Sistema Nervioso: la neurona

Presentación del tema: "Sistema Nervioso: la neurona"— Transcripción de la presentación:

1 Sistema Nervioso: la neurona

2 Aprendizajes esperados:
Comprenden que los organismos han desarrollado mecanismos que posibilitan su funcionamiento sistémico y su interacción con el medio de manera integrada manteniendo un ambiente estable. Conocen la organización del sistema nervioso y comprender su función en la regulación y coordinación de las funciones sistémicas, la motricidad y el comportamiento

3 Todo sistema orgánico está constituido por células
Todo sistema orgánico está constituido por células. En el caso del sistema nervioso este esta constituido por : Células nerviosas o Neuromas Células gliales o Glías

4 Las Neuronas: Son las células funcionales del tejido nervioso. Ellas se interconectan formando redes de comunicación que transmiten señales por zonas definidas del sistema nervioso .

5 Estructura:

6 Dendritas Prolongaciones cortas y múltiples del soma. En sus extremos están los botones postsinápticos a través de los cuales reciben en señales desde otras neuronas o células soma En él se destacan el núcleo y los cuerpos de Nissl. La agrupación de somas neuronales forman la sustancia gris que es visible en la corteza cerebral

7 Vaina de mielina Nodo de ranvier
Están en la mayoría de las neuronas y se forma por varias capas de mielina, una sustancia grasa producida por células gliales, que envuelven entrecortadamente al axón y que aíslan su membrana del líquido intersticial. Su presencia aumenta la velocidad del conducción del impulso Nodo de ranvier Se forman por las interrupciones de la vaina de mielina, en ellos, la membrana del axón tiene contacto con el líquido intersticial y puede, por lo tanto, intercambiar sustancias con él

8 Axón o fibra nerviosa Terminal axónico
Ramificación del soma, más larga que las dendritas y generalmente única. Su membrana se especializa en la conducción del impulso nervioso Terminal axónico Desde esta región del axón se transmiten las señales a otras neuronas, a los músculos o glándulas. En sus extremos se distinguen los botones presinápticos, a los que llegan desde el soma numerosas vesículas con neurotransmisores

9 La forma y estructura de cada neurona se relaciona con su función específica, la que puede se:
recibir señales desde receptores sensoriales conducir estas señales como impulsos nerviosos, que consisten en cambios en la polaridad eléctrica a nivel de su membrana celular transmitir las señales a otras neuronas o a células efectoras

10 Clasificación de las neuronas
Neurona Bipolar Su única dendrita lleva información hacia el soma, y su axón, hacia otras células. Transmiten información sensorial (olfato, vista,oído y equilibrio) al sistema nervioso central.

11 Neurona Unipolar (pseudo)
Es un subtipo de neurona en la que se han fusionado dendritas y axón, pero mantienen su especificidad funcional. Llevan información sensorial a la médula espinal.

12 Neurona Multipolar Presentan un único axón y varias dendritas. Es el tipo de neurona más común en el sistema nervioso de mamíferos.

13 Tipo de células Gliales y sus principales funciones
La mayor parte de las células que forman al tejido nervioso son células gliales; estas cumplen funciones auxiliares de apoyo estructural y fisiológico a las neuronas.

14 Astrocitos: Los astrocitos son las principales y más numerosas células gliales. Función: Forman la barrera hematoencefálica, una capa impermeable ubicada en los capilares y vénulas del encéfalo, que evita el paso de muchas sustancias tóxicas desde la sangre hacia este.

15 Oligodendrocitos: Son las más pequeñas y se ubican en el sistema nervioso central. En la sustancia gris, soportan a los somas neuronales. En la sustancia blanca, sus prolongaciones forman la vaina de mielina de los axones.

16 Microglías: Forman parte del sistema inmune y representan la población de macrófagos residentes del sistema nervioso central (SNC). Tienen capacidad fagocítica y tras una lesión o enfermedad, fagocitan los restos celulares. Además, inician la respuesta inflamatoria.

17 Células de Schwann: Se ubican en el sistema nervioso periférico (SNP) y cumplen funciones de soporte y regulación de los axones. Existen dos tipos de células de Schwann: las mielinizantes, que forman la vaina de mielina alrededor de un axón, y las no mielinizantes, que acompañan a los axones amielínicos del SNP.

