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Neurona, potencial de reposo y
potencial de acción
Objetivo de la clase:
Comprender como se
transmite el impulso
nervioso.
Resumiendo…
Estructura de una neurona
Soma: mayor cantidad de
citoplasma, se encuentran
organelos.
Dendritas: primera porción se le
llama segmento inicial,el axón
termina en botones sinápicos.
Axón: presenta capa demielina,
complejo lipoproteíco formado
por muchas capas de cél. de
Schwann
Células gliares
Tipos de
gliales.
células
Se
dividen
de
acuerdo con sus
funciones, y en
parte,
por
su
morfología.
Tipos de neuronas
Por el
número
de
prolonga
-ciones
Tipos de neuronas
Neuronas Sensitiva o Aferente.
Neuronas Asociativas o Interneuronas.
Neuronas Motoras o eferentes.
Sinapsis.
La sinapsis es la relación
funcional de contacto
entre las terminaciones
de
las
células nerviosas. Se trata
de un concepto que
proviene de un vocablo
griego
que
significa
“unión”
o
“enlace”.
Introducción
La sinapsis es una zona de contacto anatómico y funcional
entre dos células donde se produce la transmisión de los
potenciales de acción de una célula a otra. La transmisión
sináptica es un mecanismo altamente sofisticado y
eficiente que hace posible la comunicación entre los 100
billones de neuronas en el cerebro humano y con los
efectores
Existen distintos
generales:
tipos
a) Sinapsis Eléctricas
b) Sinapsis Química
de
sinapsis.
Hay
dos
tipos
Membrana del axón.
Potencial de reposo.
•Voltaje de -70 mv
•Es la millonésima parte de un volt
1microV = 1x10-6 volts
•Na+ en mayor cantidad en el
exterior de la membrana neuronal.
•K+ en mayor cantidad en el interior
de la membrana neuronal.
Potencial de Membrana
•Potencial eléctrico: Diferencia en la cantidad de carga eléctrica
entre una región de carga positiva y una región de carga negativa.
•Membranas plasmáticas poseen diferencias de carga eléctrica
entre interior y exterior de la membrana.
•Medio extracelular posee carga positiva.
•Medio intracelular posee carga negativa.
•Este potencial se llama potencial de membrana.
•Se registra con microelectrodos.
• Microelectrodos: dispositivos conectados a un osciloscopio que
mide la actividad eléctrica en las neuronas mediante la emisión
de electrones, mostrando una gráfica.
Potencial de reposo
•La distribución de las cargas a los lados de la membrana
determina que la neurona esté polarizada eléctricamente.
•No existe conducción nerviosa.
•¿Por qué se produce?
•En el interior hay mayor cantidad de iones K+, posee canales
potasio siempre abiertos y los iones tienden a salir y proteínas
cargadas negativamente que se acumulan.
•En el lado externo mayor cantidad de iones Na+ y Ca2+ . El sodio
tiende a entrar pero los canales abiertos en el potencial de reposos
son muy pocos.
•La Bomba de Sodio-potasio, mantiene la polarización de la
membrana, vale decir, la distribución desigual de los iones en el
interior y el exterior de la neurona.
Bomba de Sodio-Potasio
Potencial de acción
•Cuando un axón es estimulado por sustancias químicas, presión,
temperatura o una corriente eléctrica, el estímulo incrementa
súbitamente la permeabilidad de la membrana a los iones sodio,
permitiéndole ingresar.
• Como los iones sodio llevan cargas positivas hacia el interior, la
parte externa de la membrana se vuelve momentáneamente
negativa con respecto a la parte interna, vale decir, se produce una
depolarización transitoria en el punto estimulado.
•Este cambio rápido del potencial de membrana se conoce con el
nombre de potencial de acción.
