Download Neuronas y neurotransmisores

Profesor
Dr. José Manuel Pérez Córdova
• Médico y Cirujano egresado
de la Universidad de San
Carlos de Guatemala.
• Pediatra, Hospital General
San Juan de Dios ,
Guatemala. Universidad de
San Carlos de Guatemala.
• Neurólogo Pediatra,
Hospital General San Juan
de Dios. Universidad de San
Carlos de Guatemala.
Neuronas y
neurotransmisores
Historia, Teoría de la Neurona
• El científico español Ramón y
Cajal logra describir por primera
vez los diferentes tipos de
neuronas.
• Al mismo tiempo plantea que el
sistema nervioso estaría
constituido por neuronas
individuales, las que se
comunican entre si a través de
contactos funcionales llamados
sinapsis.
Células del sistema nervioso
• Además de las neuronas en el
sistema nervioso se observan
otros dos tipos de células:
• Neuroglia
• Microglia
Neuroglia o células de la glia
• Son células encargadas de dar sostén
y apoyo metabólico a la neurona.
• Los oligodendrocitos son los
encargados de recubrir los axones con
bandas de mielina, para proveer
mayor velocidad de transmisión
eléctrica.
Neuroglia o células de la glia
• Los astrocitos son células que
proveen estructura y también
soporte a la neurona.
• El astrocito protoplasmático es
el encargado de suplir de
nutrientes a la neurona y de
apoyarla con procesos
metabólicos.
Microglia
• La microglia son células
fagocitarias que su función en
eliminar proteínas extrañas.
• Son el equivalente a los glóbulos
blancos dentro del SNC.
La neurona, sus componentes
• La neurona consta de 4 zonas
diferentes.
• El pericarión o cuerpo, es la zona
de la célula donde se ubica el
núcleo y desde el cual nacen dos
tipos de prolongaciones, las
dendritas que son numerosas y
aumentan la superficie
disponible para recibir
información.
La neurona, sus componentes
• El axón, único que se encarga de
conducir el impulso nervioso de
esa neurona hacia otras células.
• Se ramifica en su porción
terminal (teledendrón)
La neurona, sus componentes
• Las uniones especializadas
llamadas sinapsis, ubicadas en
los sitios de vecindad estrecha
entre los botones terminales del
axón y la superficie de otras
células.
La neurona
• El tamaño de las neuronas es
muy variable.
• Su cuerpo puede llegar a medir
hasta 150µm y su axón puede
medir más de 100cms.
La neurona
• Los cuerpos celulares, la mayor
parte de las dendritas y la
arborización terminal de una
alta proporción de los axones se
ubican en la sustancia gris del
SNC.
• Los cuerpos celulares de las
neuronas periféricas, también se
encuentran en los ganglios del
SNP
La neurona
• Los axones forman parte
funcional de las fibras nerviosas
y se concentran en los haces de
la sustancia blanca del SNC y en
los nervios en el SNP.
Fisiología de la neurona
• Para que una neurona se active y envíe un impulso se ven involucrados
una serie de fenómenos químicos y eléctricos.
• La neurona es una célula con una carga eléctrica negativa en su interior,
debido a proteínas con carga iónica.
Fisiología de la neurona
• La neurona tiene en su interior una carga eléctrica
de 70 a 90µV negativa en relación a su exterior.
• A esto se le llama
potencial en reposo.
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 potencial.
• A esto se llama potencial de
acción.
Fisiología de la neurona
• Como se logra esto:
• Intercambiando 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 deben ser
intercambiados, así cuando un
ion entra otro debe salir.
• Los iones de sodio y calcio se
intercambian por iones de
potasio.
Fisiología de la neurona
• Inmediatamente después de
este fenómeno, la neurona
busca regresar a su potencial de
reposo.
• Esto lo logra regresando los
iones a su pool original, a través
de un proceso activo llamado
bomba de sodio y potasio.
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.
