12 Sistema Nervioso y Estudio Morfofuncional de La Neurona Lectura

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    UNIVERSIDAD CATÓLICA LOS ÁNGELES DE CHIMBOTECARRERA PROFESIONAL DE PSICOLOGÍA

    IV UNIDAD:

    LOS SISTEMAS NERVIOSO Y ENDOCRINO

    TEMA 12: EL SISTEMA NERVIOSO Y EL ESTUDIO MORFOFUNCIONAL DE LANEURONA

    Es importante que el control de los distintos procesos del organismo seencuentren dentro de límites fisiológicos, para la conservación de la salud. Esteequilibrio interno, llamado homeostasia, es mantenido y controlado por dos sistemasorgánicos: el siste ! "e#$i%s% & e' siste ! e"(%)#i"% ; ambos tienen el objetivo decontrolar la salud, pero cada uno lo hace por mecanismos diferentes.

    El sistema nervioso, a trav s de sus diversas funciones básicas, se encarga derecibir los estímulos provenientes del medio interno o e!terno. "ero, el estímulo

    recepcionado en el sistema nervioso debe ser anali#ado para enseguida emitir unarespuesta al estímulo inicial que provocó, a su ve#, una función integradora de todo el

    Mg. Mblgo. José Luis Gutierrez Aponte 1 Asignatura: Psicobiología

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    sistema nervioso, de tal manera que al producirse la respuesta motora, sta sea la demayor calidad posible.

    El sistema nervioso es una #e( (e te*i(%s !'t! e"te es+e)i!'i,!(! , que tienecomo componente principal a las "e-#%"!s , c lulas que se encuentran conectadasentre sí de manera compleja y que tienen la propiedad de conducir una gran variedad deestímulos en forma de ondas electroquímicas $%inapsis&, dentro del tejido nervioso ydesde y hacia la mayoría del resto de tejidos, coordinando así m'ltiples funciones en elorganismo.

    FUNCIONES:

    El sistema nervioso cumple fundamentalmente tres funciones: se"s%#i!'.i"te/#!ti$! y %t%#!0 ( trav s de la sensación, la integración y la respuesta, el sistemanervioso presenta el medio más rápido del cuerpo para mantener la homeostasis. %usreacciones de respuesta y el conducir los impulsos nerviosos pueden, de maneranormal, hacer los ajustes necesarios para mantener el funcionamiento del organismo demanera eficiente.

    HISTOLOGÍA:

    S-st!")i! /#is : Está constituida principalmente por la agrupación de cuerpos osomas neuronales, porciones amielínicas de los a!ones y neuroglías. %e ubicaen el sistema nervioso central.

    S-st!")i! '!")! : Está formada fundamentalmente por la reunión de fibrasnerviosas mielínicas y neuroglías. )ecibe este nombre por la presencia de grancantidad de un material blanquecino denominado mielina, el cual envuelve losa!ones de las neuronas. %e locali#a en el sistema nervioso central.

    G!"/'i% : Es una estructura constituida por la agrupación de cuerpos neuronalesy fibras nerviosas que entran y salen de la c lula nerviosa. *os somas, que seencuentran en los ganglios, pueden pertenecer a neuronas sensitivas $aferentessomáticos y viscerales& o pertenecer a neuronas +motoras postsinápticas$eferentes viscerales& del sistema nervioso vegetativo.

    Ne#$i%: Está constituido por la reunión de fibras nerviosas que llevan informaciónsensitiva y motora entre los órganos y tejidos del organismo, entre el enc falo yla m dula espinal.

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    ANATOMÍA:

    (natómicamente, en los seres humanos el tejido nervioso se agrupa en distintosórganos, los cuales conforman en realidad estaciones por donde pasan las víasneurales. (sí, con fines de estudio, se pueden estudiar estos órganos agrupándolosseg'n su locali#ación en dos partes: siste ! "e#$i%s% )e"t#!' y siste ! "e#$i%s%+e#i 3#i)%.

