El Sistema Nervioso. fisiologia y anatomia

apuntes

1. Sistema Nervioso Explorando su complejidad, funciones y sinapsis. Contiene 80 a 100 mil millones de neuronas. Muestra una neurona típica de un tipo que se encuentra en la corteza motora del cerebro. Las señales entrantes ingresan a esta neurona a través de sinapsis ubicadas principalmente en las dendritas neuronales, pero también en el cuerpo celular

2. • Complejidad y Funciones del SN • La Neurona: Unidad Funcional •Sinapsis: Tipos y Mecanismos •Excitación e Inhibición Neuronal • Modulación Sináptica y Factores

3. Anatomía de la Neurona Típica Una neurona típica, como la motoneurona anterior, consta de un soma, dendritas y un axón. Miles de terminales presinápticas, mayormente en las dendritas, reciben señales de otras neuronas. Estas terminales pueden ser excitadoras o inhibidoras, determinando la respuesta de la neurona.

4. Sistema Nervioso: Complejidad El sistema nervioso es una maravilla de la complejidad biológica, capaz de procesar millones de bits de información sensorial cada minuto. Integra estos datos para coordinar pensamientos complejos y controlar intrincadas acciones corporales. Esta capacidad única lo distingue como el centro de nuestra percepción y respuesta al mundo.

5. SN: Una Computadora Biológica El sistema nervioso comparte similitudes funcionales con una computadora. Los circuitos de entrada son como la porción sensorial, los de salida como la motora, y la información almacenada actúa como memoria. Además, el cerebro funciona como una unidad central de procesamiento, dirigiendo y calculando la actividad corporal compleja.

6. ¿ Qué hace a la neurona tan especial? Las señales entrantes ingresan a esta neurona a través de sinapsis ubicadas principalmente en las dendritas neuronales, pero también en el cuerpo celular. Por el contrario, la señal de salida viaja a través de un solo axón que sale de la neurona, este axón puede tener muchas ramas separadas hacia otras partes del sistema nervioso o del cuerpo periférico. Una característica especial de la mayoría de las sinapsis es que la señal normalmente pasa solo en la dirección de avance, desde el axón de una neurona precedente a las dendritas en las membranas celulares de las neuronas posteriores. Esta característica fuerza a la señal a viajar en las direcciones requeridas para realizar funciones nerviosas específicas.

7. PARTE SENSORIAL DEL SISTEMA NERVIOSO: RECEPTORES SENSORIALES La mayoría de las actividades del sistema nervioso son iniciadas por experiencias sensoriales que excitan receptores sensoriales, ya sean receptores visuales en los ojos, receptores auditivos en los oídos, receptores táctiles en la superficie del cuerpo u otros tipos PARTE MOTRIZ DEL SISTEMA NERVIOSO: EFECTORES. El papel final más importante del sistema nervioso es controlar las diversas actividades corporales. Esta tarea se logra controlando: la contracción de los músculos esqueléticos apropiados en todo el cuerpo; (2) contracción del músculo liso en los órganos internos. (3) secreción de sustancias químicas activas por las glándulas exocrinas y endocrinas en muchas partes del cuerpo. Estas actividades se denominan colectivamente funciones motoras del sistema nervioso, y los músculos y glándulas se denominan efectores porque son las estructuras anatómicas reales que realizan las funciones dictadas por las señales nerviosas.

8. Funciones Clave del SN • Función Sensorial: Recibe información (ojos, oídos, piel). • Función Motora: Controla músculos y glándulas (efectores). •Función Integradora: Procesa información para respuestas.

9. PAPEL DE LAS SINAPSIS EN EL PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN Es el punto de unión de una neurona a la siguiente. Determinan las direcciones en las que las señales nerviosas se propagarán a través del sistema nervioso. Algunas transmiten señales de una neurona a la siguiente con facilidad, mientras que otras transmiten señales solo con dificultad. También, facilitador y inhibitorio las señales de otras áreas del sistema nervioso pueden controlar la transmisión sináptica, a veces abriendo las sinapsis para la transmisión y, en otras ocasiones, cerrándolas. Además, algunas neuronas postsinápticas responden con una gran cantidad de impulsos de salida y otras responden con solo unos pocos ALMACENAMIENTO DE INFORMACIÓN: MEMORIA Solo una pequeña fracción de incluso la información sensorial más importante suele causar una respuesta motora inmediata. Sin embargo, gran parte de la información se almacena para el control futuro de las actividades motoras y para su uso en los procesos de pensamiento. La mayor parte del almacenamiento ocurre en la corteza cerebral, pero incluso las regiones basales del cerebro y la médula espinal pueden almacenar pequeñas cantidades de información. El almacenamiento de información es el proceso que llamamos memoria, que también es función de las sinapsis.

