NEUROHISTOLOGÍA

Células nerviosas

Cerebro:

Peso: 1100-2000 grs. en el adultoCélulas nerviosas: 12,000 millonesTipos de células nerviosas:

1. Neuronas: 10%2. Neuroglías: 90%

Neuroglía

Células de apoyo en el sistema nervioso

1. Astrocitosa) Fibrososb) Protoplasmáticos

2. Oligodendroglia3. Células ependimarias4. Microglía

Astrocitos

Localización:

• Sistema nervioso central

Función:

• Aportación de nutrientes

• Barrera impermeable de protección contra sustancias en venas o capilares

• Absorben iones de K+ para evitar su exceso en espacio extracelular

• Captación de neurotransmisores

• Función de soporte y dirección a las neuronas del SN

Oligodendroglía

Localización:

• Sistema nervioso central • Sistema nervioso periférico

Función:

• Productora de mielina en el axón de la neurona

• Célula de Schwann en SNP• Oligodendrocito en SNC

Células ependimarias

Localización y función:

Revisten el conducto central de la médula espinal y los ventrículos cerebrales

Microglía

Localización:

• A lo largo de capilares

Función:

• Fagocitaria (células relucientes)

Componentes:

• Dendritas

• Soma o cuerpo

• Axón

• Sinapsis

Neurona

Tipos básicos de neuronas

MultipolaresBipolaresUnipolares

Dendritas Área receptora primariaAxón Parte efectora de la neuronaSinapsis Áreas especializadas de contacto interneuronal

Mantiene el funcionamiento de la neurona por convertir los nutrientes en energía

Sintetiza neurotransmisores

Contiene el núcleo, y en su interior se encuentran los cromosomas

Desprende el cono axonal, que participa en la generación de un potencial de acción

Soma

Conduce impulsos eléctricos desde el soma hacia la terminal axónica

Cilíndrico, extensión de hasta 120 cms.

Puede ser cubierto de una vaina de mielina

Contiene nódulos de Ranvier

Axón

Dendritas

Se subdividen repetidamente a corta distancia del soma

Cubiertas de extensiones llamadas espinas dendríticas

Axones DendritasNormalmente, uno por neurona, con muchas ramificaciones terminales Normalmente, muchas por neuronas

Diámetro uniforme hasta el inicio de la ramificación terminal

El diámetro se estrecha progresivamente hacia su extremo final

Se une con el soma en una región diferenciada llamada segmento inicial del axón (cono axonal)

No existe ninguna región parecida al segmento inicial del axón

Normalmente protegido por mielina No existe cubierta de mielinaLongitudes que van desde 0 hasta varios metros

Generalmente, son mucho más cortas que los axones

A lo largo de su longitud, las ramificaciones tienden a ser perpendiculares

A lo largo de las dendritas, las ramificaciones presentan una amplia gama de ángulos agudos

Diferencias entre axones y dendritas

Botón sináptico

Establece sinapsis con otra célula nerviosa

Contiene vesículas sinápticas con moléculas de neurotransmisor

Limitado por una membrana presináptica

Clasificación estructural de las sinapsis

Membrana celular

Delimita la forma de la neurona formado un espacio extracelular y uno intracelular

Compuesta por una doble capa de lípidos, de permeabilidad selectiva

Contiene imbuidos canales particulares que permiten la comunicación intra-extra espacio celular

Presenta cuatro regiones especializadas:

1. Región receptiva: dendritas, y en menor grado cuerpo celular

2. Región disparadora: representada por el promontorio (cono) de axón

3. Región de conductancia: representada por el axón

4. Región de salida: terminal del axón (botón terminal)

Canales iónicos en la membrana celular

La comunicación neuronal depende de cambios rápidos en el potencial eléctrico a través de la membrana de la célula nerviosa. Cambios son posibles por los canales iónicos:

• Conducen iones• Reconocen y selecciona iones específicos• Se abren y cierran en respuesta a señales específicas eléctricas, mecánicas o químicas

A. Se produce un cambio conformacional en una región del canal

B. Se produce un cambio conformacional a todo lo largo de la longitud del canal

C. Una partícula bloqueante se coloca fuera o dentro de la entrada del canal

Canales iónicos en la membrana celular

Los canales activados por ligando se abren cuando éste (el ligando) se une a su receptor. La energía liberada por la unión del ligando fuerza al canal hacia la situación de apertura

Canales iónicos regulados por ligando

Canales iónicos regulados por voltaje

Cambios en el voltaje a través de la membrana pueden abrir y cerrar otros canales

Ganglios

Acumulaciones de cuerpos de células nerviosas fuera del SNC

Ganglios de la raíz espinal

Recepción y distribución sensorial

Ganglios

Ganglios craneales se relacionan con diversas funciones

Ganglios

Ganglios autónomos

Fibras nerviosas

Nervio periférico se compone de fibras nerviosas (axones) que pueden ser mielinizados o amielínicos.

