Estmulo receptor va aferente centro integrador va eferente efector respuesta

CURSO: BIOLOGA MENCINMATERIAL BM N 14

UNIDAD II. FUNCIONES VITALES Y SALUDFISIOLOGA NEURONAL

INTRODUCCINLos sistemas nervioso y endocrino comparten la funcin de mantener la homeostasis. Suobjetivo es el mismo, conservar las condiciones reguladas dentro de los lmites compatibles con lavida. El sistema nervioso responde con prontitud a los estmulos mediante la transmisin deimpulsos nerviosos para regular los procesos corporales, mientras que el endocrino tiene unarespuesta ms lenta, mediada por hormonas. Adems de contribuir a la homeostasis, el sistemanervioso tambin es responsable de las percepciones, conductas y memorizacin, que dan inicioa todos los movimientos voluntarios.El sistema nervioso desempea tres funciones bsicas: sensorial, motora y de integracin.

1. IRRITABILIDADEs la capacidad de los organismos para responder a los estmulos del medio. Esta se manifiestade diferentes formas en la escala evolutiva: Tropismos: Son movimientos de crecimiento que experimentan las plantas cuando necesitan

adaptarse a condiciones ambientales ms favorables. El crecimiento vegetal, involucraaumento de la masa total de la planta, por lo que, a diferencia de los movimientos que seproducen en el reino animal, no pueden deshacerse y son totalmente involuntarios. Sedenomina positivo si crece hacia el estmulo y negativo si lo hace en sentido contrario.

Los animales tambin han desarrollado conductas que les permiten adaptarse al medio ambiente.Estas son los tactismos, los reflejos y los instintos. Tactismos: Son un tipo de comportamiento realizado fundamentalmente por animales

inferiores, en especial invertebrados. Son innatos, fijos e inevitables. Este movimiento puedeimplicar acercamiento o alejamiento al estmulo. Los tactismos son movimientos rpidos,amplios y que implican traslacin del organismo.

Reflejo simple: es un mecanismo de respuesta innata e involuntaria frente a un estmulodeterminado, no involucra a la corteza cerebral; por ejemplo, el reflejo rotuliano.

Instintos: son reacciones innatas ms complejas y elaboradas, en las cuales intervienenvarios reflejos. El instinto es especfico de los individuos de una misma especie; por ejemplo,las abejas poseen una organizacin social debido a su instinto. En el ser humano existen elinstinto maternal o paternal, el de mamar, el de sobrevivir, etc.

Reflejo condicionado: es una relacin que se establece entre un estmulo y un refuerzo queimplica aprendizaje y participacin de la corteza cerebral.

El flujo de informacin en el sistema nervioso sigue un patrn bsico:

22. CLULAS DEL SISTEMA NERVIOSOEl sistema nervioso est compuesto principalmente de dos tipos celulares: clulas de soporte,conocidas como clulas gliales (o glas o neuroglas) y clulas nerviosas, o neuronas, que es launidad morfofuncional del sistema nervioso.

Clulas gliales.Son ms abundantes que las neuronas, no conducen impulsos nerviosos y sus funciones tienenrelacin con la mantencin de la estructura del sistema, reservorios funcionales, barrerasespecializadas y defensa inmunolgica.

Figura 1. Clasificacin y funcin de las clulas gliales.

Neurona.A la neurona se le puede definir como la unidad estructural y funcional del sistema nervioso. Enla neurona (Figura 2) se pueden distinguir: Soma, cuerpo neuronal o pericarion: contiene el ncleo y la mayor parte de la maquinaria

metablica celular. En el soma no se visualizan las estructuras involucradas en la divisincelular, ya que este tejido excitable se encuentra en reposo proliferativo. Una estructuradestacada en el soma son los corpsculos de Nissl (retculo endoplsmico rugoso), quetienen una importante actividad sinttica.

3Cuerpocelular

Direccin detransmisin dela seal

Ncleo

Dendritas

Cono axnico

Vaina demielina

Axnterminal

Dendrita

Neurona presinptica

Neurona postsinptica

Cuerpocelular

Dendritapostsinptica

Axn del terminalpresinptico

Axn

Axn(segmento

inicial)

Sin

psi

s

Nodos de Ranvier

Dendritas, son generalmente mltiples y se consideran proyecciones del soma queincrementan la superficie de recepcin sinptica, y que llevan los impulsos nerviosos hacia elsoma neuronal (conduccin centrpeta).

Axn, en general slo uno, ms grueso que las dendritas, muchas veces rodeado por unavaina de mielina. Su funcin principal es conducir impulsos desde el soma hacia el terminalsinptico (conduccin centrfuga). La porcin que une el soma neuronal con el axn sedenomina cono axonal. La zona del terminal axonal se denomina en general telodendrn (oarborizacin terminal). La regeneracin neuronal solo se ha demostrado en las clulas delsistema nervioso perifrico. Esto es posible si compromete porciones distales al tercio del conoaxnico (ms alejado del soma neuronal). El axn con sus envolturas asociadas se conocecomo fibra nerviosa.

