SISTEMA NERVIOSO

SISTEMA NERVIOSO• Los ambientes externo e interno generan diversos

tipos de estímulos que son percibidos por los organismos, los cuales reaccionan frente a ellos. Esta capacidad de responder frente a estímulos es fundamental en el desarrollo de sus procesos vitales.

• En los animales la función de responder frente a estímulos la cumple el sistema nervioso, en los vegetales la cumplen las hormonas que son las que coordinan los procesos internos y las respuestas al ambiente externo.

TIPOS DE SISTEMAS NERVIOSOS EN DIVERSOS ORGANISMOS

TIPOS DE SISTEMAS NERVIOSOS EN DIVERSOS ORGANISMOS

TIPOS DE SISTEMAS NERVIOSOS EN DIVERSOS ORGANISMOS

CELULAS NERVIOSAS

CÉLULAS NERVIOSAS a) Células gliales o neuróglias: apoyan y protegen a las neuronas. Pueden ser:

• Microglias: protegen al sistema nervioso central y pueden ser macrófagas (fagocitan microbios). Emigran a áreas de tejido nervioso lesionado, eliminando los desechos de células muertas.

• Astrocitos: aportan nutrientes a las neuronas y ayudan a mantener un equilibrio químico apropiado y también evitan que entren a la neurona sustancias tóxicas.

• Oligodendrocitos y células de Schwann: participan en la formación de la vaina de mielina, la cual rodea a los axones de la mayoría de las neuronas.

b) Neuronas : células básicas del sistema nervioso, reciben y envían información hacia centros especializados del sistema nervioso.

• Generan y transmiten mensajes electroquímicos (impulsos nerviosos).• Se divide en: soma, axón y dendritas.

CÉLULAS NERVIOSAS

NEURONA

Clasificación de las Neuronas• Según función:

- Sensoriales o aferentes: Conducen la información desde los receptores hasta el centro elaborador, llevan el mensaje que es captado por los receptores.

- De asociación: Se encuentran en el interior del sistema nervioso central, son estaciones intermedias entre neuronas sensoriales y motoras. Reciben la información del estímulo y envían la respuesta a través de las neuronas motoras.

- Motoras o eferentes: Conducen la respuesta que son originadas en el sistema nervioso central hacia los efectores.

Clasificación de las Neuronas• Según las prolongaciones:

a) Unipolares

b) Bipolares

c) Multipolares

ARCO REFLEJO

ACTO REFLEJO • Un acto reflejo es una respuesta involuntaria, previsible, automática y

rápida, de tipo muscular (contráctil) o glandular (secretoria), a determinados estímulos específicos (dolor, luz, etc).

• Los reflejos se producen gracia a una serie de receptores, vías neuronales y órganos efectores.

• Para que se realice el acto reflejo, es necesaria la intervención de varias estructuras nerviosas, las que constituyen el arco reflejo.

- Arco reflejo: es el camino que recorre el impulso nervioso. - Acto reflejo: es el resultado que se obtiene del paso anterior.

ACTO REFLEJO

ARCO REFLEJO1)Receptor: corresponde a las dendritas de una neurona sensitiva o una

estructura asociada, que detecta un estímulo específico desencadenando uno o más impulsos nerviosos.

2) Neuronas sensitivas o aferentes: conduce el impulso nervioso hasta el centro integrador (médula espinal o tronco encefálico).

3) Neurona de asociación: tipo de neurona que se encuentra en los centros integradores y conecta las neuronas sensitiva y motora.

4) Centro Integrador: región del sistema nervioso que analiza la información que trae la neurona sensitiva, para elaborar una respuesta.

5) Neurona motora o eferente: conduce el impulso nervioso hasta un efector.

6) Efector: estructura que responde al impulso nervioso (un músculo esquelético, liso, cardíaco o una glándula).

RECEPTORES• Quimiorreceptores: responden a estímulos químicos (en lengua y fosas

nasales).

• Mecanorreceptores: captan estímulos mecánicos, como la presión o vibraciones del sonido (en la piel y oído).

• Termorreceptores: se encargan de percibir variaciones de temperatura (en la piel).

• Fotorreceptores: reciben estímulos luminosos (retina, en el ojo).

• Nociceptores: perciben estímulos potencialmente nocivos para el organismo, son importantes para la conservación y adaptación del mismo a su medio.

IMPULSO NERVIOSO

IMPULSO NERVIOSO • La conducción nerviosa está asociada con fenómenos eléctricos. La diferencia en la

cantidad de carga eléctrica entre una región de carga positiva y una región de carga negativa se llama potencial eléctrico .

