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Doctor Carlos Andres Vera Aparicio
Medico Especialista en Pediatra Universidad de los Andes
Docente Tiempo Completo Universidad de Pamplona
PsicoFisiologia
Fisiología Sistema nervioso
Estructura y funcionamiento
neurona
Estructura neuronal
Potencial de reposo
Potencial de acción
Impulso nervioso
Sinapsis
Estructura de una neurona
Acción de las células de schwann
Soma neuronal
 El soma o cuerpo neuronal es la estructura de
“ control Neuronal”
 Contiene el núcleo como estructura principal,
reguladora de todas sus funciones.
 Contiene la mayoría de los organelos típicos
de una célula eucariótica.
 Se incluyen además , en las neuronas los
cuerpos de nissl que corresponden al RER y
las neurofibrillas que recorren el soma.
 Carecen de centriolos y derivados de ellos.
Funciones del soma
 Mantener la integridad anatómica y
funcional de la neurona ( por tener el
“centro de control” de todas sus
actividades celulares).
 Generar las prolongaciones
neuronales ( las dendritas y el axón )
 Sintetizar los mediadores químicos o
neurotransmisores que permiten la
comunicación neuronal
Prolongaciones neuronales:
A) Las dendritas
 Son las prolongaciones cortas de las
neuronas.
 Conducen siempre información hacia el soma
neuronal.
 Pueden ser muchas o pueden no existir en la
neurona
Axón o cilindro eje
 Es la prolongación más larga y única de toda neurona.
 Su misión es conducir impulsos que se alejan del soma
neuronal en dirección a otra neurona.
 En la mayoría de las neuronas se cubre por una capa de
lípidos llamada “ vaina de mielina”.
 La vaina de mielina no es contínua y se encuentra
separada por los nódulos de Ranvier.
 Todo axón termina en la
“arborización terminal” al inicio de
una sinapsis.
 En el extremo de la arborización
terminal se encuentran los
botones sinápticos o vesículas
sinápticas.
 Los botones sinápticos
almacenan temporalmente las
sustancias químicas llamadas
neurotransmisores.
 Los neurotransmisores son los
mediadores de comunicación
entre una neurona y otra.
Tipos de neuronas
Las neuronas se clasifican según
varios criterios:
 Neuronas unipolares, bipolares y
multipolares.
 Neuronas sensitivas, de asociación
y motoras.
 Neuronas mielínicas y amielínicas
 Neuronas alfa, beta y gamma
Tipos de neuronas
Multipolar Bipolar Unipolar
Fibras nerviosas:
 Cuando los axones de las neuronas se
rodean de membranas se denominan
fibras nerviosas.
 La vaina de mielina es una capa inerte
que rodea el axón de muchas neuronas
ayudando a su velocidad de conducción
de impulsos nerviosos
 La vaina de Schwann o neurilema es una
capa de células de la glía que rodea los
axones y permite su protección y
reparación, no se encuentra en neuronas
de SNC.
Comunicación neuronal : los impulsos
nerviosos
 Un impulso nervioso es una onda
electroquímica que se desplaza a lo largo del
axón de una neurona
 La teoría de la membrana es la que permite
explicar en mejor forma la naturaleza de los
impulsos nerviosos.
 Todas las células, en especial las neuronas
presentan su LIC eléctricamente negativo y en
su LEC eléctricamente positivo.
 Esto anterior corresponde al estado de reposo
o potencial de reposo. ( equilibrio de Donnan)
 Este potencial de reposo cambia cuando la
neurona es excitada por un determinado
estímulo.
Potencial de reposo o potencial de membrana
 Diferencia de potencial entre el lado interno
( LIC) de -70 mv y el lado externo ( LEC) de
+ 60 mv. de la membrana plasmática o membrana
celular.
 La membrana celular cumple un papel fundamental en
esta diferencia de polaridad.
 Origen: El interior se hace negativo por:
 La bomba de Na+/K+ es electrogénica: introduce 2K+
y saca 3Na+.
 La membrana en reposo es impermeable al Na+ pero
deja pasar K+.
 Existe abundancia de aniones proteicos en el
interior de la célula ( citoplasma),los que jamás
abandonan la célula
Movimientos iónicos a través de las proteínas canal
POTENCIAL DE REPOSO = -70 mV
K+
K+ K+
K+
K+
K+
K+
POTENCIAL DE REPOSO = -70 mV
K+ K+
K+
K+K+
K+
POTENCIAL DE REPOSO = -70 mV
Na+
Despolarización: inicio de un impulso nervioso
 Cuando un estímulo es aplicado sobre una neurona
ésta responde de la siguiente forma:
 Los canales de sodio que permanecían cerrados en
estado de reposo se abren permitiendo su ingreso.
 El sodio al ingresar no solo neutraliza el potencial
eléctrico sino que lo invierte.
 Como resultado se produce una inversión de polaridad
denominada despolarización.
 La despolarización marca el inicio de
un potencial de acción o impulso
nervioso que se propagará a lo largo
de una neurona.
 La neurona al cambiar de polos el
potasio es expulsado del interior por
igualdad de cargas, haciendo cada
vez más el interior positivo.
 Un impulso nervioso es una onda
propagable que recorre el axón
neuronal
K+ K+
K+
K+K+
K+
DEPOLARIZACIÓN
K+ K+
K+
K+K+
K+
DEPOLARIZACIÓN
Na+
K+ K+
K+
K+K+
K+
DEPOLARIZACIÓN
Na+
K+ K+
K+
K+K+
K+
DEPOLARIZACIÓN
Na+
Na+
K+ K+
K+
K+K+
K+
DEPOLARIZACIÓN
Na+ Na+
Cambios en el potencial de acción neuronal
Potencial de acción
 Se propaga por el axón neuronal
en dirección a la neurona vecina,
su velocidad e intensidad es
siempre igual (“todo o nada”)
 Es un proceso Activo que requiere
energía.
 Se propaga sin cambios y siempre
es una onda electroquímica
Modificaciones electroquímicas en la
neurona
La onda de depolarización es
propagable
POTENCIALELÉCTRICO
-70 mV
0 mV
TIEMPO
1 ms
POTENCIAL DE ACCIÓN
Canales dependientes de voltaje
 Se abren cuando el potencial de
reposo o de membrana se hace
menos negativo (depolarización)
 De sodio:
 Muy rápidos
 Provocan más depolarización
 Se inactivan
 De potasio
 Menos rápidos
 Revierten la depolarización.