Figura 2. Morfologa de una neurona.

Las neuronas pueden ser clasificadas estructural y funcionalmente. Estructuralmente, lasneuronas se clasifican segn el nmero de procesos originados desde el cuerpo celular. Las haypseudounipolar, bipolar y multipolar (Figura 3).

4Figura 3. Clasificacin estructural y funcional de las neuronas.

Funcin del axn.El axn o cilindroeje conduce los potenciales de accin desde el soma celular hasta el terminalsinptico, donde la mayora de las veces el paso de la informacin se produce porneurotransmisin qumica (neurotransmisores).Aparte de la transmisin de impulsos, hay un activo transporte de sustancias por el axn tanto delsoma celular hacia la zona terminal (flujo antergrado) como desde la zona terminal hacia elsoma (flujo retrgrado). En el primer caso son transportados los componentes vesiculares,mitocondrias, enzimas, metabolitos, precursores, etc. Hacia el soma se transportan las sustanciasa reciclarse en el aparato de Golgi e incluso pueden ser transportados ciertos agentes nocivoscomo el virus de la rabia y de la poliomielitis (Figura 4).

Neuronas sensitivas Interneuronas del SNC Neuronas eferentesSensacionessomticas Neuronas para

olfato y visin

Dendritas

ClulaSchwan

Axn

Pseudounipolar Bipolar M u l t i p o l a r

Axn

Dendritas

Axn

Dendritas

Ncleo dela clula deSchwann

Axn

5Figura 4. Flujo axoplasmtico.

Si hay una injuria (dao) al axn, se produce la degeneracin y muerte de toda la parte distal (esdecir aquella parte que no qued en contacto con el soma neuronal) del axn. La regeneracin seproduce con cambios a nivel del soma celular y la vaina de mielina remanente, as como la lminabasal gua el crecimiento axonal hasta reinervar la estructura efectora. Es posible que el axnen regeneracin sea tambin guiado por sustancias qumicas producidas por la estructurainervada (factores trficos).

3. CONDUCCIN ELECTROQUMICA EN LAS NEURONASBases inicas del potencial de membrana en reposo.Concentraciones inicas y equilibrio de potenciales.

Ion LEC (mM) LIC (mM) Potencial de membrana (mV) a 37

K+ 5 mM (rango normal 3,5-5) 150 -90

Na+ 145 mM (rango normal 135-145) 15 +60

Cl- 108 mM (rango normal 100-108) 10(rango normal 5-15) -63

Ca2+ 1mM 0.0001 -90

Componentesmembranosos viejos sondigeridos por los lisosomas

Transporteretrgradoaxonal

Vesculasinptica esreciclada

Transporte axonal a travsde una red de microtbulos

Pptidos son sintetizados yempaquetados en

vesculas

1

El contenido delas vesculas es

exocitado3

2

45

6

LisosomLisosoma

Complejo deGolgi

Soma

Retculoendoplasmticorugoso

VesculaSinptica

6Casi todas las clulas del organismo presentan diferencia de potencial a travs de su membranaplasmtica, siendo el exterior positivo respecto al interior: Membrana Polarizada. Porcomodidad este potencial de membrana en reposo o Potencial de Reposo se expresa con signonegativo tomando como referencia el medio intracelular (Figura 5). Dependiendo del tipo celulareste potencial puede ir desde -7 mV hasta -100 mV (en la neurona el potencial transmembranosoes aproximadamente de -70 mV).

Figura 5. Medicin del potencial de accin de una neurona y generacin del potencial en reposo.

De que modo los movimientos inicos producen seales elctricas?Los potenciales elctricos son generados a travs de las membranas de las neuronas y enrealidad, de todas las clulas porque:1) Existen diferencias en las concentraciones de iones especficos a travs de las membranas de

las clulas nerviosas y2) Las membranas son selectivamente permeables a algunos de estos iones.Estos dos hechos dependen, a su vez, de dos tipos diferentes de protenas en la membranacelular. Los gradientes de concentracin de los iones son establecidos por protenas conocidascomo bombas inicas, las cuales, como su nombre lo sugiere, mueven activamente los ioneshacia el interior o el exterior de las clulas en contra de sus gradientes de concentracin.La permeabilidad selectiva de las membranas se debe en gran parte a los canales inicos,protenas que permiten slo que ciertos tipos de iones atraviesen la membrana en la direccin desus gradientes de concentracin. Por lo tanto, los canales y las bombas funcionan bsicamente encontra unos de otros, y al hacerlo generan electricidad celular.

