Sistema nervioso, impulso nervioso

 Referencias: Claudio O. Cervino. Neurofisiología. Tomo I Capitulo 6 

Imágenes pertenecen a Khan Academy:  https://es.khanacademy.org/science/biology/human-biology/neuron-nervous-system/a/the-synapse

la siguiente entrada es un resumen del capitulo 

Capitulo 6 el impulso nervioso generación 

Los inicios para entender este proceso comienzan con Luigui Galvani quien observo el pasaje de la corriente eléctrica a lo largo del nervio de una pata de rana provocando la contracción del musculo,

Las células excitables son: fibras musculares y algunas células glandulares. Las cuales cuentan con dos propiedades principales; 

• la Excitabilidad, la capacidad de registrar un estímulo y 
• la conductividad, la capacidad de pasar la excitación. 

Existen dos tipo de carga positivas y negativas, a la diferencia de cargas eléctricas a otras son los potenciales eléctrico.

Potencial de membrana

La membrana de la célula se encarga de controlar el paso de sustancias hacia su interior y hacia su exterior, la membrana plasmática es muy delgada y está formada de una bicapa de lípidos, los iones por su carga no pueden atravesar la membrana por lo que utilizan los canales icónicos los cuales poseen selectividad a favor de su gradiente de concentración y regulan el paso de iones, a parte de estos existen otros canales que se diferenciaran entre si por su selectividad y los factores de su activación.

Generación del potencial de membrana  Generan la barrera de flujo distribución desigual de concentraciones icónicas, disponen de potencial eléctrico este sería el potencial de membrana

Potencial de reposo se origina gracias a tres procesos, la distribución desigual de iones, la permeabilidad selectiva y la presencia de bombas que mueven a los iones en contra de sus gradientes al mantener una concentración elevada de potasio genera el potencial de reposo.

Potencial de acción sus funciones son la transmisión rápida de la información a lo largo de grandes distancias en SN y fibras musculares. El control de respuestas efectoras, incluyendo la activación de canales iónicos de compuerta, contracción muscular y exocitosis.

El estímulo Umbral y el potencial de umbral las células nerviosas pueden ser vistas o en acción o en reposo pero nunca en un punto intermedio, por lo que funcionan por un mecanismo de todo o nada y solo reaccionan a los estímulos lo suficientemente fuertes y sean capaces de hacer cambios en la membrana a esto se le conoce como Estimulo umbral,

Bases icónicas del potencial de acción Existe inversión de polaridad conocida como una fase de despolarización del PA que al llegar al pico se abre otro tipo de canales k+ y este sale al exterior de la célula con cargas positivas y retorna el Vm a valores negativos, este cambio se denomina fase de repolarización, luego el Vm por la salida del k+ alcanza valores de -90 esto se llama hiperpolarización.

Conducción del impulso nervioso

PA debe ser conducido a lo largo de la membrana cumpliendo ciertos requisitos, Prolongación del potencial de acción, aquí la conducción del impulso nervioso depende de una serie de eventos eléctricos locales, cada uno de los cuales es disparado por la región que le precede inmediatamente. También está el periodo de refractario El PA se genera en un segmento inicial del axón, primero está la fase de des polarización y luego es seguida por la fase de hiper polarizacion por lo que ese parche de membrana se vuelve inactivo, y no responde a ciertos estímulos, este periodo refractario explica porque cada axón tiene una tasa máxima de conducción. Velocidad de Conducción, no todas las fibras nerviosas conducen los impulsos a la misma velocidad, esta depende del diámetro del axón y de la mielina del que este cubierto.

Hay dos grupos de en el SNP esta el grupo A que se constituye de fibras mielinicas con una velocidad de 120 m/s, y en el grupo B al que pertenecen las fibras mielinicas del SNA convelocidades de 15 m/s y el grupo C que son fibras sin mielina con una velocidad inferior a 3m/s.

Sinapsis

La función principal de las neuronas es comunicarse y transmitir información y el rol del sistema nervioso es generar pautas comportamentales las neuronas no se tocan si no que existen un espacio en donde por medio de impulsos químicos llamados neurotransmisores en este caso son sinapsis químicas pero también hay sinapsis eléctricas, se transmite la información este es la sinapsis, y se constituye de una neurona pre sináptica la que envía el impulso y una post sináptica que es la que lo recibe.

Tipos de sinapsis química son generalmente denominadas según los elementos neuronales que intervienen en la misma:

• Š       axodendritica: sinapsis formada entre un axón y dendrita
• Š       Axosomatica entre axón y soma,
• Š       axaxónica entre dos axones y
• Š       Dentrodentrica entre dos dendritas,

Hay interacciones más complejas cuando intervienen más de dos neuronas o cuando la sinapsis está rodeada de capas de neuroglia entonces se llaman glomérulos

Fisiología de la sinapsis química  Cuando el PA alcanza la terminal pre sináptica es acompañada por la entrada de iones de calcio, dentro del citoplasma neuronal, debido a la apertura de canales de calcio voltajes dependientes desde el líquido extracelular, la mayoría de neuronas tiene al menos tres tipos de canales el canal L que se caracteriza  por una velocidad baja de inactivación, y permanece abierto todo el tiempo que dure la despolarización y los canales N y P los cuales se inactivan más rápidamente y contribuyen en mayor medida a la liberación del transmisor.