1 Núcleo de célula de Schwann2 Filamentos nerviosos3 Membrana basal 4 Microtúbulos 5 Capa de mielina6 Nódulo de Ranvier7 Axón8 Núcleo de célula de Schwann

1 Axón2 Mesoaxón externo3 Mesoaxón interno4 Núcleo celular5 Axón de célula amielínica6 Axón amielínico (visión lateral)

Grupos de fibras nerviosas conforman un nervio

Fibras nerviosas en relación a la sensación

En orden decreciente del diámetro:

A – Alfa: presión ligera, tacto suave y vibración en los músculos profundos (a veces dolor agudo, bien localizado)

A – Beta: los mismo que las anteriores pero en la piel (menos el dolor)

A – Delta: dolor y temperatura

C: dolor, temperatura y comezón

Mielinizadas

No mielinizadasDiá

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Velocidad de conducción del potencial de acción

Tipos de sinapsis

Regiones estructuralmente específicas donde se conectan células nerviosas

Célula célula

Célula placa neuromuscular

Célula glándula

Existen 2 tipos de sinapsis

1. Sinapsis eléctricas2. Sinapsis químicas

> # en invertebrados, crustáceos y peces.

< # en mamíferos.

Permiten el flujo directo y pasivo de una neurona a otra de una corriente eléctrica.

El flujo de corriente eléctrica cambia el potencial de membrana postsináptico.

Conectadas por uniones tipo GAP.

Sinapsis química

Conexones (o hemicanales) se unen y forman las uniones tipo GAP. Permite

• Transmisión bidireccional• Rápida transmisión• Conductas de rápido ejercicio

Las uniones tipo GAP forman un poro por el que fluyen:

• Iones• Otras moléculas (e.g., ATP)

Sinapsis química

Sinapsis eléctrica

Involucra presencia de:

• Hendidura sináptica• Membrana presináptica• Membrana postsináptica• Vesículas sinápticas• Receptores

Actividad eléctrica de la neurona

Dos estados de la neurona de acuerdo a su carga eléctrica

1. Potencial de reposo ó potencial de membrana.

2. Impulsos nerviosos ó potenciales de acción

Potencial de reposo o potencial de membrana

Mecanismos iónicos que mantienen el potencial de membrana

Conceptos básicos

Ion: partícula cargada eléctricamente.• Aniones: iones con carga negativa• Cationes: iones con carga positiva

Fuerzas físico-químicas que actúan en la membrana

Gradientes de concentración: iones que se desplazan desde regiones de alta concentración a regiones de baja.

Fuerzas eléctricas: cargas iguales se repelen y cargas opuestas se atraen.

Permeabilidad selectiva: algunos iones pueden atravesar con más facilidad las membranas de las células nerviosas que otros.

Concentración elevada de iones de proteínas grandes de carga negativa

Alta concentración de iones de K+

Permeabilidad selectiva para los iones de K+, que se mantienen en equilibrio por los efectos del potencial de equilibrio de K+

Concentraciones de Cl- y Na+ son bajas

La carga negativa de los iones proteínicos al interior de la célula, junto a la permeabilidad relativa de la membrana a iones de potasio explica el potencial de reposo

Distribución de iones en el espacio intracelular

K+

K+

K+

K+

K+

K+

K+

K+K+

K+

Potencial de equilibrio del K+

K+

K+

K+

K+

K+

K+

K+

K+K+

K+

Membrana no es absolutamente permeable al Na+, pequeñas cantidades de este ion se filtran por canales específicos a ellos que se abren de forma espontánea.

La incorporación de Na+ podría llevar a un equilibro en su concentración interior y exterior, desapareciendo el potencial de membrana.

Pero la bomba sodio-potasio es un mecanismo activo para expulsar el Na+ e incorporar el K+ a la neurona.

Regulación de NA+ en la membrana: Bomba sodio-potasio

Conceptos básicos

Hiperpolarización: aumento del potencial de membrana (i.e., mayor negatividad en el interior respecto al exterior).

Despolarización: disminución del potencial de membrana (i.e., reducción de la negatividad dentro la neurona).

Potencial de acción o impulso eléctrico: es una onda de descarga eléctrica que viaja a lo largo de la membrana de la célula.

Potencial de acción o impulso nervioso

Amplitud del impulso sigue una ley de todo o nada: La amplitud del impulso es independiente de la magnitud del estímulo aplicado.

La ocurrencia del potencial de acción está determinada por la concentración de iones de Na+:

• La membrana en reposo es permeable al Potasio.

• La membrana activa es permeable al Sodio:

1. La despolarización incrementa la permeabilidad al Sodio (abre las compuertas de los canales iónicos).

2. Cuando entra Sodio se despolariza aún más y se abren más compuertas.

3. Descarga masiva de sodio irrumpe en la célula.

Mecanismos iónicos del potencial de acción

Dendrita y soma ricos en canales regulados por ligando, pero el axón es rico en canales regulados por voltaje.

Los canales regulados por voltaje habilitan a los axones para producir el potencial de acción.

La estructura de los canales les permite estar en:

1. Estado de reposo

2. Estado activado (canal abierto)

3. Estado desactivado (canal cerrado y no puede activarse mediante despolarización)

Corriente postsináptica cambia el potencial de membrana de la neurona postsináptica para generar un potencial postsináptico que puede despolarizar o hiperpolarizar la neurona.

Propagación del potencial de acción

Liberación del neurotransmisor

Los canales de calcio (en azul) despolarizan el botón terminal permitiendo que el neurotransmisor sea liberado y active los receptores (en color verde). Si es una sinapsis excitatoria entonces penetrará Na+ al interior de la neurona postsináptica; si es una sinapsis inhibitoria entonces penetrarán aniones.

Liberación del neurotransmisor

Potenciales excitatorios e inhibitorios

Sumación espacial: adición de potenciales a través del soma.

Sumación temporal: la duración en ms de potenciales postsinápticos permite su adición secuencial (no simultánea) en el soma.

Generación de potenciales de acción en el segmento inicial del axón