PROPAGACIÓN DEL POTENCIAL DE ACCIÓN
PROPAGACIÓN DEL POTENCIAL DE ACCIÓN
Na+
PROPAGACIÓN DEL POTENCIAL DE ACCIÓN
Na+
PROPAGACIÓN DEL POTENCIAL DE ACCIÓN
Na+
Na+
PROPAGACIÓN DEL POTENCIAL DE ACCIÓN
Na+
Na+
Velocidad de conducción de
los impulsos nerviosos
Depende de 2
factores:
 Diámetro del axón ( con
un determinado grosor
de la mielina)
 Presencia de nódulos
de ranvier ( conducción
saltatoria).
Na+
mielina
Na+
Na+
Velocidad de conducción
 En una fibra nerviosa sin vaina de mielina, toda la
membrana del axón está en contacto con el líquido
intersticial ( LEC)
 El flujo de iones puede verse alterado disminuyendo su
tránsito por la membrana del axón.
 En una fibra mielinizada, solo están en contacto con el
líquido intersticial ( LEC) las zonas de la membrana
axónica correspondientes a los nodos de Ranvier.
 Por lo general, todos los canales iónicos y bombas de
sodio-potasio se concentran en estas zonas.
 Así, los potenciales de acción se pueden generar solo en
los nodos y el impulso nervioso salta de nodo en nodo,
acelerándose la conducción.
 La neurona siempre responde a la “ley del todo o nada”
cuya transmisión viaja con igual velocidad siempre que
se alcance el nivel umbral
¿ Cómo una célula excitada recupera
su potencial de reposo?
 El sodio que se encuentra en el
interior y causante de la
despolarización es “ bombeado”
fuera de la célula por la
“ bomba de sodio y potasio”
 La bomba de sodio y potasio está
presente en todas las membranas de
las células y su finalidad es expulsar
el sodio fuera de la célula e
incorporar a la vez el potasio que
está siendo expulsado por igualdad
de cargas que el sodio
 La bomba de Na y K, gasta energía en
forma de ATP para realizarse.
 Posee la responsabilidad de la
repolarización celular, es decir, el
regreso a la polaridad inicial o potencial
de reposo o de membrana.
 Cuando la neurona o la célula recupera
su potencial de reposo, recién estará en
condiciones de responder ante un nuevo
estímulo despolarizándose nuevamente.
 El tiempo en que la neurona no
responde a estímulos por estar
“excitada” se denomina periodo
refractario que dura 2 ms.
Sinapsis
 Las señales o impulsos nerviosos
viajan de una neurona a otra a lo
largo de la unión especializada
llamada sinapsis.
 La sinapsis es un pequeño espacio de
200 A que separa a una neurona de
otra.
 Pueden ser de naturaleza química o
eléctrica, son más comunes las
primeras.
 Esta sinapsis es
de tipo química
puesto que la
neurona
presináptica debe
emitir una
sustancia química
(neurotransmisor)
para estimular o
inhibir a la
neurona
postsináptica
AXÓN
DENDRITA
SINAPSIS
NEUROTRANSMISOR
SINAPSIS EXCITADORA
SINAPSIS EXCITADORA
SINAPSIS EXCITADORA
Na+
+
+
+
+
+
+
+
SINAPSIS INHIBIDORA
SINAPSIS INHIBIDORA
SINAPSIS INHIBIDORA
K+
--
-----
--
-
SINAPSIS INHIBIDORA
Cl-
--
-----
--
-
Estructura microscópica de la sinapsis
Mecanismo de transmisión del Impulso
Nervioso por la sinapsis.
 Llegada de la onda despolarizante o
impulso nervioso al botón sináptico o
vesícula sináptica la que provoca la
apertura de los canales iónicos al
Calcio.
 Este ión calcio penetra al interior del
botón sináptico, produciendo o
desencadenando la exocitosis de la
vesícula sináptica.
 Se liberan los neurotransmisores
al espacio sináptico y se unen a
receptores específicos de la
membrana celular de la neurona
postsináptica.
 La unión de neurotransmisor y
sus receptores pueden provocar
potenciales posinápticos
exitadores o inhibidores según
sea el caso.
Potenciales excitatorios ( PPSE)
 Se produce por una despolarización de la
membrana celular de neurona post sináptica.
 El neurotransmisor permite la excitación de la
membrana y la apertura de los canales para el
sodio.
 Las despolarizaciones producida por cada botón
tienen un efecto sumatorio con lo que se puede
despolarizar el total de la Membrana celular.
 Una vez provocada la excitación, el neurotransmisor
es degradado por enzimas y la neurona post
sináptica ,una vez conducido el impulso nervioso,
se dispone a repolarizarse, para salir de su periodo
refractario.
Potenciales Inhibitorios ( PPSI)
 Son generados por una hiperpolarización de
la membrana celular de la neurona
postsináptica.
 La unión del neurotransmisor con sus
receptores celulares provoca la apertura de
los canales iónicos para el Cl y no para el
sodio, los que se hermetizan, con lo que el
medio interno celular queda mas negativo.
 También la hiperpolarización puede deberse
a la apertura de los canales iónicos al K el
que sale en demasía de la célula dejando
mas negativo el medio interno celular
Eventos de la sinapsis
 Una vez que los neurotransmisores
cumplieron su función enzimas
específicas los degradan para evitar
una sobre estimulación.
 Los subproductos de la destrucción
enzimática de los neurotransmisores
son reciclados.
 Las propiedades de los
neurotransmisores y de sus
receptores específicos determinan que
un mismo neurotransmisor pueda
actuar como excitador o inhibidor.
(acetilcolina es inhibidor en el corazón
y excitador en musculatura
esquelética.
Pasos en la transmisión sináptica
 Llegada de un impulso nervioso al
terminal axónico.
 Se desprende Ca++ que provoca el
movimiento de los botones
sinápticos y la exocitosis de sus
neurotransmisores.
 Descarga de neurotransmisores en
el espacio sináptico
 Captación de los neurotransmisores
por parte de los receptores de
membrana ( post sináptica)
 Apertura de los canales de sodio que
permiten la entrada del Na al interior
de la neurona post sináptica.
 Cambio de potencial e inicio de un
impulso nervioso en la neurona PS
 Liberación de enzimas degradadoras
por parte de neurona post sináptica,
 Degradación enzimática de los
neurotransmisores.
