S01E10.3 Neurofisiología 09.04.13 Sistema límbico e hipotálamo y comportamiento. SNV. Parte 3

Fisiología. Medicina Humana 2012

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

(Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA)

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE MEDICINA HUMANA

FISIOLOGÍA HUMANA

Capítulo 1: Neurofisiología

Clase Nº 10.3

Tema: Sistema límbico e hipotálamo y

comportamiento. Estados de actividad

cerebral. Sistema Nervioso vegetativo

Parte 3

Profesor:

Dr. Hugo Cebreros Conde

Esto es en cuanto a la actividad parasimpática y simpática

coordinada. Recuerden ustedes que el nódulo sinusal, que es el

marcapaso cardiaco, tiene conexiones simpáticas como también

parasimpáticas dependiendo cuál de los dos está estimulado yo

puedo incrementar la tasa cardiaca (frecuencia). Se han hecho

experimentos en animales, por ejemplo, justamente enviando

gotas de estas sustancias.

Y del músculo liso por ejemplo vemos que el potencial de

acción del músculo liso es mucho más prolongado, no es como

espiga, como el que se ve en el potencial de placa motora, y

recuerden que una motoneurona alfa puede tener varias fibras

musculares, pero una fibra muscular ¿puede tener varias

motoneuronas inervándola? No, lo que sí sucede en el músculo liso,

este puede tener varias fibras nerviosas para cada fibra muscular.

No se olviden que la musculatura lisa está gobernada por el sistema

nervioso autónomo, no lo olviden. Ahora ¿diferencias con el

músculo estriado? Recuerden que el calcio procedía del retículo

sarcoplásmico pero en el músculo liso procede del medio

extracelular. Después, su grado de organización es totalmente

diferente a lo que se da en el músculo estriado. Y ya vemos dónde

está mayormente el músculo liso.


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En cuanto al sistema nervioso entérico, vamos a ver dos

tipos de plexos, uno que está en la submucosa que es el plexo

submucoso de Meissner y otro que está entre la circular interna y

longitudinal externa que viene a ser el plexo mientérico de

Auerbach. Mientras el plexo submucoso de Meissner tiene

barorreceptores como también mecanorreceptores que tiene que

ver con la secreción glandular dentro de la luz intestinal y el plexo

mientérico de Auerbach tiene que ver con el movimiento

peristáltico. Y en una forma muy coordinada para que las fibras

musculares lisas se contraigan y se relajen en el momento oportuno

y las fibras longitudinales externas se contraigan y se relajen en el

momento oportuno y generar la proyección no solamente del bolo

alimenticio sino también del bolo intestinal. Bueno, esto ya lo van a

estudiar con mayor detalle en fisiología del sistema digestivo.

Seguimos con el músculo liso, no contiene troponina, no

tiene la misma organización estriada y por microscopía electrónica

lo que se ha visto es que tiene filamentos de actina unidos por

cuerpos densos. Los cuerpos densos es el equivalente a los discos Z,

¿recuerdan los discos Z? son los puntos de anclaje de los filamentos

delgados de actina, el calcio procede del extracelular, contiene

calmodulina, que podríamos decir que es un receptor de calcio y

hay una serie de sistemas enzimáticos.

Ahí está el músculo liso, ahí están los cuerpos densos que

son los puntos de anclaje, podríamos decir, de los filamentos de

actina. Pero la organización es totalmente diferente por eso es que

la contracción también es totalmente diferente. Ahí van las

diferencias entre el músculo liso y el esquelético: Los puentes

cruzados son rapidísimos en el músculo esquelético, en el liso, en

cambio, es lento; en cuanto a la energía para mantener la

contracción del músculo, en el liso es como uno, el músculo liso es

muy ahorrador, emplea una tricentésima parte de unidad, esto es

lo que emplea para mantener la contracción del músculo, o sea es

más eficiente; la contracción es rapidísima en el músculo

esquelético en relación con el músculo liso que es treinta veces más

largo; la fuerza de contracción es mucho mayor en el músculo liso y

eso lo van a ver cuando ustedes estén en cirugía y lleguen a un

momento en el cual esté en pleno proceso peristáltico, el intestino

delgado y grueso y si mantienes dos dedos justo en la luz puede


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presionar y es una presión bastante fuerte; porcentaje de

acortamiento de las fibras, la tercera parte en el músculo

esquelético y hasta dos terceras partes en el músculo liso, o sea el

acortamiento es mucho mayor en el músculo liso. Y aquí vemos,

estos son registros eléctricos de las contracciones musculares, es un

proceso continuo debido a la liberación de esos neurotransmisores

vinculados al sistema nervioso autónomo pero cuando tenemos una

onda peristáltica se dan estos espasmos que también lo van a ver

en sus prácticas de la cirugía digestiva.

Y aquí vamos a ver cómo confluye tanto la parte de la

micción como también la parte del control de la presión arterial.

Como ejemplo pongo que están estos sistemas integrados.

Entonces las paredes de la vejiga están recubiertas por el músculo

detrusor y también llegan husos neuromusculares, cuyas fibras

¿qué tipo de fibras son? ¿1A, 1B, 2A, 2B? 1A, llegan a los segmentos

neurales correspondiente y se propagan. Son los que justamente

cuando se estira el músculo detrusor esos husos se van a estirar y

van a enviar señales del grado de estiramiento a esos segmentos

medulares. Y el trígono, no hay que olvidar que el trígono viene a

ser la confluencia de los dos uréteres y la uretra. Es muy importante

porque las lesiones en esta zona son de muy muy difícil

tratamiento. Yo he visto pacientes, por ejemplo, que tienen más de

diez años con una trigonitis, muy difícil el tratamiento de esta

estructura.

