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Neuronas y Sinapsis
Sistema nervioso
• El sistema nervioso se divide en el
sistema nervioso central (SNC) y en el
sistema nervioso periférico (SNP),
constituido por los nervios periféricos.
• Está compuesto por células llamadas
neuronas, las cuales pueden transmitir
rápidos impulsos eléctricos.
Sistema nervioso central (SNC)
• Se encuentra protegida por las meninges,
en su interior se encuentra unas
cavidades conocidas como ventrículos por
donde circula el líquido cefalorraquídeo.
• Este formado por el encéfalo y medula
espinal:
• Encéfalo, lo encontramos dentro de la
cavidad craneal (conformado por cerebro,
cerebelo y bulbo raquídeo).
VIDEO GLOBAL SOBRE ENCÉFALO:
https://www.youtube.com/watch?v=1rirHJXmrPs
Ver videos:
https://www.youtube.com/watch?v=HVGlfcP3ATI
Actividad cerebral: https://www.youtube.com/watch?v=esPRsT-lmw8
http://www.ted.com/talks/allan_jones_a_map_of_the_brain.html
http://www.dana.org/uploadedImages/Images/neuroanatomy_large.jpg
Las meninges protegen el SNC
Las meninges son las tres membranas de tejido conectivo que cubren
todo el SNC, añadiéndole una protección blanda que complementa a la
dura de las estructuras óseas. Además entre ellas circula el líquido
cefalorraquídeo. De adentro hacia afuera:
- Piamadre, una capa delgada.
- Espacio subaracnoideo, que contiene líquido cefalorraquídeo y
amortigua golpes, reduciendo la posibilidad de traumatismos.
- Aracnoides.
- Espacio subdural, muy estrecho y con algo de líquido
cefalorraquídeo.
- Duramadre, la capa externa.
Las meninges protegen el SNC
Circulación del líquido cefalorraquídeo o cerebroespinal
(en celeste).
Sistema nervioso periférico (SNP)
• Está formado por nervios y neuronas que residen fuera del sistema
nervioso central.
• a) Sistema Nervioso Somático; está formado por las
neuronas que tienen como función la regulación de las
funciones voluntarias del organismo (los movimientos
musculares).
- Nervios espinales; salen desde la médula espinal, son 31 pares
son los encargados de enviar la información sensorial a través de la
médula espinal y recibe las órdenes motoras para el control de la
musculatura esquelética que se conducen por la médula espinal.
- Nervios craneales; salen de la masa encefálica que se encuentra
en la cavidad craneana, son 12 pares que envían información
sensorial procedente del cuello y la cabeza hacia el Sistema
Nervioso Central.
http://demedicina.com/sistema-nervioso-simptico-y-parasimptico/
Sistema nervioso periférico (SNP)
b)Sistema Nervioso Autónomo: a diferencia del
somático, este sistema recibe información de las
vísceras para actuar sobre los músculos, glándulas y
vasos sanguíneos. Es involuntario, activándose por los
centros principales de la médula espinal. Se divide en
dos sistemas:
• Sistema Nervioso Simpático: sus nervios salen de la columna
vertebral, está asociada con el estímulo de carácter emocional y
tiene como funciones dilatar las pupilas, aumentar los latidos del
corazón.
• Sistema Nervioso Parasimpático: sus nervios nacen del encéfalo
su función es mantener un estado corporal de descanso tras un
esfuerzo o para realizar funciones importantes como es la digestión,
micción o el acto sexual. Realiza funciones opuestamente
complementarias con respecto al sistema nervioso simpático.
Diagrama de la
estructura de una neurona motora.
• Incluye las dendritas, el cuerpo celular con
el núcleo, el axón, la vaina de mielina, los
nódulos de Ranvier y las placas motoras
terminales.
Movimiento del impulso nervioso en la neurona
Video motivacional:
http://www.ted.com/talks/ed_boyden
video interesante
neuronas de la cucaracha:
• http://www.ted.com/talks/the_cockroach_b
eatbox.html
Los nervios
• Los impulsos nerviosos son conducidos
desde los receptores hasta el SNC por las
neuronas sensoriales, dentro del SNC por
las neuronas transmisoras, y desde el
SNC hasta los efectores por las neuronas
motoras.
• Varias neuronas asociadas entre sí en
una sola estructura constituyen un nervio.
Estimulación e interpretación
• Cuando las neuronas sensoriales de un
órgano de los sentidos, reciben un
estímulo, se inicia un impulso nervioso (=
potencial de acción).
• Si el estímulo es el pinchazo de un alfiler
en un brazo, una cadena de neuronas
(nervio) lleva el impulso, a través de uno
de los 31 pares de nervios espinales,
hacia la médula espinal y de allí al cerebro
(parte del CNS) a un área de
interpretación.
