forman una red de comunicación y de integración entre las neuronas sensitivas y motoras. Se estima que más del 99,9 % de todas las neuronas pertenecen a esta red integradora.
Tipos funcionales de neuronas • Neuronas sensitivas : llevan información al SNC • Neuronas motoras : llevan señales desde el SNC a órganos efectores • Interneuronas : conectan neuronas entre sí , especialmente en el SNC
Representación esquemática de neuronas somáticas eferentes y neuronas viscerales eferentes
Clasificación morfológica de neuronas Multipolares : un axón y varias dendritas Bipolares : un axón y una dendrita ( olfato , retina) Seudounipolares : una prolongación que se bifurca ( ganglios sensoriales )
Soma neuronal Contiene núcleo, nucléolo, RER (corpúsculos de Nissl), aparato de Golgi, mitocondrias, etc. Alta actividad sintética para mantener la célula.
El soma (pericarion ) de una neurona contiene el núcleo y aquellos orgánulos que mantienen la célula. Las evaginaciones que se extienden desde el soma constituyen una estructura individual común característica de todas las neuronas. La mayor parte de las neuronas posee un solo axón, que suele ser la prolongación más larga que se extiende desde la célula, el cual transmite impulsos desde la célula hasta una terminación especializada (sinapsis).
CLASIFICACIÓN Las neuronas se clasifican según la cantidad de evaginaciones que se extienden desde el soma. Neuronas multipolares son las que tienen un axón y dos o más dendritas Neuronas bipolares son las que tienen un axón y una dendrita Las neuronas seudounipolares (unipolares) son las que tienen una sola prolongación, el axón, que se divide cerca del soma en dos ramas axónicas largas. Una rama se extiende hacia la periferia y la otra se extiende hacia el SNC
Dendritas y Axones Dendritas: ramificadas, receptivas, no mielinizadas Axón: único, puede ser muy largo, conduce impulsos hacia otras neuronas o células efectoras. This Photo by Unknown Author is licensed under CC BY-SA-NC
Células gliales del SNC Oligodendrocitos : producen mielina en el SNC Astrocitos : soporte metabólico y estructural Microglía : defensa inmunitaria Ependimocitos : recubren ventrículos y conducto central
Células gliales del SNP Células de Schwann: mielinizan axones en el SNP Células satélites: rodean somas en ganglios Glía entérica: en el tubo digestivo
Barreras y funciones de soporte Glía forma la barrera hematoencefálica Funciones : soporte físico , aislamiento , reparación , regulación del medio interno , eliminación de neurotransmisores .
Sinapsis: definición Son contactos especializados entre neuronas o entre neuronas y células efectoras que permiten la transmisión de impulsos.
Diagrama esquemático de diferentes tipos de sinapsis.
Tipos de sinapsis • Axodendríticas • Axosomáticas • Axoaxónicas Pueden ser químicas o eléctricas según el tipo de transmisión
Sinapsis químicas Involucran la liberación de neurotransmisores desde vesículas sinápticas que actúan sobre receptores postsinápticos. Sinapsis químicas. La conducción de impulsos se logra mediante la liberación de sustancias químicas (neurotransmisores) desde la neurona presináptica. Los neurotransmisores luego se difunden a través del estrecho espacio intercelular que separa la neurona presináptica de la neurona postsináptica o célula diana. En el receptor de las células ciliadas del oído interno y en las células fotorreceptoras de la retina, se encuentra un tipo especializado de sinapsis química denominada sinapsis en cinta
Mecanismo sináptico químico • Entrada de Ca2+ estimula liberación de neurotransmisores • El neurotransmisor cruza la hendidura y se une a receptores • Puede generar una respuesta excitatoria o inhibitoria
Sinapsis eléctricas Permiten el paso directo de iones entre neuronas mediante uniones de hendidura. No requieren neurotransmisores. Más comunes en invertebrados y en ciertas regiones del cerebro humano. Sinapsis eléctrica. Estas sinapsis, que son comunes en los invertebrados, contienen uniones de hendidura que permiten el movimiento de iones entre las células y, en consecuencia, permiten la propagación directa de una corriente eléctrica de una célula a otra. Estas sinapsis no necesitan neurotransmisores para cumplir su función. Los equivalentes mamíferos de las sinapsis eléctricas incluyen uniones de hendidura en el músculo liso y en las células musculares cardíacas
Componentes de una sinapsis química • Elemento presináptico: terminal axónica con vesículas sinápticas • Hendidura sináptica: espacio de 20-30 nm • Membrana postsináptica: con receptores específicos y densidad postsináptica
Neurotransmisores Moléculas liberadas por la neurona presináptica que se unen a receptores específicos en la célula postsináptica para generar una respuesta.