• Casi todas las membranas plasmáticas tienen una diferencia de potencial eléctrico -el potencial de membrana - en el que el lado interno de la membrana es negativo respecto al lado externo.

• El impulso nervioso es una onda de naturaleza electroquímica que se crea en las neuronas y en algunas células de los órganos de los sentidos (receptores) al recibir un estímulo.

a) Potencial de Membrana o Potencial de Reposo:b) Potencial de acciónc) Ley del Todo o Nada

Impulso Nervioso

Axón en estado de reposo.

Impulso Nerviosoa) Cuando ambos electrodos

están fuera de la membrana, no se registra ninguna diferencia de potencial.

b) Cuando un electrodo se coloca dentro de la membrana, el interior de la neurona es negativo con respecto al exterior y la diferencia entre los dos es de aproximadamente 70 milivoltios. Este es el potencial de reposo.

c) Al estimular un axón, el impulso nervioso se propaga a lo largo de él; cuando alcanza la región en donde se encuentran los microelectrodos, el osciloscopio muestra una breve inversión de la polaridad: el interior se hace positivo en relación con el exterior. Esta breve inversión en la polaridad es el potencial de acción.

IMPULSO NERVIOSOa) Potencial de Membrana o Potencial de Reposo:

• A lo largo de la membrana plasmática de una neurona se observa que la superficie interna es más negativa que el exterior de la neurona.

• La neurona se encuentra polarizada, esto es, a un lado o polo tiene carga opuesta a la del otro lado.

• Cuando las cargas eléctricas se separan de esta forma, existe una diferencia de potencial eléctrico (que es energía) entre ambos lados de la membrana.

• En una neurona en reposo, la diferencia de potencial entre uno y otro lado de la membrana plasmática se denomina potencial de membrana o potencial de reposo.

Exterior de la neurona - -+ + + + + + _______________________________Interior de la neurona - - - - - - + - - + - - -

IMPULSO NERVIOSOb) Potencial de acción

• Un estímulo en una neurona puede provocar cambios en la permeabilidad de la membrana en el punto de estimulación, que pasa a ser el punto de excitación. Este desencadena cambios de permeabilidad en toda la membrana.

• El cambio de permeabilidad en el punto de excitación permite el movimiento de iones de un lado a otro de la membrana, provocando una variación en el potencial de reposo, lo que genera una nueva diferencia de potencial que da inicio a un potencial de acción. Un potencial de acción se puede describir en tres fases:

• a) despolarización de la membrana • b) repolarización • c) potencial de reposo.

IMPULSO NERVIOSO

IMPULSO NERVIOSO• c) Ley del Todo o Nada

• Una característica importante del impulso nervioso es que para que se desarrolle un potencial de acción se necesita un estímulo umbral (variable según el tipo de neurona).

• Si el estímulo es menor que el umbral, no se desencadena un potencial de acción o , si se produce, es muy débil.

• Si el estímulo es mayor que el umbral, no se debe esperar un potencial de acción más grande.

• Un estímulo más fuerte que el necesario para activar una neurona causa sólo la propagación de un potencial de acción idéntico al generado con estímulo umbral.

• No existe variación en la intensidad de un impulso único; es así como la neurona sigue una ley del todo o nada.

IMPULSO NERVIOSO• Intensidad, Velocidad y Conducción del Impulso Nervioso.

- La velocidad en la propagación de los potenciales de acción no depende de la fuerza del estímulo, sino que del diámetro del axón y la presencia o ausencia de vainas de mielina (con nodos de Ranvier). La temperatura baja produce una reducción en la velocidad del impulso nervioso.

- Existen dos tipos de propagación de los potenciales de acción: la conducción continua y la conducción saltatoria.

a) C. Continua : se produce una despolarización progresiva de cada zona adyacente de la membrana del axón, es decir, una onda de despolarización. Esto ocurre en las neuronas que no tienen vainas de mielina.

b) C. Saltatoria: el potencial de acción “salta” de un nodo de Ranvier a otro, por lo cual el proceso de mielina actúa como un aislante, haciendo que el impulso nervioso “salte” de un nodo a otro y avance rápido.

IMPULSO NERVIOSOFibras con y sin vaina de

mielina.

a) En una fibra sin vaina de mielina, toda la membrana del axón está en contacto con el líquido intersticial. Todas las partes de la membrana contienen canales y bombas de sodio-potasio.

b) En una fibra mielinizada, en cambio, solo están en contacto con el líquido intersticial las zonas de la membrana axónica correspondientes a los nodos de Ranvier.