• En estos espacios es donde se
hace el intercambio iónico
haciendo la conducción más
rápida.
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
respuesta
Transmisión neuronal
• Existe dos tipos de transmisión
entre una neurona y otra célula.
• Uno es eléctrico, estimulando
canales que dependen de un
potencial de acción para
activarse.
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 neurotransmisores (NT)
específicos sobre receptores
también específicos.
Neurotransmisores
• El cuerpo neuronal produce ciertas
enzimas que están implicadas en la
síntesis de la mayoría de los NT.
• Estas enzimas actúan sobre
determinadas moléculas
precursoras (aminoácidos)
captadas por la neurona para
formar el correspondiente NT.
• Éste se almacena en la terminación
nerviosa dentro de vesículas
Neurotransmisores
• El contenido de NT en cada
vesícula es cuántico.
• Algunas moléculas
neurotransmisoras se liberan de
forma constante en la
terminación, pero en cantidad
insuficiente para producir una
respuesta fisiológica significativa
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 neurotransmisor es una
sustancia química liberada
selectivamente de una
terminación nerviosa por la
acción de un PA, que
interacciona con un receptor
específico en una estructura
adyacente y que, si se recibe en
cantidad suficiente, produce una
determinada respuesta
fisiológica.
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 cerebelo y la medula
espinal.
• Actúan en la mayoría de
procesos.
Neurotransmisores
• El ácido g-aminobutírico (GABA)
es el principal NT inhibitorio
cerebral.
• Deriva del glutamato, mediante
la decarboxilación realizada por
la glutamato-descarboxilasa.
• Actúa como opuesto a los NT
excitadores, en la mayoría de
funciones.
Neurotransmisores
• La glicina tiene una acción
similar al GABA pero en las
interneuronas de la medula
espinal.
• Probablemente deriva del
metabolismo de la serina.
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
triptófano, aminoácido abundante
en el chocolate.
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 en una sinapsis
llamada unión neuro-muscular,
para que esta se contraiga.
Neurotransmisores
Otras funciones de la acetilcolina son:
• Sistema cardiovascular: vasodilatación,
disminución de la frecuencia
cardíaca (efecto cronotrópico negativo),
disminución de la velocidad de conducción
del nodo sino-auricular y aurículoventricular 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-aminoácidos
aromáticos.
Neurotransmisores
• La dopamina es sintetizada en la
sustancia nigra y enviada a
estructuras diencefálicas,
específicamente estriado y a la
corteza prefrontal.
• Hay 5 tipos de receptores con
varias subunidades descritos,
dependiendo del receptor, será
la función que realice.
Neurotransmisores
• El circuito más estudiado es el
nigro-estriatal o motor, donde se
encuentra predominantemente
receptores D1 y D2.
• Este circuito está involucrado en
el movimientos.
• Alteraciones de dopamina,
producen trastornos del
movimiento como Parkinson o el
otro extremo, Corea.
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- • Al núcleo accumbens se atribuye
límbico
una función importante en
el placer incluyendo la risa y
• Transmite dopamina desde el área
la recompensa, así como el miedo y
ventral tegmental (VTA) hasta
la agresión
el núcleo accumbens.
• Es el centro de la gratificación, se
• El VTA se ubica en el mesencéfalo,
relaciona con la adicción y el efecto
mientras que el núcleo acuminado
placebo.
se encuentra en el sistema límbico.
• El prefijo "meso-" de mesolímbico se
refiere precisamente al mesencéfalo
o cerebro medio.
Neurotransmisores
• Los impulsos dopaminérgicos del • Además de estas, casi todas las
área ventral tegmental modulan
drogas de uso recreativo
la actividad de las neuronas del
(heroína, morfina, nicotina) son
núcleo accumbens.
capaces de incrementar, por
diversos mecanismos, los niveles
• Estas terminales dopaminérgicas
de dopamina en este núcleo.
provenientes del área ventral
tegmental son el sitio de acción
• En recompensas como las
de drogas altamente adictivas
referentes a alimentación, sexo y
como la cocaína y la anfetamina,
los videojuegos desempeña una
las cuales provocan un aumento
función similar.
en la liberación de dopamina en
el núcleo accumbens.
