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Chapter
12
Capítulo 12
Tejido
Nervioso
Neural
Tissue V
Biol 3791
UPR – Aguadilla
JA Cardé, Ph. D.
Lecture Presentation by
Lee Ann Frederick
University of Texas at Arlington
© 2015 Pearson Education, Inc.
An Introduction to the Nervous System
• Objetivos
• 12-8 Describir los principales tipos de
neurotransmisores y neuromoduladores y discutir
sus efectos en las membranas postsinapticas
• 12-9 Discutir las interacciones que permiten el
procesamiento de la información en el tejido
neural
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12-8 Neurotransmisores y Neuromoduladores
• Otros NT
• Al menos 50 NT ademas de ACh, incluyen: :
•
•
•
•
Aminas Biogénicas
Aminoácidos
Neuropéptidos
Gases
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12-8 Neurotransmisores y Neuromoduladores
• NT importantes
• Ademas de ACh
•
•
•
•
Norepinefrina (NE)
Dopamina
Serotonina
Acido Gamma aminobutírico (GABA)
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12-8 Neurotransmisores y Neuromoduladores
• Norepinefrina (NE)
• Liberado en sinapsis adrenérgicas
• Efecto excitador y depolarizante
• En el cerebro y en sinapsis del SNA
• Dopamina
• Un NT del CNS
• Puede ser excitador o inhibidor… depende de?
• Involucrado en enfermedad de Parkinson y en la
adicción a cocaína…
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12-8 Neurotransmisores y Neuromoduladores
• Serotonina
• Un NT del SNC
• Afecta los estados de alerta y emociones
• Acido Gamma Aminobutírico (GABA)
• Inhibidor
• Localizado en el SNC
• Función no establecida - regulación
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12-8 Neurotransmisores y Neuromoduladores
• Sinapsis Química
• El terminal sináptico libera un NT que se une al
receptor de la membrana postsináptica.
• Produce un cambio localizado, temporero en
permeabilidad o función de la célula postsináptica
• Cambios que afectan la célula, dependiendo de la
naturales y el número de receptores estimulados
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12-8 Neurotransmisores y Neuromoduladores
• Muchas drogas
• Afectan el sistema nervioso estimulando
receptores que responden a NT
• Porque pueden hacerlo?
• Que significa esto?
• Generan efectos complejos modificando :
•
•
•
•
Percepción
Control motor
Estados emocionales
Conductas
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12-8 Neurotransmisores y Neuromoduladores
• Neuromoduladores
• Otras sustancias liberada en los terminales
sinápticos
• Funciones similares a los NT
• Características:
• Efectos a largo plazo, tardan en aparecer
• Respuestas en múltiples pasos, se pueden generar
compuestos intermedios
• Pueden afectar la membrana post o la pre o ambas
a la vez.
• Liberados solos o juntos a NT
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12-8 Neurotransmisores y Neuromoduladores
• Neuropeptidos
• Neuromodulatores que se unen a receptores para
activar enzimas.. Metabolismo
• Opioides
• Neuromodulatores del SNC
• Se unen a los mismos receptores que el opio y la
morfina
• Analgésicos, alivian dolor
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12-8 Neurotransmisores y Neuromoduladores
• Cuatro clases de Opioides
1.
2.
3.
4.
Endorfinas
Encefalinas
Endomorfinas
Dinorfinas
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12-8 Neurotransmisores y Neuromoduladores
• Como trabajan?
• Via efectos directos en canales de membrana
• Ejemlos, ACh, glicina, aspartato
• Efectos indirectos via proteinas G
• Ejemplos:, E, NE, dopamina, histamina, GABA
• Efectos indirectos via enzimas intracelulares
• Ejemplo: gases liposolubles: (NO, CO)
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12-8 Neurotransmisores y Neuromoduladores
• Efectos directos
• Ionotropicos
• Receptores acoplados a canales ionicos que
abran o cierran
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Figure 12-17a Mechanisms of Neurotransmitter Function.
Examples: ACh, glutamate,
aspartate
a Direct effects
ACh
+
Binding
site
Chemically gated channel
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+
+
+
+
+
12-8 Neurotransmisores y Neuromoduladores
• Indirectos – Proteinas G
• A traves de segundos mensajeros
• Complejo de enzimas que ligan GTP
• Forma un conección entre el primer mensajero
(ND) y el segundo mensajero
• Ej: Activan enzima adenil ciclasa
• Convierte ATP en cAMP (AMP cíclico)
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Figure 12-17b Mechanisms of Neurotransmitter Function.
b Indirect effects
by G proteins
Examples: E, NE, dopamine,
histamine, GABA
Neurotransmitter
Receptor
G protein
(inactive)
G protein
(active)
ATP
Opens ion
channels
Adenylate
cyclase
cAMP
Activates enzymes that
change cell metabolism
and activity
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12-8 Neurotransmisores y Neuromoduladores
• Efectos Indirectos – Receptores Intracelulares
• Gases liposolubles (NO, CO)
• Ligan y regulan enzimas del SN central
• Producen 2dos mensajeros
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Figure 12-17c Mechanisms of Neurotransmitter Function.
c
Indirect effects by
intracellular enzymes
Examples: Nitric oxide,
carbon monoxide
Nitric oxide
Opens ion
channels
Production
of secondary
messengers
Changes in cell
metabolism and activity
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Activation
of enzymes
Table 12-4 Representative Neurotransmitters and Neuromodulators.
Asignado
- nombre, otro nombre
- Mecanismo de acción
- Comentarios, funciones o enfermedades
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Table 12-4 Representative Neurotransmitters and Neuromodulators (Part 1 of 5).
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Table 12-4 Representative Neurotransmitters and Neuromodulators (Part 2 of 5).