Bueno, tiene su inervación autonómica, ya sabemos que la

parasimpática tiene que ver con la contracción del detrusor, viene

de los segmentos sacros y la simpática tiene que ver a través de

receptores de tipo inhibidores y excitadores del trígono para el

llenado con relajación del detrusor y contracción del trígono. Y la

micción viene a ser la activación en forma coordinada de la

estimulación parasimpática que me incite a miccionar, la depresión

de inhibición simpática, justamente para que no se produzca la

relajación sino facilitar la contracción del músculo detrusor, y la

inhibición de la constricción voluntario del esfínter externo. Esto

también es importante porque podemos estar con la vejiga

recontra llena, tener una sensación de miccionar terrible pero hay

un esfínter adicional que es el esfínter externo que es el voluntario


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Y allí están, estos son los segmentos T11 hasta el L2 en el

cuál la columna intermedio lateral están las neuronas de qué tipo

¿simpáticas o parasimpáticas? Simpáticas. Está el ganglio

mesentérico inferior, que es un ganglio prevertebral, sus neuronas

posganglionares simpáticas a través del nervio hipogástrico ¿qué es

lo que va a dar? A través de receptores inhibidores para que se

relaje la vejiga, pero a través de receptores excitadores para que se

contraiga el músculo uretral interno, al contraerse permite que la

vejiga se llene de más líquido.

Y a través de los núcleos parasimpáticos sacrales, el

segmento medular S2 y S4, tenemos a través del nervio esplácnico

pélvico, la inervación parasimpática. Vemos ahí excitación, los

receptores excitadores para que se contraiga el músculo detrusor y

a través del asta anterior, ahí tenemos segmentos medulares

sacros, a través del nervio pudendo, que controla el esfínter uretral

externo, lo va a relajar.

Entonces vemos que tiene que haber una coordinación

simultánea para que se pueda producir la micción, la cual es

excitación y estimulación parasimpática e inhibición simpática y la

inhibición de la constricción voluntaria.

Y en cuanto a la presión, igual. La presión cuando está

incrementada, esto va a estirar los mecanorreceptores del seno

carotídeo, se van a producir una serie de señales a través de los

diferentes barorreceptores y a través del núcleo solitario, que son

interneuronas, y a través del núcleo motor vagal va a hacer sinapsis

con neuronas inhibitorias que va a dar lugar a la disminución de la

tasa cardiaca, disminución de la presión arterial y de la potencia

cardiaca.

Y a través del tracto retículo espinal, que es una vía medial,

podemos tener una respuesta a nivel de los vasos sanguíneos o

arteriolas, como vasodilatación y por lo tanto estos dos factores

provocan disminución de la presión arterial, controlan la presión

arterial.

En este momento, los degrabadores nos fuimos a la

cebichería del Mero Loco, estuvo bien serio, se la recomendamos.

Cuando llegamos, el Dr. Cebreros estaba diciendo esto:


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Cuando vemos un tipo de actividad específica, la intensidad

no solamente del flujo sanguíneo sino consumo de oxígeno como

también de glucosa aumenta en esa determinada zona. Ahora,

podrán haber otras zonas que no presenten un color o una

intensidad de terminada pero eso no indica que también esa zona

que se supone que no está activa sí lo está porque hemos

mencionado que así como uno de los principios del sistema

cuántico es que todo el sistema realmente se activa, igual toda la

corteza cerebral se activa ante el más pequeño estímulo.

Entonces el cerebro representa el dos por ciento del peso

corporal. Saquen su cuenta, dos por ciento en una persona de

aproximadamente setenta kilogramos. Un dato importante para

que ustedes puedan determinar inclusive cuánto le tengo que dar

de glucosa, por ejemplo cuando ustedes necesitan calcular cuánto

de glucosa consume un paciente que está en estado comatoso, así

que tienen que tener bastante cuidado en fijar ciertos

conocimientos. Ese dos por ciento del peso corporal que representa

el peso del cerebro consume quince por ciento del gasto cardiaco.

Vean ustedes, siendo el dos por ciento del peso corporal consume

el quince por ciento del gasto cardiaco, veinte por ciento de

oxígeno y veinticinco por ciento de la glucosa que se ingiere.

¿Cómo se distribuye ese consumo? Mejor dicho la energía

que se genera en las neuronas: Cuarenta por ciento para la

actividad celular, o sea para su automantenimiento y el sesenta por

ciento para mantener su funcionamiento neuronal que estaría

representado por lo ya mencionado que es la propagación,

integración, génesis y degradación del impulso nervioso.

La llegada de nutrientes mediante el flujo sanguíneo

cerebral es de 55ml de sangre por cada cien gramos de tejido

nervioso por minuto. Y no hay reservas, así como en otros tejidos.

Reservas sobre todo desde el punto de vista del metabolismo, en

este caso glucógeno que podría ser reserva, no es como el hígado o

el músculo u otros tejidos inclusive el riñón que sí puede tener

reservas por lo tanto son resistentes a la ausencia de flujo

sanguíneo.

Entonces observen ustedes que por cada cien gramos de

tejido nervioso exclusivamente el flujo sanguíneo es de 55ml por


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cada minuto, si nosotros consideramos 1400 gramos de todo el

sistema nervioso, el cerebro especialmente, aproximadamente

tenemos 798ml de sangre por cada minuto, o sea tres cuartos o

más de litro por cada minuto. Ahora esto multiplíquelo por una

hora y multiplíquelo por 24 horas de un día, ¿qué cantidad de

sangre puede pasar a través del cerebro en un día?