Receptores ionotrópicos y metabotrópicos • Ionotrópicos: conductos iónicos activados por neurotransmisores, acción rápida • Metabotrópicos: activan proteínas G, acción más lenta y moduladora
Ejemplos de neurotransmisores y funciones • ACh: excitadora en unión neuromuscular, inhibidora en corazón • Dopamina: regula movimiento y emociones • GABA: inhibidor principal del SNC • Glutamato: excitador principal del SNC
Recaptación y degradación de neurotransmisores • Recaptación: regreso al botón presináptico para reciclaje • Degradación enzimática: destrucción en la hendidura sináptica Ej: AChE degrada acetilcolina en colina y ácido acético
Transportes axonales • Transporte anterógrado: del soma hacia el axón (rápido y lento) • Transporte retrógrado: del axón al soma, para reciclaje y comunicación Usa microtúbulos y proteínas motoras como quinesina y dineína
Mielina y conducción del impulso La mielina aísla el axón y permite una conducción más rápida mediante saltos entre los nodos de Ranvier (conducción saltatoria).
Células mielinizantes • SNC: Oligodendrocitos • SNP: Células de Schwann Ambas forman vainas de mielina alrededor de los axones.
Nódulos de Ranvier Regiones del axón sin mielina que permiten el intercambio iónico y la generación de potenciales de acción rápidos.
Neurogénesis en el adulto Ocurre en zonas específicas como el bulbo olfatorio y el hipocampo. Las células madre neurales pueden generar nuevas neuronas.
Plasticidad sináptica Cambios funcionales en las sinapsis que permiten el aprendizaje y la memoria. Incluye la potenciación y la depresión a largo plazo.
Arco reflejo Es la unidad funcional mínima del sistema nervioso. Incluye: • Receptor sensorial • Neurona aferente • Centro integrador (SNC) • Neurona eferente • Efector
Patología: Enfermedad de Parkinson Degeneración de neuronas dopaminérgicas en la sustancia negra. Síntomas: temblores, rigidez, bradicinesia, pérdida de reflejos posturales.
Parkinson: tratamiento • Fármacos: L-Dopa, inhibidores de MAO • Cirugía: estimulación cerebral profunda • Terapias en investigación: células madre, terapia génica
Células gliales y enfermedad La microglía responde a infecciones y lesiones. La gliosis es una proliferación anómala glial que ocurre tras daño neuronal.
Barreras del SNC • Barrera hematoencefálica: protege al encéfalo de toxinas y patógenos • Formada por endotelio, lámina basal y pies de astrocitos
Neurotransmisores en enfermedad • Déficit de dopamina: Parkinson • Déficit de serotonina: depresión • Alteraciones de glutamato: epilepsia
Miastenia gravis Enfermedad autoinmune en la que los anticuerpos bloquean los receptores nicotínicos de ACh. Provoca debilidad muscular.
Neuroplasticidad Capacidad del sistema nervioso para reorganizarse estructuralmente y funcionalmente en respuesta a estímulos o daño. This Photo by Unknown Author is licensed under CC BY-NC
Glía entérica Células gliales presentes en el sistema nervioso entérico. Regulan el funcionamiento del tubo digestivo y pueden operar independientemente del SNC.
Neuroendocrinología Las neuronas también pueden secretar hormonas. El sistema neuroendocrino coordina funciones del SNC con el sistema endocrino.
Resumen final El tejido nervioso es fundamental para la comunicación rápida, el procesamiento de información y la regulación corporal.