 Recuperación del potencial de reposo
utilizando la bomba de Na y K.
 El estado de reposo se logra cuando
se recupera el potencial negativo
interior y positivo en el exterior
Características de la
transmisión sináptica
 Existen varias características que
resaltan en la conducción de
impulsos a nivel de las sinapsis:
1) Es unidireccional
2) Es bloqueada o inhibida por
sustancias químicas competidoras o
estimulantes
3) Se puede producir fatiga sináptica
4) Existe retardo sináptico
5) Puede producirse sumación temporal
6) Se pueden producir PPSE y/o PPSI
7) Pueden existir redes de convergencia y
de divergencia
Médula espinal
Músculo flexor
Músculo
extensor
Sinapsis
excitadoras
Sinapsis
inhibidora
Fibra nerviosa
sensorial
REFLEJO DE FLEXIÓN O DE DEFENSA
NEUROTRASMISORES
Fisiología de la neurona
 Cuando la
carga eléctrica
se invierte,
haciendo el
interior más
positivo en
relación a su
exterior la
neurona se
despolariza, o
sea invierte su
Fisiología de la neurona
 Como se logra
esto:
 Intercambian
do iones
 Que son los
iones
 Son átomos
con carga
eléctrica
Fisiología de la neurona
 Así, si
queremos
despolarizar la
neurona,
hacemos que
ingrese a la
célula iones
con carga
eléctrica
positiva.
 Los iones
Fisiología de la neurona
 Inmediatament
e después de
este
fenómeno, la
neurona busca
regresar a su
potencial de
reposo.
 Esto lo logra
regresando los
iones a su pool
Fisiología de la neurona
 Una vez despolarizada
la célula inicia la
conducción del impulso
a través del axón.
 Realizando el mismo
intercambio iónico a lo
largo del trayecto.
Fisiología de la neurona
 Aquí es donde la
función del
ologodendrocito
entra en acción.
 Las bandas de
mielina recubren el
axón, dejando
pequeños espacios
sin recubrir llamados
nodos de Ranvier.
Fisiología de la neurona
 La neurona
tiene dos
funciones
principales:
 La propagación
del potencial de
acción a través
del axón y
 Su transmisión a
otras neuronas o
a células
efectoras para
inducir una
Transmisión neuronal
 Existe dos
tipos de
transmisión
entre una
neurona y otra
célula.
 Uno es
eléctrico,
estimulando
canales que
dependen de
Transmisión neuronal
 La otra forma
de trasmisión
del impulso de
una neurona a
otra o a una
célula efectora
no neuronal
depende de la
acción de
neurotransmis
ores (NT)
Neurotransmisores
 El cuerpo
neuronal
produce ciertas
enzimas que
están
implicadas en
la síntesis de
la mayoría de
los NT.
 Estas enzimas
actúan sobre
Neurotransmisores
 El contenido
de NT en cada
vesícula es
cuántico.
 Algunas
moléculas
neurotransmis
oras se liberan
de forma
constante en la
terminación,
Neurotransmisores
 Un PA que alcanza la
terminación puede activar una
corriente de calcio y precipitar
simultáneamente la liberación
del NT desde las vesículas
mediante la fusión de la
membrana de las mismas a la
de la terminación neuronal.
 Así, las moléculas del NT son
expulsadas a la hendidura
sináptica mediante exocitosis.
Neurotransmisores
 Un
neurotransmis
or es una
sustancia
química
liberada
selectivamente
de una
terminación
nerviosa por la
acción de un
Neurotransmisores
 El NT es quien
define la
respuesta de la
neurona
estimulada.
 Hay NT
excitadores e
inhibidores
 Los
Neurotransmisores
 Los
aminoácidos
glutamato y
aspartato son
los principales
NT excitatorios
del SNC.
 Están
presentes en la
corteza
cerebral, el
Neurotransmisores
 El ácido g-
aminobutírico
(GABA) es el
principal NT
inhibitorio
cerebral.
 Deriva del
glutamato,
mediante la
decarboxilació
n realizada por
Neurotransmisores
 La glicina
tiene una
acción similar
al GABA pero
en las
interneuronas
de la medula
espinal.
 Probablemente
deriva del
metabolismo
Neurotransmisores
 La serotonina (5-
hidroxitriptamina) (5-
HT) se origina en el
núcleo del rafe y las
neuronas de la línea
media de la
protuberancia y el
mesencéfalo.
 Deriva de la
hidroxilación del
Neurotransmisores
Entre las principales funciones
de la serotonina está:
 Regular el apetito mediante
la saciedad,
 Equilibrar el deseo sexual,
 Controlar la temperatura
corporal,
 La actividad motora y las
funciones perceptivas y
cognitivas.
 La serotonina interviene en
otros neurotransmisores
como la dopamina y
la noradrenalina, que están
relacionados con
la angustia, ansiedad, miedo
, agresividad, así como los
problemas alimenticios.
 Ejerce influencia sobre
el sueño.
 Se relaciona también con
los estados de ánimo,
las emociones.
 Afecta al funcionamiento
vascular así como a
la frecuencia del latido
cardiaco.
Neurotransmisores
 La serotonina se metaboliza
a melatonina en la glándula
pineal.
 La enzima N-acetil
transferasa que tiene mayor
actividad por la noche, y es
la encargada de pasar la
serotonina a N-acetil
serotonina.
 La hidroxil-indol metil
transferasa acaba el ciclo
con la síntesis de
melatonina.
 Una vez que se estimula, el
pinealocito segrega
melatonina a la sangre
induciendo el sueño.
Neurotransmisores
 La acetilcolina es el NT
fundamental de las neuronas
motoras bulbo-espinales, las
fibras preganglionares
autónomas, las fibras
colinérgicas posganglionares
en el SNP y muchos grupos
neuronales del SNC (ganglios
basales y corteza motora).
 Se sintetiza a partir de la
colina y la acetil-coenzima A
mitocondrial, mediante la
colinacetiltransferasa.
Neurotransmisores
 La acetilcolina
ejerce
múltiples
funciones.