Consumo de oxígeno: 3.5ml de oxígeno por cada cien

gramos de tejido nervioso en cada minuto. En todo el cerebro más

o menos es 50 ml de oxígeno por cada minuto, ya ustedes tienen

que ver esto por hora y por veinticuatro horas y calcular cuánto

consumo el cerebro de oxígeno sobre todo en el paciente

comatoso. Es decir siempre y cuando no tenga problemas

metabólicos porque si por ejemplo tiene fiebre, tiene que aumentar

el consumo de oxígeno y eso considerando solamente el cerebro sin

considerar el resto del cuerpo. ¿Cuánto representa ese consumo de

oxígeno? Habíamos mencionado que era el veinte por ciento del

oxígeno, o sea la quinta parte del consumo de oxígeno se lo lleva el

cerebro.

Entonces cuando ustedes tengan a ese paciente comatoso

tiene que hacer los cálculos respectivos para que no tenga déficit de

oxígeno. También el oxígeno, recuerden que tampoco puede entrar

puro a nuestro cuerpo. Recuerden que el oxígeno que generamos

permanentemente tiene radicales libres, entonces siempre el

oxígeno tiene que entrar en una proporción del veintiuno por

ciento del aire. Por ejemplo del volumen del aire que tenemos en

este momento, el veintiuno por ciento es oxígeno, entonces el

oxígeno que se pueda poner a través de una mascarilla, hay que ver

los porcentajes de oxígeno que puede llegar al cuerpo a través de

esa mascarilla pues tenemos que considerar no solamente lo que

consume el cerebro en un minuto sino también todo el cuerpo en

24 horas.

Glucosa: 5.5 mg por cada minuto, en todo el cerebro 77 mg

por minuto. A ver saquen su cuenta cuánto sería por hora, cuánto

sería por 24 horas. Aproximadamente son 110 mil mg, es decir 110

gramos. Ahora consideren en una botella de dextrosa al 5% ¿cuánto

le estás dando de dextrosa? Sería 5 gramos por cada 100 ml, en un


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litro 50 gramos, necesitarías entonces dos botellas y eso para el

cerebro nada más ¿y el resto del cuerpo?

Es diferente, es por eso que el soporte que se debe dar a un

paciente en estado comatoso debe ser adecuado y debe ser

balanceado siempre por eso es que siempre hay que tener un

balance no solamente hídrico sino también energético al pie de la

cama del paciente. Definitivamente el cerebro no va a sufrir porque

de todas maneras va a tener que sacar glucosa de otras vías.

Ustedes conocen la vía gluconeogénica en la cual se genera glucosa

a través de lípidos, grasas, etc., pero eso ¿qué genera? Cuerpos

cetónicos.

Y el exceso de los cuerpos cetónicos ¿qué trae como

consecuencia para el pH? Una acidez y esa acidez puede traer como

consecuencia arritmia cardiaca y la arritmia cardiaca puede originar

coágulos sanguíneos, esos coágulos sanguíneos pueden irse al

cerebro y generan allí un infarto. Todo eso tiene que ver. Por eso

no se puede ver aisladamente un órgano o sistema porque se tiene

que ver todo en forma integrada para poder prever las

consecuencias de los déficits o excesos que pueda provocar como

médico.

Entonces el flujo sanguíneo será de 55ml por cada cien

gramos de tejido nervioso en cada minuto, así como glucosa. Y el

glucógeno se encuentra en una muy pequeña cantidad tanto en

neuronas como en astrocitos. Este depósito prácticamente se acaba

en menos de cinco minutos, es por ello que el flujo sanguíneo

cerebral no se puede interrumpir. En la medida de que hay un

déficit de flujo, en un minuto o en dos minutos ya se van

presentando problemas neurológicos irreversibles, a los cinco

minutos ya eso está próximo a una muerte cerebral.

Ahora en cuanto al patrón de lesión, cuando tenemos

disminución del flujo sanguíneo vemos que las neuronas

neocorticales, que son de última aparición en cuanto a la evolución,

son las más sensibles. Los más resistentes vendrían a ser los

oligodendrocitos, le siguen las microglias y luego las neuronas. Y esa

es la secuencia de daño cuando tenemos una disminución del flujo

sanguíneo.


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Tenemos el hipocampo también. ¿Y por qué motivo estas

estructuras son más sensibles? Por lo mismo que son áreas en

constante cambio. Recuerden que son estructuras vinculadas al

aprendizaje y memoria, es un centro de integración también. Por lo

tanto son más sensibles a la muerte neuronal. El cerebelo también

de acuerdo a las estructuras de mayor resistencia y menor

resistencia a la disminución del flujo sanguíneo, también el estriado

y el neocórtex.

Entonces nuevamente el consumo de oxígeno que puede

variar entre 1.8ml hasta 3.9 ml y la tasa de extracción de oxígeno es

un promedio de 35%, es decir la sangre arterial que ingresa a la

corteza cerebral, podríamos decir, al 98% lo extrae en un 35%, es

una de las tasas de extracción más potentes en relación con otros

órganos.

El consumo de oxígeno en el cerebro es estrictamente

dependiente del aire, si no existe oxigenación las neuronas dejan de

oxigenar. Todo esto trae posteriores consecuencias.

