CÁTEDRA DE FISIOLOGÍA

AÑO 2010

INTRODUCCION A LA NEUROFISIOLOGIA

LA NEURONA

Células encargadas de transmitir el IMPULSO NERVIOSO.

•Integrar señales eléctricas

•Generar un impulso nervioso

•Transmitir el impulso nervioso

PARTES DE LA NEURONA

Dendritas: área de recepción

Soma: centro metabólico

Axón: área de conducción

Terminal nervioso: área de transmisión

Cono axónico: zona de decisión

TIPOS DE NEURONAS

LEY DE POLARIZACIÓN DINÁMICA

SINAPSIS Y NEUROTRANSMISIÓN

¿QUÉ ES LA SINAPSIS? Sitio de interacción entre dos células especializadas para la transmisión del impulso nervioso.

COMPUESTO POR:

TIPOS DE SINAPSIS

SINAPSIS ELECTRICA SINAPSIS QUIMICA

Hendidura sináptica pequeña. Hendidura sináptica mas grande.

La corriente desde la neurona presinaptica fluye directamente a la postsinaptica mediante canales (GAP JUNCTIONS)

No hay contiguidad entre membranas pre y post.

Los canales iónicos se hallan en contacto entre sí y son modulados por: cambios Ph, de Ca 2+, fosforilaciones de segundos mensajeros, etc.

La membrana pre contiene las Vesículas sinápticas que producen la liberación de NEUROTRANSMISOR por aumento del Ca2+. La membrana post posee receptores que regulan la apertura de los canales.

Envió de señales despolarizantes de forma BIDIRECCIONAL y sincronizada.El RETARDO SINÁPTICO es menor a 0.1mseg

Envío de señales tiene un RETRASO aprox 0.5 mseg. Posee la propiedad de AMPLIFICACION. Es UNIDIRECCIONAL.

TIPOS DE SINAPSIS

TRANSMISION SINAPTICA

Semeja el proceso de liberación de una glándula endócrina, a diferencia que en el sistema nervioso la conducción es rápida, de corta duración y conducción es rápida, de corta duración y dirigida con precisión.dirigida con precisión.

Amplia variedad de sustancias químicas sirven como NEUROTRANSMISORES NEUROTRANSMISORES que se encuentran almacenados en las Vesículas Vesículas SinápticasSinápticas en la membrana presináptica.

TRANSMISIÓN SINAPTICA

NEUROTRANSMISORES

Deben reunir 4 criterios:Ser sintetizados en la neurona.Estar presentes en el terminal presináptico y ser

liberados para ejercer una acción definida en la membrana post o el órgano efector.

Cuando se los administra exógenamente, producen la misma acción.

Debe existir un mecanismo especifico de remoción: DIFUSIÓN, DEGRADACIÓN ENZIMÁTICA (MAO Y COMT) y RECAPTACIÓN.

Neuromodulador

Sustancia química liberada por una neurona, que actúa en forma difusa (no dirigida) sobre las sinapsis circundantes sin ser el mediador de la respuesta específica de la vía neural.

No se almacena en vesículas ni es liberado por exocitosis (aunque puede ser cosecretado con el Nt)

No afecta el potencial postsinápticoSu función es modificar la sensibilidad de la sinapsis

amplificando o atenuando la señal (p.e. actuando en la presinapsis puede aumentar la cantidad de Nt liberado)

Ej: N.O.; adenosina, ATP

PRINCIPALES NEUROTRANSMISORES

Diferencias Nt vs Np

Moléc chicas de acción rápida

Sínt: en el citosol del terminal presináptico x proceso ez.

Almacenam: en vesículas x tte activo, en el terminal

Liberación: exocitosis Ca++ dep.

Eliminación: - Difusión en el LEC- Recaptación (NA)- Degradación ez especifica (Ach)

Moléc grandes de acción lenta pero prolongada

Sínt: En el soma por los ribosomas, como proteinas de alto PM que luego se procesan en el REL y Golgi

Almacenam: en vesículas en el soma, que son transportadas por corriente axónica.