Respuesta
• El cerebro decide mover el brazo
después del pinchazo, iniciando un
“potencial de acción” que inicia en las
neuronas transmisoras, va a la médula y
luego al nervio espinal. El impulso está
ahora llevado por neuronas motoras a un
músculo, que al recibir una señal química
se contraerá. El resultado será que
apartamos el brazo.
• El músculo actúa pues como un efector.
Rutas en el sistema nervioso: estimulación, interpretación y respuesta
http://www.cobach-elr.com/academias/quimicas/biologia/biologia/curtis/libro/c47b.htm
Arco reflejo
http://www.rena.edu.ve/TerceraEtapa
/Biologia/laneurona.html
El impulso nervioso
o potencial de acción
¿Qué es un impulso nervioso?
• Hay una diferencia de potencial o un potencial de
membrana entre la parte interna y la parte externa de la
membrana celular (por lo general, de ~70 mV). El
interior se mantiene negativo y el exterior positivo; hay
mucho Na+ afuera y mucho K+ adentro.
• Un potencial de acción es un cambio muy rápido en la
polaridad de la membrana de negativo a positivo y
vuelta a negativo, en un ciclo que dura unos
milisegundos.
• Cada ciclo comprende una fase ascendente, una fase
descendente y por último una fase hiperpolarizada.
¿Qué es un impulso nervioso?
• Aunque puede ser medido como una corriente
eléctrica, el impulso nervioso no es un flujo de
electrones.
• El impulso nervioso o potencial de acción, es
un movimiento de iones que viaja a través de la
membrana de las neuronas produciendo una
despolarización, cuando los iones de sodio
entran al axón de la neurona, el citoplasma se
vuelve positivo por unos milisegundos.
¿Qué es un impulso nervioso?
Potencial de reposo (polarización) :
requiere transporte activo para
mantener alta la concentración de
iones sodio afuera y potasio adentro
de la célula.
Potencial de acción
(despolarización): los iones sodio
entran rápidamente por difusión,
invirtiendo momentáneamente la
polaridad de la membrana (negativa
afuera, positiva adentro), y así viaja el
impulso.
Repolarización: los iones potasio
salen para volver a la distribución
original de iones: negativo adentro y
positivo afuera. También salen iones
de sodio.
Despolarización y generación del “potencial de acción”
En reposo, el interior de la membrana es negativo y el exterior es positivo,
debido al transporte activo que mantiene altas las concentraciones de
sodio afuera y de potasio adentro.
Despolarización y generación del “potencial de acción”
http://www.educarchile.cl/Portal.Base/Web/VerContenido.aspx?ID=137486
Despolarización y generación del “potencial de acción”
• Se inicia el estímulo de la neurona (umbral de excitación), y los
canales de Na+ se abren y el Na+ entra al axón masivamente por
difusión facilitada. El interior se vuelve positivo, y a esa situación le
llamamos despolarización.
• El ingreso de Na+ causa una variación en el potencial de
membrana, que llega hasta los +35 mV (dependiendo del tipo de
neurona). A esta subida brusca del potencial en sentido positivo se
le conoce como espiga o potencial de acción.
• Una vez que se ha alcanzado ese valor, los canales de Na+ se
cierran y se abren los canales de K+, lo que causa la salida de iones
potasio y la repolarización de la membrana.
• La salida excesiva de K+ causa una pequeña hiperpolarización
que junto con la inactivación de los canales de Na+ constituyen el
periodo refractario (período en que no se puede generar un nuevo
potencial de acción).
Videos sobre impulso nervioso
• https://www.youtube.com/watch?v=qMVD
M3qv1l4
• https://www.youtube.com/watch?v=CvktR
EcRMAo
Despolarización y generación del “potencial de acción”
La “mielinización” de los axones hace que el potencial de acción viaje a
saltos:
Para evitar que el potencial de acción se agote, la vaina de mielina se interrumpe
cada 1 o 2 mm por los nodos de Ranvier (supercificie desnuda de unas 2 micras y
muy rica en canales de sodio sensibles a voltaje). Estos nodos, se distribuyen de
forma regular a lo largo de axón, por lo que evitan que el potencial se agote y
gracias a la propiedades de adición, los potenciales se van sumando lo que lleva a
un aumento progresivo.
http://acercandolabiofisica.blogspot.com/2009/10/diametro-del-axon-y-mielinizacion.html
El gasto de energía (ATP) con el axón mielinizado es menor,
pues solo se despolariza una pequeña fracción de la membrana
(los Nódulos de Ranvier). Así, menos iones Na y K son
transportados a través de la membrana para que se genere el
potencial de acción, y éste va a saltos de nódulo en nódulo
(como indican las flechas rojas del dibujo).
http://biology.stackexchange.com/questions/14249/saltatory-conduction-of-nerve-impulses
El calamar gigante y sus axones “desmielinizados”
• Los potenciales de acción se propagan más
rápido en axones de mayor diámetro, pues hay
menor resistencia.