    ESTUDIO MORFOFUNCIONAL DE LA NEURONA

    El %istema -ervioso es un conjunto de c lulas muy especiali#adas, encargadasde mantener la vida de cada individuo mediante el desempe o de una serie de

    funciones específicas E!isten dos tipos de c lulas en el sistema nervioso: *as "e-#%"!sy las c lulas /'i!'es % /'i!0

    L!s "e-#%"!s se encargan del procesamiento de la información, para elloposeen una membrana e!terna que posibilita la conducción de impulsos nerviosos ytienen la capacidad de transmitir información de una neurona a otra, esto recibe elnombre de t#!"s isi4" si"5+ti)!0

    %antiago )amón y /ajal estableció:➢El principio de polari#ación dinámica.➢El principio de especificidad de las cone!iones

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    CARACTERÍSTICAS ESTRUCTRALES Y FUNCIONALES DE LA NEURONA:

    %e pueden distinguir en la mayoría de las neuronas tres #onas diferenciadas: e')-e#+% )e'-'!#. '!s (e"(#it!s & e' !64"0

    Fig. 01 Estructura de una neurona

    10 EL CUERPO CELULAR % SOMA:

    Es el centro metabólico, donde se fabrican las mol culas y se reali#an lasactividades fundamentales. (quí se encuentra el n'cleo y los órganos citoplasmáticos.

    En el n'cleo se locali#a el material gen tico. *a información que se codifica en el

    (0- de los cromosomas, puede ser procesada de dos formas:*a información gen tica pasa de la c lula madre a las cedulas hijas durante ladivisión celular $1erencia&.Es transcrita a ()- y traducida a proteínas $E!presión 2 nica&.

    *as neuronas maduras no pueden dividirse, por lo que la función de loscromosomas se circunscribe a la e!presión g nica.

    *as neuronas tienen la capacidad de generar fenómenos el ctricos, siendo estapropiedad la que sustenta el procesamiento de la información que reali#a el %istema-erviosos. %e genera por los cambios rápidos de potencial el ctrico, generado a trav sde su membrana por el flujo de iones que se produce en ambas direcciones.

    *as neuronas tambi n se comunican por se ales químicas llamadas"e-#%t#!"s is%#es , que son mol culas en cuya síntesis, distribución y acciónintervienen gran n'mero de proteínas. "ara sinteti#ar estas proteínas, el soma neuronalcuenta con un elevado n'mero de ribosomas y un complejo sistema de membranasformado por la continuación de la membrana nuclear con los tubos del retículoendoplasmatico. 3na #ona de este sistema de membrana es el retículo endoplasmatico

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    rugoso, las neuronas presentan gran cantidad de retículo endoplasmatico acumulado, sedenomina s-st!")i! Niss' .

    4ras ser sinteti#ada en el soma neuronal, estas proteínas son transportadas alas prolongaciones de las neuronas por el flujo a!oplasmatico.

    En el citoplasma de la neurona se locali#an las estructuras que constituyen elcitoesqueleto, estas son: i)#%t7 -'%s. "e-#% i'! e"t%s & i)#% i'! e"t%s. 5ormanuna matri# intra celular que determina la forma de la neurona, le da consistencia yproporciona un mecanismo de transporte en su interior.

    *os neurofilamentos o neurofibrillas son los elementos del citoesqueleto que másabundan en las neuronas y están formados por hebras que constan de largas mol culasproteicas individuales.

    20 LAS DENDRITAS:

    %on prolongaciones de soma neuronal con forma de árbol y constituyen lasprincipales áreas receptoras de la información que llega a la neurona.

    *a #ona de transferencia de información de una neurona a otra es la si"!+sisesta tiene dos componentes:

    El presináptico.

    El postsinaptico.Estos se alan la dirección habitual del flujo de la información que se produce

    desde la #ona presináptica hasta la #ona postsinaptica. *a membrana de las dentritas vaa constituir el componente postsinaptico, esta cuenta con un elevado n'mero dereceptores, siendo su función captar los neurotransmisores que llegan desde otrasneuronas.

    *as dentritas captan los mensajes y los conducen al cuerpo neuronal. (lgunas

    sinapsis se producen sobre peque as protuberancias de las dentritas denominadases+i"!s (e"t#8ti)!s0

    90 EL A ÓN:Es una prolongación del soma neuronal, más delgado y largo que las dentritas,

    es la vía a trav s de la cual la información se propaga hacia otras c lulas. Esta porciónde la neurona tambi n se denomina fibra nerviosa y su longitud varia entre algunasmicras y varios metros.