Despolarización
Repolarización
Potencial de acción
•Período
refractario:
Inmediatamente
después de ser estimulada, la neurona no
puede reaccionar a otro estímulo y la
membrana recupera su potencial de reposo y
queda en condiciones de generar y conducir
un nuevo impulso. Es muy breve.
•Para tales efectos, la bomba de sodio- potasio
transporta activamente los iones de sodio
hacia el exterior y los de potasio al interior,
proceso que repolariza la membrana.
•Umbral: El estímulo debe tener una cierta
intensidad mínima para provocar un cambio en
la permeabilidad de la membrana, que facilite
el ingreso de los iones de sodio al interior del
axón. Es el nivel de intensidad necesario para
generar un potencial de acción (impulso
nervioso).
•Ley del todo o nada: La estimulación con una intensidad umbral
produce la respuesta (potencial de acción) máxima de la neurona.
•Si se aumenta la intensidad del estímulo por encima del umbral, la
amplitud de la respuesta no variará.
•Indica que la neurona puede o no responder a un estímulo, pero
cuando se alcanza el valor umbral lo hace con efecto máximo.
•El impulso se propaga a una velocidad definida, independiente de
la naturaleza e intensidad del estímulo que lo desencadena.
Ley de todo o nada.
Impulso nervioso
•Cada potencial de acción
estimula
a
los
puntos
adyacentes de la membrana,
determinando
que
la
despolarización
inicial
se
propague a lo largo del axón.
• Esa onda de despolarización
es el impulso nervioso.
Impulso nervioso a lo largo del axón
Velocidad del impulso
La velocidad de la propagación de los potenciales de acción no
depende de la fuerza del estímulo, sino que de lo siguiente:
•En las fibras que poseen cubierta de mielina, dispuesta en
torno a las células de Schwann, separadas por los
denominados nódulos de Ranvier, la onda de electronegatividad
se propaga saltando de nódulo en nódulo.
•Esta propagación saltatoria es más rápida, al no tener que
despolarizar todos los puntos de la fibra nerviosa. Además
permite un importante ahorro energético, ya que la bomba de
sodio tiene que movilizar menor cantidad de iones.
APE
Comprender
procesos
que
permiten
el
funcionamiento del sistema nervioso, el Potencial de
membrana y de acción.
Responde las siguientes preguntas:
1.
2.
3.
4.
¿Explica qué es el potencial de reposo? Explica
Dibuja una membrana neuronal con potencial de reposo.
¿Cuáles son las causas del potencial de reposo en la membrana? Explica
¿Qué es el potencial de acción? ¿Por qué se produce un potencial de
acción en la membrana de la neurona? Explica.
5. Dibuja un potencial de acción
6. ¿Cómo vuelve a la normalidad la membrana neuronal luego de un
potencial de acción?
7. ¿Por qué no escuchamos el sonido de un alfiler cuando cae, pero si
cuando cae un lápiz? Explica
8. Explica la ley del todo o nada.
9. ¿Por qué en axones con vaina de mielina la velocidad del impulso es
mayor que en axones carentes de estas estructuras?
10. Explica
los siguientes conceptos: SINAPSIS, POLARIZACIÓN,
DESPOLARIZACIÓN, REPOLARIZACIÓN, UMBRAL, IMPULSO NERVIOSO
Transmisión sináptica
APE
• Comprenden la sinapsis química y eléctrica
Introducción
La sinapsis es una zona de contacto anatómico y funcional
entre dos células donde se produce la transmisión de los
potenciales de acción de una célula a otra. La transmisión
sináptica es un mecanismo altamente sofisticado y
eficiente que hace posible la comunicación entre los 100
billones de neuronas en el cerebro humano y con los
efectores
Existen distintos
generales:
tipos
a) Sinapsis Eléctricas
b) Sinapsis Química
de
sinapsis.
Hay
dos
tipos
Componentes de Sinapsis Eléctricas (A) y Químicas (B)
Gap junction o Unión Nexo. Se destacan los conexones,
proteínas que conectan los citoplasmas de dos células.