18 ¿Cómo se organiza y funciona nuestro sistema nervioso?

19 Importancia y organización del sistema nervioso
El sistema nervioso recibe múltiples estímulos. Por ejemplo, cuando estás almorzando, eres capaz de percibir el sabor y olor de la comida, conversar y reír, mientras tu sistema digestivo procesa los alimentos. ¿Cómo puedes sentir y hacer tantas cosas a la vez?

20 El sistema nervioso cumple tres funciones basícas:
capta y procesa la información ambiental produciendo respuestas coordinadas. Para esto, integra funciones con mucha rapidez, lo que permite al cuerpo actuar con armonía y eficiencia frente a cambios

21 Función sensitiva Se refiere a que el sistema nervioso “siente “ o detecta los estímulos provenientes tanto del interior del organismo como del medio externo

22 Función integradora Consiste en el análisis de la información captada, proveniente de los estímulos, almacenar algunos aspectos de ella y tomar decisiones respecto de la acción a seguir

23 Función motora Controla, inicia contracciones musculares y secreciones glandulares

24 Células nerviosas Neuronas Glías o neuroglías Unipolares Bipolares
se componen de Neuronas Glías o neuroglías se pueden clasificar del SNC del SNP Unipolares Bipolares Multipolares Sensitiva Motora Interneurona Astrocitos Microgliocitos Oligodendrocitos Células satélite Células de Schwann según la según la Disposición del axón y n° de dendritas Función que desempeñan

25 Sinapsis: principios que rigen el impulso nervioso
Principio de Todo o Nada Sea cual fuere la intensidad del estimulo que llega al cuerpo celular o al axón, estos se descargan con la misma intensidad o no se descargan en absoluto Principio de Umbral PRINCIPIO DE UMBRAL: Todo impulso nervioso debe tener determinada intensidad para que sea transmitido. A está intensidad mínima la denominamos umbral

26 Impulso nervioso Sinapsis

27 Potencial en reposo de una neurona -70 mV Aniones orgánicos (A-)
Potencial de membrana Potencial en reposo de una neurona -70 mV Potencial de membrana se debe a la acumulación de iones con carga negativa en el citosol y una acumulación similar de iones con carga positiva en el líquido extracelular. Concentración (mM) Tipos de iones Citoplasma Medio extracelular Potasio (K+) 400 10 Sodio (Na+) 50 460 Cloruro (Cl-) 540 Aniones orgánicos (A-) 385 ---

28 Potencial de membrana Este factor es la presencia de una mayor cantidad de proteína en el interior de la célula que fuera de él, y como las proteínas tienen un número excesivo de grupos cargados negativamente, son las proteínas las principalmente responsables de la compensación de las cargas positivas de los iones de potasio al interior de la célula. Las moléculas de estas proteínas son de gran tamaño y no pueden atravesar la membrana celular. Constituyen, por tanto, cargas inmóviles o «fijadas», resultando el potencial negativo de membrana.

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30 Fuera de la célula, en cambio, las cargas positivas de los iones Na+ son principalmente compensadas por los iones cloruro (Cl-) Los iones cloruro son de pequeño tamaño y difunden a través de la membrana celular. Como la cantidad de CI- dentro de la célula es reducida, estos tienden a difundir al interior de aquélla para «igualar» sus concentraciones en ambos lados de la membrana celular, pero, al realizarlo, alteran el equilibrio de cargas eléctricas: recuérdese que las proteínas cargadas negativamente deben permanecer dentro de la célula. La cara interna de la membrana se hace así negativo respecto al exterior. En las células nerviosas, el Potencial de Membrana mide generalmente unos -70 mV. En otras palabras, si asignamos arbitrariamente el valor de cero al potencial fuera de la célula, entonces el potencial interno es de -70 mV. Es el denominado Potencial de Reposo, puesto que existe en una neurona inactiva o en reposo.