    En el a!ón se puede distinguir diferentes #onas:3n segmento inicial pró!imo al soma denominado )%"% !64"i)%. el cual

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    desarrolla una función integradora de la información que recibe la neurona.El !64"0E* %t4" te# i"!' , tambi n denominado terminal del a!ón o terminalpresináptico, conforman el elemento presináptico de la sinapsis, a trav s de ellosla neurona establece contacto con las dendritas o el soma de otra neurona paratransmitir información. /ontienen vesículas sinápticas con neurotransmisores queson liberados en la hendidura sináptica.

    En el a!ón no se puede producir la síntesis de proteínas por lo cual estasmol culas han de ser suministradas desde el soma neuronal y transportadas a trav sdel a!ón.

    /uando en el a!ón se reali#a el transporte desde el soma hasta el terminal sedenomina %#t4/#!(% o !"te#4/#!(% , siendo #et#%/#!(% cuando va desde el terminalsináptico hasta el cuerpo celular. E!isten dos tipos de transporte anterógrado:

    un t#!"s+%#te !64"i)% #5+i(% $ 677mm8día&un t#!"s+%#te 'e"t% $ 96mm8día&

    *a membrana neuronal es la encargada de separar el interior del e!terior de lac lula.

    *as fibras nerviosas o a!ones, puede ser de dos tipos:

    E*( -( 0E E* -(.

    /omo la vaina está formada por varias c lulas, en los puntos de contacto entrec lulas contiguas esa cubierta queda interrumpida, recibiendo esos lugares elnombre de -?0?% 0E )(-> E). El impulso nervioso avan#a a saltos, de nodoen nodo, por lo que avan#a más deprisa.

    ( E*

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    CLASIFICACIÓN DE LAS NEURONAS:

    El tama o y forma del soma ha dado lugar a diversas clasificaciones: granulares,fusiformes, en cesta, piramidales, etc.

    "ero nos centraremos en el n'mero y disposición de sus prolongaciones:➢*a neurona -'ti+%'!# , un a!on

    varias ramificaciones.

    ➢*a neurona i+%'!# posee dosprolongaciones $ a!ón y unadentrita&.

    ➢*a neurona -"i+%'!# posee una solaprolongación que sale del soma. (lgunas veces esta prolongación sedivide en una porción dendrítica yotra a!ónica, denominadas a estetipo pseudounipolar.

    F-")i%"!' e"te las neuronas pueden ser clasificadas en tres grupos:se"s%#i!'es , %t%#!s e i"te#"e-#%"!s . *as neuronas sensoriales llevan informacióndesde la periferia hacia el %-/, mientras que en las motoras la dirección en la que seproduce la comunicación es la opuesta. *as interneurona constituyen el grupo másnumeroso y esta formado por todas aquellas neuronas que no motoras o sensoriales.Estas neuronas procesan información o la transmites de un lugar a otro del %-/.

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    LA GLIA: CARACTERÍSTICAS Y TIPOS*as c lulas gliales son las que proporcionan soporte estructural y metabólico,

    estas podrán seguir dividi ndose en el %- adulto.En el %-/ e!isten tres tipos de c lulas gliales: !st#%)it%s. %'i/%(e"(#%)it%s &

    i)#%/'8! .ientras que en %-" están las )3'-'!s (e S);

    10 LOS ASTROCITOS:%on las más numerosas. *os astrocitos se presentan en dos formas principales:

    los !st#%sit%s i #%s%s, que se encuentran en la sustancia blanca $constituida porhaces de fibras nerviosas mielini#adas& y los!st#%)it%s +#%t%+'!s 5ti)%s locali#ados

    en la materia gris, que es el tejido nervioso formado por cuerpos celulares.%us funciones son:

    %oporte estructural.%eparación y aislamiento de las neuronas./aptación de transmisores químicos.)eparación y regeneración.%uministro de nutrientes a las neuronas.

    20 LOS OLIGODENDROCITOS Y LAS C=LULAS DE SCH>ANN:*os %'i/%(e"(#%)it%s son peque as c lulas gliales que emiten prolongaciones

    que se enredan alrededor de los a!ónes formando una densa capa de membranas quelos en vuelve denominada ie'i"!. esta capa no es continua sino que cada micra quedainterrumpida donde el a!ón queda al descubierto, estas #onas se llaman "4(-'%s (eR!"$ie#0

    *a %'i/%(e"(#%/'8! tambi n ejerce una función protectora sobre los a!ónes no

    mielini#ados al ser envueltos y mantenidos fijos por surcos formados por el soma de lasc lulas gliales.