Sucesos Post sinápticos los cambios en la membrana pueden producir una despolarización en el que valores menos negativos del PR- dan la excitabilidad por ejemplo del glutamato. Y una hiperporalizacion el que valores más negativos de la membrana dan la inhibición como por ejemplo el GABA el que sea excitatorio o inhibitorio dependerá del tipo de receptor.

Sinapsis eléctricas En estas existe una conexión física directa entre la neurona presinaptica y la neurona postsinaptica. Está conexión toma la forma de un canal llamado unión, que permite que la corriente fluya directamente a otra neurona

La unión Neuromuscular

Los músculos deben ser estimulados para que se contraigan, en las fibras musculares esqueléticas la estimulación es producida por un NT liberado en la terminación nerviosa. La neurona motora y las numerosas fibras musculares que la inervan se conocen como unidad motora, la estimulación de un axón motor estimula a todas las fibras de esa unidad motora.

Transmisión Química de la actividad sináptica

El esquema general de la transmisión sináptica química se divide en 4 procesos estos son:

Síntesis de agentes transmisores

Almacenamiento en vesículas sinápticas y si liberación, causado por los impulsos nerviosos, en la hendidura sináptica,

Interacción del Nt con el receptor apropiado en la membrana postinaptica

Desaparición del transmisor de la hendidura sináptica, retirados con rapidez de dicho espacio por difusión, metabolismo y en muchos caos receptación hacia el interior de la neurona pre sináptica  todos estos procesos se regulan por factores fisiológicos

Química de los neurotransmisores: deben cumplir con lo siguiente

•Que se sintetice en la neurona

•Esté presente en un terminal pre sináptico. libere en cantidades suficientes y ejerza un efecto definido sobre la neurona post sináptica u órgano efector.

•Se encuentra distribuido de manera desigual en el sistema nervioso

•Que in vitro, produzca efectos sobre neuronas “blanco” únicas cuando se aplica sobre su membranas por medio de un cicropipeta

•Su acción debe bloquearse por los mismos agentes que bloquean la transmisión natural

•La existencia de algún mecanismo específico para eliminarlo del lugar donde se encuentra

Receptores y canales post sinápticos:

En la estructura y las funciones de los receptores se pueden tomar  las siguientes generalizaciones:

•En cada situación que se ha estudiado con detalle, cana NT hay muchos subtipos de receptores

•Si bien hay muchos transmisores nerviosos y muchos subtipos de receptores para cada transmisor, los receptores tienden a agruparse y en su función.

•Hay receptores en los elementos presinaptcos y en los postsinapticos para muchos de los transmisores secretados

•La exposición prolongada a sus transmisores, hace que la mayor parte de los receptores dejen de responder a los mismos

Neurotransmisores. son una biomolécula que permite la neurotransmisión, es decir, la transmición desde una neurona hacia otra neurona

Tipos de receptores

Los receptores tienen 2 acciones, el reconcomiendo de los transmisores específicos y la activación de efectores. Hay dos maneras en la que un transmisor puede activar el canal de un receptor sináptico:

Receptor inotrópico: Algunos canales miran hacia fuera y protruyen hacia el lado trabecular, ya que responden a estímulos específicos y los receptores merabotrópico: Es un mecanismo indirecto, una proteína en la membrana responde a transmisores químicos o estímulos físicos con la producción de un segundo mensajero en el interior de la célula.

Finalización del efecto del trasmisor nervioso La eliminación oportuna de los transmisores de la hendidura sináptica es crítica para la trasmisión sináptica hay 3 mecanismos básicos involucrados

Š       La defradación o catabolización del trasmisor: se lleva a cabo por medio de enzimas específicas para cada trasmisor presentes en la brecha sináptica

Š       En la difusión, una fracción del transmisor liberado se aleja de la sinapsis y es captado por las células de la glía o para a la circulación sanguínea

Š       Los trasportadores pertenecen a una super familia  de proteínas integrales

Š       Los neuropeptidos se eliminan más lentamente que los neurotransmisores. Es probablemente que los mecanismos principales en su eliminación sea la difusión y la proteólisis.

Contra transmisores

Son muchas veces una catecolmania más un neuropeptido y se han descrito ejemplos de coexistencia de un neuropeptido con GABA o ACH. También se ha establecido la coexistencia entre dos neuripeptidos o de un GABA con varias catecolmanias

Transmisión sináptica y segundos mensajeros

Hay 2  tipos familias  para este tipo de receptores:

En la primera la molécula receptora esta acopiada a su molécula efectora mediante una proteína Los trasportadores pertenecen a una súper familia  de proteínas integrales  Guanosina o proteína G.

En la segunda familia  de receptores que actúan directamente actúan indirectamente está constituida por diferentes miembros. El mejor estudiado es el receptor de tirosina quinasa. El dominio citoplasmático de este receptor es una enzima que se fosforilla sí misma y a otras proteínas.

El número de sustancias conocidas que actúan como segundos mensajeros en la transmisión sináptica son menores que el número de transmisores conocidos sin embargo solo unos pocos de los segundos mensajeros se han caracterizados:

Š       •En una via especifica, quizá el mejor rita estudiada, se produce el segundo mensajero adenosina monofosfato cíclico.

Š       •Otra via, la cual se activa mediante un receptor colinérgico muscarínico, se une a otro tipo de proteína G para activar la fósfalpasa

Š       •El tercer sistema fundamental activa la cascada del acido araquidonico a través de la fósfolipasa.

La activación inducidas a través de la sinapsis en la expresión genética, son de la sinapsis en la expresión genética, son determinantes en la consolidación de la memoria a largo plazo y aprendizaje