ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO:

FUNCIONES ELEMENTALES DE LAS SINAPSIS Y DE LAS

SUSTANCIAS TRANSMISORAS

GENERALIDADES El sistema nervioso, junto con el

sistema endocrino, desempeña la mayoría de las funciones de regulación del organismo.

En general el SN controla las actividades rápidas del cuerpo: contracciones musculares, fenómenos viscerales que evolucionan rápidamente e incluso la secreción de algunas glándulas endocrinas.

El sistema endocrino regula las funciones metabólicas del organismo.

ESTRUCTURA GENERAL DEL SN

Está formado por más de 100.000 millones de neuronas.

Las señales de entrada (aferentes) llegan a la neurona a través de las sinapsis que establecen las dendritas del soma neuronal.

La señal de salida (eferente) se transmite por el único axon que emite la neurona, pero dicho axon tiene muchas fibras separadas destinadas a otras partes del SN o a la periferia del cuerpo.

ESTRUCTURA GENERAL DEL SN

Un rasgo especial de la mayoría de las sinapsis es que la señal se transmite solamente en una dirección: hacia delante, salvo raras circunstancias.

Con ello se logra que las señales se dirijan en la dirección deseada y cumplan la función nerviosa que se necesita.

PORCIÓN SENSORIAL: RECEPTORES

La mayoría de las funciones del SN parten de una experiencia sensitiva que proviene de los receptores sensoriales.

Pueden ser auditivos, visuales, táctiles o de otras clases.

La información sensitiva procedente de los receptores se transmite al SN a través de los nervios periféricos y se dirige a numerosas áreas sensitivas situadas en:

PORCIÓN SENSORIAL: RECEPTORES

1. Médula espinal a todos sus niveles.

2. Sustancia reticular del bulbo raquídeo, de la protuberancia y el mesencéfalo.

3. Cerebelo.

4. Tálamo.

5. Áreas somestésicas de la corteza cerebral.

Pero además de todas estas áreas sensoriales, las señales se retransmiten

también a casi todo el resto del SN.

PORCIÓN MOTORA: EFECTORES

La función más importante que el SN desempeña en última instancia es el control y regulación de las distintas funciones corporales.

Esto se logra gobernando:

1. Las contracciones de la musculatura esquelética de todo el cuerpo.

2. Las contracciones musculares lisas de los órganos internos.

3. La secreción de las glándulas exocrinas y endocrinas en todo el organismo.

PORCIÓN MOTORA: EFECTORES

Todas las anteriores se consideran en su conjunto como funciones motoras del SN.

Los músculos y las glándulas que reciben los impulsos nerviosos se llaman efectores por que llevan a cabo funciones ordenadas por las señales nerviosas.

PORCIÓN MOTORA: EFECTORES

Todas las anteriores se consideran en su conjunto como funciones motoras del SN.

Los músculos y las glándulas que reciben los impulsos nerviosos se llaman efectores por que llevan a cabo funciones ordenadas por las señales nerviosas.

La vía motora del SN es de donde parten las órdenes para la contracción de la musculatura esquelética.

PORCIÓN MOTORA: EFECTORES

La actividad de los músculos esqueléticos puede ser controlada por numerosos niveles del SN como son:

1. Médula espinal.

2. Sustancia reticular del bulbo, protuberancia y mesenséfalo.

3. Ganglios basales.

4. Cerebelo.

5. Corteza motora.

FUNCIÓN INTEGRADORA DEL SN La principal función del SN es realizar el

tratamiento de la información aferente de tal forma que se produzcan respuestas motoras adecuadas.

El cerebro desecha más del 99% de toda la información sensorial, por carecer de interés o de importancia.

Luego de haber seleccionado la información sensorial, éstas es conducida hasta las regiones motoras adecuadas del encéfalo para producir las respuestas convenientes.

ALMACENAMIENTO DE LA INFORMACIÓN

Sólo una pequeña parte de la información sensorial importante produce una respuesta motora inmediata.

Gran parte de los datos restantes son alamacenados para usarlos más tarde en la regulación de los actos motores y en los procesos mentales.

La mayoría de los datos que se conservan lo hacen en la corteza cerebral.

ALMACENAMIENTO DE LA INFORMACIÓN La conservación de la información es el

proceso que llamamos memoria, y ésta es también función de las sinapsis.

Es demasiado poco lo que sabemos sobre los mecanismos exactos mediante los cuales se produce la facilitación de las sinapsis en el proceso de memoria.

Una vez que los recuerdos han sido almacenados en el SN, se convierten en una parte del mecanismo de elaboración o tratamiento de la información.

