BIOLOGÍA (08)
CBC
Ciclo Básico Común
Tomados en el 2º cuatrimestre del año 2004.
Profesora: Susana Hernández
Cátedra: Nasazzi
Comisión: 10801
Lunes y jueves de 14 a 17 horas.
Sede Montes de Oca 1200
4º piso, aula 42
Ciudad Autónoma de Buenos Aires
República Argentina
Apuntes tomados como oyente.
ADVERTENCIA: Este material no ha sido producido por los docentes de la Cátedra. Este material ha sido producido por un oyente, por iniciativa propia y de modo independiente. Es una reconstrucción de los apuntes tomados como oyente. Cualquier error, ya sea conceptual, terminológico o de otra índole, no le compete a los docentes de la Cátedra.
Clase 09 - Índice - Clase 11
Clase 10
Lunes 20/09/2004
En esta parte el que quiera puede usar también algunas secciones del capítulo del sistema nervioso del siguiente libro (tiene explicaciones e ilustraciones muy didácticas):
Título: Biopsicología
Autor: Pinel, John
ISBN: 84-205-2989-3
Edición: 1ª ed., 1ª imp.
Publicación: Madrid: Pearson Educación, S.A. , 09/2000
Descripción: 664 p.: il. col.; 27x20 cm
Sistema nervioso (transmisión neuronal)
El sistema nervioso junto al sistema endocrino regula los procesos del organismo. El sistema endocrino involucra las hormonas. El sistema nervioso trabaja con el impulso nervioso y dicho impulso es muy corto con respuestas rápidas. El sistema nervioso se compone del sistema nervioso central y del sistema nervioso periférico. El sistema nervioso central está formado por el encéfalo y por la médula espinal. El sistema nervioso periférico está formado por lo nervios y por los ganglios.
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Sistema nervioso |
Central |
Encéfalo |
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Médula espinal |
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Periférico |
Nervios |
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Ganglios |
Los ganglios son las estaciones de relevo. Todo lo que veremos pasa por el sistema nervioso central y periférico.
La idea es recibir información a través de receptores. Los receptores reciben un estímulo y el sistema nervioso procesa la información y genera una respuesta que se envía a los efectores. Los receptores pueden ser los órganos de los sentidos o los propioceptores (receptores propios o del estado interno), como los receptores de posición (espacial), receptores de si hay oxígeno, del pH, temperatura, etcétera.
Circuito cerebro - músculo
Los nervios están conectados entre sí y se comunican sus señales a través de las sinapsis.
El movimiento de un músculo implica dos complejas vías nerviosas : la vía del nervio sensitivo al cerebro y la vía del nervio motor al músculo. Son 12 los pasos básicos que constituyen este circuito y que se indican a continuación.
1. Los receptores de los nervios sensitivos en la piel detectan las sensaciones y transmiten una señal al cerebro.
2. La señal recorre el nervio sensitivo hasta la médula espinal.
3. Una sinapsis en la médula espinal conecta el nervio sensitivo a un nervio de la médula espinal.
4. El nervio cruza al lado opuesto de la médula espinal.
5. La señal asciende por la médula espinal.
6. Una sinapsis en el tálamo conecta la médula espinal a las fibras nerviosas que llevan la señal
a la corteza sensorial.
7. La corteza sensorial percibe la señal e impulsa
a la corteza motora a generar una señal de movimiento.
8. El nervio que lleva la señal cruza al otro lado
en la base del cerebro.
9. La señal desciende por la médula espinal.
10. Una sinapsis conecta la médula espinal
al nervio motor.
11. La señal sigue a lo largo del nervio motor.
12. La señal alcanza el final de la placa motora, donde estimula el movimiento muscular.
¿Qué tipos de células forman el sistema nervioso y cómo trabajan?
Sistema es el conjunto de órganos. Los órganos están formados por tejidos, y los tejidos están formados por tipos celulares. Hay dos grupos de células en el sistema nervioso. Están las neuronas que son las típicas que generan y propagan el impulso nervioso. También están las células de la glía. Las células de la glía no llevan el impulso nervioso pero sirven de apoyo a las neuronas para protegerlas, alimentarlas, procesar los desechos, algo de sostén, forman la mielina. Las neuronas están muy protegidas y eso es beneficioso porque las neuronas no se dividen, no hay regeneración de neuronas. Las neuronas que se mueren no se reemplazan.
La barrera hematoencefálica selecciona cuidadosamente las sustancias que vienen en la sangre y lo que puede llegar a las neuronas. A las neuronas no les llega cualquier nutriente, a modo de ejemplo ácidos grasos no llegan. La barrera hematoencefálica está formada por células de la glía.
La neurona está formada por el cuerpo celular y las prolongaciones.
Las prolongaciones son las dentritas, el axón y la terminal axónica o telodendron. Dentro de las dentritas hay citoplasma, la dentrita no es solamente membrana. En los órganos del encéfalo, todos los cuerpos neuronales se ubican en la parte más superficial del cerebro.