31 Potencial de Acción Veamos…
Un Impulso Nervioso es iniciado por la despolarización parcial de una pequeña región de la membrana celular; desaparece en una determinada proporción la diferencia de cargas eléctricas, y el potencial de membrana se aproxima a cero. La despolarización ocurre por la recepción de un impulso procedente de otra célula nerviosa. En la región despolarizada de la membrana ocurren toda una serie de cambios rápidos. Veamos…

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33 Etapas del potencial de acción
El estímulo inicial, provoca la despolarización parcial de la membrana. El potencial se aproxima a cero. 2. Si el estímulo es lo suficientemente intenso, se alcanza un potencial umbral en el que aumenta de modo abrupto la permeabilidad de la membrana al Na+, que penetra en la célula a lo largo de su gradiente de concentración. Esto origina la inversión local inmediata en la polarización de la membrana y el denominado Potencial de Acción. El exterior es entonces negativo respecto del interior del axón.

34 3. El restablecimiento resulta de un segundo cambio en la permeabilidad de la membrana. El K+ sale precipitadamente y se restablece el Potencial de Reposo.

35 Impulso nervioso: potencial de acción

36 Propagación del potencial DE ACCIÓN

37 A veces abandona la célula un exceso de K+ con producción de una hiperpolarización pasajera; su interior es aún más negativo que de ordinario. Durante este período de restablecimiento la neurona no responde a ulteriores estímulos; se denomina a este fenómeno Periodo Refractario y es provocado por el funcionamiento de la Bomba de Sodio-Potasio.

38 BOMBA SODIO POTASIO

39 ¿Por qué se produce el potencial de reposo?
Proteínas Canal Na+ cerrado Canal K+ Bomba Na+/K+ Extracelular Intracelular Ca2+ Na+ K+ Distribución desigual de iones a uno y otro lado de la membrana plasmática. Permeabilidad relativa de la membrana a los iones Na+ y K+ (Bomba Na+/K+)

40 Propagación del potencial de acción
Conducción continua Conducción saltatoria

41 Características del potencial de acción
Etapas: Despolarización Repolarización Hiperpolarización Naturaleza del Estímulo: Estímulo Umbral  Estímulo Subumbral  Estímulo Supraumbral  Ley del Todo o Nada: Sólo un estímulo lo suficientemente fuerte logra despolarizar la neurona hasta el umbral, para generar el PA.

42 Sinapsis electrica Se realizan en los músculos y aparecieron primero en la evolución de los organismos. La sinapsis eléctrica corresponde a las uniones Gap o Nexus, observables en los tejidos epiteliales y en el músculo estriado cardiaco. En ella el espacio sináptico es notoriamente inferior al encontrado en las sinapsis químicas.

43 Este tipo de sinapsis es más rápida que las de tipo químico, ya que la unión entre las neuronas presináptica y la neurona postsináptica se establece físicamente a través de las uniones gap, formadas por conexinas, permitiendo su bidireccionalidad. Sin embargo, su efecto también se disipa más rápidamente.

44 Gap junction o uniones comunicantes
Sinapsis eléctricas Representan una pequeña fracción de la totalidad de las sinapsis existentes. Para que tengan lugar debe existir una continuidad entre los citoplasmas celulares. Esto es posible mediante la unión en forma de gap-junctions o uniones en hendidura o unione comuinicantes, las cuales dan lugar a la formación de un pequeño poro que permite el paso de iones. Este poro está formado por 6 proteínas, denominadas conexinas, cuyo agrupamiento es conocido como conexón. El paso de iones a través del conexón es bidireccional por lo que la transmisión de información se produce en ambos sentidos. Los canales de conexones no se encuentran permanentemente abiertos, se abren y se cierran, de hecho la entreda de H+ o de Ca2+ así como la despolarización de una o de ambas células facilita la apertura. Aunque estte tipo de sinapsis se encuentra distribuida por los sistemas nerviosos central y periférico de invertebrados y mamíferos este tipo de uniones no son restrictivas del tejido neuronal sino que también han sido observadas por ejemplo en riñón, hígado, estómago páncreas, corazón, células de músculo liso intestinal y células epteliales del cristalino..

