Sistema nervioso, clasificación neuronal, sinapsis e impulso nervioso

Estructura, función y organización de las células nerviosas

• Células gliales:– Que protegen y colaboran con las neuronas

o Astrocitoo Microglia

– Que aceleran el impulso nerviosoo Oligodendrocitoo Célula de Schwann

• Neuronas:– Sensitivas– Interneuronas– Motoras

Células gliales

Neuronas: estructura básica

1.1. SomaSoma

2.2. DendritasDendritas

3.3. NúcleoNúcleo

4.4. RER (Sustancia de Nissl)RER (Sustancia de Nissl)

5.5. Cono axónicoCono axónico

6.6. NeurofilamentosNeurofilamentos

7.7. MitocondriasMitocondrias

8.8. AxónAxón

9.9. Vaina de mielina (Célula de Schwann)Vaina de mielina (Célula de Schwann)

10.10.Nodo de RanvierNodo de Ranvier

11.11.Axón colateralAxón colateral

12.12.Ramificaciones terminalesRamificaciones terminales

13.13.Botones sinápticosBotones sinápticos

Neuronas: vaina de mielina

Neuronas: ejemplos

Neuronas: diversidad

Neuronas: componentes funcionales

Neuronas: organización de los componentes funcionales

Origen de los tejidos nerviosos: materia gris y blanca

Distribución del tejido nervioso

Control del arco reflejo

Control antagónico de la contracción muscular

Organización general del sistema

nervioso central: encéfalo

Organización general del sistema nervioso central

Encéfalo: organización estructural

Mesencéfalo

Protuberancia anular

Bulbo raquídeo

Cerebro

Cerebelo

Tronco encefálico

Cerebro: organización estructural

Vías neuronales: dos ejemplos de vías sensitivas

Áreas funcionales del cerebro: Tomografía de emisión de positrones

Áreas funcionales del cerebro: Tomografía de emisión de positrones

Sin estímulo Estímulo auditivo

Áreas funcionales del cerebro: Tomografía de emisión de positrones

Sin estímulo Estímulo visual

Áreas funcionales del cerebro: Tomografía de emisión de positrones

Sin estímulo Memoria

Áreas funcionales del cerebro: Tomografía de emisión de positrones

Sin estímulo Movimiento de un pie

Cerebro: organización funcional general

Funciones relativas al lenguaje: ejemplo de integración entre áreas

Funciones relativas al lenguaje: descripción

Funciones relativas al lenguaje:

descripción

Funciones relativas al lenguaje: descripción

Sis

tem

a N

ervi

oso

SNC

SNP

Encéfalo

Médula espinal

Cerebro

Cerebelo

Tronco encefálico

Protuberancia

Mesencéfalo

Bulbo raquídeo

Somático

Autónomo

NerviosEspinales

CranealesSimpático

Parasimpático

Organización del Sistema Nervioso

DiencéfaloTálamo

Hipotálamo

Monopolares:

Tienen una sola prolongación de doble sentido, que actúa a la vez como dendrita y como axón. La mayoría de éstas, están encargadas de percibir estímulos

Neuronas unipolares: en invertebrados

Bipolares:

Tienen dos prolongaciones, una de entrada que actúa como dendrita y una de salida que actúa como axón.

Neurona bipolares: en la retina, oído interno, nervios olfatorios y en el ganglio sensitivo de la raíz dorsal

Multipolares: Son las más típicas y abundantes. Poseen un gran número de prolongaciones pequeñas de entrada, dendritas, y una sola de salida, el axón.

Neurona multipolares: motoneuronas espinales, células piramidales del hipocampo, células de Purkinje del cerebelo.

NEURONAS SESORIALES (AFERENTES) NEURONAS SESORIALES (AFERENTES)

SON LAS QUE LLEVAN LA INFORMACIÓN CAPTADA POR LOS RECEPTORES HACIA ELCENTRO ELABORADOR (MEDULA ESPINAL Y ENCEFALO). ESTAS NEURONAS NO POSEEN DENDRITAS

NEURONAS MOTORAS (EFERENTES) NEURONAS MOTORAS (EFERENTES)

CONDUCEN LAS RESPUESTAS GENERADAS EN EL CENTRO ELABORADOR HACIA LOS EFECTORES (MÚSCULOS Y GLÁNDULAS). ESTAS NEURONAS POSEEN DENDRITAS MUY RAMIFICADAS.

NEURONAS DE ASOCIACIÓN (INTERCALAR)NEURONAS DE ASOCIACIÓN (INTERCALAR)

SE UBICAN EN EL INTERIOR DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL Y SON LAS ENCARGADAS DE ELABORAR LAS RESPUESTAS

Las fibras nerviosas o axones, puede ser de dos tipos1.- MIELÍNICAS: llamadas así por estar recubiertas con la membrana de unas células llamadas células de   Schwann. Esta membrana es muy rica en un fosfolípido llamado MIELINA y se enrolla varias veces alrededor de la fibra nerviosa. De este modo, varias células de Schwann llegan a cubrir toda la fibra   constituyendo una especie de cubierta llamada VAINA DE MIELINA.