Liberacion: exocitosis Ca++dep.

Eliminación:- Difusión y degradación ez no

específica- Captación por celulas de la glía

NEUROTRANSMISOR NEUROPÉPTIDO

NEUROTRANSMISION COLINÉRGICA EN LA PLACA NEUROMUSCULAR

RECEPTORES

Son proteínas de membrana que tienen 2 funciones:RECONOCIMIENTO DE TRANSMISORES ESPECÍFICOSACTIVACIÓN DE LOS EFECTORES.

SEGUNDOS MENSAJEROS

Inducen cambios mediante:UNION A PROTEINAS BLANCOACTIVACION DE PROTEINAS CINASAS QUE POR

MEDIO DE FOSFORILACIONES ACTIVAN A LA PROTEINA BLANCO.

AMP CICLICOAMP CICLICOFOSFOLIPASA CFOSFOLIPASA C

FOSFOLIPASA A2FOSFOLIPASA A2OXIDO NITRICO Y MONOXIDO OXIDO NITRICO Y MONOXIDO

DE CABONODE CABONO

Generación y Conducción del Impulso Nervioso

Propiedades bioelectricas (o de cable)

Propiedades bioeléctricas de las neuronas:Dependen de la presencia de canales ionicos, la existencia de

gradientes ionicos y la capacidad de almacenar cargas electricas)

Propiedades activas: Conductancia de los canales activos (regulados)

Propiedades pasivas:- Conductancia de los canales pasivos- Capacitancia (capaz de almacenar carga electrica)- Fuerza electromotriz (diferencia de voltaje = Emb)

FENOMENOS POSTSINAPTICOS

El neurotransmisor puede actuar:o ABRIENDO CANALES QUE ESTAN CERRADOS.o CERRANDO CANALES QUE ESTAN ABIERTOS. Y se producen variaciones de dos tipos en la membrana

postsináptica:A)Despolarización: POTENCIAL POSTSINAPTICO POTENCIAL POSTSINAPTICO

EXITATORIO EXITATORIO (mas probable la generación de un nuevo PA)

B)Hiperpolarización: POTENCIAL POSTSINAPTICO POTENCIAL POSTSINAPTICO INHIBITORIOINHIBITORIO (menos probable la generación de un nuevo PA)

POTENCIALES ELECTROTÓNICOS

Pequeños cambios en el V mb que en forma aislada no llevan al umbral de excitación.(< 5 mv)

Producidos por estímulos subumbrales Pueden ser despolarizantes (acercan al umbral)

= POTENCIAL POSTSINÁPTICO EXCITATORIO O PEPS. Actúan por ej aumentando la conductancia al Na+ que va a ingresar a la cel.

Pueden ser hiperpolarizantes (alejan del umbral) = POTENCIAL POSTSINAPTICO INHIBITORIO O PIPS. Actúan por ej. Generando corriente de entrada de Cl-

Características de los potenciales electrotónicos

Locales Subumbrales Hiperpolarizantes (PPSI) o

Despolarizantes (PPSE) Intensidad proporcional a

intensidad de estímulo Sumables en tiempo y espacio. Propagación: Decrece en tiempo y

espacio

INTEGRACION DE SEÑALES

Los PEPS y PIPS que la neurona recibe sobre sus dendritas y soma, deben conducirse por la membrana hasta llegar al cono axónico. Allí se INTEGRAN las señales y si la suma espacial y temporal determina un potencial umbral o supraumbral se va a generar el PA (si no, no!)