Iones y pequeñas moléculas pueden pasar en ambas
direcciones a través de estos canales. Ej. De este tipo de
sinapsis eléctrica en músculo cardíaco y liso.
Propiedades de las sinapsis Eléctricas y Químicas
Propiedades
1) Distancia entre
membrana pre y
postsináptica
2) Continuidad
citoplasmática entre las
células pre y postsináptica
3) Componentes
Ultraestructurales
4) Agente de transmisión
5) Retardo sináptico
6) Dirección de la
transmisión
Sinapsis Eléctrica
Sinapsis Química
3.5 nm
30-50 nm
Si
No
Gap Junction
Vesículas y zonas
activas
presinápticas,
receptores
postsinápticos
Corrientes iónicas
Transmisor químico
Virtualmente ausente
Entre 1 y 5 mseg o
más
Bidireccional
Unidireccional
Sinapsis eléctrica
•Uniones de comunicación entre
las membranas plasmáticas de
los terminales presináptico y
postsináptico .
• Que al adoptar la configuración
abierta permiten el libre flujo de
iones desde el citoplasma del
terminal presinático hacia el
citoplasma
del
terminal
postsináptico.
Sinápsis eléctricas:

La transmisión entre la
primera neurona y la segunda
no se produce por la secreción
de un neurontransmisor, sino
por el paso de iones de una
célula a otra a través de
uniones gap.

Las uniones gap son
pequeños canales formados
por el acoplamiento de
complejos proteicos, basados
en conexinas, en células
estrechamente adheridas.
Sinapsis Química.
Se establece entre células que están
separadas entre sí por un espacio de
unos 20-30 nanómetros(nm), la
llamada hendidura sináptica.
La liberación
de neurotransmisores es iniciada por
la
llegada
de
un
impulso
nervioso (o potencial de acción), y se
produce mediante un proceso muy
rápido.
Sinapsis Química
Partes de una sinapsis química: Membrana presináptica,
espacio sináptico, membrana postsináptica, receptores
moleculares
Tipos de sinapsis químicas según morfología
a) Sinapsis axo-dentrítica, b) Sinapsis axo-somática, c) Sinapsis axo-axónica
Tipos de sinapsis química según morfología
a) Sinapsis axo-somática, b) sinapsis axo-axónica c) sinapsis axodendrítica,d) sinapsis dendro-somáticas, e) dendro-dendrítica
Sinápsis químicas:

La
liberación
de
neurotransmisores
es
iniciada por la llegada de un
impulso nervioso.

Cuando llega un potencial
de acción se produce una
entrada de iones calcio a
través de los canales de
calcio dependientes de
voltaje.
Neurotransmisores
• Es una biomolécula, sintetizada generalmente por las
neuronas.
• Son las principales sustancias de las Sinapsis.
• Síntesis del neurotransmisor
Según la naturaleza del neurotransmisor, éste se puede
sintetizar en el soma neuronal o en las terminaciones
nerviosas
• Almacenamiento del neurotransmisor
En vesículas sinápticas.
Liberación del neurotransmisor
• Por exocitosis.
• Cuando llega un impulso nervioso a la neurona presináptica,
ésta abre los canales de calcio, entrando el ión en la neurona
y liberándose el neurotransmisor en el espacio sináptico.
• El calcio además de iniciar la exocitosis, activa el traslado de
las vesículas a los lugares de su liberación con la ayuda de
proteínas de membrana plasmática y de la membrana
vesicular.
• Activación del receptor del neurotransmisor
• Situado en la membrana plasmática de la neurona postsináptica.
El receptor postsináptico es una estructura proteica que
desencadena una respuesta.
La Acetilcolina
• La Acetilcolina fue el primer neurotransmisor en ser
descubierto
• Es la responsable de la estimulación de los músculos,
incluyendo los músculos del sistema gastrointestinal.
