Guia 2. impulso nervioso

COLEGIO SAN LORENZO DEPARTAMENTO DE CIENCIAS APLICADAS Y TECNOLOGIASUBSECTOR: BIOLOGIA

Guía N°2“Sistema Nervioso: Impulso Nervioso”

Nosotros como estudiantes entendemos que el sistema nervioso posee tres funciones: la sensitiva, la integradora y la motora. En primer lugar sientes distintos estímulos provenientes del medio externo e interno, función sensitiva, luego esta información proveniente de la parte sensitiva es analizada y se almacenan algunos aspectos de ella y se toman decisiones con respecto a la conducta que vamos a seguir, función integradora, y finalmente el ser vivo es capaz de responder a estos estímulos con secreciones glandulares o contracciones musculares, función motora. Como vemos este sistema es muy complejo pero para que se lleven a cabo todas estas funciones necesitamos de algo fundamental que son las Neuronas.

Las neuronas son células especializadas que cumplen funciones de recepción de estímulos y conducción del impulso nervioso (potencial de acción), además de la excitabilidad eléctrica de su membrana plasmática. Ya que no es capaz de nutrirse por sí sola necesita estar acompañada por otras células llamadas astrocitos, oligodendrocitos, células de Schawnn; que nutren, protegen y dan soporte a esta celula.

La Neuronas están compuestas estructuralmente por:

1. Por dendritas que son ramificaciones citoplasmáticas envueltas por una membrana plasmática que no se encuentran envueltas por mielina, presentan muchos microtubulos y pocos neurofilamentos responsables de captar y transmitir impulsos hacia el soma.

2. En el soma o cuerpo neuronal, contiene al núcleo y presenta tres características relevantes tales como primero mantener la integridad anatómica y funcional de la neurona ya que presenta la mayor parte de los organelos a excepción de los centriolos, segundo generar prolongaciones (dendritas y axón) que aumenten la superficie de captación de impulsos nerviosos y la tercera que sería sintetizar sustancias químicas mensajeras (neurotransmisores).

“Juntos en la tarea de ser mejores”

A principios del siglo XX, Santiago Ramón y Cajal situaron por primera

vez las neuronas como elemento funcionales del sistema nervioso,

este ultimo propuso que actuaban como entidades por ende establecían

una red mediante conexiones especializadas.


3. El axón, es una prolongación desde el soma hasta el extremo terminal donde se ramifica para interactuar con otras dendritas de otra neurona, esta se encuentra recubierta por células de Schwann en los vertebrados con presencia o ausencia de mielina.

Se pueden a su vez Clasificar por:

- Forma: Según tamaño de las prolongaciones, los nervios se clasifican en; Poliedricas – Fusiformes – Estrelladas – Esfericas – Piramides.

- Estructural: Según el numero y anatomía de prolongaciones; Unipolares – Bipolares – Multipolares – Monopolares - Anaxonicas

- Axon: Naturaleza de este y a su vez de las dendritas; Axon largo – Axon corto – Sin Axon definido - Isodendriticas – Idiodendriticas – Alodendriticas.

- Mediador Quimico: Colinergicas – Noradrenergicas – Dopaminergicas – Serotoninergicas – Gabaergicas.

- Funcion: Motoras – Sensoriales – Integradoras (interneuronas)- Velocidad: En la conducción de impulsos; Amielinicas – Mielinicas

Impulso Nervioso

Las Neuronas tienen la capacidad de comunicarse con precisión, rapidez y a la larga distancia con otras células ya sean nerviosas, musculares o glandulares. A través estas se transmiten señales eléctricas denominadas Impulsos Nerviosos.

Estos impulsos nerviosos son procesos metabólicos, vivientes, que constan de una sucesión de reacciones químicas que viajan a través de una neurona comenzando por las dendritas y pasando por toda la neuronas hasta llegar a los botones terminales que conectan con otra neurona, fibras musculares o glándulas.

Con respecto al impulso nervioso se generaron variadas teorías, una de ellas trata sobre la naturaleza, en la que se suponía que la fibra nerviosa era un conducto inerte, que se parecía a una cañería de agua, donde el líquido circulaba sin que estas paredes actuaran activamente, al cual llamaron espíritu animal, sería como un fluido capaz de desplazarse por poros invisibles. Pero al tiempo después se descubrió que una corriente débilmente eléctrica acompañaba al impulso nervioso durante su desplazamiento, este descubrimiento hizo que se descartara inmediatamente, que la fibra nerviosa fuera un conducto inerte, estableciendo que actúa activamente en el proceso de conducción.