+ + + + + + + +

+ + + + + + + +- - - - - - - -- - - - - - - -

Membranaplasmtica

Microelectrodoen el interiorde la clula

-70 mV

Voltmetro

Microelectrodoen el exteriorde la clula

Axn

Neurona

EXTERIOR DELA CLULA +

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Na+

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K+

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

Na+

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

Bombade

Na+K+

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Canalde K+

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Canalde Na+

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Membranaplasmtica

ProtenaK+

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INTERIOR DELA CLULA

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7 Bases inicas del potencial de accinSi se aplica un estmulo de cierta magnitud en la membrana de una clula excitable, se produceun ligero incremento en la permeabilidad de los iones sodio en esa regin disminuyendolevemente la diferencia de potencial de acuerdo a la intensidad del estmulo. Un estmuloumbral es aquel que posee la intensidad suficiente para producir una disminucin en el voltaje,aproximndose a los -55 mV que se denomina nivel de descarga, voltaje en el cual se abren loscanales de sodio permitiendo la entrada masiva del in (canal tipo compuerta de voltaje), demanera que el voltaje del medio intracelular se va acercando a cero o sea se provoca unadespolarizacin. La masiva entrada del Na+ hace que el lado interno de la membranaplasmtica quede positiva alcanzando +35 mV: potencial de espiga. En ese instante loscanales de sodio se cierran rpidamente (terminando la entrada masiva de sodio) y se abrentotalmente los canales de potasio (que ya se haban comenzado a abrir lentamente)determinando la salida de este in, lo que vuelve a hacer negativo el lado intracelular de lamembrana: repolarizacin, luego de una ligera hiperpolarizacin (debido a la salida depotasio en ausencia de la entrada de sodio),la accin de la bomba Na+-K+ ATP asa permitealcanzar nuevamente el potencial de reposo.Regionalmente, despus de un potencial de accin, la posicin relativa de los iones sodio ypotasio est invertida, la accin de la bomba sodio-potasio restituye las posiciones originales.Mientras se conduce un potencial de accin obviamente no puede conducirse otro, y un estmuloen este perodo no origina un nuevo potencial de accin (perodo refractario absoluto).Aunque la mayora de las clulas tienen potencial de reposo, slo dos de ellas, la neurona y laclula muscular, pueden experimentar fcilmente impulsos electroqumicos, tambin llamadospotenciales propagados o potenciales de accin, constituyendo los tejidos excitables. Esto sedebe a que estos tipos celulares (adems de la citada bomba) poseen en su membrana canalesinicos (protenas integrales de membrana especficas), unos para el sodio y otros para elpotasio. La apertura de estos canales, como respuesta al estmulo, permite el libre trnsito de losiones de acuerdo a sus gradientes.

Durante la propagacin el impulso nervioso no pierde intensidad desarrollando siempre el mismopotencial de accin. En vivo los potenciales de accin se propagan unidireccionalmente en el axn(desde el soma hacia el telodendrn), sin embargo, si experimentalmente se aplica el estmulosobre algn punto del axn, este se propaga en ambas direcciones.Es importante observar que si el estmulo inicial, no hubiese tenido la magnitud suficiente paraproducir una disminucin en el potencial de membrana cercana a -55mV, los canales de sodio nose hubiesen abierto completamente y el trabajo de la bomba sodio-potasio restablecera elpotencial inicial, en esta situacin se estara frente a un estmulo subumbral. Por otra parte, siel estmulo inicial hubiese sido de un registro superior al necesario, Estmulo Supraumbral, lamagnitud de descarga habra sido la misma que con un estmulo umbral, esto se denomina Leydel Todo o Nada.

8Figura 6. Los cambios de potencial de membrana en un rea local de una neurona se deben a variaciones enla permeabilidad de la misma.

1. Potencial de reposo.2. Estmulo despolarizante.3. La membrana se despolariza al llegar al umbral. Se abren los canales de Na+voltaje-dependientes y el Na+ ingresa. Los canales de potasio comienzan aabrirse lentamente.

4. La rpida entrada de Na+ despolariza la clula.5. Se cierran canales de Na+ y se abren lentamente los de K+.6. El K+ sale hacia el fluido extracelular.7. Los ltimos canales de K+ se abren y el ion sale, provocando lahiperpolarizacin.

8. Cierre de los canales de K+ voltaje dependientes y algunos iones de K+ingresan a la clula a travs de canales. Accin de la bomba Na+ /K+.