 La principal
función es la
contracción
muscular, esta
es liberada por
la neurona a la
fibra muscular
Neurotransmisores
Otras funciones de la acetilcolina son:
 Sistema
cardiovascular: vasodilatación,
disminución de la frecuencia
cardíaca (efecto cronotrópico ne
gativo), disminución de la
velocidad de conducción
del nodo sino-
auricular y aurículo-ventricular y
una disminución en la fuerza de
contracción cardíaca (efecto
inotrópico negativo).
 Es importante remarcar que los
vasos sanguíneos carecen de
inervación parasimpática, por lo
que los efectos vasodilatadores
causados por acetilcolina no se
observan fisiológicamente, sino
ante la administración exógena
del neurotransmisor.
 Tracto gastrointestinal: Aumenta la motilidad,
secreción glandular y el peristaltismo
gastrointestinal.
 Sistema pulmonar: Provoca
broncoconstricción y aumenta la secreción de
agente surfactante.
 A nivel vesical: Favorece la micción mediante
tres procesos: contracción de músculo
detrusor, relajación del trígono vesical y del
esfínter ureteral interno.
 A nivel ocular: produce la contracción del
músculo circular del iris, generando Miosis.
Además permite que se de el reflejo de
acomodación.
 A nivel cutáneo: aumenta la secreción de la
glándulas sudoríparas.
Neurotransmisores
 La dopamina es el NT de algunas
fibras nerviosas periféricas y de
muchas neuronas centrales.
 El aminoácido tirosina es captado
por las neuronas dopaminérgicas y
convertido en 3,4-
dihidroxifenilalanina (dopa) por
medio de la tirosina-hidroxilasa.
 La dopa se decarboxila hasta
dopamina por la
acción de la descarboxilasa de l-
Neurotransmisores
 La dopamina
es sintetizada
en la sustancia
nigra y enviada
a estructuras
diencefálicas,
específicament
e estriado y a
la corteza
prefrontal.
 Hay 5 tipos de
Neurotransmisores
 El circuito más
estudiado es el
nigro-estriatal
o motor, donde
se encuentra
predominante
mente
receptores D1
y D2.
 Este circuito
está
Neurotransmisores
 Existen en total 5 circuitos descritos,
denominados circuitos prefrontales o de
ganglios basales.
 Los dos primeros están directamente
relacionados con movimiento.
Neurotransmisores
 Los otros tres están directamente
relacionados con funciones ejecutivas.
 Como estados de animo, control de impulsos,
motivación.
 En estos últimos predominan
los receptores D3, D4 y D5,
Neurotransmisores
El circuito cingulado anterior o meso-
límbico
 Transmite dopamina desde el
área ventral tegmental (VTA)
hasta el núcleo accumbens.
 El VTA se ubica en
el mesencéfalo, mientras que el
núcleo acuminado se encuentra
en el sistema límbico.
 El prefijo "meso-" de mesolímbico
se refiere precisamente al
mesencéfalo o cerebro medio.
 Al núcleo accumbens
se atribuye una función
importante en
el placer incluyendo
la risa y la recompensa,
así como el miedo y
la agresión
 Es el centro de la
gratificación, se
relaciona con
la adicción y el efecto
placebo.
Neurotransmisores
 Los impulsos dopaminérgicos del
área ventral tegmental modulan la
actividad de las neuronas del
núcleo accumbens.
 Estas terminales dopaminérgicas
provenientes del área ventral
tegmental son el sitio de acción
de drogas altamente adictivas
como la cocaína y la anfetamina,
las cuales provocan un aumento
en la liberación de dopamina en
el núcleo accumbens.
 Además de estas, casi
todas las drogas de uso
recreativo
(heroína, morfina, nicoti
na) son capaces de
incrementar, por
diversos mecanismos,
los niveles de
dopamina en este
núcleo.
 En recompensas como
las referentes a
alimentación, sexo y los
videojuegos
desempeña una función
similar.
Neurotransmisores
 Se sabe que
la vía
mesolímbica
está asociada
con la
modulación de
las respuestas
de
la conducta fre
nte a estímulos
de gratificación
 La dopamina, precursor
en la síntesis
de noradrenalina y adre
nalina, es
el neurotransmisor pred
ominante en el sistema
mesolímbico.
 Los trastornos de la vía
mesolímbica causan los
síntomas positivos de
Neurotransmisores
 La vía mesocortical es una ruta
de neuronas que conecta al área
ventral tegmental con la corteza
cerebral, en particular a nivel
del lóbulo frontal.
 Es una de las principales vías
dopaminérgicas a nivel cerebral y
es esencial en la función
cognitiva.
 Se cree que está íntimamente
asociada en las respuestas
relacionadas a la motivación y
emociones.
 Cuando hay trastornos
en la vía mesocortical
aparecen psicosis tales
como las que se ven en
el deterioro cognitivo de
la esquizofrenia.
 Esta vía está muy
relacionada con la vía
mesolímbica.
Neurotransmisores
 La vía tuberoinfundibular es el nombre
que recibe una población
de neuronas del núcleo
arcuato del hipotálamo mediobasal,
llamada región tuberal, que transcurren
hasta la eminencia medial o región
infundibular que es la porción más
inferior del hipotálamo.
 La vía tuberoinfundibular es una de las
cuatro vías dopaminérgicas del cerebro.
La dopamina a este nivel regula la
secreción de prolactina de la
adenohipófisis.
 Algunos medicamentos que
bloquean la dopamina a
nivel de la vía
tuberoinfundibular, causan
un aumento de los niveles
de prolactina en sangre, un
trastorno
llamado hiperprolactinemia.
 Ello causa una secreción
anormal de lactancia,
inclusive en hombres,
irregularidades en el ciclo
menstrual en mujeres,
problemas visuales, dolor de
cabeza y disfunción sexual,
viéndose afectada
la fertilidad del individuo.
Neurotransmisores
 En los lóbulos
frontales, la
dopamina
controla el flujo
de información
desde otras
áreas
del cerebro.
 Los
desórdenes de
dopamina en
 Las
concentracione
s reducidas de
dopamina en
la corteza
prefrontal se
piensa
contribuyen
al trastorno por
déficit de
atención con
Neurotransmisores
 La
noradrenalina
es el NT de la
mayor parte de
las fibras
simpáticas
posganglionare
s y muchas
neuronas.
 El precursor es
la tirosina, que
Neurotransmisores
 La noradrenali
na o norepinefr
ina es
una catecolami
na con
múltiples
funciones
fisiológicas y
homeostáticas
que puede
actuar
 Una de las
funciones más
importantes de
la
noradrenalina
es su rol
como neurotra
nsmisor.