    En el %-", las c lulas de S);

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    E' +#%)es% (e ie'i"i,!)i4" se produce en varias fases, iniciándose en la etapaprenatal aunque el periodo más intenso se produce tras el nacimiento.

    90 LA MICROGLÍA:%on c lulas peque as esparcidas por todo el %- que se mueven entre las

    neuronas y otros tipos de glia. %u función se activa cuando se produce una lesión oinflamación en el tejido nervioso, fagocitando los restos celulares, fragmentos de mielinao neuronas da adas.

    FISIOLOGÍA NEURONAL

    EL IMPULSO NERVIOSO:

    3n impulso nervioso es una onda de electronegatividad que recorre toda laneurona y que se origina como consecuencia de un cambio transitorio de lapermeabilidad en la membrana plasmática, secundario a un estímulo.

    Axón en estado de reposo

    *a e!citabilidad de las neuronas depende de la e!istencia de distintasconcentraciones de iones a ambos lados de la membrana celular y de la capacidad detransporte activo a trav s de estas membranas. *a e!citación neuronal se acompa a deun flujo de partículas cargadas a trav s de la membrana, lo cual genera una corrienteel ctrica.

    *a membrana de las c lulas está polari#ada, debido a que hay un repartodesigual de cargas el ctricas entre el interior y el e!terior de la c lula. Esto crea una

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    diferencia de potencial, siendo el e!terior positivo respecto al interior.

    En el e!terior, en el líquido intersticial, el anión más abundante es el de cloro. Enel citoplasma, los aniones más abundantes son las proteínas, que en el p1 celular seioni#an negativamente. El catión más abundante en el líquido intersticial es el de sodio,y en el citoplasma el de potasio.

    PROPAGACIÓN DEL IMPULSO NERVIOSO:

    Fibras con y sin vaina de mielina

    *a despolari#ación de la membrana en un punto produce que el e!terior en esepunto quede cargado negativamente al introducirse las cargas positivas de sodio $-a@&.*as #onas adyacentes sufren una atracción de sus cationes por la carga negativa del

    área estimulada, actuando como sumidero de cationes de sodio. 0e este modo, se vatransmitiendo la onda de electronegatividad a lo largo de toda la fibra nerviosa.

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    En las fibras que poseen cubierta de mielina, dispuesta en torno a las c lulas de%ch=ann, separadas por los denominados nódulos de )anvier, la onda deelectronegatividad se propaga saltando de nódulo en nódulo. Esta propagaciónsaltatoria es más rápida, al no tener que despolari#ar todos los puntos de la fibranerviosa. (demás permite un importante ahorro energ tico, ya que la bomba de sodiotiene que movili#ar menor cantidad de iones.

    SINAPSIS:

    Esquema con los

    principales elementos en

    una sinapsis modelo. Lasinapsis permite a las

    células nerviosas

    comunicarse con otras a

    través de los axones y

    dendritas, trans ormando

    una se!al eléctrica en otra

    qu"mica.

    *as sinapsis $del gr. ABCD FG, HenlaceH& son uniones especiali#adas mediante lascuales las c lulas del sistema nervioso envían se ales de unas a otras y a c lulas noneuronales como las musculares o glandulares. 3na sinapsis entre una neurona motoray una c lula muscular se denomina unión neuromuscular.

    *as sinapsis permiten a las neuronas del sistema nervioso central formar una red

    de circuitos neuronales. %on cruciales para los procesos biológicos que subyacen bajola percepción y el pensamiento. 4ambi n son el sistema mediante el que el sistemanervioso conecta y controla todos los sistemas del cuerpo.

    El cerebro contiene un n'mero inmenso de sinapsis, que en ni os alcan#a los9777 billones. Este n'mero disminuye con el paso de los a os, estabili#ándose en laedad adulta. %e estima que un adulto puede tener entre 977 y I77 billones de sinapsis.

    *a palabra sinapsis viene de sinapteína, que %ir /harles %cott %herrington y

    colaboradores formaron con las palabras griegas sinJ, que significa HjuntosH, y hapteina,que significa Hcon firme#aH.