Los cuerpos de las neuronas están en lo superficial y los axones (prolongaciones) se meten en el interior del cerebro. La parte superficial es la corteza cerebral o sustancia gris. Los axones forman la sustancia blanca y también los nervios. Un nervio es un paquete de axones. Los nervios son blanquecinos. Si el axón está en el encéfalo se llama sustancia blanca. En los exones hay un revestimiento lipídico que se llama mielina.
La cobertura de mielina no es continua. Entre cada vaina de mielina hay unas pequeñas regiones de axón que no tienen cobertura que se denominan nodos o nódulos de Ranvier. La mielina está hecha de fosfolípidos y glicolípidos. La forman las células de la glía. La célula rodea el axón dándole muchas vueltas, por lo que el axón se aplasta. Lo que forma la vaina de mielina es la membrana de la célula de la glía, y el citoplasma y el núcleo de la célula de la glía quedan arriba.
La dirección de propagación del impulso nervioso es el siguiente: dentrita, cuerpo, axón, telodendron, y así hasta la siguiente neurona, o al órgano efector.
En el sistema periférico las prolongaciones son los nervios. En los ganglios están los cuerpos de dichas neuronas del sistema periférico, cuyos axones son los nervios. Dentro de la clase de neuronas tenemos las sensitivas que se especializan en recibir los estímulos y las que se llaman motoras que tienen un axón que termina en el órgano efector. La neurona motora envía la respuesta al órgano. Están las neuronas que están a medio camino.
¿Qué es el impulso nervioso y cómo se propaga?
El impulso nervioso es una perturbación electroquímica en las neuronas. Algo cambia y ese cambio es electroquímico, es decir, hay cambios en cargas eléctricas y concentraciones de algo. Cambian cargas eléctricas y concentraciones de sustancias.
Hay algo que se denomina potencial de membrana y lo tienen todas las células:
La concentración de iones dentro y fuera de la célula es diferente. Fuera de la célula hay mucho sodio Na+ y adentro poco. Fuera de la célula hay mucho cloro Cl- y adentro poco. Fuera de la célula hay poco potasio K+ y adentro mucho. Dentro de la célula hay también proteínas con carga negativa. La carga eléctrica neta de la célula, depende de la sumatoria de todas las cargas.
El interior es negativo con respecto al exterior. Es de -70 mV (milivoltios) la diferencia de potencial. Es menos comparado con el exterior. A esa diferencia se le llama potencial de membrana. Es consecuencia de la distribución asimétrica de iones. En esas condiciones la célula trabaja bien. Si hablamos de una neurona, el potencial de membrana se denomina potencial de reposo. Está en reposo cuando la neurona no recibe estímulo. Los iones para pasar de un lado al otro de la neurona utilizan proteínas canal, hay para el sodio Na+ y para el potasio K+ pero están tapados (cerrados) y por lo tanto no pueden pasar. Si alguno pasa la bomba sodio potasio lo expulsa.
¿Cuándo se abren los canales?
Cuando llega un estímulo a la neurona, los canales de sodio Na+ se abren. El sodio Na+ entra a la neurona a favor del gradiente y el potencial de membrana cambia, hay una perturbación y el potencial de membrana pasa de ser negativo a ser positivo. El cambio de negativo a positivo se denomina potencial de acción. El potencial de acción es de aproximadamente +50 mV (milivoltios). Es decir que se pasa de -70 mV a +50 mV. La entrada de sodio Na+ es el responsable del cambio en el potencial (del cambio eléctrico). Este cambio de potencial hace que se abran los canales de potasio K+. Es decir, el cambio eléctrico producido por el ingreso de sodio Na+ ocasiona que se abran los canales de potasio K+ y, el potasio K+ sale de la neurona. Estos canales que dependen del cambio eléctrico, se denominan canales dependientes del voltaje.
La salida del potasio K+ ocasiona que la neurona vuelva al mismo potencial anterior, es decir que vuelve al potencial de -70 mV. Sin embargo, ahora hay mucho sodio Na+ dentro de la neurona y poco potasio K+ dentro de la neurona (al revés de cómo se empezó). Entonces la bomba sodio potasio restablece las proporciones normales de sodio Na+ y potasio K+ dentro de la neurona.
Cuando sube el potencial se está despolarizando. Cuando baja se está repolarizando (está volviendo al potencial anterior). Si el potencial se pasa de -70 mV un poco, a modo de ejemplo llega a -80 mV, entonces se denomina hiperpolarización. Este cambio de potencial que describimos pasa fundamentalmente en el axón; pero se debe propagar. Los axones están mielinizados. En los nodos de Ranvier hay proteínas canales.
Se perturban las cargas de los nodos siguientes y provocan la entrada de sodio Na+. Es decir, la despolarización, el potencial de acción, va pasando de un nodo al siguiente, en un efecto dominó o cascada, por todo el axón, producida por la atracción entre cargas opuestas. El primer cambio en el primer nodo, ocasiona que el segundo nodo también inicie la apertura del canal de sodio Na+. La transmisión es en un único sentido o dirección, porque demora tiempo volver al potencial de reposo, al potencial normal, a la normalidad. Es decir, cuando el primer nodo se está recuperando (repolarizando y volviendo al potencial normal), el segundo nodo se está despolarizando (perturbando e iniciando el potencial de acción).