En cuanto al metabolismo de los aminoácidos, el ingreso

fundamentalmente es por transportador selectivo, por eso es que

tenemos sistemas L y sistemas A. Los sistemas L para aminoácidos

aromáticos, ramificados y neutrales, además sistemas A para

aminoácidos pequeños y polares. Recuerden ustedes que estos

sistemas tienen que ser muy selectivos por la presencia de la

barrera hematoencefálica, no puede pasar cualquier tipo de

sustancia.

Ahora ya sabemos ¿para qué se utiliza? Para la síntesis de

neurotransmisores y escasa cantidad para proteínas estructurales.

El mayor consumo, definitivamente, va a ser de estructuras en

donde están acumulados los cuerpos neuronales que viene a ser la

sustancia gris, este es mucho mayor que el consumo de sustancia

blanca.

En el metabolismo de la glucosa, el ingreso se da en un 96%

por transporte que regula el ingreso de acuerdo a la necesidad y el

4% por difusión simple. Hay un mayor consumo por parte de la

sustancia gris. El metabolismo de la glucosa es en un 90% aeróbico


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y 10% anaeróbico, la síntesis y la liberación son rápidas, en 3s el

50% de enlaces fosfato son utilizados y hay baja concentración de

glucógeno como habíamos mencionado.

Ahí están los tipos de transportadores, recuerden que de

todos ellos el dependiente de insulina es el GLUT-4, es decir,

solamente se abre ante la presencia de insulina. Vamos a ver una

serie de transportadores de glucosa, por ejemplo, ahí vemos

(dependiendo de sus cromosomas) los que están encerrados en

este rectángulo, esos son los que se encuentran en el sistema

nervioso, en la barrera hematoencefálica y son el GLUT-1, GLUT-3,

GLUT-5, GLUT-6 y GLUT-3. Estos son los transportadores por los

cuales la glucosa puede ingresar por gradiente de concentración.

Tú puedes ser dependiente de insulina, el paciente con

diabetes estaría con fallas en la actividad celular, la falla se dará por

aumento de la concentración de cuerpos cetónicos en un caso de

hiperosmolaridad. Bueno, esto es para que ustedes vean este tipo

de transportador GLUT-4 que es dependiente de los receptores de

insulina, en los cuales se produce una serie de activaciones de

proteínas que van a dar lugar a translocaciones de estas vesículas

que están en su membrana, ahí ven como estos transportadores

GLUT-4 se expresan en la superficie para que pueda ingresar

glucosa por gradiente de concentración. Esto es todo un proceso.

Sokoloff hizo estudios de consumo local de glucosa, tanto en

ratas albinas como también en monos. Aquí vemos sustancia gris,

ven ustedes que los consumos de la glucosa (en mmol/100g de

tejido/min) van a ser mayores en las áreas sensoriomotoras, la

corteza auditiva, el cuerpo geniculado medial. Eso está distribuido

de acuerdo a la función que realiza, en relación a una rata y a un

mono el área de mayor consumo de glucosa sería la corteza

auditiva, por eso esta parte auditiva es la parte del sistema

sensorial que se activa primero en el desarrollo del ser humano y es

el último que se desactiva cuando estamos próximos a morir.

Vemos la cantidad de sustancia gris dependiendo si son ratas o

monos. La sustancia blanca también consume glucosa.

Ahora, en cuanto al ser humano Sokoloff también ha medido

un poco a niños, adultos jóvenes y personas de la tercera edad, ahí


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están las edades y vemos el flujo sanguíneo cerebral, entonces me

doy cuenta fácilmente quién consume más oxígeno. Aporta mayor

cantidad de flujo sanguíneo el cerebro de los niños, el consumo se

da al 5.2 en relación a los demás grupos etarios. Es el que mayor

consumo de oxígeno tiene, lógicamente por el mayor desarrollo del

niño en cuanto a su desarrollo neocortical.

En cuanto a las personas que tienen alteraciones de la

conciencia respecto a una persona normal, miren ustedes el flujo

sanguíneo cerebral, el consumo de oxígeno de una persona normal

de sexo masculino un poco joven. Cuando la persona está

mentalmente confundida tiene menor flujo sanguíneo cerebral

como también menor consumo de oxígeno.

Ahora, miren el estado de un paciente comatoso, veamos

que tiene mayor flujo de sanguíneo cerebral, en cambio el consumo

de oxígeno disminuye. Cuando tenemos un paciente comatoso por

un tumor cerebral, coma diabético, coma insulínico o también en

un estado de anestesia vemos que varía de acuerdo a si es normal o

dependiendo de un estado de confusión. Eso sin considerar que el

paciente puede presentar otros factores como fiebre o un trastorno

tiroideo, etc.

Ahora, flujo sanguíneo cerebral y consumo de oxígeno en

personas que son adictas al LSD e intoxicadas con la misma

sustancia, podemos observar que hay un incremento en su flujo

sanguíneo cerebral aunque mantiene su consumo de oxígeno.

En cambio miren a un paciente con esquizofrenia, en él

vemos que aumenta el flujo sanguíneo cerebral como también

aumenta su consumo cerebral de oxígeno.

Aquí hay otras condiciones, tanto la condición como el

estado mental varían el flujo sanguíneo cerebral y el consumo de

oxígeno. Vemos en pacientes normales cuando tienen una presión

intracraneal elevada como disminuye su flujo sanguíneo,

lógicamente por el incremento de la presión intracraneal, también

el consumo de oxígeno. También cuando tengo una hipoglicemia

insulínica si es que el estado mental está alerta, confundido o en

coma, etc. o hay una insuficiencia hepática.