 Es liberada por
las neuronas
simpáticas afe
Neurotransmisores
 Como hormona del estrés,
la noradrenalina afecta
partes del cerebro tales
como la amígdala cerebral,
donde la atención y
respuestas son controladas.
 Junto con la adrenalina,
subyace la reacción de
lucha o huida,
incrementando directamente
la frecuencia cardiaca,
desencadenando la
liberación de glucosa de las
reservas de energía e
incrementando el flujo
sanguíneo hacia el músculo
esquelético.
 Incrementa el suministro de
oxígeno del cerebro.
Neurotransmisores
 Los NT ejercen
una acción
específica
sobre la
neurona post-
sináptica.
 Sin embargo el
circuito donde
esta acción es
ejercida
determinará la
Neurotransmisores
 Deficiencia de
dopamina en
los circuitos
motores
causan
trastornos del
movimiento
como el
Parkinson
(rigidez,
hipocinesia y
 Sin embargo el
exceso causa
otro problema
de movimiento
como Corea
(hipercinesia)
Neurotransmisores
 Sin embargo la
deficiencia de
dopamina en los
circuitos
prefrontales causa
déficit de atención
 El exceso en
estos circuitos
causa manía y
psicosis.
Gracias

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Clase 3. Fisiologia Sistema Nervioso Central

  • 1. Doctor Carlos Andres Vera Aparicio Medico Especialista en Pediatra Universidad de los Andes Docente Tiempo Completo Universidad de Pamplona PsicoFisiologia Fisiología Sistema nervioso
  • 2. Estructura y funcionamiento neurona Estructura neuronal Potencial de reposo Potencial de acción Impulso nervioso Sinapsis
  • 4. Acción de las células de schwann
  • 5. Soma neuronal  El soma o cuerpo neuronal es la estructura de “ control Neuronal”  Contiene el núcleo como estructura principal, reguladora de todas sus funciones.  Contiene la mayoría de los organelos típicos de una célula eucariótica.  Se incluyen además , en las neuronas los cuerpos de nissl que corresponden al RER y las neurofibrillas que recorren el soma.  Carecen de centriolos y derivados de ellos.
  • 6. Funciones del soma  Mantener la integridad anatómica y funcional de la neurona ( por tener el “centro de control” de todas sus actividades celulares).  Generar las prolongaciones neuronales ( las dendritas y el axón )  Sintetizar los mediadores químicos o neurotransmisores que permiten la comunicación neuronal
  • 7. Prolongaciones neuronales: A) Las dendritas  Son las prolongaciones cortas de las neuronas.  Conducen siempre información hacia el soma neuronal.  Pueden ser muchas o pueden no existir en la neurona
  • 8. Axón o cilindro eje  Es la prolongación más larga y única de toda neurona.  Su misión es conducir impulsos que se alejan del soma neuronal en dirección a otra neurona.  En la mayoría de las neuronas se cubre por una capa de lípidos llamada “ vaina de mielina”.  La vaina de mielina no es contínua y se encuentra separada por los nódulos de Ranvier.
  • 9.
  • 10.  Todo axón termina en la “arborización terminal” al inicio de una sinapsis.  En el extremo de la arborización terminal se encuentran los botones sinápticos o vesículas sinápticas.  Los botones sinápticos almacenan temporalmente las sustancias químicas llamadas neurotransmisores.  Los neurotransmisores son los mediadores de comunicación entre una neurona y otra.
  • 11.
  • 12. Tipos de neuronas Las neuronas se clasifican según varios criterios:  Neuronas unipolares, bipolares y multipolares.  Neuronas sensitivas, de asociación y motoras.  Neuronas mielínicas y amielínicas  Neuronas alfa, beta y gamma
  • 13. Tipos de neuronas Multipolar Bipolar Unipolar
  • 14. Fibras nerviosas:  Cuando los axones de las neuronas se rodean de membranas se denominan fibras nerviosas.  La vaina de mielina es una capa inerte que rodea el axón de muchas neuronas ayudando a su velocidad de conducción de impulsos nerviosos  La vaina de Schwann o neurilema es una capa de células de la glía que rodea los axones y permite su protección y reparación, no se encuentra en neuronas de SNC.
  • 15. Comunicación neuronal : los impulsos nerviosos  Un impulso nervioso es una onda electroquímica que se desplaza a lo largo del axón de una neurona  La teoría de la membrana es la que permite explicar en mejor forma la naturaleza de los impulsos nerviosos.  Todas las células, en especial las neuronas presentan su LIC eléctricamente negativo y en su LEC eléctricamente positivo.  Esto anterior corresponde al estado de reposo o potencial de reposo. ( equilibrio de Donnan)  Este potencial de reposo cambia cuando la neurona es excitada por un determinado estímulo.
  • 16. Potencial de reposo o potencial de membrana  Diferencia de potencial entre el lado interno ( LIC) de -70 mv y el lado externo ( LEC) de + 60 mv. de la membrana plasmática o membrana celular.  La membrana celular cumple un papel fundamental en esta diferencia de polaridad.  Origen: El interior se hace negativo por:  La bomba de Na+/K+ es electrogénica: introduce 2K+ y saca 3Na+.  La membrana en reposo es impermeable al Na+ pero deja pasar K+.  Existe abundancia de aniones proteicos en el interior de la célula ( citoplasma),los que jamás abandonan la célula
  • 17. Movimientos iónicos a través de las proteínas canal
  • 18.
  • 21. K+ K+ K+ K+K+ K+ POTENCIAL DE REPOSO = -70 mV Na+
  • 22.
  • 23. Despolarización: inicio de un impulso nervioso  Cuando un estímulo es aplicado sobre una neurona ésta responde de la siguiente forma:  Los canales de sodio que permanecían cerrados en estado de reposo se abren permitiendo su ingreso.  El sodio al ingresar no solo neutraliza el potencial eléctrico sino que lo invierte.  Como resultado se produce una inversión de polaridad denominada despolarización.