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    ANATOMÍA:En una sinapsis prototípica, como las que aparecen en los botones dendríticos,

    unas proyecciones citoplasmáticas con forma de hongo desde cada c lula, y en las quelos e!tremos de ambas se aplastan uno contra otro. En esta #ona, las membranascelulares de ambas c lulas se juntan en una unión estrecha que permite a las mol culasse al llamadas neurotransmisores pasar rápidamente de una a otra c lula por difusión.Esta unión, de apro!imadamente K7 nm de ancho, se conoce como hendidura sináptica.

    Estas sinapsis son asim tricas tanto en su estructura como en su funcionamiento.%ólo la neurona presináptica segrega los neurotransmisores, que se unen a losreceptores transmembrana que la c lula postsináptica tiene en la hendidura. El terminalnervioso presináptico $tambi n llamado botón sináptico o botón& normalmente emerge

    del e!tremo de un a!ón, mientras que la #ona postsináptica normalmente corresponde auna dendrita, al cuerpo celular o a otras #onas celulares. *a #ona de la sinapsis dondese libera el neurotransmisor se denomina #ona activa. En las #onas activas, lasmembranas de las dos c lulas adyacentes están unidas estrechamente medianteproteínas de adhesión celular. Lusto tras la membrana de la c lula postsinápticaaparece un complejo de proteínas entrela#adas denominado densidad postsináptica.*as proteínas de la densidad postsináptica cumplen numerosas funciones, que vandesde el anclaje y movimiento de receptores de neurotransmisores de la membranaplasmática, al anclaje de varias proteínas reguladoras de la actividad de estosreceptores.

    4ambi n e!iste una forma menos compleja de unión llamada sinapsis el ctrica,en la que las neuronas se acoplan el ctricamente entre sí a trav s de complejosproteicos denominados uniones gap.

    SINAPSIS EL=CTRICA:

    3na sinapsis el ctrica es una sinapsis en la que la transmisión entre la primeraneurona y la segunda no se produce por la secreción de un neurotransmisor, como enlas sinapsis químicas, sino por el paso de iones de una c lula a otra a trav s de unionesgap. *as uniones gap son peque os canales formados por el acoplamiento decomplejos proteicos, basados en cone!inas, en c lulas estrechamente adheridas.

    *as sinapsis el ctricas son más rápidas que las sinapsis químicas pero menos

    plásticas. En vertebrados son abundantes en la retina y en la corte#a cerebral.

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    Esquema de una sinapsis eléctrica A#$% &1' mitocondria( &)' uniones gap ormadas por

    conexinas( &*' se!al eléctrica

    SE?ALI@ACIÓN EN SINAPSIS UÍMICAS:

    *a liberación de neurotransmisores es iniciada por la llegada de un impulsonervioso $o potencial de acción&, y se produce mediante un proceso muy rápido desecreción celular: en el terminal nervioso presináptico, las vesículas que contiene losneurotransmisores permanecen ancladas y preparadas junto a la membrana sináptica.

    /uando llega un potencial de acción se produce una entrada de iones calcio atrav s de los canales de calcio dependientes de voltaje. *os iones de calcio inician unacascada de reacciones que terminan haciendo que las membranas vesiculares sefusionen con la membrana presináptica y liberando su contenido a la hendidurasináptica. *os receptores del lado opuesto de la hendidura se unen a los

    neurotransmisores y fuer#an la apertura de los canales iónicos cercanos de lamembrana postsináptica, haciendo que los iones fluyan hacia o desde el interior,cambiando el potencial de membrana local.

    El resultado es e!citatorio en caso de flujos de despolari#ación, o inhibitorio encaso de flujos de hiperpolari#ación. El que una sinapsis sea e!citatoria o inhibitoriadepende del tipo o tipos iones que se canali#an en los flujos postsinápticos, que a suve# es función del tipo de receptores y neurotransmisores que intervienen en la sinapsis.

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    NEUROTRANSMISORES:

    3n neurotransmisor es una biomol cula, sinteti#ada generalmente por lasneuronas, que se vierte, a partir de vesículas e!istentes en la neurona presináptica,hacia la brecha sináptica y produce un cambio en el potencial de acción de la neuronapostsináptica. *os neurotransmisores son por tanto las principales sustancias de lassinapsis.