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Entonces, bajo esas consideraciones el peso del cerebro

corresponde al 2% del peso corporal, 20% del consumo de oxígeno

corporal, 15% del gasto cardiaco total. Entendemos que la sustancia

gris consume más que la sustancia blanca y tenemos una relación

en cuanto al flujo sanguíneo cerebral, esta relaciona la presión de

perfusión cerebral y la resistencia cerebrovascular, una condición

muy importante porque si aumentamos la resistencia

cerebrovascular disminuimos el flujo sanguíneo cerebral.

Eso tiene que ver mucho con los edemas y tumores

cerebrales en los cuales podemos aumentar la resistencia a nivel

parenquimal como a nivel vascular y eso va a traer trastornos del

flujo sanguíneo cerebral.

Otro factor que influye en el flujo sanguíneo cerebral viene a

ser la presión parcial del CO2. Si incrementamos en 1mmHg la

presión parcial de CO2, a ver ¿cuál es la presión parcial de CO2 en la

sangre arterial? 40 aproximadamente. Si la incrementamos 1mmHg

aumentamos en 2,5-4% el flujo sanguíneo cerebral por un

mecanismo de compensación. Si inhalamos CO2 al 7% es una

concentración alta ¿Cuánto es la concentración CO2 en el medio

ambiente? A ver, al 7% aumentamos en un 100% el flujo sanguíneo

cerebral, pero habría que tener un aparato para medir esa

concentración y en ciertos casos sería conveniente aumentar el

flujo sanguíneo cerebral.

Por ejemplo, si hiperventilamos disminuye la presión parcial

del CO2 y si baja a 20mmHg disminuimos en un 50% el flujo

sanguíneo cerebral. Esa es una de las razones por las cuales en las

personas con histeria cuando están hiperventilando disminuye su

flujo sanguíneo cerebral y esa es la causa del síncope que tiene esa

persona, pero previamente a esto recuerden que se alcaliniza la

sangre y hace que el calcio ingrese a las células, por lo tanto

tenemos déficit de calcio extracelular y con esto las parestesias que

son muy comunes en las personas que están hiperventilando por

histeria. Por eso es que el incremento del CO2 va a producir una

vasodilatación mayor en arteriolas pequeñas.

Este es un cuadro en el cual se ve la presión parcial del CO2

respecto a los cambios en el flujo sanguíneo. Lo normal en la


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presión de CO2 es 40mmHg, entonces ahí vemos el 0 en el cual no

se incrementa ni disminuye el flujo sanguíneo cerebral, pero si

incrementamos la presión parcial del CO2 incrementamos el flujo y

si disminuye el primero también disminuye el segundo.

Ahora ¿cómo influencia la presión parcial de CO2 sobre el

flujo sanguíneo cerebral? Recuerden que no podemos relacionar la

presión arterial directamente con los dos factores (sistólicos y

diastólicos), sino con la presión arterial media. A ver ¿cómo se

determina la presión arterial media? Es la presión diastólica más un

tercio de la presión de pulso y esta última viene a ser la diferencia

entre la presión sistólica y la diastólica.

Entonces, el sistema nervioso va a tener un sistema de

autorregulación que tiene la capacidad de mantener el flujo

sanguíneo cerebral constante, a pesar de los cambios que pueda

sufrir la presión arterial sistémica y esto es mediado por la

dilatación de los vasos precapilares, vasodilatación o

vasoconstricción, y está más o menos entre 60 a 160mmHg de

presión arterial media.

A ver ¿cuál sería la presión arterial media de una persona

que tiene 110/60? Aproximadamente 70mmHg, por eso es que de

60 a 160 de presión arterial media el flujo sanguíneo cerebral se

mantiene. Por encima de esa presión arterial media es que

comienzan los problemas con el incremento del flujo.

Se han hecho experimentos con decapitamiento de ratas en

los cuales se producen, por ejemplo, aquí tenemos los diferentes

niveles de glucógeno, ATP, glucosa. Después de haber hecho el

decapitamiento se ve cómo se incrementan los niveles de lactato y

disminuyen todos los demás factores. Vamos a tener falla en el

electroencefalograma a los 12 s, consumo total de ATP en 2

minutos, primer daño neuronal en 5 minutos, pero eso depende

mucho, si evaluamos un trastorno de trombosis de la arteria

carótida en un ser humano va a depender de la edad del paciente,

pero en este caso, en estos animales en 5 minutos y daño neuronal

severo en 30 minutos, infarto por hiperglicemia en menos de 20

minutos, etc. Por eso los infartos en los que se esté con

hiperglicemia, por ejemplo, el que no le estén aportando a ese


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paciente suficiente cantidad de glucosa, eso va a ser más grave que

si tuviera un infarto con hipoglicemia.

Y ¿a qué se debe? Porque en la isquemia cerebral recuerden

ustedes que existe una liberación masiva de glutamato y este por su

acción con el receptor NMDA no solamente permite el ingreso de

Na para despolarizar la membrana masivamente, sino también de

Ca. Este último puede activar proteasas que van a producir

alteraciones del citoesqueleto neuronal, daño en el DNA, en la

activación de síntesis enzimática o también muerte a través de la

formación de una serie de radicales libres. Inclusive se menciona

que puede activar genes que tienen que ver con la apoptosis

neuronal.

Cuando ustedes revisen verán que le calcio es un importante

ion porque no solamente permite la liberación de

neurotransmisores, sino también actúa como segundo mensajero

para activar o desactivar genes. Sin embargo, el calcio cuando

ingresa a cualquier célula van a ver ustedes que existen una serie

de mecanismos para poder regular la cantidad de calcio

intracelular, hay bombas que sacan calcio, hay bombas que hacen

entrar calcio a la mitocondria, hay calmodulina que capta moléculas

de calcio. Por eso es que el calcio, si bien es cierto es un ion

imprescindible para el funcionamiento celular, pero también su

exceso intracelular puede causar graves daños en la célula.