• El calamar gigante usa esta ventaja. Sus
axones sin mielina puede sobrepasar 1 mm de
diámetro, y le permite una activación muy rápida
del mecanismo de escape.
• En axones con vainas de mielina, la
“conducción saltatoria” es el proceso por el que
los potenciales saltan a lo largo del axón, solo
en los nodos de Ranvier. Así, se incrementa la
velocidad de conducción nerviosa sin tener que
incrementar significativamente el diámetro del
axón en el sistema nervioso.
https://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_de_acci%C3%B3n
Cuestionario
• Explique cómo pasa un impulso nervioso
a lo largo de una neurona sin vaina de
mielina.
• Incluya el desplazamiento de los iones de
Na+ y de K+ para generar un potencial de
reposo y un potencial de acción.
• ¿Qué es la repolarización?
• ¿Qué es el “período refractario?
Sinapsis
¿Qué se entiende por sinapsis?
• Las sinapsis son uniones entre neuronas y
entre las neuronas y las células
receptoras o efectoras (por ejemplo, una
célula muscular).
• Entre una neurona y otra hay un “espacio
sináptico” de unos 20 nm.
• Cuando se despolarizan las neuronas
presinápticas, las vesículas liberan el
neurotransmisor contenido en ellas.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File%3AComplete_neuron_cell_diagram_es.svg
http://veganimal.wikispaces.com/Transmisi%C3%B3n+del+impulso+nervioso
Transmisión sináptica:
¿cómo se comunican las neuronas entre sí?
• La transmisión del impulso nervioso es
unidireccional.
• La primera neurona por donde pasa el
impulso es llamada presináptica y la
siguiente postsináptica.
• Hay una comunicación química entre esas
dos neuronas, a través de una sustancia
llamada “neurotransmisor”.
Principios de la
transmisión sináptica.
• Liberación, difusión y unión del
neurotransmisor.
• La iniciación de un potencial de acción en
la membrana postsináptica.
• La subsiguiente eliminación o reabsorción
del neurotransmisor.
http://www7.uc.cl/sw_educ/biologia/bio100/html/portadaMIval5.2.1.4.html
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a0/Sinapsis.png
Mecanismo de transmisión sináptica
• El potencial de acción que viaja por el
axón abre los canales y iones calcio
difunden dentro del botón terminal.
• Vesículas de neurotransmisor liberan su
contenido en el espacio sináptico.
• El neurotransmisor se difunde a la
neurona postsináptica, y es captado por
una proteína receptora. Esto abre los
canales y el sodio se difunde, iniciando la
despolarización (un nuevo potencial de
acción).
Mecanismo de transmisión sináptica
• El Neurotransmisor es degradado y
separado de la proteína receptora.
• El canal de iones se cierra a los iones de
sodio.
• Los fragmentos del neurotransmisor se
difunden hacia la neurona presináptica y
es reensamblado, y reintroducido a las
vesículas.
VIDEO: https://www.youtube.com/watch?v=09eVouoCLaw
La cocaína bloquea el mecanismo de bombeo de las
células pre sinápticas, y como resultado los
neurotransmisores permanecen en la sinapsis un largo
tiempo, por este motivo alcanza niveles mucho mas
altos que lo normal, y esto intensifica los efectos.
Insecticidas como los carbamatos y los organofosforados (ambos presentes
en el Baygón), actúan sobre la colinesterasa, afectacto la sinápsis y
produciendo la muerte del insecto.
Insecticidas: neonicotinoides
• Los neonicotinoides son insecticidas
relacionados con la nicotina que fueron
introducidos en la agricultura en los años 90 del
siglo XX.
• Actúan de modo selectivo e irreversible sobre
los receptores nicotínicos de la acetilcolina en
las células nerviosas de los insectos,
paralizándolos y provocando su muerte
• El más usado es el TRIAMETHOXAM, y se
sospecha que tiene un efecto adverso sobre
poblaciones de abejas.
http://www.agro20.com/group/apicultura/forum/topics/neonicotinoides
El “sistema límbico” juega un papel fundamental en las
adicciones.
• El sistema límbico es el conjunto de estructuras
cerebrales que regulan las respuestas fisiológicas frente
a determinados estímulos.
• Es la base de los “instintos humanos”. Entre estos
instintos encontramos la “memoria involuntaria”, el
hambre, la atención, los instintos sexuales, las
emociones (por ejemplo placer, miedo, agresividad), la
personalidad y la conducta.
• Está formado por partes del tálamo, hipotálamo,
hipocampo, amígdala cerebral, cuerpo calloso, septo y
mesencéfalo.
Sistema Límbico
FIN