• El famoso veneno botulina funciona bloqueando la
acetilcolina, causando parálisis.
• El derivado de la botulina llamado botox se usa por muchas
personas para eliminar temporalmente las arrugas
GABA (ácido gamma aminobutírico)
• Un tipo de neurotransmisor inhibitorio.
• Actúa como un freno del los neurotransmisores
excitatorios que llevan a la ansiedad.
• Personas con poco GABA tienden a sufrir de trastornos de
la ansiedad, y los medicamentos como el Valium
funcionan aumentando los efectos del GABA.
• Si el GABA está ausente en algunas partes del cerebro, se
produce la epilepsia.
Norepinefrina
• Antes llamada noradrenalina.
• Esta fuertemente asociada con la puesta en “alerta máxima” de
sistema nervioso.
• Prevalente en el sistema nervioso simpático, e incrementa la
tasa cardiaca y la presión sanguínea.
• Glándulas adrenales la liberan en el torrente sanguíneo
Dopamina
• La dopamina esta fuertemente asociada con los
mecanismos de recompensa en el cerebro.
• Las drogas como la cocaína, el opio, la heroína, y el
alcohol promueven la liberación de dopamina, ¡al igual
que lo hace la nicotina!
Unión neuromuscular
• La unión neuromuscular es la unión entre el axón
de una neurona (de un nervio motor) y un efector,
que en este caso es una fibra muscular.
En la unión neuromuscular intervienen:
• Una neurona presináptica .
• Un espacio sináptico.
• Una o más células musculares.
• Esta unión funcional es posible debido a que el músculo es un
tejido excitable eléctricamente.
• Ramas de una misma motoneurona pueden llegar a inervar
hasta 500 fibras musculares.
• Mientras más fino el movimiento que debe efectuar el
músculo, menor es el tamaño de la unidad motora, existiendo
situaciones en que cada fibra nerviosa inerva sólo una fibra
muscular.
KSJ2-F12.1
Anatomía de la
sinapsis
neuromuscular
Placa terminal,
Botones sinápticos
Mitocondria,
Vesícula sináptica,
Zona activa,
Membrana presináptica,
Espacio sináptico,
Membrana postsináptica,
Canal de Ca2+,
Membrana basal,
Pliegue de unión
Canales Na activados por voltaje
Receptores Nerviosos
• Los sistemas sensoriales son conjuntos de órganos
altamente especializados que permiten a los organismos
captar una amplia gama de señales provenientes del medio
ambiente.
• Es igualmente fundamental recoger información desde su
medio interno con lo cual logran regular eficazmente su
homeostasis.
• Luz, aromas, sonidos, movimiento... Cada estímulo externo
tiene características físicas diferentes. ¿Cómo logramos
percibirlos? En parte, gracias a la forma de nuestras células
receptoras especializadas que cuentan con una fisiología y
una forma únicas, que les permiten recibir la señal sensorial
y "traducirla" en una señal eléctrica.
Los receptores poseen características de:
•
Especificidad: reciben determinado tipo de estímulo.
•
Adaptación
•
Excitabilidad
•
Para que el estímulo pueda ser percibido debe tener una
intensidad tal que supere la intensidad mínima( umbral de
excitación) que requiere el receptor.
•
El umbral es propio de cada receptor
•
El receptor de cualquier tipo de estímulo genera IN que son
cualitativamente iguales, pero las sensaciones percibidas son
diferentes porque llegan a áreas distintas del cerebro.
Según la procedencia del estimulo.
• Esta clasificación agrupa a los receptores en:
• Exteroceptores.
• Interoceptores
• Propioceptores.
Exteroceptores.
•
Reciben estímulos que provienen del medio
externo.
•
Ejemplos son los receptores cutáneos:
corpúsculos de Pacini, que captan los estímulos
de presión corpúsculos de Meissner, que
responden al tacto ; corpúsculos de krause y de
Ruffini, que captan el frío y el calor ,
respectivamente . También lo son los órganos de
la visión ,audición , gusto y olfato.