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Table 12-4 Representative Neurotransmitters and Neuromodulators (Part 3 of 5).
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Table 12-4 Representative Neurotransmitters and Neuromodulators (Part 4 of 5).
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Table 12-4 Representative Neurotransmitters and Neuromodulators (Part 5 of 5).
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12-9 Procesamiento de Información
• Procesamiento
• Lo que ocurre a nivel de una neurona individual, el
mas simple ejemplo de procesamiento
• Varias dendritas reciven mensajes simultáneos de
varios NT
• Algunos excitadores, otros inhibidores
• Sumatoria de efectos
• Efecto neto a nivel de promontorio axónico o
primer segmento axónico determina si se produce
o no un potencial de acción
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12-9 Procesamiento de Información
• Los potenciales postsinápticos
• Resultan del desarrollo de varios potenciales de
grado en respuesta a varios NT
• Dos tipos de potenciales postsinápticos
1. Potencial Exitador PostSináptico(EPSP)
• Depolarización graduada (localizada) de la
membrana postsináptica
2. Potencial Inhibidor PostSináptico (IPSP)
• Hiperpolarización de la membrana postsináptica
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12-9 Procesamiento de Información
• Inhibición
• La neurona recibe varios IPSPs
• La inhiben de producir un potencial de acción
• El estímulo para producirlo tiene que mucho mas
grande de lo normal.
• Sumación
• Para inducir un potencial de acción:
• Un EPSP no es suficiente
• Varios EPSPs (y IPSPs) se combinan en
sumatorias que pueden ser
1.
2.
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Temporales
Espaciales
12-9 Procesamiento de información
• Temporal
• Múltiples veces
• Muchos estímulos rápidos, repetidos en una
sinapsis
• Espacial
• Múltiples localizaciones
• Muchos estímulos arriban a múltiples sinapsis
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Figure 12-18a Temporal Summation.
1
First stimulus arrives
FIRST
STIMULUS
Initial
segment
2
Second stimulus arrives and is
added to the first stimulus
3
Action potential is generated
SECOND
STIMULUS
Threshold
reached
a Temporal Summation. Temporal summation occurs on a membrane that receives two depolarizing
stimuli from the same source in rapid succession. The effects of the second stimulus are added to those
on the first.
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ACTION
POTENTIAL
PROPAGATION
Figure 12-18b Spatial Summation.
1
Two stimuli arrive simultaneously
TWO
SIMULTANEOUS
STIMULI
2
Action potential is generated
ACTION
POTENTIAL
PROPAGATION
Threshold
reached
b Spatial Summation. Spatial summation occurs when sources of stimulation
arrive simultaneously, but at different locations. Local currents spread the
depolarizing effects, and areas of overlap experience the combined effects.
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12-9 Procesamiento de Información
(Asignado)
• Facilitación
• Una neurona puede ser “facilitada”
• Por la acumulación de varios ESPS
• Aumenta el potencial de membrana y lo lleva mas
cerca el umbral
• En la práctica se reduce el umbral
• Un estímulo que llegue, que normalmente sería
pequeño, será suficiente para activar un potencial
de acción
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Figure 12-19 Interactions between EPSPs and IPSPs.
-Esta sumatoria puede cambiar el potencial de membrana,
facilitar o inhibir
-NM vs o mas NT
Time 2:
Hyperpolarizing
stimulus applied
–60 mV
Membrane
potential (mV)
–70 mV
–80 mV
EPSP
Stimulus
removed
Resting
membrane
potential
Resting
membrane
potential
IPSP
Time 1:
Depolarizing
stimulus applied
EPSP
IPSP
Time 3:
Depolarizing
stimulus applied
Stimulus
removed
Time
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Time 3:
Hyperpolarizing
stimulus applied
Stimuli
removed
12-9 Procesamiento de Información
(Asignado)
• Sinapsis axoaxónicas – entre axones
• Pueden resultar en: combinaciones de NT y NM
• Inhibición Presináptica
• Una sinápsis entre axones que puede disminuir la
liberacion del NT de parte de la membrana
presináptica
• Facilitación presinaptica
• Una sinapsis entre axones que puede aumentar la
liberación de NT de parte de la presinaptica.
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Figure 12-20a Presynaptic Inhibition and Presynaptic Facilitation.
Action
potential
arrives
GABA
release
Inactivation of
calcium channels
Ca2+
2. Less calcium
enters
1. Action
potential
arrives
3. Less
neurotransmitter
released
a Presynaptic inhibition
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4. Reduced
effect on
postsynaptic
membrane
Figure 12-20b Presynaptic Inhibition and Presynaptic Facilitation.
Action
potential
arrives
Serotonin
release
Activation of
calcium channels
Ca2+
Ca2+
2. More calcium
enters
1. Action
potential
arrives
3. More
neurotransmitter
released
b Presynaptic facilitation
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4. Increased
effect on
postsynaptic
membrane
12-9 Procesamiento de Información
• Resumen
• La información es relevada en la forma de
potenciales de acción
• En general, el grado de estimulación sensorial o de
respuesta motora es proporcional a la frecuencia
de potenciales de acción
• Los NT liberados en una sinapsis pueden tener
efectos exitadores o inhibidores.
• El efecto en el segmento inicial del axon refleja la
sumatoria de estímulos que llegan en el momento
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12-9 Procesamiento de Información
• Resumen
• Neuromodulatores
• Pueden alterar o afectar la frecuencia de liberación
de NT y PLT la respuesta de las neuronas
postsinápticas a NT específicos
• Neuronas
• Pueden ser facilitadas o inhibidas por sustancias
químicas extracelulares distintos a NT o NM…
como cuales?
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