GUIA DE AUTOAPRENDIZAJE FISIOLOGIA NEURONAL

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
INSTITUTO DE EDUCACION A DISTANCIA. TECNOLOGIA EN REGENCIA EN FARMACIA.
GUIA DE AUTOAPRENDIZAJE DE FISIOLOGIA NEURONAL

OBJETIVOS

• Describir la estructura de la neurona y explicar el significado funcional de sus partes.
• Clasificar las neuronas según su estructura y función.
• Describir los tipos, localización y función de las células de sostén.
• Establecer los principios que caracterizan la neurona como la base funcional y estructural del sistema nervioso.
• Describir los tipos, la estructura y los eventos que involucran la transmisión sináptica.
  

El sistema nervioso consta de dos tipos principales de células: las neuronas y las células de la neuroglia. Las neuronas son las unidades anatómicas y funcionales que están especializadas en responder ante estímulos físicos y químicos, en la conducción de estímulos electroquímicos y en la liberación de reguladores químicos.

• DIBUJE UNA NEURONA, NOMBRE SUS PARTES DE LA NEURONA Y ENUMERE LAS FUNCIONES DE CADA UNA DE ELLAS.
• SEÑALE LAS DIFERENCIAS ENTRE NEURONAS SENSITIVAS, MOTORAS Y DE ASOCIACION EN CUANTO A ESTRUCTURA, LOCALIZACION Y FUNCION.
• REALICE UN CUADRO DE CLASIFICACION DE LAS NEURONAS SEGÚN SU ESTRUCTURA Y DE SU LOCALIZACION Y FUNCION.
• REALICE UN CUADRO DONDE SE ESPECIFIQUE EL TIPO DE CELULA DE LA NEUROGLIA, SU LOCALIZACION Y SUS RESPECTIVAS FUNCIONES.

Las neuronas junto con las células musculares son células excitables, es decir, ellas responden a los estímulos generando impulsos eléctricos. Realizan esto alterando las diferencias de potenciales eléctricos que existen entre las superficies internas y externas de sus membranas. Las respuestas eléctricas de las neuronas (las modificaciones del potencial eléctrico por sus membranas) puede ser local, es decir, restringido al sitio donde recibe el estímulo, o puede propagarse, es decir, puede viajar a través de su soma y su axón. Las neuronas se comunican entre sí por impulsos eléctricos propagados o potenciales de acción.
A continuación describiremos los mecanismos que están debajo de la excitabilidad eléctrica en las neuronas.

EL POTENCIAL DE MEMBRANA

Las membranas de las células, incluidas las células nerviosas, poseen una diferencia en el potencial eléctrico de su membrana el cual es negativo en el interior y positivo en el exterior. Esto produce un potencial en reposo a través de la membrana celular que usualmente es de – 70 mV. El potencial eléctrico a través de la membrana celular neuronal es el resultado de su permeabilidad selectiva a ciertos iones cargados. Las membranas celulares son muy permeables a la mayoría de los iones inorgánicos, pero es casi impermeable a las proteínas y muchos otros iones orgánicos. La diferencia (el gradiente) en la concentración del ión dentro y fuera de la membrana celular, se mantiene por una forma de transporte activo en la membrana (las bombas), que mantiene una concentración casi constante de iones inorgánicos dentro de la célula. La bomba que mantiene el equilibrio de Na+ y el K+ a través de la membrana es la Na, K-ATPasa, esta proteína está especializada en transportar el Na+ fuera del compartimiento intracelular, moviéndolo al espacio extracelular, e ingresa K+ desde el espacio extracelular, al interior de la célula a través de la membrana. De otra parte existe una difusión pasiva de iones a través de la membrana gracias a un gradiente electroquímico que consiste en: una fuerza química que tiende a mover el Na+ hacia el interior y el K+ hacia el exterior, existiendo un flujo desde el compartimiento que contiene la concentración mas alta al de concentración baja; y una fuerza eléctrica (el potencial de membrana) que tiende a mover Na+ y K+ hacia el interior. Cuando las fuerzas químicas y eléctricas son igualmente fuertes, existe un potencial electroquímico de equilibrio.

• REALICE UN ESQUEMA DONDE MUESTRE COMO ES LA CONCENTRACIÓN DE IONES EN EL INTERIOR Y EXTERIOR DE LA CELULA.
• DESCRIBA COMO ES LA PERMEABILIDAD DE LA MEMBRANA PARA LOS DISTINTOS IONES EN REPOSO.