PRINCIPALES NIVELES DEL FUNCIONAMIENTO DEL SN

El SN presenta tres niveles principales que tienen atributos funcionales específicos:

1. Nivel espinal o medular.

2. Nivel encefálico inferior.

3. Nivel encefálico superior o nivel cortical.

NIVEL MEDULAR Conduce señales nerviosas, sin

embargo también presenta muchas funciones altamente organizadas.

1. Los movimientos de la marcha.

2. Reflejos de retirada cuando una parte del cuerpo recibe estímulos dolorosos.

3. Reflejos de contracción forzada de las piernas para sostener el cuerpo contra la acción de la gravedad.

4. Reflejos que regulan localmente los vasos sanguíneos, movimientos gastrointestinales, etc.

NIVEL ENCEFÁLICO INFERIOR La mayoría de las actividades que

llamamos subconscientes están controladas por las áreas inferiores del cerebro:

1. Bulbo raquídeo.

2. Protuberancia.

3. Mesenséfalo.

4. Hipotálamo.

5. Tálamo.

6. Cerebelo.

7. Ganglios basales.

NIVEL ENCEFÁLICO INFERIOR

Regulan múltiples funciones:

1. Control inconsciente de la presión arterial y la respiración.

2. Equilibrio.

3. Reflejos de la alimentación: salivación y movimientos de los labios.

4. Conducta emocional: ira, excitación, respuesta sexual, reacción al dolor y al placer.

NIVEL ENCEFÁLICO INFERIOR

Regulan múltiples funciones:

1. Control inconsciente de la presión arterial y la respiración.

2. Equilibrio.

3. Reflejos de la alimentación: salivación y movimientos de los labios.

4. Conducta emocional: ira, excitación, respuesta sexual, reacción al dolor y al placer.

NIVEL ENCEFÁLICO SUPERIOR

La corteza cerebral es un almacén de información enormemente grande.

La corteza nunca funciona sola, sino siempre en asociación con otros centros inferiores del SN.

Sin ella las funciones de los centros cerebrales inferiores son a menudo imprecisas.

Es esencial para la mayoría de nuestros procesos mentales, pero no puede funcionar por sí sola para esto.

SINAPSIS

La sinapsis es el punto de unión de una neurona con otra cercana.

FUNCIONES SINÁPTICAS

En el SNC la información se transmite principalmente bajo la forma de potenciales de acción nervioso que pasan uno tras otro por una serie de neuronas.

No se observa de inmediato que cada impulso pueda:

FUNCIONES SINÁPTICAS

1. Ser bloqueado al transmitirse de una neurona a la siguiente.

2. Cambiar, y en lugar de ser único convertirse en impulsos repetidos.

3. Integrarse con los impulsos de otras neuronas para dar lugar a tipos muy complejos de impulsos en las neuronas sucesivas.

CLASES DE SINAPSIS

Las señales nerviosas se transmiten de una neurona a otra a través de las uniones interneuronales llamadas sinapsis.

Existen dos tipos de sinapsis:

1. Sinapsis química.

2. Sinapsis eléctrica.

1- SINAPSIS QUÍMICAS

Casi todas las sinapsis que se utilizan para transmitir señales en el SNC del ser humano son sinapsis químicas.

La primera neurona secreta en la sinapsis una sustancia química llamada neurotransmisor y éste a su vez, actúa sobre las proteínas del receptor de membrana de la siguiente nuerona para exitarla, inhibirla o modificar su sensibilidad de alguna manera.

2- SINAPSIS ELÉCTRICA

Se caracterizan por ser canales directos que transmiten impulsos eléctricos desde una célula a la siguiente.

La mayoría de ellas constan de pequeñas estructuras tubulares formadas por proteínas y que se llaman uniones tubulares laxas.

Éstas permiten el paso libre de iones desde dentro de una célula a la siguiente.

TERMINALES PRESINÁPTICAS

Las terminales presinápticas son los extremos de las fibrillas nerviosas procedentes de muchas otras neuronas.

Parecen pequeños abultamientos redondos u ovales.

TERMINALES PRESINÁPTICAS Cuando un potencial de acción se

propaga por una terminal presináptica, la despolarización de la membrana produce un vaciamiento de un número pequeño de vesículas dentro de la hendidura; a su vez, el transmisor liberado produce un cambio inmediato en las propiedades de permeabilidad de la membrana neuronal postsináptica, lo que da lugar a la exitación o inhibición de la misma, dependiendo de las características del receptor.

PAPEL DE LOS IONES CALCIO La membrana presináptica contiene

gran número de canales de Ca con barrera dependiende del voltaje.

Cuando un potencial de acción despolariza la terminal, muchos iones de Ca pasan por esos canales y vacían la terminal.

La cantidad de sustancia transmisora que se libera en la hendidura sináptica está directamente relacionada con el número de iones de Ca que penetra en la terminal.

ACCIÓN DEL TRANSMISOR En sinapsis, la membrana de la neurona

postsináptica, contiene gran cantidad de proteínas del receptor.

