1) El Sistema Nervioso de los vertebrados se divide en dos grandes subsistemas: el sistema nervioso central (cerebro y médula espinal) y el sistema nervioso periférico (nervios y receptores que yacen del sistema nervioso central). El modelo de neurona que se va a construir representa una neurona que forma parte del sistema nervioso periférico.
2) Los tipos de células en el sistema nervioso son las neuronas (células nerviosas) y las células gliales. Las neuronas son células altamente especializadas cuya función principal es transmitir información en forma de señales eléctricas (impulso nervioso) y químicas (neurotransmisores). Las células gliales le sirven de sostén, tanto metabólico como estructural, y de protección a las neuronas. Son de tres tipos: macroglia (eliminan desechos celulares), astrocitos (eliminan invasores y desechos metabólicos) y los oligodendrocitos (envuelven a las neuronas del sistema nervioso central con una vaina aislante grasosa y blanquecina conocida como mielina). En el caso del modelo de neurona que se va a construir por representar una neurona perteneciente al sistema nervioso periférico, las células que envuelven al axón y lo recubren con la envoltura mielínica se conocen como células de Schawnn y los espacios del axón que no están recubiertos por mielina se conocen como nódulos de Ranvier.
3) Existen tres tipos de neuronas: las neuronas sensoriales o aferentes que llevan información al sistema nervioso central; las interneuronas llamadas también neuronas de asociación porque se encargan de llevar impulsos de una neurona a otra y las neuronas eferentes o motoras que llevan información a músculos y glándulas. El modelo de neurona que se va a construir representará una neurona motora y llevará la información a un músculo esquelético (también se elaborará un modelo de un músculo esquelético).
4) Una célula nerviosa típica consta de tres partes principales: el cuerpo celular (contiene el grueso del citoplasma, el núcleo y los organelos); y dos tipos de extensiones citoplasmáticas se proyectan desde este cuerpo celular: las dendritas y el axón. Las dendritas son cortas extensiones con muchas ramificaciones que se especializan en recibir impulsos nerviosos y enviarlos al cuerpo celular que integra las señales que llegan y el axón (cuyo diámetro es microscópico pero puede alcanzar 1 m o más de longitud y se encarga de conducir impulsos nerviosos desde el cuerpo celular hacia otra neurona o hacia un músculo o una glándula). (Ver Figura 1)
2) Los tipos de células en el sistema nervioso son las neuronas (células nerviosas) y las células gliales. Las neuronas son células altamente especializadas cuya función principal es transmitir información en forma de señales eléctricas (impulso nervioso) y químicas (neurotransmisores). Las células gliales le sirven de sostén, tanto metabólico como estructural, y de protección a las neuronas. Son de tres tipos: macroglia (eliminan desechos celulares), astrocitos (eliminan invasores y desechos metabólicos) y los oligodendrocitos (envuelven a las neuronas del sistema nervioso central con una vaina aislante grasosa y blanquecina conocida como mielina). En el caso del modelo de neurona que se va a construir por representar una neurona perteneciente al sistema nervioso periférico, las células que envuelven al axón y lo recubren con la envoltura mielínica se conocen como células de Schawnn y los espacios del axón que no están recubiertos por mielina se conocen como nódulos de Ranvier.
3) Existen tres tipos de neuronas: las neuronas sensoriales o aferentes que llevan información al sistema nervioso central; las interneuronas llamadas también neuronas de asociación porque se encargan de llevar impulsos de una neurona a otra y las neuronas eferentes o motoras que llevan información a músculos y glándulas. El modelo de neurona que se va a construir representará una neurona motora y llevará la información a un músculo esquelético (también se elaborará un modelo de un músculo esquelético).
4) Una célula nerviosa típica consta de tres partes principales: el cuerpo celular (contiene el grueso del citoplasma, el núcleo y los organelos); y dos tipos de extensiones citoplasmáticas se proyectan desde este cuerpo celular: las dendritas y el axón. Las dendritas son cortas extensiones con muchas ramificaciones que se especializan en recibir impulsos nerviosos y enviarlos al cuerpo celular que integra las señales que llegan y el axón (cuyo diámetro es microscópico pero puede alcanzar 1 m o más de longitud y se encarga de conducir impulsos nerviosos desde el cuerpo celular hacia otra neurona o hacia un músculo o una glándula). (Ver Figura 1)
5) En la mayor parte de los vertebrados, para la reacción adecuada a un estímulo se requieren cuatro procesos: recepción (el proceso de detección de los estímulos llevado a cabo por neuronas y órganos sensoriales especializados como ojos y oídos); transmisión (el envío de mensajes a través de neuronas; de una neurona a otra o de una neurona a un músculo o una glándula); integración (proceso de clasificación e interpretación de la información sensorial que llega al SNC) y la acción (respuesta ejecutada por los efectores que pueden ser otra neurona, un músculo o una glándula).