  • 24.  La despolarización marca el inicio de un potencial de acción o impulso nervioso que se propagará a lo largo de una neurona.  La neurona al cambiar de polos el potasio es expulsado del interior por igualdad de cargas, haciendo cada vez más el interior positivo.  Un impulso nervioso es una onda propagable que recorre el axón neuronal
  • 30. Cambios en el potencial de acción neuronal Potencial de acción  Se propaga por el axón neuronal en dirección a la neurona vecina, su velocidad e intensidad es siempre igual (“todo o nada”)  Es un proceso Activo que requiere energía.  Se propaga sin cambios y siempre es una onda electroquímica
  • 32. La onda de depolarización es propagable
  • 33. POTENCIALELÉCTRICO -70 mV 0 mV TIEMPO 1 ms POTENCIAL DE ACCIÓN
  • 34. Canales dependientes de voltaje  Se abren cuando el potencial de reposo o de membrana se hace menos negativo (depolarización)  De sodio:  Muy rápidos  Provocan más depolarización  Se inactivan  De potasio  Menos rápidos  Revierten la depolarización.
  • 36. PROPAGACIÓN DEL POTENCIAL DE ACCIÓN Na+
  • 37. PROPAGACIÓN DEL POTENCIAL DE ACCIÓN Na+
  • 38. PROPAGACIÓN DEL POTENCIAL DE ACCIÓN Na+ Na+
  • 39. PROPAGACIÓN DEL POTENCIAL DE ACCIÓN Na+ Na+
  • 40. Velocidad de conducción de los impulsos nerviosos Depende de 2 factores:  Diámetro del axón ( con un determinado grosor de la mielina)  Presencia de nódulos de ranvier ( conducción saltatoria).
  • 42.  En una fibra nerviosa sin vaina de mielina, toda la membrana del axón está en contacto con el líquido intersticial ( LEC)  El flujo de iones puede verse alterado disminuyendo su tránsito por la membrana del axón.  En una fibra mielinizada, solo están en contacto con el líquido intersticial ( LEC) las zonas de la membrana axónica correspondientes a los nodos de Ranvier.  Por lo general, todos los canales iónicos y bombas de sodio-potasio se concentran en estas zonas.  Así, los potenciales de acción se pueden generar solo en los nodos y el impulso nervioso salta de nodo en nodo, acelerándose la conducción.  La neurona siempre responde a la “ley del todo o nada” cuya transmisión viaja con igual velocidad siempre que se alcance el nivel umbral
  • 43. ¿ Cómo una célula excitada recupera su potencial de reposo?  El sodio que se encuentra en el interior y causante de la despolarización es “ bombeado” fuera de la célula por la “ bomba de sodio y potasio”  La bomba de sodio y potasio está presente en todas las membranas de las células y su finalidad es expulsar el sodio fuera de la célula e incorporar a la vez el potasio que está siendo expulsado por igualdad de cargas que el sodio
  • 44.  La bomba de Na y K, gasta energía en forma de ATP para realizarse.  Posee la responsabilidad de la repolarización celular, es decir, el regreso a la polaridad inicial o potencial de reposo o de membrana.  Cuando la neurona o la célula recupera su potencial de reposo, recién estará en condiciones de responder ante un nuevo estímulo despolarizándose nuevamente.  El tiempo en que la neurona no responde a estímulos por estar “excitada” se denomina periodo refractario que dura 2 ms.
  • 45.
  • 46. Sinapsis  Las señales o impulsos nerviosos viajan de una neurona a otra a lo largo de la unión especializada llamada sinapsis.  La sinapsis es un pequeño espacio de 200 A que separa a una neurona de otra.  Pueden ser de naturaleza química o eléctrica, son más comunes las primeras.
  • 47.  Esta sinapsis es de tipo química puesto que la neurona presináptica debe emitir una sustancia química (neurotransmisor) para estimular o inhibir a la neurona postsináptica
  • 57. Mecanismo de transmisión del Impulso Nervioso por la sinapsis.  Llegada de la onda despolarizante o impulso nervioso al botón sináptico o vesícula sináptica la que provoca la apertura de los canales iónicos al Calcio.  Este ión calcio penetra al interior del botón sináptico, produciendo o desencadenando la exocitosis de la vesícula sináptica.
  • 58.  Se liberan los neurotransmisores al espacio sináptico y se unen a receptores específicos de la membrana celular de la neurona postsináptica.  La unión de neurotransmisor y sus receptores pueden provocar potenciales posinápticos exitadores o inhibidores según sea el caso.
  • 59. Potenciales excitatorios ( PPSE)  Se produce por una despolarización de la membrana celular de neurona post sináptica.  El neurotransmisor permite la excitación de la membrana y la apertura de los canales para el sodio.  Las despolarizaciones producida por cada botón tienen un efecto sumatorio con lo que se puede despolarizar el total de la Membrana celular.  Una vez provocada la excitación, el neurotransmisor es degradado por enzimas y la neurona post sináptica ,una vez conducido el impulso nervioso, se dispone a repolarizarse, para salir de su periodo refractario.
  • 60. Potenciales Inhibitorios ( PPSI)  Son generados por una hiperpolarización de la membrana celular de la neurona postsináptica.  La unión del neurotransmisor con sus receptores celulares provoca la apertura de los canales iónicos para el Cl y no para el sodio, los que se hermetizan, con lo que el medio interno celular queda mas negativo.  También la hiperpolarización puede deberse a la apertura de los canales iónicos al K el que sale en demasía de la célula dejando mas negativo el medio interno celular
  • 61. Eventos de la sinapsis
  • 62.  Una vez que los neurotransmisores cumplieron su función enzimas específicas los degradan para evitar una sobre estimulación.  Los subproductos de la destrucción enzimática de los neurotransmisores son reciclados.  Las propiedades de los neurotransmisores y de sus receptores específicos determinan que un mismo neurotransmisor pueda actuar como excitador o inhibidor. (acetilcolina es inhibidor en el corazón y excitador en musculatura esquelética.
  • 63. Pasos en la transmisión sináptica  Llegada de un impulso nervioso al terminal axónico.  Se desprende Ca++ que provoca el movimiento de los botones sinápticos y la exocitosis de sus neurotransmisores.  Descarga de neurotransmisores en el espacio sináptico  Captación de los neurotransmisores por parte de los receptores de membrana ( post sináptica)
  • 64.  Apertura de los canales de sodio que permiten la entrada del Na al interior de la neurona post sináptica.  Cambio de potencial e inicio de un impulso nervioso en la neurona PS  Liberación de enzimas degradadoras por parte de neurona post sináptica,  Degradación enzimática de los neurotransmisores.  Recuperación del potencial de reposo utilizando la bomba de Na y K.  El estado de reposo se logra cuando se recupera el potencial negativo interior y positivo en el exterior
  • 65. Características de la transmisión sináptica  Existen varias características que resaltan en la conducción de impulsos a nivel de las sinapsis: 1) Es unidireccional 2) Es bloqueada o inhibida por sustancias químicas competidoras o estimulantes 3) Se puede producir fatiga sináptica
  • 66. 4) Existe retardo sináptico 5) Puede producirse sumación temporal 6) Se pueden producir PPSE y/o PPSI 7) Pueden existir redes de convergencia y de divergencia
  • 68.