45 Sinapsis química Todas las sinapsis químicas constan de tres elementos: Zona presináptica Zona Postsináptica Hendidura de entre nm que separa a ambas zonas Por lo tanto, se genera un impulso Unidireccional y con un retraso en su transmisión. Es decir, son sinapsis más lentas. La zona presináptica está conformada regularmente por un botón axónico (Telodendron). El botón contiene en su citoplasma docenas de pequeñas esferas llamadas vesículas Sinápticas de 50 nm de diámetro.

46 Estas vesículas contienen Neurotransmisores, es decir, sustancias químicas que actúan como mensajeros para comunicarse con otras neuronas a través de la hendidura sináptica. Luego de atravesar la hendidura sináptica, el neurotransmisor entra en contacto con la membrana postsináptica, la cual está cubierta por receptores que abren sus canales y permiten convertir la señal química intercelular en una señal intracelular que viaja a través de la membrana de la neurona y llega nuevamente a un axón donde el ciclo comienza otra vez. Los receptores sólo responden a un cierto neurotransmisor, de modo que funcionan como "cerraduras" químicas esperando por su llave. Como se liberan muchos neurotransmisores, el efecto de esta sinapsis es más duradero que el de una sinapsis eléctrica.

47 Sinapsis química: mecanismo
Llega el potencial de acción a la terminación presináptica. Activación de canales de Ca+2 voltaje dependientes. El aumento del Ca+2 citosólico provoca la fusión de la membrana plasmática con las vesículas de secreción que contienen el Neurotransmisor (NT). Las vesículas liberan el NT a la hendidura sináptica (exocitosis). Difusión del NT. Unión a receptores postsinápticos. Apertura de canales iónicos (Na+, K+ o Cl-): despolarización o hiperpolarización. Potencial postsináptico excitatorio o inhibitorio

48 Tipos de sinapsis quimicas
Los receptores median los cambios en el potencial de membrana de acuerdo con: – La cantidad de NT liberado – El tiempo que el NT esté unido a su receptor Existen dos tipos de potenciales postsinápticos: PEPS – potencial excitatorio postsináptico: despolarización transitoria (apertura de canales Na+). Un solo PEPS no alcanza el umbral de disparo del potencial de acción, por lo tanto, se produce un efecto sumativo para generar la despolarización postsináptica. PIPS – potencial inhibitorio postsináptico: la unión del NT a su receptor incrementa la permeabilidad a Cl-y K+, permitiendo el ingreso del ion Cl- al interior de la membrana y la salida del ion K+ al exterior, provocando una hiperpolarización que finalmente bloquea la transmisión del impulso nervioso.

49 Tipos de sinapsis químicas
Generalmente. si una sinapsis excitatoria es fuerte, un potencial de acción en la neurona presináptica iniciará otro potencial en la célula postsináptica. En una sinapsis débil, el potencial excitatorio postsináptico ("PEPS") no alcanzará el umbral para la iniciación del potencial de acción. En el cerebro, cada neurona mantiene conexiones o sinapsis con muchas otras, pudiendo recibir cada una de ellas múltiples señales. Cuando se disparan potenciales de acción simultáneamente en varias neuronas que se unen en sinapsis débiles a otra neurona, pueden forzar el inicio de un impulso en esa célula a pesar de que las sinapsis son débiles. Por otro lado, una neurona presináptica que libera neurotransmisores inhibitorios, como el GABA, puede generar un potencial inhibitorio postsináptico ("PIPS") en la neurona postsináptica, bajando su sensibilidad y la probabilidad de que se genere un potencial de acción en ella. Así la respuesta de una neurona depende de las señales que recibe de otras, con las que puede tener distintos grados de influencia, dependiendo de la fuerza de la sinapsis con esa neurona. John Carew Eccles realizó algunos experimentos importantes en los inicios de la investigación sináptica, por los que recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en Las complejas relaciones de entrada/salida conforman las bases de la computación basada en transistores, y se cree que funcionan de forma similar en los circuitos neuronales.

50 s. Química: eliminación del neurotransmisor
Una vez producido el PEPS o PIPS, el NT debe ser eliminado. Esto puede ocurrir a través de 3 mecanismos Difusión lejos de la membrana postsinaptica. Degradación (proteólisis de neuropéptidos). Recaptación a la terminación nerviosa presináptica mediante transporte activo (Esto sucede cuando los NT NO son de tipo peptídicos).