Neurotransmisores
• Se sabe que la vía mesolímbica • La dopamina, precursor en la síntesis
está asociada con la modulación
de noradrenalina y adrenalina, es
de las respuestas de
el neurotransmisor predominante en
la conducta frente a estímulos
el sistema mesolímbico.
de gratificación emocional
• Los trastornos de la vía mesolímbica
y motivación, es decir, es el
causan los síntomas positivos de
mecanismo cerebral que media
la esquizofrenia.
la recompensa.
Neurotransmisores
• La vía mesocortical es una ruta de
• Cuando hay trastornos en la vía
neuronas que conecta al área
mesocortical
ventral tegmental con la corteza
aparecen psicosis tales como las
cerebral, en particular a nivel
que se ven en el deterioro
del lóbulo frontal.
cognitivo de la esquizofrenia.
• Es una de las principales vías
• Esta vía está muy relacionada con
dopaminérgicas a nivel cerebral y es
la vía mesolímbica.
esencial en la función cognitiva.
• Se cree que está íntimamente
asociada en las respuestas
relacionadas a la motivación y
emociones.
Neurotransmisores
• La vía tuberoinfundibular es el nombre • Algunos medicamentos que bloquean
que recibe una población
la dopamina a nivel de la vía
de neuronas del núcleo
tuberoinfundibular, causan un
arcuato del hipotálamo mediobasal,
aumento de los niveles de prolactina
llamada región tuberal, que transcurren en sangre, un trastorno
hasta la eminencia medial o región
llamado hiperprolactinemia.
infundibular que es la porción más
• Ello causa una secreción anormal de
inferior del hipotálamo.
lactancia, inclusive en hombres,
• La vía tuberoinfundibular es una de las
irregularidades en el ciclo
cuatro vías dopaminérgicas del cerebro. menstrual en mujeres, problemas
La dopamina a este nivel regula la
visuales, dolor de cabeza y disfunción
secreción de prolactina de la
sexual, viéndose afectada
adenohipófisis.
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
esta región, pueden causar un
disminución en las funciones
cognitivas, especialmente
la memoria, atención, y
resolución de problemas.
• Las concentraciones reducidas
de dopamina en la corteza
prefrontal se piensa contribuyen
al trastorno por déficit de
atención con hiperactividad.
• Por el contrario, la medicación
antipsicótica actúa como
antagonista de la dopamina y se
usa en el tratamiento de los
síntomas positivos en
esquizofrenia.
Neurotransmisores
• La noradrenalina es el NT de la
mayor parte de las fibras
simpáticas posganglionares y
muchas neuronas.
• El precursor es la tirosina, que se
convierte en dopamina, ésta es
hidroxilada por la dopamina bhidroxilasa a noradrenalina.
Neurotransmisores
• La noradrenalina o norepinefrina
es una catecolamina con
múltiples funciones fisiológicas y
homeostáticas que puede actuar
como hormona y como
neurotransmisor.
• Los términos noradrenalina (del
latín) y norepinefrina (derivado
del griego) son intercambiables.
• Una de las funciones más
importantes de la noradrenalina
es su rol como neurotransmisor.
• Es liberada por las neuronas
simpáticas afectando el corazón.
• Un incremento en los niveles de
noradrenalina del sistema
nervioso simpático incrementa
el ritmo de las contracciones
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 postsináptica.
• Sin embargo el circuito donde
esta acción es ejercida
determinará la respuesta final.
• El mejor ejemplo de esto son los
circuitos dopaminergicos.
Neurotransmisores
• Deficiencia de dopamina en los
circuitos motores causan
trastornos del movimiento como
el Parkinson (rigidez, hipocinesia
y temblor).
• 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