Estos receptores tienen dos componentes importantes:

1. Un componente de fijación: aquí se une al neurotransmisor de la terminación presináptica.

2. Un componente ionóforo: hace todo su recorrido atravesando la membrana hasta el interior de la neurona postsináptica.

ACCIÓN DEL TRANSMISOR El componente ionóforo puede ser de

dos clases:

1. Un canal para los iones que deja pasar determinadas clases de iones a través del canal.

2. Un activador del “segundo mensajero”, que no es un canal de iones. Penetra en el citoplasma celular y actiba dentro de la neurona postsináptica a una o más sustancias.

Con ello se logra modificar determinadas funciones celulares.

CANALES IÓNICOS

Los canales de los iones situados en la membrana de la neurona postsináptica suelen ser de dos clases:

1. Canales de cationes: permiten el paso de Na y algunas veces de K o Ca.

2. Canales de aniones: permiten el paso de Cl y algunas diminutas cantidades de otros aniones.

CANALES IÓNICOS

Cuando una sustancia transmisora activa a un canal iónico, éste suele abrirse en una fracción de milisegundo y si el transmisor ya no está presente, el canal se cierra con la misma rapidez.

Por tanto la apertura o cierre sirven para activa o inhibir rápidamente las neuronas postsinápticas.

“SEGUNDO MENSAJERO”

Muchas funciones del SN, por ejemplo la memoria, exigen que los cambios neuronales se prolonguen desde seg hasta meses después de desaparecer la sustancia transmisora inicial.

Los canales iónicos no son apropiados para ello.

Un sistema químico llamado “segundo mensajero” que está dentro de la segunda neurona postsináptica produce el efecto prolongado.

RECEPTORES

Algunos receptores sinápticos, al activarse, excitan a la neurona postsináptica y otros la inhiben.

La importancia es dar una nueva dimensión a la función nerviosa, pues favorece su represión tanto como su facilitación.

RECEPTORES DE EXCITACIÓN

Apertura de los canales de Na para dejar pasar muchas cargas eléctricas positivas al interior de la célula postsináptica.

Esto hace que el potencial de membrana se eleve en dirección positiva y alcance un umbral de excitación.

RECEPTORES DE INHIBICIÓN

Apertura de los canales de Cl que atraviesan la molécula del receptor. Esto permite la difusión rápida de los iones de cloro caragados negativamente desde el exterior de la neurona postsináptica al interior de la misma.

Con ello, las cargas negativas pasan dentro y aumenta la negatividad intracelular, lo cual tiene un efecto inhibidor.

NEUROTRANSMISORES

Existen más de 50 sustancias químicas que funcionan como transmisores sinápticos.

Se ubican en dos grupos: transmisores de molécula pequeña y acción rápida y neuropéptidos de acción lenta.

Los primeros originan la mayoría de las respuestas inmediatas y los otros suelen producir efectos más prolongados.

TRANSMISORES DE MOLÉCULA PEQUEÑA

Grupo I:

1. Acetilcolina.

Grupo II:

1. Norepinefrina.

2. Epinefrina.

3. Dopamina.

4. Serotonina.

5. Histamina.

TRANSMISORES DE MOLÉCULA PEQUEÑA

Grupo III: Aminoácidos.

1. Ácido gamma-aminobutírico (GABA).

2. Glicina.

3. Glutamato.

4. Aspartato.

Grupo IV:

1. Óxido nítrico.

NEUROPÉPTIDOS DE ACCIÓN LENTA

Hormonas liberadas por el hipotálamo:

1. Hormona liberadora de tirotropina.

2. Hormona liberadora de hormona luteinizante.

3. Somatostatina.

Péptidos hormonales:

1. Beta-endorfina.

2. Hormona estimulante de los melanocitos.

NEUROPÉPTIDOS DE ACCIÓN LENTA

3. Prolactina.

4. Hormona luteinizante.

5. Tirotropina.

6. Hormona del crecimiento.

7. Vasopresina.

8. Oxitocina.

Péptidos que actúan sobre el encéfalo:

1. Leucina.

2. Metiionina.

NEUROPÉPTIDOS DE ACCIÓN LENTA

3. Sustancia P.

4. Gastrina.

5. Colecistocinina.

6. Péptido intestinal vasoactivo.

7. Neurotensina.

8. Insulina.

Procedentes de otros tejidos:

1. Angiotensina II.

2. Bradicinina.

DESTRUCCIÓN DE LA SUSTANCIA TRANSMISORA

Después de ser liberado en una terminación nerviosa, el transmisor se destruye o es eliminado de algún modo para impedir que siga actuando por más tiempo.

La intensidad con que actua cada mecanismo para destruir las sustancias transmisoras varía según la clase de transmisor y la clase de neurona.