Ahí ven ustedes el calcio, cuando ingresa lo puede hacer por

canales de voltaje sensibles o por receptores o canales, etc., pero

tiene que ser acoplado o secuestrado por calmodulina, puede estar

acoplado a proteínas, ingresar al retículo endoplásmico, entrar a la

mitocondria o puede ser expulsado a través de canales, etc.

Entonces, como les decía, el calcio es un ion muy

importante, pero a la vez muy peligroso cuando está incrementado.

Y no olvidemos tampoco que entre los glicerofosfolípidos de

membrana a través de la activación de enzimas como la fosfolipasa

A1, A2 nos puede dar como consecuencia ácidos grasos libres y

entre ellos el ácido araquidónico.

El ácido araquidónico puede activar la vía de la ciclo-

oxigenasa, ahí vemos prostaglandinas y tromboxanos; en la lipo-


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oxigenasa, los leucotrienos; la mono-oxigenasa y citocromo P450,

los radicales libres; la autooxidación. Por eso, es muy importante

tratar de controlar el transporte del ácido araquidónico a través de

estos glicerofosfolípidos de membrana porque esto es lo que va a

originar una serie de problemas ligados al sistema nervioso. Para

eso también tenemos barrenderos de radicales libres.

Bueno, estas son imágenes a través de tomografía por

emisión de positrones en la cual se utiliza una serie de sustancias

marcadas, el problema es que estas sustancias radioactivas son de

corta duración. Algunas sustancias tienen una vida media de un

minuto o de repente algunos cuantos minutos y que se asocia a

glucosa, proteínas, grupos sanguíneos, etc. El problema es que la

persona que tenga una tomografía por emisión de positrones tiene

que tener al costado un ciclotrón para poder tener esta sustancia

radioactiva (caras y de vida media muy corta) y poder estudiar.

Esto está en relación a la emisión de fotones, cuando se

comienza a chocar positrones con electrones. Tenemos una serie de

detectores, muchos de ellos están registrando a través de

sustancias radioactivas este tipo de radiaciones y en los cuales

también se puede hacer o replicar segmentos, por ejemplo, cuando

uno escucha palabras o ve palabras, las estructuras sobre todo si

estamos viendo acá los niveles de flujo sanguíneo cerebral,

consumo de oxígeno, consumo de glucosa.

Como ustedes ven, hay zonas en las que el color es más

intenso, también hay otras zonas corticales que se activan, pero

también hay zonas “mudas”. Siempre existe la activación de otras

neuronas, sino que no se detectan a través de estos sistemas.

Sustancias psicoestimulantes de las que no se ha hablado,

por ejemplo la cafeína, la perina, la bromina que son también

sustancias psicoestimulantes.

Bueno, entonces ya hemos hablado en la primera clase

respecto al circuito mesolítico sería repetir, este circuito mesolítico

cortical.

Esto es por ejemplo la aplicación de ciertas sustancias a

nivel de la sinapsis y su forma también, por ejemplo la dopamina


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cuando se libera, esta liberación puede ser interrumpida a través de

litio, por eso se dice que litio es estabilizador sobre todo para

aquellas personas que padecen de un problema bipolar, estabiliza

la membrana para que en el momento de la etapa maniaca no se

libere mucha dopamina.

Bueno allí en los tipos de receptores es un transportador,

recuerden que son cinco tipos de receptores, de los cuales

excitadores son b1 y b5; mientras que b2, b3, b4 son inhibidores, a

través de la adenilciclasa proteína G excitan a la adenilciclasa para

producir AMPc proteína G inhibidora que inhibe a la adenilciclasa

para no formar AMPc, luego del cual se producen una seria de

eventos intracelulares.

Se ha pensado desde el punto de vista, como tomografía por

emisión de positrones en pacientes normales, en pacientes que son

adictos a drogas, por ejemplo en los abusadores de cocaína, se ha

marcado los receptores b2, esta es una persona normal y esta es

una persona abusadora de cocaína, y este es una persona

abusadora de cocaína pero que ha dejado por varios meses este

abuso y vemos que se mantienen la disminución de los receptores

b2, en estas áreas de la corteza cerebral. Esto es en relación

también con persona normales, que está en rosado, respecto a las

personas abusadoras de la cocaína respecto a la densidad de estos

receptores b2, adrenérgicos b2, de acuerdo a la edad también, lo

que está en rosado miren en medida que vamos avanzando en edad

vamos disminuyendo nuestros receptores b2 y también los

abusadores de cocaína también tienen esta disminución para más

pronunciada, ya son estudios realizados justa y específicamente de

estos receptores b2 en sus implicancias en aquellas personas

normales y abusadoras de cocaína, metanfetamina, etc.

Los tipos de barreras enzimáticas, los tipos de barreras sobre

el sistema nervioso; el más conocido es la barrera

hematoencefálica, aunque poco conocemos sobre la barrera

hematoencefálica tipo endotelial la del líquido cefalorraquídeo y

muy poco de la barrera hematoencefálica subaracnoidea.