9. La clula retorna a su estado de reposo, recuperando su potencial de reposo.

9La velocidad de conduccin de una fibra nerviosa depende principalmente de dos aspectos:a) Desarrollo de una vaina de mielina: que deja slo algunas zonas del axolema (membrana

citoplasmtica de la neurona) descubiertas. En este caso la zona a repolarizar es muy pequea,y se gana en velocidad de conduccin utilizando la llamada conduccin saltatoria. En la fibramielnica los canales para iones sensibles a potencial se ubican en la zona amielinizada, nodosde Ranvier. La despolarizacin de un nodo provoca una corriente en remolino que despolarizaal nodo contiguo. As, el potencial de accin cursa por la fibra a una gran velocidad. Una ventajaadicional de la conduccin saltatoria es la menor entrada y salida neta de iones sodio y potasiorespectivamente, ahorrando energa en la restitucin de los iones a sus compartimientos yconsiguiendo adems perodos refractarios ms cortos (Figura 7).

b) Dimetro: Un modo de aumentar la velocidad de conduccin es mediante el aumento deldimetro en los axones amielnicos, ya que incrementa la superficie de intercambio inico.

Figura 7. Potenciales de accin saltatorios.

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TOXINAS QUE ENVENENAN LOS CANALES INICOSAlgunos organismos han desarrollado toxinas especficas de los canales como mecanismos deautodefensa o para capturar presas. Una variada coleccin de toxinas naturales tiene por blancosselectivos los canales inicos de las neuronas y otras clulas. Estas toxinas son tiles no slo para lasupervivencia sino tambin para estudiar la funcin de los canales inicos celulares. La toxina de canalmejor conocida es la tetradotoxina, producida por el pez globo y algunos otros animales. Latetradotoxina provoca una obstruccin potente y especfica de los canales del Na+ responsables de lageneracin del potencial de accin, paralizando as a los animales que lamentablemente la ingieren. Lasaxitoxina, homlogo qumico de la tetradotoxina, tiene una accin similar sobre los canales del Na+. Losefectos potencialmente letales de la ingestin de mariscos que han ingerido dinoflagelados de la marearoja se deben a las acciones neuronales potentes de la saxitoxina.En cambio, la batrachotoxina, alcaloide esteroideo producido por una rana sudamericana, produce unadespolarizacin persistente, lo que induce una parlisis en la conduccin axonal por aumento selectivo dela permeabilidad de la membrana al sodio.Algunas plantas producen toxinas similares, incluidas la aconitina, de los botones de oro; la veratridina,de las lilas, y algunas toxinas insecticidas producidas por plantas tales como los crisantemos y losrododendros.Los canales del K+ tambin han sido blancos de los organismos productores de toxinas. Las toxinaspeptdicas que afectan los canales del K+ incluyen la dendrotoxina de las avispas; la apamina de lasabejas; y la caribdotoxina, que producen los escorpiones. Todas estas toxinas bloquean los canales delK+ como accin primaria; no se conoce ninguna toxina que afecte la activacin o la inactivacin de estoscanales, aunque puede ser que estos agentes existan y que simplemente an no hayan sido descubiertos.

4. COMUNICACIN ENTRE CLULAS NERVIOSAS

Transmisin sinptica.

Se la puede definir como, un rea de contacto funcional entre dos clulas excitablesespecializada en la transmisin del impulso nervioso. Estos son los sitios donde el axn oalguna otra porcin de alguna clula (la clula presinptica), terminan en el soma, en lasdendritas o en alguna otra porcin de otra clula (la clula postsinptica). De acuerdo al tipo detransmisin que se realiza se les puede clasificar en:

a) Sinapsis Elctrica: en que las membranas de las clulas pre y postsinptica seencuentran en aposicin formando una unin con fisura (gap junction), las que secaracterizan por formar puentes de baja resistencia elctrica a travs de los cuales pasanlos iones con relativa facilidad, realizndose de este modo la transmisin del impulsonervioso. En este tipo de sinapsis se establece una relacin de continuidad, entre lasclulas y son escasas en los mamferos, por ejemplo, contactos entre las clulasmusculares cardacas (Figura 8).

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Figura 8. Sinapsis elctrica.

b) Sinapsis Qumicas: son aquellas en las cuales la transmisin del impulso nervioso selleva a cabo a travs de la liberacin, en la terminacin nerviosa, de una sustancia qumica,conocida como neurotransmisor, que excita qumicamente a la clula postsinptica. Eneste tipo de sinapsis se establece una relacin de contigidad y son las que se encuentranen mayor abundancia en los mamferos.Aunque morfolgica y funcionalmente existen distintos tipos de sinapsis qumicas, se hademostrado la presencia de ciertos elementos constantes en su organizacin y que estnrepresentados en el siguiente esquema (Figura 9).