  • 70. Fisiología de la neurona  Cuando la carga eléctrica se invierte, haciendo el interior más positivo en relación a su exterior la neurona se despolariza, o sea invierte su
  • 71.
  • 72. Fisiología de la neurona  Como se logra esto:  Intercambian do iones  Que son los iones  Son átomos con carga eléctrica
  • 73. Fisiología de la neurona  Así, si queremos despolarizar la neurona, hacemos que ingrese a la célula iones con carga eléctrica positiva.  Los iones
  • 74. Fisiología de la neurona  Inmediatament e después de este fenómeno, la neurona busca regresar a su potencial de reposo.  Esto lo logra regresando los iones a su pool
  • 75. Fisiología de la neurona  Una vez despolarizada la célula inicia la conducción del impulso a través del axón.  Realizando el mismo intercambio iónico a lo largo del trayecto.
  • 76. Fisiología de la neurona  Aquí es donde la función del ologodendrocito entra en acción.  Las bandas de mielina recubren el axón, dejando pequeños espacios sin recubrir llamados nodos de Ranvier.
  • 77. Fisiología de la neurona  La neurona tiene dos funciones principales:  La propagación del potencial de acción a través del axón y  Su transmisión a otras neuronas o a células efectoras para inducir una
  • 78. Transmisión neuronal  Existe dos tipos de transmisión entre una neurona y otra célula.  Uno es eléctrico, estimulando canales que dependen de
  • 79. Transmisión neuronal  La otra forma de trasmisión del impulso de una neurona a otra o a una célula efectora no neuronal depende de la acción de neurotransmis ores (NT)
  • 80. Neurotransmisores  El cuerpo neuronal produce ciertas enzimas que están implicadas en la síntesis de la mayoría de los NT.  Estas enzimas actúan sobre
  • 81. Neurotransmisores  El contenido de NT en cada vesícula es cuántico.  Algunas moléculas neurotransmis oras se liberan de forma constante en la terminación,
  • 82. Neurotransmisores  Un PA que alcanza la terminación puede activar una corriente de calcio y precipitar simultáneamente la liberación del NT desde las vesículas mediante la fusión de la membrana de las mismas a la de la terminación neuronal.  Así, las moléculas del NT son expulsadas a la hendidura sináptica mediante exocitosis.
  • 83. Neurotransmisores  Un neurotransmis or es una sustancia química liberada selectivamente de una terminación nerviosa por la acción de un
  • 84. Neurotransmisores  El NT es quien define la respuesta de la neurona estimulada.  Hay NT excitadores e inhibidores  Los
  • 85. Neurotransmisores  Los aminoácidos glutamato y aspartato son los principales NT excitatorios del SNC.  Están presentes en la corteza cerebral, el
  • 86. Neurotransmisores  El ácido g- aminobutírico (GABA) es el principal NT inhibitorio cerebral.  Deriva del glutamato, mediante la decarboxilació n realizada por
  • 87. Neurotransmisores  La glicina tiene una acción similar al GABA pero en las interneuronas de la medula espinal.  Probablemente deriva del metabolismo
  • 88. Neurotransmisores  La serotonina (5- hidroxitriptamina) (5- HT) se origina en el núcleo del rafe y las neuronas de la línea media de la protuberancia y el mesencéfalo.  Deriva de la hidroxilación del
  • 89. Neurotransmisores Entre las principales funciones de la serotonina está:  Regular el apetito mediante la saciedad,  Equilibrar el deseo sexual,  Controlar la temperatura corporal,  La actividad motora y las funciones perceptivas y cognitivas.  La serotonina interviene en otros neurotransmisores como la dopamina y la noradrenalina, que están relacionados con la angustia, ansiedad, miedo , agresividad, así como los problemas alimenticios.  Ejerce influencia sobre el sueño.  Se relaciona también con los estados de ánimo, las emociones.  Afecta al funcionamiento vascular así como a la frecuencia del latido cardiaco.
  • 90. Neurotransmisores  La serotonina se metaboliza a melatonina en la glándula pineal.  La enzima N-acetil transferasa que tiene mayor actividad por la noche, y es la encargada de pasar la serotonina a N-acetil serotonina.  La hidroxil-indol metil transferasa acaba el ciclo con la síntesis de melatonina.  Una vez que se estimula, el pinealocito segrega melatonina a la sangre induciendo el sueño.
  • 91. Neurotransmisores  La acetilcolina es el NT fundamental de las neuronas motoras bulbo-espinales, las fibras preganglionares autónomas, las fibras colinérgicas posganglionares en el SNP y muchos grupos neuronales del SNC (ganglios basales y corteza motora).  Se sintetiza a partir de la colina y la acetil-coenzima A mitocondrial, mediante la colinacetiltransferasa.
  • 92. Neurotransmisores  La acetilcolina ejerce múltiples funciones.  La principal función es la contracción muscular, esta es liberada por la neurona a la fibra muscular
  • 93. Neurotransmisores Otras funciones de la acetilcolina son:  Sistema cardiovascular: vasodilatación, disminución de la frecuencia cardíaca (efecto cronotrópico ne gativo), disminución de la velocidad de conducción del nodo sino- auricular y aurículo-ventricular y una disminución en la fuerza de contracción cardíaca (efecto inotrópico negativo).  Es importante remarcar que los vasos sanguíneos carecen de inervación parasimpática, por lo que los efectos vasodilatadores causados por acetilcolina no se observan fisiológicamente, sino ante la administración exógena del neurotransmisor.  Tracto gastrointestinal: Aumenta la motilidad, secreción glandular y el peristaltismo gastrointestinal.  Sistema pulmonar: Provoca broncoconstricción y aumenta la secreción de agente surfactante.  A nivel vesical: Favorece la micción mediante tres procesos: contracción de músculo detrusor, relajación del trígono vesical y del esfínter ureteral interno.  A nivel ocular: produce la contracción del músculo circular del iris, generando Miosis. Además permite que se de el reflejo de acomodación.  A nivel cutáneo: aumenta la secreción de la glándulas sudoríparas.