Interoceptores.
• Se encuentran localizados en los órganos y vasos sanguíneos .
Informan de factores internos como la temperatura corporal ,
la composición , el pH y la presión sanguínea .
• Se incluyen en este grupo los barorreceptores ( presión
sanguínea ) y los osmorreceptores ( composición sanguínea),
entre otros.
Propioceptores.
• Son receptores localizados en el interior de músculos,
tendones y articulaciones. Nos informan sobre la ubicación de
las extremidades y de la posición del cuerpo
Según la naturaleza del estímulo.
Se clasifican en:
•
•
•
•
•
Mecanorreceptores,
Fotorreceptores,
Quimiorreceptores,
Termorreceptores
Nociceptores.
Mecanorreceptores.
• Son los que reciben estímulos mecánicos , como la presión o
el sonido. Se encuentran en la piel, el oído interno y en los
sistemas urinario, circulatorio, digestivo y respiratorio.
Corpúsculos de Meissner, tienen un umbral bajo por
lo que captan fuerzas mecánicas débiles produciendo
la sensación táctil. Son abundantes en las yemas de
los dedos, la punta de la lengua y labios.
Corpúsculos de Pacini, o receptores de la presión
ubicados profundamente en la piel.
Fotorreceptores.
Estos reciben estímulos luminosos y se encuentran en la
retina , una de las capas del ojo humano. Los conos y
bastones, responsable de la visión diurna y nocturna , son
ejemplos de fotorreceptores .
Quimiorreceptores.
• Son los que responden a estímulos químicos , como las variaciones en
la concentración de iones y de gases respiratorios. Las sensaciones del
gusto y del olfato se deben a la actividad de quimiorreceptores como
los botones gustativos y el epitelio nasal.
Termorreceptores.
• Son los encargados de responder a variaciones de la
temperatura : el corpúsculo de Krause percibe el frío y el
corpúsculo de Ruffini, el calor . Se ubican en todo el cuerpo.
Nociceptores
• . Se denomina así a los receptores que perciben estímulos
potencialmente nocivos para el organismo : fuerzas mecánicas
bruscas, cambios drásticos de temperatura. Se encuentran en
todo el cuerpo y son de gran importancia para la conservación
del organismo.
La sinapsis
Cuando el potencial de acción alcanza la
terminación del axón, causa que diminutas
burbujas químicas llamadas vesículas descarguen
su contenido en el salto sináptico.
Esas sustancias químicas son llamadas
neurotransmisores . Estos navegan a través del
salto sináptico hasta la siguiente neurona, donde
encuentran sitios especiales en la membrana
celular de la siguiente neurona llamados
receptores.
Arco Reflejo
Reflejos:
Respuestas
automáticas,
rápidas
y
predecibles frente a cambios
en el ambiente y que ayudan a
mantener las condiciones del
medio interno de nuestro
organismo dentro de rangos
normales.
El arco reflejo es el circuito
neuronal
específico
más
simple y es la unidad básica
de la actividad nerviosa
integrada (funciones básicas
del sistema nervioso)
Componentes del Arco Reflejo
1. Receptor: corresponde a las dendritas de
una neurona sensitiva o una estructura
asociada, que detecta uno estímulo
específico desencadenando uno o más
impulsos nerviosos.
2. Neuronas Sensitiva o Aferente: conduce
el impulso nervioso al centro integrador.
3. Centro integrador: Región del sistema
nervioso que tiene neuronas de asociación
y que analiza la información que trae la
neurona sensitiva, para elaborar una
respuesta.
4. Neuronas de asociación: Conecta a las
neuronas sensitiva y motora.
5. Neuronas
Motoras
o
eferentes:
Conducen el impulso nervioso hasta un
efector.
6. Efector: Estructura que responde al
impulso nervioso (ej: músculo esquelético)