En primer lugar, estn las dos membranas contactantes, la presinptica, que conduce elimpulso nervioso o potencial de accin y que corresponde a la porcin terminal de un axn y lapostsinptica, receptora del agente liberado y que por lo general corresponde al soma o aramificaciones dendrticas. Es importante destacar que las terminaciones de las fibraspresinpticas o terminales presinpticos generalmente estn dilatadas formando los botonesterminales o sinpticos. El terminal presinptico contiene mitocondrias cuya presencia esindicativa de la alta actividad metablica de la sinapsis; existen en el terminal numerosasvesculas sinpticas, stas contienen al neurotransmisor (NT), ciertas protenas, ATP y enalgunos casos las enzimas encargadas de sintetizar al mediador qumico. Respecto de lamembrana postsinptica su caracterstica ms destacada es la presencia de receptoresmoleculares (protenas de membranas) que son capaces de modificar la permeabilidad de lamembrana al unirse al NT.

Clulapresinptica

Axn

Terminal axnica

Membranacelular

Unin dehendidura

Canalinico

Clulapostsinptica

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Figura 9. Organizacin de la sinapsis qumica.

Tambin puede existir sinapsis entre una neurona y una clula muscular, denominada uninneuromuscular.Se denomina Placa Motora al rea modificada sobre la membrana de una clulamuscular donde se forma una sinapsis con la neurona motora. El NT utilizado en este tipo desinapsis es la acetilcolina (Figura 10).

Figura 10. La unin neuromuscular es una sinapsis qumica.

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Transmisin del impulso nervioso.A pesar de la existencia de diferentes tipos de sinapsis la transmisin del impulso nervioso entodas ellas se realiza bsicamente cumpliendo las siguientes etapas (Figura 11).

Figura 11. Secuencia de eventos involucrados en la transmisin en la placa motora, una sinapsis qumica tpica.

El efecto generado en la membrana postsinptica no depende del neurotransmisor. Esteefecto puede ser excitatorio (PPSE), cuando produce una despolarizacin en la membranaplasmtica del efector o neurona postsinptica o, inhibitorio (PPSI), cuando la membrana sehiperpolariza (Figura 12).

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Figura 12. Modelos de accin de neurotransmisores.

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TOXINAS QUE AFECTAN LA LIBERACIN DE NEUROTRANSMISORESToxina tetnica: El efecto de la toxina tetnica en la unin neuromuscular es la inhibicin de la l iberacinpresinptica de la acetilcolina, lo cual produce parlisis muscular.-Latrotoxina (de la araa viuda negra): producen fusin y movilizacin de vesculas sinpticas yliberacin masiva de acetilcolina. La aplicacin de esta molcula a las sinapsis neuromusculares produceuna descarga masiva de vesculas sinpticas, aun cuando el Ca2+ est ausente del medio extra-celular.Aunque todava no est claro cmo esta toxina desencadena la exocitosis independiente del Ca2+, la -latrotoxina se une a las neurexinas, un grupo de protenas integrales de la membrana halladas en lasterminaciones presinpticas. Dado que las neurexinas se unen a la sinaptotagmina, una protena vesicularfijadora de Ca2+ que se considera importante en la exocitosis, esta interaccin puede permitir quela latrotoxina acte sin que medie el requerimiento habitual de Ca2+ para desencadenar la fusin de lavescula.Toxina botulnica: La toxina botulnica, producida por la bacteria Clostridium botulinium, bloquea laexocitosis de las vesculas sinpticas. Como consecuencia, la Acetilcolina no se libera y la contraccinmuscular no puede llevarse a cabo. Esta bacteria prolifera en alimentos mal enlatados, y su toxina es unade las sustancias qumicas ms letales conocidas. Una pequea cantidad de ella puede causar la muerte alparalizar los msculos de la respiracin, entre ellos el diafragma. No obstante, tambin es la primeratoxina bacteriana utilizada como frmaco (Botox(R)). Las inyecciones de Botox en los msculos afectadospueden ayudar a pacientes que sufren de estrabismo (bizcos), blefarospasmo (parpadeo involuntario) oespasmos de las cuerdas vocales que interfieren con el habla. Tambin se utiliza como tratamientocosmtico para relajar los msculos faciales que dan origen a las arrugas y para aliviar los doloreslumbares crnicos causados por espasmos musculares en la regin.

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Tabla 1. Principales Neurotransmisores.

Neurotransmisor Accin Comentarios

AcetilcolinaNeurotransmisor de las neuronasMotoras medulares y de algunas vas neuronalesen el cerebro.

Se degrada en la sinapsis por laacetilcolinesterasa; bloqueadores de estaenzima son venenos poderosos.

NorepinefrinaUsado en ciertas vas nerviosas en el cerebro yen el sistema nervioso perifrico; causarelajacin en los msculos intestinales ycontraccin ms rpida del corazn.

Relacionado con epinefrina

Dopamina Neurotransmisor del sistema nervioso central.Involucrado en la esquizofrenia. La causa de laenfermedad de Parkinson es la prdida deneuronas dopaminrgicas.