Integracion de señales

La posibilidad de sumacion espacial y temporal de p0tenciales electrotónicos depende de las constantes de espacio λ y tiempo τ de la neurona, dado que éstas determinan la duración y la distancia recorrida por dichos potenciales

A MAYOR CTE DE ESPACIO Y MAYOR CTE DE TIEMPO LA NEURONA SERÁ MÁS EXCITABLE PUES TENDRÁ MAS POSIBILIDAD DE SUMACION DE POT. ELECTROTÓNICOS

CONSTANTE DE TIEMPO (τ) = tiempo que transcurre para que el voltaje cambie hasta el 63% de su valor máximo final ante un pulso de estimulación. Indica lo rápido que se despolariza la membrana

CONSTANTE DE ESPACIO O LONGITUD (λ) = distancia recorrida por el potencial hasta que ha declinado al 37% del cambio max de voltaje, frente a un pulso de estimulacion. Indica hasta donde se transmite la corriente despolarizante a lo largo de un nervio

MEMBRANA NEURONAL

POTENCIAL DE ACCION NEURONAL Y CAMBIOS EN LA CONDUCTANCIA IÓNICA DE NA+ Y K+

Umbral de excitación

Mínimo valor que debe superar el potencial de membrana en reposo para poder desencadenar un potencial PA

Cualquier acontecimiento que aumente RÁPIDAMENTE el potencial de membrana y sobrepase este valor provocará apertura de canales de Na+ dependientes de voltaje en forma PROGRESIVA y RECLUTANTE

Períodos Refractarios

Absoluto: período de tiempo inmediatamente después de un potencial de acción en donde no hay posibilidad de generar un nuevo potencial de acción independientemente de la intensidad del estímulo que se le aplique (todos los canales de Na-VD están activados)

Relativo: período de tiempo después del período absoluto en donde un nuevo potencial de acción es posible pero sólo si se le aplica una intensidad de estímulo por encima del umbral de excitación de la célula (gran % de los canales de Na-VD ya pasaron del estado de inactivados a cerrados)

Características de los P. A.

El PA es un fenómeno “todo o nada”. Una vez que se llega al umbral el PA ocurre si o si y

siempre igual. Aumentos mayores de la intensidad del estímulo (supraumbral) no generan aumento ni cambios del PA

Si el estímulo no lleva al umbral (subumbral), no ocurre el PA.

Propagación: Ocurrido un PA, la despolarización se conduce por toda la membrana sin decremento

Tamaño y forma estereotipadosNo se pueden sumar

Propagación del PA

Al desencadenarse un potencial de acción en un segmento excitable de la membrana, éste puede excitar segmentos adyacentes. La despolarización se conduce por toda la membrana sin decremento

Si en un punto el voltaje es insuficiente, cesa la propagación (pe: bloqueo de canales iónicos con toxinas, anestésicos locales)

Corrientes circulares (Corrientes locales) Conducción

ortodrómica

Velocidad de conducción (propiedades de cable)

Velocidad = espacio / tiempo

Vel de cond. = cte de espacio = λ

cte de tiempo τλ = distancia recorrida por el potencial hasta que decrece el 63% de su

valor original (o sea, ha declinado al 37% del valor max.) Indica hasta donde se transmite la corriente despolarizante a lo largo de un nervio

τ = tiempo que transcurre para que el voltage cambie hasta el 63% de su valor máximo final ante un pulso de estimulación. Indica lo rápido que se despolariza la membrana

τ = Rm x Cm λ ∞ √ Rm / R i

Rm aumenta con mielina

Ri: disminuye con grosor del axon

Cm disminuye con mielina

Cambios en la Vel de conducción

La vel de conducción nerviosa aumenta por:

1) Incremento del grosor del axón (mayor cte de espacio)

2) Mielinizacion (mayor cte de espacio y menor de tiempo)

3) Conducción saltatoria: los nodos de Ranvier constituyen zonas de baja resistencia de membrana que permiten el paso de la corriente despolarizante. Alli se concentran los canales VD y es donde se regeneran los P.A.

CONDUCCION SALTATORIA EN FIBRAS MIELINIZADAS