EL POTENCIAL GENERADOR

El potencial generador (receptor) es una respuesta local no propagada, que ocurre en algunos receptores sensoriales (ejemplo, husos neuromusculares y corpúsculos de pacini que son los receptores de propiocepción y presión) donde se convierte la energía mecánica en señales eléctricas. El potencial generador se produce en un área pequeña de la célula sensorial, de la terminal nerviosa no mielinizada. La mayoría de potenciales generadores son despolarizaciones, con los cuales el potencial de membrana se hace menos negativo. Mas adelante el estímulo aumenta produciendo el potencial generador más grande, hasta cuando su magnitud alcanza aproximadamente 10 – 15 mV, lo que genera un potencial de acción (impulso) en el nervio sensorial.

• RESPECTO AL RECEPTOR NERVIOSO EN QUE CONSISTE LA TRANSDUCCION.
• ELABORE UNA GRAFICA DE UN POTENCIAL DE ACCION, DONDE SE DESCRIBAN SUS PARTES. EXPLIQUE EN QUE CONSISTE ESTE FENOMENO.
• QUE ES EL POTENCIAL UMBRAL O NIVEL DE DISPARO.
• EXPLIQUE LA LEY DEL TODO O NADA DE LOS POTENCIALES DE ACCION.

LA MEMBRANA DE LA CÉLULA NERVIOSA CONTIENE LOS CANALES DEL ION

Los canales iónicos voltaje dependientes son moléculas proteicas que se encuentran en la membrana celular. Existen moléculas proteicas que contienen un poro hidrófilo que actúa como túnel, permitiendo solamente el paso a iones específicos a cada una de ellas. El canal también posee un sensor de voltaje, que en respuesta a los cambios en el potencial de membrana, abre (activa) o cierra (inactivo) el canal.
La capacidad de la membrana neuronal de generar impulsos parte del hecho que esta contiene canales de Na+ voltaje-sensibles, que son selectivamente permeables a Na+ y tienden a abrirse cuando la membrana se despolariza. Si un número suficiente de estos canales son abiertos, se presenta una respuesta explosiva de todo o nada denominada potencial de acción. Otro canal iónico voltaje-sensible es el de K+ el cual se abre (normalmente más despacio que el canal de Na+) en la respuesta a la despolarización y es selectivamente permeable a K+. Cuando este canal se abre, el potencial de membrana se dirige hacia el potencial de equilibrio del potasio, produciéndose repolarización o hiperpolarización.

• DEFINA Y GRAFIQUE LOS TERMINOS DESPOLARIZACION, HIPERPOLARIZACION, REPOLARIZACION E HIPERPOLARIZACION.
• EN UNA GRAFICA DE LOS ESPACIOS INTRA Y EXTRACELULAR EXPLIQUE EL COMPORTAMIENTO IONICO DE LOS PROCESOS QUE OCURREN EL POTENCIAL DE ACCION.
• RESPECTO AL PERIODO REFRACTARIO ABSOLUTO Y RELATIVO EN QUE CONSISTE Y CUALES SON SUS CARACTERÍSTICAS.

El impulso nervios viaja a través de la fibra nerviosa gracias a sus características de cable lo que le permite transmitir las cargas a través de su citoplasma y a su cubierta de mielina.

• DE QUE DEPENDE LA VELOCIDAD DEL IMPULSO NERVIOSO A TRAVES DE LA FIBRA NERVIOSA. CUANTOS TIPOS DE FIBRAS NERVIOSAS EXISTEN Y CUAL ES LA RELACION VELOCIDAD – DIÁMETRO.
• QUE ES LA MIELINIZACION – QUIEN LA REALIZA – A QUE EDADES SE INICIA Y TERMINA.
• QUE SON LOS NÓDULOS DE RANVIER. PORQUE SE DICE QUE EL IMPULSO SE TRANSMITE EN FORMA SALTATORIA

SINAPSIS

En el sentido mas general hay dos clases de sinapsis. La sinapsis Eléctrica (o electrotónica) se caracterizan por UNIONES TIPO HENDIDURA o GAP JUNCTIONS las cuales son estructuras especializadas donde se especializan las membranas pre y postsinápticas se encuentran en completa aposición. Estas uniones actúan como las sendas conductivas, donde la corriente eléctrica puede fluir directamente del axón presináptico a la neurona postsináptica. La transmisión en la sinapsis eléctrica no involucra neurotransmisores.
La segunda sinapsis que se considera encuentra en la mayoría de las sinapsis en el encéfalo y medula espinal de los mamíferos es la química. Esta tiene un hendidura distinta (aproximadamente 30 nm ancho) que representa una extensión del espacio extracelular, la cual separa las membranas pre y postsináptica. Los componentes pre y postsinápticos de las sinapsis química se comunican por medio de la difusión de moléculas denominadas neurotransmisores.