    *os procesos bioquímicos asociados con la neurotransmisión son:

    ➢ %íntesis del neurotransmisor por las neuronas presinápticas. ( veces participanlas c lulas gliales. %eg'n la naturale#a del neurotransmisor, ste se puedesinteti#ar en el soma neuronal o en las terminaciones nerviosas. (lgunos

    neurotransmisores se sinteti#an directamente en las terminaciones nerviosasgracias a en#imas que se han sinteti#ado en el soma y se han transportado aestas terminaciones. ( trav s del interior del a!ón fluye una corriente desustancias libres o encerradas en vesículas, que pueden ser precursores tanto delos neurotransisores o sus en#imas, llamada flujo a!ónico.

    ➢ (lmacenamiento del neurotransmisor en vesículas sinápticas.

    ➢ *iberación del neurotransmisor por e!ocitosis, que es calciodependiente. /uando

    llega un impulso nervioso a la neurona presináptica, sta abre los canales decalcio, entrando el ion en la neurona y liberándose el neurotransmisor en elespacio sináptico. El calcio además de iniciar la e!ocitosis, activa el traslado delas vesículas a los lugares de su liberación con la ayuda de proteínas demembrana plasmática y de la membrana vesicular.

    ➢ (ctivación del receptor del neurotransmisor situado en la membrana plasmáticade la neurona postsináptica. El receptor postsináptico es una estructura proteica

    que desencadena una respuesta. *os neurorreceptores pueden ser:✔ Receptores inotrópicos : "roducen una respuesta rápida al abrir o cerrar

    canales iónicos, que producen despolari#aciones o generando potencialesde acción o respuestas e!citatorias o producen hiperpolari#aciones orespuestas inhibitorias.

    ✔ Receptores metabotrópicos : *iberan mensajeros intracelulares, como ( "cíclico, calcio, y fosfolípidos por el mecanismo de transducción de se ales.

    ➢ niciación de las acciones del segundo mensajero.

    nactivación del neurotransmisor, ya sea por degradación química o por

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    reabsorción en las membranas. En el espacio sináptico e!isten en#imasespecíficos que inactivan al neurotransmisor. (demás las neuronas presinápticastienen receptores para el neurotransmisor que lo recaptan introduci ndolo yalmacenándolo de nuevo en vesículas para su posterior vertido.

    *as drogas de acción cerebral act'an en alguna o algunas de estas etapas. *osneurotransmisores más conocidos son la acetilcolina, la norepinefrina, la dopamina y laserotonina. El gas ó!ido nítrico es tambi n un neurotransmisor, con un especialmecanismo de acción que no cumple todas las características de los neurotransmisores.

    TIPOS DE NEUROTRANSMISORES:

    %e han descubierto numerosos neurotransmisores de naturale#a química muy distinta.

    onoaminas o aminas biógenas:

    /atecolaminas: dopamina, noradrenalina y adrenalina

    ndolaminas: serotonina

    Msteres: (cetilcolina

    (minoácidos: Ncido gammaJaminobutírico $2(O(&. 2licina. 4aurina. Ncidoglutámico. Ncido aspártico. 1istamina

    -europ ptidos: /olecistoquinina $//P&. " ptido intestinal vasoactivo $> "&.-eurotensina

    %ustancia "

    %omatostatina

    Encefalina

    Oombesina

    %&'&%&()*A+ ,*,L*-G% '*)A+

    Del abril, A. y Col. Fundamentos $iológicos de la +onducta. )da edición. Editorial

    an- y orres, c /inos Alta. adrid Espa!a. )002.

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    http:88recursos.cnice.mec.es8biosfera8profesor8Kbachillerato89.htm.

    M Mbl J é L i G ti A t 15 A i t P i bi l í

    http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/profesor/2bachillerato/1.htmhttp://recursos.cnice.mec.es/biosfera/profesor/2bachillerato/1.htmhttp://www.um.es/molecula/indice.htmhttp://recursos.cnice.mec.es/biosfera/profesor/2bachillerato/1.htmhttp://recursos.cnice.mec.es/biosfera/profesor/2bachillerato/1.htmhttp://www.um.es/molecula/indice.htm