SINAPSIS

SINAPSIS

• El contacto entre las neuronas se realiza a través de uniones funcionales altamente especializadas, denominadas sinapsis. Según la forma en que se comunican las neuronas, se han identificado dos tipos de sinapsis: la sinapsis química y la sinapsis eléctrica.

SINAPSIS• Tipos de Sinápsis de acuerdo a la

región de las neuronas establecen el contacto sináptico:

• Axosomática - Axodendrítica - Axoaxónica

SINAPSISa) Sinapsis Eléctrica:

• En esta sinapsis, el impulso nervioso pasa de una célula a otra, manteniendo su forma electroquímica, sin usar mediadores químicos como neurotransmisores.

• El impulso nervioso puede fluir en ambos sentidos y prácticamente no hay retardo sináptico. Sin embargo, los canales no siempre están abiertos y pueden ser modulados por el pH intracelular, por el Ca2+ e incluso por neurotransmisores.

• Las sinapsis eléctricas son comunes en invertebrados y en vertebrados inferiores; son raras en mamíferos, pero pueden observarse en el tallo encefálico, retina y cortaza cerebral, también se conoce su uso en la transmisión de potenciales de acción en la musculatura lisa viceral y en células del músculo cardiaco.

SINAPSIS ELECTRICA

SINAPSISb) Sinapsis Química:

• Utiliza moléculas llamadas neurotransmisores, (ya que un impulso nervioso es incapaz de cruzar el espacio que hay entre las neuronas).

• El impulso nervioso que viaja a lo largo del axón llega a los botones sinápticos, promoviendo la liberación de los neurotransmisores contenidos en ellos.

• Estos neurotransmisores son captados por receptores específicos ubicados en el soma, en las dendritas o en el axón de la neurona siguiente, iniciándose un potencial de acción; se genera a continuación un impulso nervioso, en la segunda neurona, que viaja hacia una tercera neurona, repitiéndose el fenómeno descrito.

• En la sinapsis podemos identificar los siguientes componentes: neurona presináptica, que envía la señal; neurona postsináptica, que recibe la señal, y espacio sináptico, que es el lugar físico donde se liberan los neurotransmisores.

• Sinapsis Inhibitorias: si el mensaje bloquea o disminuye la actividad de la parte postsinaptica (PPSI).

• Sinapsis Excitatorias: si el mensaje liberado en la parte presináptica estimula a la parte postsinaptica (PPSE)

SINAPSIS QUÍMICA

SINAPSIS QUÍMICA

Sinapsis exitatoria e inhibitoria

SINAPSIS Principales acontecimientos involucrados en la sinapsis química.

1) El impulso nervioso de la neurona alcanza el terminal presinático y la onda de despolarización provoca una apertura de canales de Ca+ .

2) Los iones Ca+ pasan al interior de la zona terminal, desencadenando una exocitosis de las vesículas sinápticas que contienen sustancias químicas denominadas neurotransmisores.

3) Los neurotransmisores son liberados al espacio sináptico.

4) La unión neurotransmisor-receptor (de la membrana postsináptica) produce la apertura de canales iónicos , lo cual genera potenciales postsinápticos que pueden tener un efecto excitador o inhibidor.

5) Si la unión neurotransmisor-receptor desencadena la apertura de ciertos canales iónicos, principalmente de aquellos que determinan la entrada de Na+ y la salida de K+, se produce un potencial postsináptico excitador.

6) Si la unión neurotransmisor-receptor desencadena la apertura de ciertos canales iónicos, principalmente de aquellos que posibilitan la entrada de Cl- o la salida de K+, se produce un potencial postsináptico inhibidor.

Organización del botón sináptico

1. Terminal nervioso 2. Vaina de mielina 3. Citoesqueleto 4. Vesículas sinápticas inmaduras 5. Vesículas sinápticas maduras (aptas

para la exocitosis) 6. Vesículas sináptica en exocitosis 7. Neurotransmisor 8. Espacio o hendidura sináptica9. Membrana presináptica 10.Eudosoma 11.Vesícula sináptica en recuperación12.Canales de calcio

Neurotransmisores

• Neurotransmisores: sustancia producida por una célula nerviosa. Es capaz de estimular o inhibir rápida o lentamente (desde milésimas de segundo hasta horas o días) la generación de un potencial de acción. También permite facilitar o antagonizar los efectos de otros neurotransmisores.

• Una variedad de sustancias químicas funcionan como neurotransmisores. En el sistema nervioso periférico, los principales son la acetilcolina y la noradrenalina.

Sinapsis Química

Neurotransmisores NT Características químicas Función Efecto

Acetilcolina Se trata de un éster de ácido acético y colina con fórmula química CH3COOCH2CH2N+(CH3)3

- Sinápsis con músculos (para la contracción) y glándulas (sist. Nervioso parasimpático).