Una segunda teoría asociada a la membrana decía que la corriente eléctrica del impulso nervioso, es el resultado de iones que a través de la membrana, por lo tanto seria una onda de naturaleza electroquímica que se propaga en la célula nerviosa a lo largo de ella. El estudio de la neurona en reposo muestra que la superficie externa de la membrana tiene cargas eléctricas positiva, mientras que la parte interna posee cargas negativas, esta diferencia se debe principalmente a la mayor concentración de iones de sodio (Na+) y cloro (Cl-) en el liquido tisular que baña a la célula nerviosa, y a muchos iones de potasio (K+) en el citoplasma de la neurona. Según la teoría de la membrana, cuando un axón es estimulado por sustancias químicas, temperatura, presión o una corriente eléctrica, el estimulo incrementa rápidamente la



permeabilidad de la membrana a los iones de sodio, y así les permite ingresar con rapidez al axoplasma. Como los iones de sodio llevan cargas eléctricas positivas al interior, la parte externa queda momentáneamente negativa con respecto a la parte interna, produciendo una despolarización. Esta despolarización momentánea se llama potencial de acción, cada potencial de acción estimula a los puntos adyacentes de la membrana, determinando que el cambio anterior se va hacia lo largo del axón. Esa onda de despolarización es el impulso nervioso.

Conducción Nerviosa

El potencial de acción es un fenómeno inseparable de una membrana excitable; por lo tanto la transmisión de él a través de la hendidura sináptica es imposible; propagar un impulso a través de un espacio no membranoso requiere transformar la señal electroquímica en una señal distinta. Las investigaciones han demostrado que la señal que atraviesa la hendidura sináptica es química. El potencial de acción en la neurona presináptica provoca la liberación de un compuesto químico al espacio sináptico, el cual difunde hacia la neurona postsináptica. La recepción del compuesto por la membrana postsináptica modifica el estado de polarización de ella y eventualmente descarga un potencial de acción. La sustancia química secretada por una neurona y que modifica la actividad de otra neurona u otra célula no nerviosa es un neurotransmisor.

Todas las neuronas sintetizan un neurotransmisor (en soma) que almacenan en sus terminales nerviosos, en unos organelos esféricos llamados vesículas sinápticas. La hipótesis vesicular plantea que al llegar el potencial de acción a la terminal nerviosa pre sináptica, entran iones de calcio del líquido intercelular a dicha terminal, provocando en ella un desplazamiento de las vesículas sinápticas hacia la membrana con la cual se funden, liberando su contenido hacia el espacio sináptico por exocitosis. El neurotransmisor difunde por la hendidura sináptica acoplándose a moléculas de la membrana pos sináptica. Esta unión neurotransmisor-receptora es



muy leve porque en las hendiduras y en las caras externas de las membranas sinápticas existe una enzima que cataliza la destrucción del neurotransmisor, deteniendo la estimulación.

Etapas de transmisión del impulso nervioso.

- Primera etapa: la llegada del impulso nervioso despolariza a la membrana pre sináptica.- Segunda etapa: esta despolarización permite la apertura de canales de calcio, se produce la entrada de este ion hacia el terminal pre sináptico. El flujo de calcio es fundamental para la liberación del neuro transmisor.- Tercera etapa: el aumento del calcio intracelular promueve la movilización de las vesículas sinápticas, estas se fusionan a nivel de las zonas activas de la membrana pre sináptica. La acción del calcio es finalizado por su rápido secuestro dentro del terminal. - Cuarta etapa: La fusión de las vesículas a la membrana produce un rompimiento de estas y el transmisor (acetilcolina) que está en las vesículas es liberado al espacio sináptico.- Quinta etapa: el transmisor (acetilcolina) liberado difunde a través del espacio sináptico y la mayor parte de él se unirá a los receptores, y así se forma el complejo neurotransmisor-Receptor - Sexta etapa: recaptura el neurotransmisor (acetilcolina).