10. PRINCIPALES NIVELES DE FUNCIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL NIVEL DE LA MÉDULA ESPINAL. un conducto para las señales desde la periferia del cuerpo al cerebro o en la dirección opuesta del cerebro de regreso al cuerpo. NIVEL CEREBRAL INFERIOR O SUBCÓRTICO Muchas, si no la mayoría, de lo que llamamos actividades subconscientes del cuerpo se controlan en las áreas inferiores del cerebro, es decir, en la médula, la protuberancia, el mesencéfalo, el hipotálamo, el tálamo, el cerebelo y los ganglios basales. Por ejemplo, el control subconsciente de la presión arterial y la respiración se logra principalmente en la médula y la protuberancia. El control del equilibrio es una función combinada de las porciones más antiguas del cerebelo y la sustancia reticular de la médula, la protuberancia y el mesencéfalo. Los reflejos de alimentación, como la salivación y lamer los labios en respuesta al sabor de la comida, están controlados por áreas de la médula, la protuberancia, el mesencéfalo, la amígdala y el hipotálamo. Además, muchos patrones emocionales, como la ira, la excitación, la respuesta sexual, la reacción al dolor y la reacción al placer, NIVEL CEREBRAL O CORTICAL SUPERIOR la corteza cerebral es un almacén de memoria extremadamente grande. La corteza nunca funciona sola, sino siempre en asociación con los centros inferiores del sistema nervioso. Sin la corteza cerebral, las funciones de los centros cerebrales inferiores suelen ser imprecisas. Y es esencial para la mayoría de nuestros procesos de pensamiento, pero no puede funcionar por sí sola.

11. SINAPSIS DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL La información se transmite en el sistema nervioso central principalmente en forma de potenciales de acción nerviosos, llamados los impulsos nerviosos, a través de una sucesión de neuronas, una tras otra. Sin embargo, cada impulso: Puede bloquearse en su transmisión de una neurona a la siguiente; Puede cambiarse de un solo impulso a impulsos repetitivos; o Puede estar integrado con impulsos de otras neuronas para causar patrones de impulsos muy intrincados en neuronas sucesivas. Todas estas funciones se pueden clasificar como funciones sinápticas de las neuronas.

12. Sinapsis Químicas Son el tipo más común en el sistema nervioso central. Utilizan neurotransmisores, como la acetilcolina o el GABA, que son liberados por la neurona presináptica. La transmisión de la señal es estrictamente unidireccional, desde la neurona presináptica a la postsináptica .

13. Sinapsis Eléctricas Conectan directamente los citoplasmas de células adyacentes a través de uniones gap. Esto permite el libre movimiento de iones , facilitando una transmisión de señal muy rápida. A diferencia de las químicas , pueden ser bidireccionales y se encuentran en tejidos como el músculo liso visceral y cardíaco.

14. Sinapsis Química: Unidireccional Las sinapsis químicas transmiten señales en una única dirección: desde la neurona presináptica, que libera el neurotransmisor, hacia la neurona postsináptica. Esta unidireccionalidad es crucial para asegurar que las señales nerviosas se dirijan a objetivos específicos. Permite la precisión necesaria para funciones complejas como la sensación, el control motor y la memoria.

15. Morfología de la Sinapsis Química • Terminal presináptica: envía la señal nerviosa. • Vesículas transmisoras: almacenan neurotransmisores (ej. acetilcolina). • Mitocondrias: producen ATP para sintetizar transmisores. •Hendidura sináptica: espacio entre neuronas (200-300 Å).

16. Liberación del Neurotransmisor Cuando un potencial de acción despolariza la membrana presináptica, se abren canales de calcio dependientes de voltaje. La entrada de iones Ca2+ desencadena la fusión de vesículas sinápticas con la membrana, liberando neurotransmisores por exocitosis. Por ejemplo, en las vesículas de acetilcolina, miles de moléculas son liberadas.

17. Receptores Postsinápticos •** Componente de unión:** Se une al neurotransmisor en la hendidura sináptica. •**Componente intracelular:** Controla la respuesta interna de la neurona. •**Receptores Ionotrópicos:** Abren directamente canales iónicos (ej. canales de Na+). •**Receptores Metabotrópicos:** Activan segundos mensajeros para efectos duraderos.

18. Canales Iónicos: Apertura Directa Los receptores ionotrópicos abren directamente canales iónicos, permitiendo un control rápido de la permeabilidad de la membrana. Los canales de cationes, como los de sodio, causan excitación al permitir el flujo de iones positivos. Por el contrario, los canales de aniones, como los de cloruro, provocan inhibición al permitir la entrada de cargas negativas.

19. Sistema Segundo Mensajero Los receptores metabotrópicos activan sistemas de segundos mensajeros, como las proteínas G, que median cambios prolongados en las neuronas. Estos sistemas son cruciales para funciones como la memoria a largo plazo, permitiendo alteraciones duraderas en la actividad neuronal. Esto contrasta con los efectos rápidos y transitorios de los canales iónicos directos.