6) La base del funcionamiento de la neurona se encuentra en la apertura y obstrucción de determinados canales o conductos iónicos. Existen tres tipos de conductos: conductos iónicos pasivos (se encuentran siempre abiertos), conductos iónicos activados por voltaje (se mantienen cerrados por medio de compuertas que se abren en respuesta a cambios de voltaje) y los conductos iónicos químicamente activados (se abren cuando se unen los neurotransmisores en sus respectivos receptores en las dendritas y el cuerpo celular).
7) La membrana plasmática de todas las células se dice que se encuentra polarizada lo que significa que un lado o polo tiene carga opuesta a la del otro lado. Cuando las cargas eléctricas se encuentran separadas de este modo, existe una diferencia de energía potencial entre ambos lados de la membrana. Esa diferencia de carga se presenta de la siguiente forma: una carga eléctrica más negativa dentro de la célula comparada con la del líquido intersticial circundante. Para mantener esta polaridad la célula debe mantener un equilibrio de iones dentro y fuera de ésta. Normalmente la concentración de iones Na+ es mucho mayor fuera de la célula que dentro de ella, mientras que la concentración de iones K+ es mucho mayor dentro de la célula que fuera de ella.
8) Potencial de reposo: En una neurona en reposo (que no está transmitiendo un impulso), el interior de la célula se encuentra más negativo con respecto al líquido extracelular. Esta diferencia de carga eléctrica a ambos lados de la membrana plasmática se conoce como potencial de membrana o potencial de reposo. Esto se consigue con el movimiento pasivo de los iones sodio y potasio siguiendo el gradiente de concentración (desde la zona de mayor concentración a la zona de menor concentración) de modo que los iones sodio tienen a entrar a la célula y los iones potasio a salir al líquido intersticial. La membrana plasmática es mucho más permeable a los iones potasio que a los iones sodio de manera que por cada sodio que logra ingresar a la célula salen varios potasios y los pocos sodios que entran son llevados al exterior nuevamente por la bomba sodio potasio. A su vez los iones Cl- se acumulan en el lado interno de la membrana plasmática con lo que contribuyen a la carga negativa. La bomba sodio potasio transporta de manera activa (de una zona de menor concentración a una zona de menor concentración y se consume energía en forma de ATP) iones sodio fuera de la célula e iones potasio hacia dentro. Por cada tres iones sodio que se extraen de la célula, se introducen dos de potasio. Así, se bombean hacia el exterior de la célula más iones positivos de los que se bombean hacia el interior, lo que produce la diferencia de carga antes mencionada: carga negativa en el interior de la célula y carga positiva fuera de ella. En este punto sólo están abiertos los conductos iónicos pasivos de sodio y de potasio, los conductos iónicos activados por voltaje permanecen cerrados.