• REALICE UN CUADRO DIFERENCIAL ENTRE SINAPSIS QUÍMICA Y ELECTRICA
• DEFINA Y ESQUEMATICE UNA SINAPSIS, DONDE SE ENCUENTREN TODAS SUS PARTES.
• QUE ES UN NEUROTRANSMISOR – CUALES SON SUS CARACTERÍSTICAS – ENUMERE LOS MAS IMPORTANTES. DE EJEMPLOS DE EXCITATORIOS E INHIBITORIOS.

Como resultado de la despolarización presináptica producida por los potenciales de acción, las moléculas de neurotransmisores son liberadas de la terminal presináptica, difundiendo por la hendidura sináptica, para unirse a los receptores pre y postsinápticos. Estos receptores están asociados con canales iónicos tipo ligando los cuales al activarse se abren (o en algunos casos que cierran). La apertura (o cierre) de estos canales produce los potenciales postsinápticos.
Los neurotransmisores en la terminal presináptica se encuentran envueltos en paquetes rodeados por una membrana, denominados vesículas presinápticas. La morfología de estas vesículas varía, dependiendo del transmisor que ellas contienen. La liberación del neurotransmisor ocurre cuando las vesículas presinápticas se fusiona con la membrana presináptica, permitiendo la descarga de su contenido por exocitosis. Este fenómeno se activa por la entrada de Ca+ en la terminal presináptica, evento mediado por la activación presináptica de los canales de Ca+ voltaje dependientes que se estimulan gracias al potencial de acción. Como resultado de este aumento de Ca+ en la terminal presináptica, se produce la fosforilación de unas proteínas llamadas sinapsinas, las cuales unen las vesículas al citoesqueleto impidiendo su movimiento, lo que permite la fusión de las vesículas con la membrana presináptica, produciéndose la descarga y difusión de los neurotransmisores en la hendidura sináptica. Las moléculas de neurotransmisor se unen a receptores presentes en la membrana pre o postsináptica.

• DESCRIBA LA SUCESION DE ACONTECIMIENTOS POR LOS QUE LOS POTENCIALES DE ACCION ESTIMULAN LA LIBRERACION DE NEUROTRANSMISORES EN LAS TERMINALES PRESINAPTICAS.
• QUE SON RECEPTORES IONOTRÓFICOS Y METABOTRÓFICOS.
• QUE SON LOS SEGUNDOS MENSAJEROS – DESCRIBA LOS PRINCIPALES SISTEMAS.
• REALICE UN CUADRO COMPARATIVO ENTRE LOS POTENCIALES DE ACCION Y LOS POTENCIALES POSTSINAPTICOS DE EXCITACIÓN (PPSE).

Una vez que el neurotransmisor actúa en los receptores puede ser degradado por enzimas presentes en la sinapsis o transportado a celulas gliales las cuales lo degradan.

• ENUMERE ALGUNOS EJEMPLOS DE ALGUNAS ENZIMAS INVOLUCRADAS EN LA DEGRADACIÓN DE LOS NEUROTRANSMISORES.

BIBLIOGRAFIA

1. BEST y TAYLOR. Bases Fisiológicas de la Práctica Médica. 12 ed. Panamericana 1992.
2. GANONG, WF. Fisiología Médica, 17ª ed. Manual moderno, 2000.
3. GUYTON, Arthur C. Fisiología y Fisiopatología. 5ª ede. Interamericana
4. GUYTON, Arthur C. Tratado de Fisiología Médica. Ed. Interamericana, 1998.
5. HOUSSAY, BA. Fisiología Humana. El Ateneo. 5ª ede. 1980.
6. KANDEL, SCHARTZ, JESSELL. Principles of Neuroscience. 3ª ede. Prentice-Hall International Inc.