20. Efectos del Segundo Mensajero •Apertura de canales iónicos específicos (ej. potasio). •Activación de AMPc o GMPc intracelular. •Activación de enzimas intracelulares específicas . •Activación de transcripción génica (nuevas proteínas).

21. Mecanismos de Excitación Neuronal • Apertura de canales de sodio (Na+): Ingreso de cargas positivas. •Disminución de conductancia de cloruro (Cl-) o potasio (K+). •Cambios metabólicos internos: Aumentan excitabilidad o receptores.

22. Mecanismos de Inhibición Neuronal •Apertura de canales de cloruro: Permite entrada de Cl-, hiperpolarizando la neurona. •Aumento de conductancia de potasio: Facilita salida de K+, haciendo el interior más negativo. •Activación de enzimas receptoras: Aumenta receptores inhibidores o disminuye excitadores.

23. Transmisores de Molécula Pequeña Neuropéptidos Se sintetizan en el citosol de la terminal presináptica y se liberan rápidamente. Su acción es veloz, durando milisegundos, y causan la mayoría de las respuestas agudas del sistema nervioso. Ejemplos clave incluyen la acetilcolina, el GABA y el glutamato. Se sintetizan en el soma neuronal y se transportan lentamente por el axón. Son miles de veces más potentes que los transmisores de molécula pequeña y sus efectos son prolongados, durando segundos, minutos o incluso meses. Las endorfinas son un ejemplo destacado de neuropéptido.

24. Co-transmisión de Señales La co-transmisión ocurre cuando una misma neurona libera múltiples neurotransmisores, como moléculas pequeñas y neuropéptidos. Estos pueden almacenarse en las mismas o diferentes vesículas, y su liberación puede ser regulada diferencialmente. Este proceso permite una modulación compleja de la respuesta postsináptica, ya que cada neurotransmisor actúa sobre receptores específicos.

25. Potencial de Membrana en Reposo El potencial de membrana en reposo del soma neuronal se establece en aproximadamente -65 mV. Este potencial se mantiene por las diferencias de concentración de iones como el sodio (Na+), potasio (K+) y cloruro (Cl-) a través de la membrana. Las bombas iónicas, como la bomba de Na+/K+, son cruciales para preservar este gradiente, que es fundamental para la excitabilidad de la neurona.

26. Potencial Postsináptico Excitador (PPSE) Potencial Postsináptico Inhibidor (PPSI) Es una despolarización de la membrana postsináptica que acerca el potencial al umbral de disparo. Se produce principalmente por la entrada de iones de sodio cargados positivamente. Un solo terminal presináptico raramente es suficiente para generar un potencial de acción. Es una hiperpolarización de la membrana postsináptica que aleja el potencial del umbral de disparo. Resulta del flujo de iones de cloruro hacia el interior o de potasio hacia el exterior. Esto hace que la neurona sea menos propensa a generar un potencial de acción.

27. Sumación Espacial y Temporal •**Sumación Espacial:** Múltiples terminales activas simultáneamente. •** Sumación Temporal:** Descargas rápidas y sucesivas de un terminal . •Ambas suman PPSEs para alcanzar el umbral de disparo. •Esencial para la integración de señales neuronales.

28. Inhibición Presináptica La inhibición presináptica ocurre en terminales presinápticas, modulando la señal antes de la sinapsis. Un neurotransmisor, como GABA, se libera y abre canales de cloruro. Esto reduce la liberación de transmisores, por ejemplo, minimizando la propagación de señales sensoriales en las vías nerviosas.

29. Fatiga de Transmisión Sináptica La fatiga sináptica es una disminución progresiva de la respuesta neuronal ante la estimulación rápida y repetida. Se debe al agotamiento de neurotransmisores y la inactivación de receptores. Actúa como un mecanismo protector, previniendo la sobreexcitación neuronal, como se observa en la finalización de un ataque epiléptico.

30. Modulación de la Excitabilidad •pH: Alcalosis aumenta excitabilidad (ej. convulsiones). • pH: Acidosis la deprime (ej. coma ). • Hipoxia: Falta de oxígeno causa inexcitabilidad. •Fármacos: Cafeína excita; anestésicos la disminuyen.

31. Reflexión: Procesamiento Neuronal ¿Cómo la interacción de la excitación, inhibición, sumación y modulación sináptica permite al sistema nervioso realizar sus complejas funciones de procesamiento y control?

32. Esta imagen final ilustra la intrincada red neuronal y su sinergia, clave para la vasta complejidad del sistema nervioso.

33. Conclusión •El SN procesa información compleja y controla el cuerpo. •Las neuronas son unidades funcionales con anatomía específica. •Las sinapsis (químicas/eléctricas) dirigen y modulan señales. •Excitación e inhibición se integran mediante sumación. •Factores como pH y fármacos modulan la excitabilidad.