  • 94. Neurotransmisores  La dopamina es el NT de algunas fibras nerviosas periféricas y de muchas neuronas centrales.  El aminoácido tirosina es captado por las neuronas dopaminérgicas y convertido en 3,4- dihidroxifenilalanina (dopa) por medio de la tirosina-hidroxilasa.  La dopa se decarboxila hasta dopamina por la acción de la descarboxilasa de l-
  • 95. Neurotransmisores  La dopamina es sintetizada en la sustancia nigra y enviada a estructuras diencefálicas, específicament e estriado y a la corteza prefrontal.  Hay 5 tipos de
  • 96. Neurotransmisores  El circuito más estudiado es el nigro-estriatal o motor, donde se encuentra predominante mente receptores D1 y D2.  Este circuito está
  • 97. Neurotransmisores  Existen en total 5 circuitos descritos, denominados circuitos prefrontales o de ganglios basales.  Los dos primeros están directamente relacionados con movimiento.
  • 98. Neurotransmisores  Los otros tres están directamente relacionados con funciones ejecutivas.  Como estados de animo, control de impulsos, motivación.  En estos últimos predominan los receptores D3, D4 y D5,
  • 99. Neurotransmisores El circuito cingulado anterior o meso- límbico  Transmite dopamina desde el área ventral tegmental (VTA) hasta el núcleo accumbens.  El VTA se ubica en el mesencéfalo, mientras que el núcleo acuminado se encuentra en el sistema límbico.  El prefijo "meso-" de mesolímbico se refiere precisamente al mesencéfalo o cerebro medio.  Al núcleo accumbens se atribuye una función importante en el placer incluyendo la risa y la recompensa, así como el miedo y la agresión  Es el centro de la gratificación, se relaciona con la adicción y el efecto placebo.
  • 100. Neurotransmisores  Los impulsos dopaminérgicos del área ventral tegmental modulan la actividad de las neuronas del núcleo accumbens.  Estas terminales dopaminérgicas provenientes del área ventral tegmental son el sitio de acción de drogas altamente adictivas como la cocaína y la anfetamina, las cuales provocan un aumento en la liberación de dopamina en el núcleo accumbens.  Además de estas, casi todas las drogas de uso recreativo (heroína, morfina, nicoti na) son capaces de incrementar, por diversos mecanismos, los niveles de dopamina en este núcleo.  En recompensas como las referentes a alimentación, sexo y los videojuegos desempeña una función similar.
  • 101. Neurotransmisores  Se sabe que la vía mesolímbica está asociada con la modulación de las respuestas de la conducta fre nte a estímulos de gratificación  La dopamina, precursor en la síntesis de noradrenalina y adre nalina, es el neurotransmisor pred ominante en el sistema mesolímbico.  Los trastornos de la vía mesolímbica causan los síntomas positivos de
  • 102. Neurotransmisores  La vía mesocortical es una ruta de neuronas que conecta al área ventral tegmental con la corteza cerebral, en particular a nivel del lóbulo frontal.  Es una de las principales vías dopaminérgicas a nivel cerebral y es esencial en la función cognitiva.  Se cree que está íntimamente asociada en las respuestas relacionadas a la motivación y emociones.  Cuando hay trastornos en la vía mesocortical aparecen psicosis tales como las que se ven en el deterioro cognitivo de la esquizofrenia.  Esta vía está muy relacionada con la vía mesolímbica.
  • 103. Neurotransmisores  La vía tuberoinfundibular es el nombre que recibe una población de neuronas del núcleo arcuato del hipotálamo mediobasal, llamada región tuberal, que transcurren hasta la eminencia medial o región infundibular que es la porción más inferior del hipotálamo.  La vía tuberoinfundibular es una de las cuatro vías dopaminérgicas del cerebro. La dopamina a este nivel regula la secreción de prolactina de la adenohipófisis.  Algunos medicamentos que bloquean la dopamina a nivel de la vía tuberoinfundibular, causan un aumento de los niveles de prolactina en sangre, un trastorno llamado hiperprolactinemia.  Ello causa una secreción anormal de lactancia, inclusive en hombres, irregularidades en el ciclo menstrual en mujeres, problemas visuales, dolor de cabeza y disfunción sexual, viéndose afectada la fertilidad del individuo.
  • 104. Neurotransmisores  En los lóbulos frontales, la dopamina controla el flujo de información desde otras áreas del cerebro.  Los desórdenes de dopamina en  Las concentracione s reducidas de dopamina en la corteza prefrontal se piensa contribuyen al trastorno por déficit de atención con
  • 105. Neurotransmisores  La noradrenalina es el NT de la mayor parte de las fibras simpáticas posganglionare s y muchas neuronas.  El precursor es la tirosina, que
  • 106. Neurotransmisores  La noradrenali na o norepinefr ina es una catecolami na con múltiples funciones fisiológicas y homeostáticas que puede actuar  Una de las funciones más importantes de la noradrenalina es su rol como neurotra nsmisor.  Es liberada por las neuronas simpáticas afe
  • 107. Neurotransmisores  Como hormona del estrés, la noradrenalina afecta partes del cerebro tales como la amígdala cerebral, donde la atención y respuestas son controladas.  Junto con la adrenalina, subyace la reacción de lucha o huida, incrementando directamente la frecuencia cardiaca, desencadenando la liberación de glucosa de las reservas de energía e incrementando el flujo sanguíneo hacia el músculo esquelético.  Incrementa el suministro de oxígeno del cerebro.
  • 108. Neurotransmisores  Los NT ejercen una acción específica sobre la neurona post- sináptica.  Sin embargo el circuito donde esta acción es ejercida determinará la
  • 109. Neurotransmisores  Deficiencia de dopamina en los circuitos motores causan trastornos del movimiento como el Parkinson (rigidez, hipocinesia y  Sin embargo el exceso causa otro problema de movimiento como Corea (hipercinesia)
  • 110. Neurotransmisores  Sin embargo la deficiencia de dopamina en los circuitos prefrontales causa déficit de atención  El exceso en estos circuitos causa manía y psicosis.