Entonces en cuanto a la barrera hematoencefálica

endotelial, es una propiedad que tienen los vasos sanguíneos del


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sistema nervioso, que permite el acoplamiento metabólico

funcional se efectué y el espacio temporal del cerebro, esto que

significa: que no solo existe esa barrera hematoencefálica por el

cual van a existir transportadores específicos y van a pasar

sustancias especificas sino que en el lugar del sistema nervioso en el

que se requiera nutrientes es ahí donde se activa mas esta barrera

hematoencefálica endotelial, es por eso que permite el

acoplamiento metabólico funcional se efectué; así mismo mantiene

la homeostasis del sistema del nervioso y las células endoteliales de

esta barrera hematoencefálica presenta una serie de

características que son diferentes a los vasos de la circulación

general por ejemplo tenemos las famosas uniones estrechas, que

son prácticamente canales que están prácticamente adosados, hay

ausencia de fenestraciones, carencia de vesículas exocitóticas, un

elevado número de mitocondrias y existencia de una lámina basal

simple.

Tenemos un vaso sanguíneo normal, en el cual vamos a

tener defenestraciones una serie de estructuras que posiblemente

sean vesículas, acá por ejemplo es la barrera hematoencefálica está

constituido por la célula endotelial la lámina basal y la membrana

de los astrocitos vamos a tener estas uniones estrechas, que son un

grupo de proteínas complejas así vemos este es un vaso normal, un

capilar, luego la barrera hematoencefálica y ahí una serie de

estudios en cuanto a esta barrera hematoencefálica en la cual se

están estudiando sobretodo la parte que corresponde a las

membranas basales.

Aquí vemos en cuanto a la barrera hematoencefálica, este es un

capilar de un corte cerebral y en el otro tenemos por ejemplo un

capilar del plexo coroideo, el cual ustedes ven aquí con una especie

de “ventanitas” que son fenestraciones endoteliales de la barrera

hematoencefálica. Estas estructuras son en las que no hay barrera

hematoencefálica y por la cual, a través de estas estructuras

recuerden que en la sangre no siempre esta aséptica las 24 horas

del día pueden pasar a veces bacterias pero a través de nuestro

sistema inmunológico se pueden rápidamente eliminar a esos

intrusos. El problema es cuando existen cargas bacterianas muy

fuertes a través de estas estructuras que no tienen esta barrera

pueden infectarse el sistema nervioso y son seis:


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La eminencia media hipotalámica.

El órgano subcortical

El órgano subcomisural.

El órgano anguloso de la lámina subterminal.

El área postrema.

La glándula pineal.

Entonces por acá son justamente los lugares por donde

pueden pasar los microorganismos, ya sean virus o bacterias, esta

es la relación que existe entre la neuroglia, que es el astrocito con

las estructuras de arriba, miren siempre nos han enseñado que la

neurona tiene su determinada función y que el astrocito también

etc. Pero no nos han dicho que hay un gran comunicación y muy

estrecha a través de la información metabólica para que exista una

coordinación armoniosa y perfecta entre cada una de ellas, se han

hecho una serie de estudios aquí por ejemplo vemos las uniones

estrechas, pero lo que se ha visto a través de microscopia

electrónica en estas zonas hay una serie de estructuras geométricas

que parecerían una serie de edificios que los vemos cuando

estamos a unos cientos de metros de altura que son canales de K+,

y el potasio justamente se ha considerado que es un mediador del

acoplamiento es un ion mediador del acoplamiento, por qué

motivo? Recuerden ustedes que de la neurona está

permanentemente saliendo potasio y que va a hacer el potencial de

acción, repolarización, y este aumento de potasio es captado por el

astrocito provocando vasodilatación de los capilares de la barrera

hematoencefálica, al producirse esa vasodilatación y activación en

la barrera lógicamente van a atravesar una serie de elementos.

La función del astrocito y acoplamiento electroiónico a

través del potasio, este astrocito realiza la homeostasis del medio

extracelular cerebral, justamente recogiendo ese ion potasio y

restaura las condiciones iónicas inclusive le sobra, detecta la

activación del circuito neuronal adyacente debido a este potasio

por la base de incremento local de potasio intracelular que

despolariza al astrocito, al introducirse previamente a través de su

membrana.

Por tanto los disparos del potencial de acción de las

neuronas, se acoplan a la despolarización de las células gliales


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adyacentes, por eso el ion potasio es un nexo que identifica si las

neuronas han disparado el potencial de acción, recordemos que el

potasio sale al medio extracelular debido a la repolarización, lo cual

es detectado rápidamente por el astrocito, el cual a través de sus

pies chupadores es capaz con el vasocapilar hace que se active esa

zona, la unidad básica del acoplamiento funcional es la disposición

de tres elementos:

Neurona, espacio extracelular y células gliales; permite en

relación funcional con la corteza cerebral y pontoverticales del

circuito neurales independientes; o sea no se olviden esa unidad

básica del acoplamiento funcional.

Así vemos que en las neuronas cada vez que se produce la

repolarización, se supone que se está produciendo el potencial de

acción por lo tanto hay actividad neuronal, esto a través de la

membrana del astrocito propiamente lo incorpora a través de sus

pies de chupadores de Cajal, puede liberar ese potasio y eso va a

generar la vasodilatación, dependiendo el grado de concentración

del potasio, puede existir una vasodilatación del 50% siendo esta la

razón por la cual la tomografía por emisión de positrones, vamos a

ver que dependiendo el tipo de actividad que uno realiza es zona de

la corteza cerebral, se va a ver más intensamente debido al

aumento del flujo sanguíneo cerebral, debido a la vasodilatación,

debido al incremento de la concentración de potasio, debido a la

actividad del astrocito, debido a la actividad neuronal; es por eso

que la activación es localizada , vasodilatación localizada.