- Efecto excitatorio en el cerebro.

- Aumento del tono, amplitud y actividad paristáltica del estómago y de los intestinos.

- Vasoconstricción, disminución de la frecuencia cardíaca.

Excitatorio e inhibitorio

Histamina

(aminas)

2-(4-imidazol) etilamina y su fórmula es C5H9N3.

Amina hidrofílica vasoactiva

-Intervine decisivamente en las reacciones de hipersensibilidad inmediata y alérgica.-Participa en la actividad del hipotálamo.- Modulador tanto de la respuesta inmune humoral como de la celular.-Vasodilatador, aumento de actividad gástrica, aumento de frecuencia cardiaca, regulador del sueño, etc.

Mayormente excitatorio.

NeurotransmisoresNT Características químicas Función Efecto

Dopamina

(aminas)

fenetilamina, una catecolamina que cumple funciones de neurotransmisor en el sistema nervioso central.

C6H3(OH)2-CH2-CH2-NH2. "4-(2-aminoetil)benceno-1,2-diol"

-Es un precursor de la norepinefrina (noradrenalina), luego epinefrina (adrenalina) en las vías de biosíntesis de estos neurotransmisores. -Actúa en vías centrales.-Relacionada con , mecanismos de regulación del sistema motor.-Participación en el comportamiento y cognición.-Regulador neuroendocrino.-Asociada al sistema de placer del cerebro.

Mayoritariamente inhibidor.

- Su falta causa Parkinson.

Noradrenalina

(aminas)

Catecolamina cuya fórmula estructural es C8H11NO3.

-neurotransmisor (junto con la adrenalina) de las vías simpáticas del Sistema Nervioso Autónomo, en las sinapsis postganglionares, que inervan los órganos blanco. -Participa en el sistema límbico y corteza cerebral.

Excitatorio o inhibitorio

- La eliminación de noradrenalina del cerebro puede relacionar con la depresión.

NeurotransmisoresNT Características químicas Función Efecto

Serotonina

(aminas)

monoamina neurotransmisora , (5-hidroxitriptamina, o 5-HT).

-Inhibición del enojo, la agresión, la temperatura corporal, el humor, el sueño, el vómito, la sexualidad, y el apetito.

- Afecta al funcionamiento vascular así como a la frecuencia del latido cardiaco, regula la secreción de hormonas, como la del crecimiento.

Inhibidor

Cambios en el nivel de esta sustancia se asocian con desequilibrios mentales como la esquizofrenia o el autismo infantil.

Glutamato

(aminoácidos)

H3N-CH-CH2-CH2-COO

COO-

-El glutamato es realmente tóxico para las neuronas, y un exceso las mataría. Algunas veces el daño cerebral o un golpe pueden llevar a un exceso de este y terminar con muchas más células cerebrales muriendo que el propio trauma. -Principal NT excitatorio del SNC (75%)

Excitatorio

NeurotransmisoresNT Características químicas Función Efecto

Aspartato

(aminoácidos)

HO2CCH(NH2)CH2CO2H -Relacionado con la regulación del sistema motor.-Se ha relacionado al glutamato con un tipo de memoria, representado por el fenómeno conocido como potenciación a largo plazo, a nivel de la sinapsis.

Excitatorio

GABA

Ácido gamma-aminobutírico.

(aminoácidos)

-Relacionado con la regulación del sistema motor.-Inhibición de GnRH (Hormona Liberadora de las Gonadotropinas). -Presente en el cerebelo, donde las células de Purkinje que recogen las principales aferencias desde el bulbo actúan liberando GABA al tálamo e hipotálamo, núcleos grises basales y al propio córtex cerebral sobre todo en la capa cuarta.

Inhibitorio

NeurotransmisoresNT Características

químicasFunción Efecto

Glicina

(aminoácidos)

NH2CH2COOH -Principal inhibidor a nivel del tronco encefálico y médula espinal.-inhibidor en el sistema nervioso central, especialmente en la médula espinal, tallo cerebral y retina.

Inhibidor

Sustancia P

(neuropéptidos)

-Está relacionada con los mecanismos dolorosos,

Mayormente excitatorio

Neuropéptido Y

(neuropéptido)

tiene un residuo terminal de tirosina, otro residuo carboxiterminal de tirosina amida, y la Y se refiere a la abreviatura de la tirosina

-Potente inductor del apetito. -Tiene una actividad vasoconstrictora muy potente

Arginina vasopresina

(AVP)

(neuropéptido)

NH2-Cys-Tyr-Phe-Gln-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly-NH2.

