Tema 19. Inmunología y el sistema inmunitario 2024
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
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
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
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
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.
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
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
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)
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.
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.
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
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.