MONOAMINAS

SerotoninaNeurotransmisor del sistema nervioso centralinvolucrado en el control del dolor, el sueo y elhumor.

Ciertos medicamentos que elevan el estado denimo y contrarrestan la ansiedad actanaumentando los niveles de serotonina.

GlutamatoNeurotransmisor excitatorio ms comn en elsistema nervioso central.

Algunas personas presentan ciertas reaccionesal consumir alimentos que contienenglutamato de sodio, porque ste puede afectaral sistema nervioso.

AMINOACIDOS

Glicinacido gamaAminobutrico(GABA)

Neurotransmisores inhibidores.Drogas benzodiazepinas, usadas para reducirla ansiedad y producir sedacin, imitan laaccin del GABA.

PEPTIDOS

EndorfinasEncefalinasSustancia P

Usados por ciertos nervios sensoriales,especialmente en las vas del dolor.

Sus receptores son activados por drogasnarcticas: opio, morfina, herona, codena.

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NEUROTOXINAS QUE ACTAN SOBRE LOS RECEPTORES POSTSINPTICOSLas plantas y los animales venenosos estn ampliamente distribuidos en la naturaleza. Las toxinas queellos producen han sido utilizadas para distintos fines: la caza, la curacin, la alteracin sensorial y msrecientemente, la investigacin.Dado el papel central de los receptores de acetilcolina (ACh) en la mediacin de la contraccin muscular enlas uniones neuromusculares, no es sorprendente que gran cantidad de toxinas naturales interfieran con latransmisin en esta sinapsis. De hecho, la clasificacin de los receptores colinrgicos: nicotnicos ymuscarnicos se basa en la sensibilidad de estos receptores a los alcaloides vegetales txicos nicotina ymuscarina, los cuales activan los receptores colinrgicos nicotnicos y muscarnicos, respectivamente.La nicotina deriva de las hojas desecadas de la planta del tabaco Nicotiana tabacum y la muscarinaproviene del hongo rojo venenoso Amanita muscaria. Ambas toxinas son estimulantes que producennuseas, vmitos, confusin mental y convulsiones. La intoxicacin con muscarina tambin puede conduciral colapso circulatorio, al coma y la muerte.El veneno -bungarotoxina, uno de los pptidos que en conjunto constituyen el veneno de la vborabandeada Bungarus multicinctus, bloquea la transmisin en las uniones neuromusculares y es utilizadopor la vbora para paralizar a su presa. Esta toxina de 74 aminocidos bloquea la transmisinneuromuscular al unirse en forma irreversible a los receptores colinrgicos nicotnicos, impidiendo as quela ACh abra los canales inicos postsinpticos. La parlisis se produce porque los msculos esquelticos yano pueden ser activados por las neuronas motoras. Como resultado de su especificidad y su alta afinidadpor los receptores colinrgicos nicotnicos, la -bungarotoxina ha contribuido mucho al conocimiento de lamolcula del receptor de ACh. Otras toxinas de las vboras que bloquean los receptores colinrgicosnicotnicos son la -neurotoxina de la cobra (Ophiophagus hannah) y el pptido erabutoxina de lavbora de mar (Laticauda semifasciata). La misma estrategia que utilizan estas vboras para paralizar a suspresas fue adoptada por los indios sudamericanos que empleaban curare, una mezcla de toxinasvegetales provenientes de Chondodendron tomentosum, como un veneno en las puntas de las flechaspara inmovilizar a sus presas. El curare tambin bloquea los receptores colinrgicos nicotnicos; el agenteactivo es el alcaloide -tubo curarina.Otra clase interesante de toxinas animales que bloquean selectivamente los receptores colinrgicosnicotnicos y de otro tipo son los pptidos producidos por los caracoles cnicos marinos cazadores depeces. Estos caracoles coloridos matan a los pequeos peces disparndoles flechas envenenadas. Elveneno con tiene cientos de pptidos, conocidos como conotoxinas, muchas de las cuales tienen porblancos protenas importantes en la transmisin sinptica. Hay pptidos de conotoxina que bloquean loscanales del Ca2+, los canales de Na+, los receptores de glutamato y los receptores colinrgicos. El conjuntode respuestas fisiolgicas producidas por estos pptidos sirve para inmovilizar a cualquier presa losuficientemente desafortunada como para encontrar al caracol cnico.Otras toxinas naturales poseen efectos que alteran la sensibilidad o la conducta y han sido utilizadas poralgunas culturas por miles de aos. Las toxinas alcaloides vegetales que bloquean los receptorescolinrgicos muscarnicos: la atropina de la belladona (Atropa belladona) y la escopolamina(burundanga) del beleo (Hyoscyamus niger L), son dos ejemplos. Dado que estas plantas crecen enforma salvaje en muchas partes del mundo, la exposicin no es inusual. La intoxicacin por cualquiera delas toxinas puede conducir a un estado alterado de conciencia, al coma y la muerte.Todas estas toxinas mencionadas se dirigen contra las sinapsis excitatorias. Sin embargo, los receptoresdel GABA y la glicina inhibitorios no han sido pasados por alto por las exigencias de supervivencia.La estricnina, un alcaloide extrado de las semillas de Strychnos nuxvomica, es la nica droga conocidacon acciones especficas sobre la transmisin en las sinapsis glicinrgicas. Puesto que la toxina bloquea losreceptores de glicina, el envenenamiento con estricnina produce hiperactividad en la mdula espinal y eltronco enceflico provocando hipercontraccin muscular. Al inmovilizar el msculo del diafragma elindividuo muere por asfixia. La estricnina se utiliza en el comercio como veneno para los roedores. Eldieldrn, un insecticida comercial muy estable, tambin bloquea estos receptores.