Tipos de mecanismo de propagación del impulso nervioso

Conducción saltatoria

Este tipo de conducción ocurre en axones cubiertos por una vaina de mielina. El proceso por el cual una célula de Schwann y un oligodendrocito envuelven un axón a esto se le llama mielinización. Existen enfermedades relacionadas directamente con la vaina de mielina como por ejemplo la esclerosis múltiple y el síndrome de Guillain-Barré. La mielina actúa como un excelente aislante, porque impide el movimiento de iones a través de la membrana, con excepción de ciertas zonas del axón en donde esta vaina no se encuentra, y que se denomina nodos de Ranvier. En estos puntos, la membrana del axón establece contacto directo con líquido extracelular. En los



nodos de Ranvier se encuentra la mayor concentración de canales de sodio, en una densidad de miles por micrómetro cuadrado contra ninguno en las zonas de la membrana del axón cubiertas por mielina. En las células mielinizadas la onda de despolarización salta desde un nodo de Ranvier al próximo; así, la actividad iónica va despolarizando los siguientes nodos a lo largo del axón. De ahí le viene el nombre a este tipo de conducción.

La conducción saltatoria es más rápida que la conducción continua; un axón mielinizado transmite 50 veces más rápido el impulso nervioso que uno no mielinizado. Otro factor que influye en la velocidad de conducción del impulso nervioso es el diámetro del axón. Se ha visto axones de mayor diámetro propagan impulsos nerviosos a mayor velocidad que los axones de menor diámetro. Esto se debe a que en axones de mayor diámetro existe una mayor superficie de membrana en donde se produce el desplazamiento de iones. La conducción saltatoria gasta menos energía que la conducción continua. La reubicación de los iones realizada por la bomba de sodio-potasio, es un tipo de transporte activo, el cual se restringe exclusivamente a los nodos de Ranvier. En la conducción continua este mecanismo ocurre a lo largo de toda la membrana del axón.

Conducción continua o no saltatoria

Este tipo de conducción ocurre en neuronas amielinizadas. Esta conducción es más lenta la propagación del impulso nervioso, ya que cada segmento del axón debe despolarizarse y repolarizarse, lo que implica mayor movimiento de iones a través de la membrana y, por lo mismo, un mayor gasto de energía.

Direccionalidad del impulso nervioso

Si se estimula un axón en su punto medio, el impulso nervioso generado viaja en dos direcciones: hacia el soma y hacia la arborización terminal. El impulso que se dirige hacia el cuerpo neuronal se pierde, ya que no puede pasar a través de sus dendritas hasta otra neurona. El segundo impulso nervioso puede pasar a la neurona siguiente a través de una estructura que posibilita la comunicación neuronal: la sinapsis. De esta forma, la sinapsis determina la unidireccionalidad de la propagación del impulso nervioso.

La glía

La glia es el otro tipo de célula que existe en el sistema nervioso. Esta se divide en dos grandes sub - grupos, la microglia (glia - pequeña) y la macroglia (glia grande). La Glia puede actuar como soporte en el sistema nervioso central, con función de soporte Las neuronas no pueden estar juntas unas con otras sino que debe haber algo que sirva de armazón y a la vez las separe de, de ello se encarga los astrocitos, que poseen numerosas ramificaciones que se extienden alrededor de las neuronas. Función aislante, lo que hace esta función es separar los axones de las neuronas. En el sistema nervioso central, los oligodendrocitos son capaces de contactar con varios axones a la vez y formar una vaina de mielina alrededor de cada uno. En el sistema nerviosos central, esa función corresponde a las células de Schwann, pero cada una de estas células solo envuelve a un axón, este aislante permitirá que el impulso nervioso se transmita con mayor velocidad.



Función de nutrición de las neuronas: Las células gliales pueden tomar sustancias del torrente sanguíneo y transportarlas hasta las neuronas, los astrocitos poseen unas terminaciones llamadas “pies chupadores” que se enganchan a los capilares.

Función del control de los neurotransmisores: en el espacio extracelular: El neurotransmisor liberado al espacio sináptico solo puede permanecer ahí un breve espacio de tiempo, uno de los mecanismos encargados en retirar el exceso de neurotransmisor esta controlado por células gliales. Las cuales poseen recaptadores para los neurotransmisores y son capaces de almacenarlos.

Función de control de los niveles de Iones. La glia se encarga de controlar los distintos iones extracelulares, como el potasio (K) que es expulsado abundantemente cuando libera el neurotransmisor.

Función de Barrera Hemato-Enfalica.


Documents

Guia 2. impulso nervioso