(Ver figura 2)
9) Potencial de acción: También se le conoce como impulso nervioso, es una excitación eléctrica que viaja con rapidez por el axón hacia el interior de las terminales sinápticas. Se produce cuando un estímulo químico, eléctrico o mecánico recibido por la neurona provoca una modificación en el potencial de reposo al incrementar la permeabilidad de la membrana al sodio. En este punto los conductos iónicos pasivos permanecen abiertos, el conducto iónico de potasio activado por voltaje permanece cerrado pero se abre el conducto iónico de sodio activado por voltaje. Cuando la proteína que constituye la compuerta cambia de forma, ésta se abre y permite que se difundan iones sodio a favor del gradiente de concentración, lo cual ocasiona una inversión momentánea de la polaridad, esto es, el lado interno de la membrana se hace más positivo en comparación con el lado externo de la misma. Una vez iniciado el potencial de acción se autopropaga porque dicho potencial es una corriente eléctrica de suficiente intensidad como para inducir el colapso del potencial de reposo de la zona adyacente de la membrana. Esta acción hace que se abran los conductos iónicos activados por voltaje inmediatamente adyacentes, lo que permite la entrada de iones sodio en la zona y el proceso se repite como una reacción en cadena hasta que se alcanza el extremo del axón. De este modo una onda de despolarización viaja a lo largo del axón a velocidad y amplitud constantes para cada tipo de neurona. En las neuronas mielinizadas, la mielina actúa como un eficaz aislante eléctrico alrededor del axón excepto en los nódulos de Ranvier no mielinizados. La membrana plasmática axónica hace contacto directo con el líquido intersticial circundante sólo en los nódulos, y es aquí donde se concentran los conductos iónicos de sodio y de potasio activados por voltaje. El desplazamiento de los iones de un lado a otro de la membrana se realiza sólo en los nódulos. Puesto que la actividad iónica en el nodo activo despolariza el siguiente nódulo a lo largo del axón, el potencial de acción salta a lo largo del axón, de un nódulo de Ranvier al siguiente, lo que se conoce como conducción saltatoria en contraste con la conducción continua que se da en los invertebrados. (Ver figura 3)
10) Repolarización: Cuando el potencial de acción ha recorrido unos pocos milímetros del axón, la membrana sobre la que ha pasado comienza a repolarizarse. Para ello, las compuertas de sodio activadas por voltaje se cierran y la membrana una vez más se hace impermeable al sodio. Las compuertas de los conductos iónicos de potasio activados por voltaje se abren en ese tiempo, permitiendo la salida de iones potasio fuera de la célula. Este decremento de iones potasio devuelve al interior de la membrana su estado relativamente negativo, con lo que ésta se repolariza. El mecanismo completo, es decir, la despolarización y la repolarización ocurren ambos en menos de un milisegundo. Aunque la repolarización ocurre con gran rapidez, la redistribución de iones sodio y potasio a las condiciones normales de reposo requiere más tiempo. Esta redistribución es llevada a cabo por la bomba sodio potasio. Cuando la onda de despolarización viaja a lo largo de la membrana de la neurona, tras ella se restablece con rapidez el estado polarizado normal. (Ver figura 4)
11) Sinapsis: Existen dos tipos de sinapsis: eléctricas y químicas. Las sinapsis eléctricas son poco frecuentes y en ellas las dos células se encuentran muy próximas entre sí y lo que ocurre es que en ellas las dos células son conectadas por un conducto proteínico, el cual permite el paso de iones de una célula a otra, de modo que es posible la transmisión directa y rápida de un impulso nervioso de una neurona a otra. Sin embargo, la mayor parte de las sinapsis son químicas y en ellas intervienen unas moléculas pequeñas que llevan la información de una neurona a otra o de una neurona a un músculo o glándula que se conocen como neurotransmisores (generalmente son de naturaleza proteica). En estos casos el espacio entre las dos células o entre la célula y el músculo o la glándula es bastante grande y se conoce como hendidura sináptica, de esto modo la señal eléctrica debe ser convertida en una señal química para que pueda atravesar dicha hendidura. Los neurotransmisores son mensajeros químicos que llevan la señal de un lado a otro y se unen a receptores que en este caso son conductos iónicos químicamente activados. En el caso del modelo de neurona que se quiere construir se representará la sinapsis entre una neurona motora y el músculo esquelético. De esta forma el neurotransmisor implicado es la acetilcolina el cual es liberado por las terminales sinápticas de la neurona y se une a un receptor específico en la membrana de una célula del músculo, de modo que induce la apertura de los canales de sodio con lo que se inicia la despolarización de la membrana de la fibra muscular lo cual finaliza con la contracción del músculo. El mecanismo de liberación del neurotransmisor es por exocitosis (de las vesículas que contienen el neurotransmisor) con la membrana de la neurona en las terminales sinápticas, pero para que esto ocurra deben abrirse unos conductos de calcio que van a permitir la entrada de iones calcio del medio extracelular al medio intracelular. Esta entrada de iones calcio a la célula es la que promueve la exocitosis de la vesícula de manera que se libera en la hendidura sináptica, es captada por su receptor específico en la membrana de la célula muscular y desencadena la respuesta respectiva.
No hay comentarios:
Publicar un comentario