SNC células mielinizadas

Como la vaina está formada por varias células, en los puntos de contacto entre células contiguas esa cubierta queda interrumpida, recibiendo esos lugares el nombre de NODOS DE RANVIER. El impulso nervioso avanza a saltos, de nodo en nodo, por lo que avanza más deprisa.

2.- AMIELÍNICAS o desnudas: son las fibras que no están recubiertas por vaina de mielina. El impulso nervioso avanza recorriendo todo el axón, por lo que no va tan deprisa

SNP células amielinizadas

En las fibras nerviosas amielínicas el impulso se conduce, como una onda continua de inversión de voltaje hasta los botones terminales de los axones

El impulso nervioso

El impulso nervioso es una onda de naturaleza eléctrica que se crea en las neuronas y en algunas células sensoriales, al incidir sobre ellas algún tipo de estímulo, externo o interno.

Ese estímulo puede ser cualquier cosa, una sustancia química, una presión, los niveles de algún compuesto químico, una onda mecánica, la luz, el frío o el calor, etc.

•La velocidad es proporcional al diámetro del axón y varía entre 1 a 100 m/s.

• La velocidad de conducción del impulso nervioso es proporcional al diámetro del axón y a la distancia entre los nodos de Ranvier

Empleando instrumentos especiales de medición, se puede detectar la actividad nerviosa en forma de pequeñas corrientes eléctricas, tal es el caso de la ELECTROENCEFALOGRAFÍA.

•La cantidad de estímulo necesario para provocar la actividad de una neurona, se denomina umbral de excitabilidad.

•Alcanzado este umbral, la respuesta es efectiva, independientemente de la interrupción o aumento del estímulo. Es decir, sigue la ley del todo o nada.

•Durante la despolarización, la neurona no es excitable, es decir, está en periodo refractario.

Cuando el impulso nervioso llega al final del axón de una neurona tiene que "saltar" hasta las dendritas de la siguiente neurona, hay un pequeño espacio entre una y otra, llamado ESPACIO SINÁPTICO..

“Es la forma de comunicación entre neuronas”

Se clasifican según el contacto y el tipo de transmisión

CLASIFICACIÓN SINAPSIS

Lugar donde se establece el contacto

Sinapsis Sinapsis

axoaxónicaaxoaxónica

Sinapsis Sinapsis

axodendríticaaxodendrítica

Sinapsis Sinapsis

axosomáticaaxosomática

CLASIFICACIÓN SINAPSISTipo de transmisión

Sinapsis químicas

Sinapsis eléctricas

Sinapsis mixtas

Sinapsis eléctricas

Existen canales directos que transmiten iones de célula a célula.

Son las sinapsis menos frecuentes y sólo existen en algunos órganos como corazón e hígado.

Sinapsis mixtas

Son muy escasas Tienen dentro del punto de

contacto dos zonas, unas químicas y otras eléctricas.

• SINAPSIS ELÉCTRICAS

• En ellas , la corriente eléctrica pasa desde la neurona presináptica a la postsináptica, debido a que están muy juntas

• Las dos células están unidas por un canal proteico llamado conexón que permite el paso de los iones de una neurona a otra.

• El impulso nervioso es bidireccional y se producen estas sinápsis entre axones y somas, dendritas y dendritas y entre somas y somas. Es una sinapsis instantánea lo que permite respuestas inmediatas

SINAPSIS QUÍMICAS

• En ellas, la neurona presináptica y postsináptica están separadas por la hendidura sináptica y el paso del impulso nervioso de una neurona a otra se debe a la existencia de sustancias químicas en la membrana del axón denominadas neurotransmisores

SINAPSIS

Conducción del I. N. en la sinapsis

• El proceso que permite el paso del impulso nervioso desde una neurona presináptica a la postsináptica puede resumirse en tres etapas:

1. La onda de despolarización: Abre los canales para el calcio y permite su entrada.

El ingreso de este ion estimula la fusión de las vesículas sinápticas con la membrana presináptica.

2. La unión de ambas membranas libera a los neurotransmisores hacia el espacio sináptico.

3. Los neurotransmisores se unen a los receptores de la membrana postsináptica, con lo que se abren los canales para el sodio y el potasio. Esto genera una nueva onda de despolarización en la neurona postsináptica

Conducción del Impulso Nervioso en la

sinapsis

•El proceso que permite el paso del impulso nervioso desde una neurona presináptica a la postsináptica puede resumirse en tres etapas:

1. La onda de despolarización: Abre los canales para el

calcio y permite su entrada. El ingreso de este ion estimula la fusión de las vesículas sinápticas con la membrana presináptica.