-Posee efectos sobre las neuronas de los núcleos paraventriculares y supraópticos que sintetizan y segregan hormonas .-actúa como agente antipirético y analgésico.

Inhibitorio

NeurotransmisoresNT Características

químicasFunción Efecto

Encefalina y endorfinas

(péptidos opioides)

Participan en mecanismos de analgesia andógena, y se cree que también participan en muchos otros comportamientos.

Mayormente inhibitorios

Oxido Nítrico

(gas)

Se sintetiza a partir de la arginina, mediante la acción de enzima óxido nítrico sintetasa (ONS)

-Participa en la vía que inerva los músculos penianos permitiendo al erección.-Participan en el proceso de aprendizaje y memoria.-Dilata vasos sanguíneos.

Monóxido de carbono

(gas)

-Molécula señalizadora del sistema nervioso.-Actúa como mediador de la vasodilatación.

Neurotransmisores

Acetilcolina Actúa en la placa neuromuscular del sistema nervioso autónomo y de algunas vías dentro del cerebro.

Se cree que participa en la regulación del ciclo sueño-vigilia.

Se sintetiza a partir de colina (mediante la enzima colina acetil transferasa) y se degrada por la enzima acetilcolinesterasa.

Los bloqueantes de esta enzima son venenos poderosos.

Dopamina

Serotonina

Histamina

Actúan en las vías centrales. Relacionados con mecanismos del regulación del sistema motor. Su falta causa la enfermedad de Parkinson.

La dopamina se sintetiza a partir del precursor L-DOPA, que se usa como fármaco en el tratamiento de la enfermedad de Parkinson.

La serotonina se sintetiza a partir del aminoácido triptófano.

La histamina se sintetiza a partir del aminoácido histidina y participa en la respuesta inmune. Además, algunas sinapsis del sistema nervioso central utilizan histamina, en particular, en el hipotálamo.

Noradrenalina (norepinefrina) Adrenalina

Actúan en la porción simpática del sistema nervioso autónomo y de vías dentro del cerebro. Se sintetizan a partir de la dopamina y son ambos degradados por la enzima monoaminooxidasa.

Aminas biógenas

NeurotransmisoresAminoácidos

GABA Actúan en las vías centrales.

Relacionados con mecanismos del regulación del sistema motor.

GABA es el principal neurotransmisor inhibitorio del sistema nervioso central.

El efecto de los barbitúricos, el alcohol y varios anticonvulsivantes está mediado por receptores de GABA.

La glicina es uno de los principales neurotransmisores inhibitorios a nivel del tronco encefálico y la médula espinal.

El glutamato es el principal neurotransmisor excitatorio del sistema nervioso central.

Glicina

Glutamato

Aspartato

Neurotransmisores

Sustancia P Participa en algunas vías del dolor

Neuropéptido Y Participa en la regulación de varios comportamientos alimentarios

Péptido vasoactivo intestinal (VIP)

Presente en diversas sinapsis del sistema nervioso central y también funcional en el sistema nervioso autónomo

Arginina vasopresina (AVP)

Presente en las sinapsis del sistema nervioso central, incluyendo el hipotálamo

Galanina Se propone que también participa en vías relacionadas con el comportamiento alimentario

Péptidos opioides: (encefalinas y endorfinas)

Se sintetizan como un prepropéptido que se cliva y da diversos neurotransmisores.

Participan en mecanismos de analgesia endógena, y se cree que también participan en muchos otros comportamientos

Neuropéptidos

Neurotransmisores

Óxido nítrico (ON) Se caracterizó inicialmente como el neurotransmisor de la vía que inerva los músculos peneanos permitiendo la erección. Actualmente se han propuesto numerosas funciones, incluyendo procesos de aprendizaje y memoria. Se sintetiza a partir de la arginina mediante la enzima óxido nítrico sintetasa (ONS

Monóxido de carbono (CO) Al igual que el ON, puede difundir libremente entre las células y posee una vida media extremadamente corta.

Gases

Neurotransmisores

• Casi todas las drogas que actúan en el cerebro alterando el humor o el comportamiento, lo hacen intensificando o inhibiendo la actividad de los sistemas neurotransmisores.

• La cafeína, la nicotina y las anfetaminas, estimulan la actividad cerebral en forma análoga a los neurotransmisores excitatorios en las sinapsis.

• La cloropromazina y los tranquilizantes relacionados bloquean los receptores de dopamina en muchos sitios, mientras que el ácido lisérgico -LSD- (un alucinógeno) inhibe la acción de la serotonina cerebral.