Cuando se llega al final de la neurona, hay que transmitir la señal o el impulso, a la neurona siguiente. Es un proceso químico que se denomina sinapsis.
Cada neurona fabrica sustancias denominadas neurotransmisores. Se fabrican en su citoplasma, en su cuerpo, y lo envuelve a cada uno en una vesícula membranosa. Están dentro de las neuronas y viajan hacia el telodendron, hacia la terminal del axón. El impulso se propaga por el axón y se perturba la membrana, por lo que las vesículas se liberan por exocitosis.
El neurotransmisor se libera al espacio sináptico (espacio entre la neurona presináptica y la neurona postsináptica). La segunda neurona, la postsináptica, tiene que tener un receptor en la membrana, un receptor para el neurotransmisor. Los receptores son proteínas que se unen al neurotransmisor específico. El neurotransmisor viaja y se une con el neurorreceptor.
Vamos a ver un ejemplo, el del neurotransmisor acetilcolina.
El canal para sodio Na+ está cerrado, y se abre cuando la acetilcolina se une a su receptor. Al abrirse el sodio entra. Es un canal dependiente de ligando. Se abre el canal cuando se une un ligando (molécula que se une a otra) especial, en este caso el neurotransmisor acetilcolina. La neurona postsináptica que recibió la acetilcolina cambia su polaridad y se inicia el desencadenamiento del impulso como en la neurona anterior (presináptica). Este tipo de neurotransmisores como el neurotransmisor acetilcolina se conocen como excitatorios, porque estimulan el impulso nervioso en la neurona postsináptica. Los excitatorios ayudan a despolarizar. El neurotransmisor trabaja en el espacio sináptico, en el espacio entre neuronas).
Otro neurotransmisor es el GABA. Hay receptores para el neurotransmisor GABA que tienen un canal para cloro Cl-. También es un canal dependiente de ligando. La consecuencia es que entra el cloro. El resultado del ingreso de cloro es que aumenta la negatividad del interior de la neurona, se hiperpolarizó. Esto implica que costará más despolarizar a la neurona. El neurotransmisor GABA inhibe la conducción nerviosa, es un neurotransmisor inhibitorio. A la noche cuesta más estudiar porque predominan los inhibidores.
Una neurona recibe información de muchas otras neuronas.
La estimulación de los neurotransmisores debe finalizar, cesar, porque de lo contrario se sigue desencadenando la respuesta en la neurona postsináptica. El neurotransmisor una vez que cumplió su función, debe desaparecer. Una posibilidad es que la neurona presináptica, la misma que lo liberó, lo reabsorba, lo recapte por endocitosis. Otra posibilidad es que la neurona presináptica, destruya al neurotransmisor, liberando enzimas que lo degradan.
Si la neurona se conecta con el órgano efector, ocurre lo mismo, porque el órgano efector tiene receptores para el neurotransmisor. En general una neurona fabrica solamente un tipo de neurotransmisor.
La primer neurona estimulada recibe el estímulo de los sentidos o por otro mecanismo; pero la neurona recibe simultáneamente muchas terminaciones, algunas excitatorias y otras inhibitorias. Por lo tanto, la neurona debe hacer un balance constante de las cargas recibidas. El potencial de reposo está más o menos en balanceo hasta que se logra el potencial umbral, que es el mínimo para lograr el potencial de acción. Si se alcanza el potencial umbral se desencadena el potencial de acción, el impulso. De lo contrario, por más que haya oscilación o fluctuación del potencial de reposo debido a las diferentes cargas, el potencial de acción no se logra.
El desencadenamiento es a todo o nada. Es decir, que al dispararse el pico del potencial es siempre el mismo, es +50 mV. Esto se debe a que los canales de sodio se abren o no se abren, no hay un término medio. Por eso el potencial de +50 mV siempre es el mismo. La señal no disminuye su potencia a medida que avanza, a medida que se propaga. La diferencia de intensidad entre estímulos depende de si el estímulo es débil o no. Si el estímulo es débil, entonces tendremos potenciales de acción que se suceden unos a otros con relativa distancia entre ellos, es decir, con una baja frecuencia entre crestas.
Cuando el estímulo es fuerte, entonces aumenta la frecuencia del impulso, del potencial de acción, es decir que al aumentar la frecuencia, la distancia entra las crestas es menor. Esto significa que en una determinada cantidad de tiempo, hay más potenciales de acción que cuando el estímulo es débil.
Lo que cambia entre un estímulo fuerte y uno débil, es que la frecuencia de los potenciales de acción en el estímulo fuerte es muy alta y en el estímulo débil la frecuencia es baja. No cambia el valor del potencial (+50 mV). Lo que cambia es su frecuencia.
Hay un período refractario que es el ir desde el potencial de acción, hasta el potencial de reposo. Ese es el espacio entre cada cresta. La transmisión del impulso es saltatoria, porque salta de un nodo de Ranvier al otro. Al ir de nodo a nodo, la transmisión es más rápida. Los axones que tienen mielina son más rápidos. Otra forma de velocidad es tener axones de gran diámetro, axones grandes.
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