La guerra qumica entre las especies ha dado origen as a un conjunto enorme de molculascuyo blanco son las sinapsis de todo el sistema nervioso. S bien estas toxinas estn ideadaspara derrotar a la transmisin sinptica normal, tambin han proporcionado un conjunto deherramientas poderosas para comprender los mecanismos postsinpticos.

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GLOSARIOAgonista: es una sustancia que se une al receptor y lo activa, proceso en que simula el efecto deun neurotransmisor u hormona natural.Antagonista: es una sustancia que se une a un receptor y lo bloquea, de manera que obstaculizalos efectos de un neurotransmisor u hormona natural.Barrera hematoenceflica: barrera celular que protege a las clulas enceflicas contrasustancias dainas y microorganismos patgenos, al impedir que muchos compuestos pasen de lasangre a los tejidos enceflicos. Importante destacar que si la atraviesan las sustanciasliposolubles, como el oxgeno, dixido de carbono, alcohol y muchos anestsicos.Canales inicos: protenas integrales de la membrana con poros que permiten que ciertos ionesdifundan a travs de las membranas celulares, confiriendo as una permeabilidad selectiva.Conductancia: trmino elctrico que representa el recproco de la resistencia de la membrana.Los cambios de la conductancia de membrana son el resultado de la apertura o cierre de loscanales inicos.Estmulo umbral: Cualquier estmulo que alcanza la intensidad mnima necesaria para iniciar unpotencial de accin o activar un receptor sensorial.Ganglio: Normalmente, un grupo de cuerpos neuronales que se encuentran fuera del sistemanervioso central (SNC).Potencial de accin: seal elctrica que se propaga a lo largo de la membrana de una neurona ofibra muscular.Sinapsis: Unin funcional entre dos neuronas o entre una neurona y un efector (p.ej. un msculoo una glndula). Puede ser elctrica o qumica. Unin de un par de cromosomas homlogosdurante la profase I de la meiosis.

Cuerpos de Nissl: Se originan al separar las neurofibrillas al retculo endoplasmtico rugoso elcual queda como estructuras que se tien de oscuro, y toman el nombre de cuerpos de Nissl.Sintetizan protenas necesarias para la transmisin de impulsos nerviosos de una neurona a otra.Tambin aportan protenas que son tiles para mantener y regenerar las fibras nerviosas.Neurofibrillas: Son haces de finos microtbulos y microfilamentos formados por el citoesqueletode la neurona. Forman parte de la va de transporte, para el transporte hacia y desde los lejanosextremos de la neurona.

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Preguntas de seleccin mltiple

1. Los corpsculos de Nissl corresponden en el soma neuronal aA) lisosomas.B) pigmentos.C) peroxisomas.D) retculo endoplasmtico liso.E) retculo endoplasmtico rugoso.

2. Una de las siguientes afirmaciones en relacin con la neurona es incorrectaA) las dendritas tienen conduccin centrfuga.B) la fibra nerviosa es el axn y sus envolturas.C) la vaina de Schwann slo se presenta en el SNP.D) existe un flujo axoplasmtico de pericarion a telodendrn.E) en las neuronas del SNP, el axn puede regenerar en su parte distal.

3. En relacin con la nicotina; toxina natural que deriva de las hojas de la planta del tabacoNicotiana tabacum, es correcto afirmar que

I) activa los receptores colinrgicosII) interfiere las sinapsis neuromusculares.III) corresponde a alcaloides vegetales txicos.

A) Slo I.B) Slo II.C) Slo III.D) Slo I y II.E) I, II y III.

4. Como mecanismo adaptativo los organismos han desarrollado toxinas especificas para susupervivencia las cuales actan a nivel de

I) los canales inicos.II) los receptores postsinpticos.III) la liberacin de los neurotransmisores.

A) Slo I.B) Slo II.C) Slo III.D) Slo I y II.E) I, II y III.