2. La unión de ambas membranas libera a los neurotransmisores hacia el espacio sináptico.

3. Los neurotransmisores se unen a los receptores de la membrana postsináptica, con lo que se abren los canales para el sodio y el potasio. Esto genera una nueva onda de despolarización en la neurona postsináptica.

FENÓMENOS ELÉCTRICOS DE LAS NEURONAS

• EL FUNCIONAMIENTO DE LA NEURONA ESTÁ DETERMINADO POR ALTERACIONES ELECTROQUÍMICAS A NIVEL DE LA MEMBRANA , QUE DAN LUGAR A DOS ESTADOS ELÉCTRICOS.

•1.- POTENCIAL DE REPOSO O DE MEMBRANA

•2.- POTENCIAL DE ACCIÓN

POTENCIAL DE REPOSO

•Es el resultado de la diferencia de concentración

de ciertos iones entre el exterior y el interior de la membrana de la neurona.

Distribución de iones en la neurona

• Los iones potasio (K+) y sodio (Na+) se encuentran a ambos lados de la membrana.

• La diferencia de cargas entre el interior y exterior está dada por la presencia de proteínas de carga negativa al interior del axón.

En el estado de reposo la concentración de iones k+ en el citosol del axón es unas 30 veces superior al exterior, en cambio la concentración de Na+ es 10 veces superior en el líquido intersticial que dentro del citosol

La distribución de estos iones a ambos lados de la membrana está regulado por tres factores

1. Difusión de partículas a favor de un gradiente de concentración

2. La atracción de partículas de cargas opuestas y repulsión de cargas iguales

3. Propiedades de la propia membrana

POTENCIAL DE REPOSO

En el potencial de reposo:• l. La concentración de iones

K+ es mayor en el citosol por lo que difunden hacia fuera del axón a através de los canales de escape de K+.

• 2. Las cargas negativas no pueden acompañar a los iones K+ por lo que el interior se carga negativamente en relación al exterior

3. El exceso de cargas negativas al interior atrae los iones K+, lo cual impide que sigan saliendo de la célula.

4. Como resultado se alcanza un equilibrio por el que no de produce un movimiento de K+. Cuando la membrana alcanza este equilibrio de dice que está polarizada y se constituye el potencial de reposo

POTENCIAL DE ACCIÓN

• ES UN FENOMENO ELECTRO-QUÍMICO PRODUCIDO POR UN CAMBIO EN LA CONCENTRACIÓN DE IONES ENTRE EL MEDIO EXTRA E INTRACELULAR

• EL POTENCIAL DE ACCIÓN IMPLICA DOS PASOS:

• 1. DESPOLARIZACIÓN DE LA MEMBANA

• 2. REPOLARIZACIÓN DE LA MEMBRANA

Despolarización de la membrana

Despolarización de la membrana

• Cada vez que una neurona recibe un estímulo aumenta la permeabilidad de la membrana

para el sodio por la apertura de los canales de sodio

regulados por voltaje. En este momento se dice que la

membrana se ha despolarizado

Los iones sodio entran al axón invirtiendo la polaridad de la membrana momentáneamente . Este cambio en la permeabilidad del sodio dura sólo medio milisegundo. Luego el canal de sodio se cierra y la región estimulada inicialmente recupera su característica de impermeabilidad a los iones sodio.

IMPULSO NERVIOSO

•La onda de despolarización que se propaga a lo largo del axón se conoce como

•

Repolarización de la membrana

Repolarización de la membrana

•Una vez que se han cerrado los canales de voltaje para el sodio, comienza la repolarización con la apertura de los canales regulados por voltaje para K+ y los iones K+ fluyen hacia el exterior del axón

•Este flujo al exterior de los iones K+ contrarresta la polaridad invertida producida por la entrada masiva de los iones Na+, y el potencial de reposo se recupera muy rápidamente.

•Posteriormente la bomba de sodio-potasio se encarga de hacer mover los iones Na+ y K+ a través de la membrana, y restablecer las concentraciones iniciales.

• Durante el lapso de tiempo en que la membrana restablece su polaridad inicial y las cantidades relativas de los iones Na+ y K+ en el interior y exterior celular, la neurona es incapaz de generar y conducir un nuevo impulso nervioso. Esta situación se domina período refractario y dura un lapso de tiempo muy breve.

04/12/23

PROPAGACIÓN DEL I. N

Dirección del impulso nervioso

•El I.N. se autopropaga debido al cambio eléctrico que se produce en la membrana, y se mueve sólo en una dirección ya que el fragmento que queda atrás de la zona de potencial de acción mantiene un breve período refractario, en el cual los canales regulados por voltaje no se pueden abrir.

Función de la vaina de mielina

•La vaina de mielina no es sólo un aislante , sirve además para aumentar la velocidad de conducción de un impulso nervioso.

•Esto se debe a que los iones Na+ y K+ sólo pueden desplazarse fuera y dentro del axón por los nudos de Ranvier

•En consecuencia, el impulso nervioso salta de

nodo en nodo, acelerándose enormemente

la conducción