Hay otro ciclo metabólico también, glutamato-glutamínico

de la neurona definitivamente a través del glutamato, que se libera

recuerden ustedes que el astrocito también recapta al

neurotransmisor y en el astrocito se va a producir procesos

metabólicos, de glutamato a glutamina, la cual regresa nuevamente

a la neurona para que sirva de insumo para formar más glutamato,

es todo un proceso metabólico también, como neurotransmisor

excitador, este tipo de acoplamiento metabólico funcional. Aquí

vemos por ejemplo una sinapsis con el glutamato que ingresa a

través de una bomba al astrocito, después una serie de procesos

metabólicos los cuales nos va a dar información, ya esto acoplado a

la barrera hematoencefálica va a quedar la glucosa, lo que


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corresponde al glutamato y así se van prácticamente

intercambiando el glutamato, recién entra glucosa, en un proceso

metabólico en el cual regresa la neurona como glutamina y también

a través del transporte de la glucosa al astrocito este se convierte

en lactato y este aporta lactato a la neurona, este qué tipo de

metabolismo seria aeróbico o anaeróbico? Definitivamente

anaeróbico.

Hay otra hipótesis de Magistelli, en el cual las células de la

glías comienzan a hacer acoplamiento metabólico funcional

mediante el consumo anaerobio, los astrocitos consisten en la

célula idónea para hacer el acoplamiento metabólico funcional

inmediato en determinado espacio corporal, mecanismo que

rápidamente se está produciendo y en tiempo real, y vemos

diferentes tipos de transporte, con respecto al agua antes se

pensaba que era netamente por un proceso de osmosis en la cual

se incorpora, en este sistema nervioso caso existe la regulación de

la arginina-vasopresina en este caso es el renal, cuando viene

vasopresina se une a su receptor y produce la liberación de la

proteína G a nivel del citoplasma especifico y se produce el

desplazamiento de esa vesícula desplegando la proteína

aquaporina, y por lo tanto ingresan moléculas de agua. Las

aquaporinas están en diversos en órganos por ejemplo la

aquaporina tipo 4 y tipo 5 son las que vamos a encontrar en el

sistema nervioso, están involucradas en una serie de procesos.

Encontramos aquaporinas también sobretodo los receptores

a nivel del núcleo anterior y de estas aquaporinas ya se ha

estudiado se árbol genealógico, desde el punto de vista de la

filogenética y las aquaporinas se ha visto que tiene una selectividad

para el agua ya que tiene una seria de canales que le van permitir

inclusiva cortar a la molécula de agua, eso ya está bien estudiado y

tenemos aquaporinas no solamente en las células ependimarias, las

del plexo coroideo, las membranas perivasculares, en todas partes

del sistema nervioso, por eso es importante que ustedes las

conozcan ya que en un futuro habrán sustancias que puedan

bloquear las aquaporinas, de todas maneras la medicina está

dirigiéndose a la parte molecular y es probable de que existan

bloqueos de estas proteínas, las aquaporinas que en un principio

era muy difícil de localizar en el sistema nervioso, se han podido


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inclusive utilizar partículas de oro para detectar receptores del

glutamato NMDA para poder localizar.

Tenemos el astrocito en las zonas subcorticales, bueno para

finalizar, la sustancia mientras tenga un coeficiente mayormente

oleoso puede penetrar mejor la barrera hematoencefálica porque

ese componente lipofílico va a permitir, se puede decir pasar mejor

la doble capa lipídica, recordemos que el sistema nervioso acumula

una gran cantidad de lípido en las vainas de mielina, es por eso que

la fenoban, etanol, y otros anticonvulsivantes, diazepan,

benzodiacepina, nicotina, tabaco, etc., van a tener un coeficiente de

transmisión adecuado para que pueda pasar a través de la barrera

hematoencefálica.

Y ahora vamos a ver al líquido cefalorraquídeo que se forma

en los plexos coroideos, va del ventrículo lateral al tercer ventrículo

por el acueducto de Silvio, al cuarto ventrículo por los estrechos de

Luschka y Magendie se van hacia a los espacios subaracnoideos, se

recoge esto a través de estos espacios y se reabsorbe a través del

seno venoso, es todo un circuito como se ha visto y la obstrucción

sobre todo a nivel acueducto de Silvio puede ser al momento del

nacimiento, por obstrucción tipo meningitis puede dar cuadros de

hidrocefalia, entonces aquí vemos la formación este es un capilar,

líquidos cefalorraquídeo a través de celdas coroideas es un

ultrafiltrado de grasa el líquido cefalorraquídeo, en el cual vamos a

encontrar los mismos componentes que la sangre pero en un

porcentaje casi al 50% de lo que ocurre en el plasma, también hay

una serie de transportadores y aquí vemos la relación entre barrera

hematoencefálica y barrera sangre-líquido cefalorraquídeo, en el

cual son los componentes.

Recuerden que la barrera hematoencefálica en cuanto al

compartimiento extracelular hay una comunicación tanto con las

neuronas como las neuroglias y hay una interacción entre esos

compartimientos, en cambio en cuanto a la barrera

hematobicuoral, el líquido cefalorraquídeo, es el compartimiento

del fluido, que también están en constante intercambio con el

compartimiento extracelular y sus vías de drenaje vendrían a ser las

vellosidades subaracnoideas para el líquido cefalorraquídeo y para


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el compartimiento extracelular la barrera hematoencefálica a través

de las venas, todo confluye en el seno venoso.

San Fernando, 09 de abril de 2013

Documents

S01E10.3 Neurofisiología 09.04.13 Sistema límbico e hipotálamo y comportamiento. SNV. Parte 3