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5. La definicin:movimientos de crecimiento orientados por un estmulo que experimentan lasplantas corresponde aA) instinto.B) tactismos.C) tropismos.D) reflejo simple.E) reflejo condicionado

6. La toxina botulnica producida por la bacteria Clostridium botulinium, conocidacomercialmente con el nombre de Botox, bloquea la exocitosis de la acetilcolina de lasvesculas sinpticas, impidiendo con ello la contraccin muscular. Por esta razn se utilizacomo frmaco en el tratamiento de

I) estrabismo.II) alivio dolores lumbares.III) relajar msculos faciales.

A) Slo I.B) Slo II.C) Slo III.D) Slo I y II.E) I, II y III.

7. Sobre la bomba Na+/K+ /ATPasa se puede afirmar queI) gasta energa en su funcin.II) es de naturaleza electroqumica.III) mantiene la diferencia de potencial de la membrana.

A) Slo I.B) Slo II.C) Slo III.D) Slo I y II.E) I, II y III.

8. Los canales de Na+ se abren cuando seI) aplica un estmulo supraumbral.II) alcanza el nivel de descarga.III) cierran los canales de K+.

A) Slo I.B) Slo II.C) Slo III.D) Slo I y II.E) Slo II y III.

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9. Durante la propagacin, el potencial de accinI) pierde intensidad.II) es unidireccional (de soma a telodendrn) in vivo.III) experimentalmente (in vitro) se propaga en ambas direcciones.

A) Slo I.B) Slo II.C) Slo III.D) Slo II y III.E) I, II y III.

10. El factor aislado ms importante que explica la existencia de un potencial de reposo en lamembrana neuronal esA) la forma de la neurona.B) la estructura de la membrana.C) la distribucin de protenas a ambos lados de la membrana.D) la distribucin de iones inorgnicos a ambos lados de la membrana.E) ningn factor mencionado es importante en relacin al potencial de reposo.

11. Cul es la secuencia correcta de la transmisin del impulso nervioso en la sinapsis?I) Aumento de calcio intracelular.II) Despolarizacin de la membrana presinptica.III) Liberacin del neurotransmisor por exocitosis.IV) Entrada de Ca2+ al terminal presinptico.V) Formacin del complejo NT - Receptor en la membrana postsinptica.

A) I - II - III - IV - VB) II - IV - I - III - VC) V - IV - III - I - IID) V - IV - I - II - IIIE) II - IV - III - I V

12. La presencia de vaina de mielina en ciertas neuronas, posibilita a stasI) formar sinapsis elctricas.II) una mayor velocidad de conduccin.III) ahorrar energa en la traslocacin de sodio y potasio.

A) Slo I.B) Slo II.C) Slo I y III.D) Slo II y III.E) I, II y III.

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13. En la generacin de los potenciales postsinpticos excitatorios (PPSE) participanI) canales de sodio y potasio.II) iones que despolarizan la membrana postsinptica.III) neurotransmisores liberados por la estructura presinptica.

A) Slo I.B) Slo II.C) Slo III.D) Slo II y III.E) I, II y III.

14. La inyeccin endovenosa de una solucin de KCl, a diferencia de la de una de NaCl, puedeproducir la muerte de un individuo al afectar la fisiologa neuronal. La mejor explicacin paraesta situacin es que el exceso de

I) K+ en el medio extracelular, dificulta la difusin facilitada de este ion durante laetapa de repolarizacin neuronal, con lo cual los impulsos nerviosos dejan depropagarse.

II) Na+ en el medio extracelular no es algo que pudiera inhibir la etapa dedespolarizacin neuronal, de modo que no afecta la propagacin del potencial deaccin.

III) K+ en el medio extracelular produce la muerte del individuo, al facilitar la salidade Na+, dejando hiperpolarizadas de modo permanente a las neuronas.

A) Slo I.B) Slo II.C) Slo III.D) Slo I y II.E) I, II y III.

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15. El potencial de accin son rapidsimos cambios elctricos capaces de autopropagarse por lamembrana de las clulas excitables. Tales cambios elctricos se explican satisfactoriamentecomo resultados de flujos de iones a travs de la membrana celular.

Para el esquema, los nmeros 1, 2, y 3 sealan, respectivamenteA) transporte activo para sodio y potasio - un estmulo subumbral - un estmulo

supraumbral.B) transporte pasivo de sodio y potasio - un estmulo supraumbral - despolarizacin de

membrana.C) difusin a travs de canales de voltaje - un estmulo subumbral despolarizacin de

membrana.D) transporte activo para sodio y potasio un estmulo subumbral - despolarizacin de

membrana.E) despolarizacin e hiperpolarizacin de membrana un estmulo subumbral -

repolarizacin de membrana.

DMON-BM14

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