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Fisiología Neuronal y Sistema Nervioso Introducción La adaptación evolutiva de los organismos multicelulares les permitió, en forma cada vez más eficiente, cumplir con las múltiples funciones que exige la supervivencia del individuo y de la especie. De este modo llegaron a formarse grupos celulares con función facilitadora de la absorción de partículas, con capacidad secretora de hormonas, con capacidad transmisora de impulsos, etc. © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología Introducción Dos son los tipos celulares constituyentes del sistema nervioso: las neuronas o células nerviosas y las células de sostén (neuroglía y otras). La capacidad transmisora de impulsos se trata de un conjunto especializado de células nerviosas o neuronas cuya función consiste en captar señales y enviarlas por medio de impulsos nerviosos o potenciales de acción y transmitir en esta forma instrucciones © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología Neuronas La transmisión a otras células es mediante la secreción de neurotransmisores, ya sea a otra célula nerviosa, a una célula muscular, a glándulas o tejido adiposo Las células de sostén no son eléctricamente activas y se encargan de mantener un ambiente físico-químico adecuado para la actividad neuronal. © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología En condiciones normales, las dendritas llevan información hacia el soma, mientras que el axón lo hace desde el soma. © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología Tipos de neuronas © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología Tipos de neuronas 1.-Las_neuronas unipolares: Presentan la forma más simple; no posee dendritas. El soma recibe e integra la información entrante. El único axón originado en el cuerpo celular da origen a procesos múltiples en el terminal. En el sistema nervioso humano, las neuronas unipolares controlan la secreción de glándulas exocrinas y la contracción del músculo liso. © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología Tipos de neuronas © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología Tipos de neuronas 2.- Las neuronas bipolares: Poseen un cuerpo celular alargado del cual se originan dos procesos. A pesar del nombre, el potencial de acción procede de uno de los procesos (dendrita), cruza el cuerpo celular y continua a través del axón.. Un subtipo morfológico de estas neuronas son las neuronas pseudounipolares, las cuales se caracterizan por la presencia de un proceso que se bifurca a distancia del cuerpo celular © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología Tipos de neuronas 3.- Las neuronas multipolares: Tienen neuritas que nacen del cuerpo celular. Con excepción de la prolongación larga (el axón), el resto de las neuritas son dendritas. La mayoría de las neuronas del encéfalo y de la médula espinal son de este tipo. Las neuronas multipolares de axones largos y extremos situados a distancia del cuerpo celular se denominan neuronas de proyección. © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología Impulso Nervioso Si se determina la concentración iónica en ambos lados de la membrana de la célula nerviosa, membrana que rodea tanto el soma como a las dendritas y al axón, se encontrará que la concentración de los iones es diferente. La concentración de Na+, Ca2+ y Cl– es mayor en el espacio extracelular, mientras el K+, Mg2+ y PO43– se encuentran en mayor concentración en el espacio intracelular. © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología Impulso Nervioso Debido a esta diferencia de concentraciones, las cargas negativas predominan en el interior y las cargas positivas afuera de la célula. © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología Tipos de Estímulos Estímulos subumbrales: aquellos estímulos que no originan respuesta en la fibra nerviosa Estímulo umbral:El estímulo cuya intensidad es la mínima para despertar respuesta en la fibra nerviosa Estímulo supraumbral: aquellos estímulos cuya intensidad es superior © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología Tipos de Estímulos La respuesta frente a un estímulo umbral o supraumbral es cuantitativamente igual, ya que la fibra nerviosa responde de acuerdo con la ley del todo o nada. Esta ley es válida no sólo para una fibra nerviosa, sino para un nervio también, ya que éste no es sino un grupo de fibras nerviosas, es decir, un nervio o fascículo nervioso. © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología Potencial de Acción El potencial de acción de la fibra nerviosa tiene ciertas características, entre las cuales cabe mencionar: 1. Es todo o nada, ya que como hemos visto, la respuesta de una fibra frente a un estímulo umbral o supraumbral es igual. 2. Disminuye la excitabilidad de la fibra ya que el potencial de acción deja detrás de sí una fibra cuya excitabilidad es cero y que no responde inmediatamente a ningún estímulo (período refractario absoluto). La duración del período refractario absoluto es sólo fraccionas de milisegundos, para recuperarse luego lenta y progresivamente (período refractario relativo). 3. Se autopropaga, es decir, una vez generado se mantiene a sí mismo. © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología Al aplicar sobre una fibra nerviosa o un nervio un estímulo umbral o supraumbral, se produce en estas estructuras una inversión de la polaridad de reposo de su membrana, que da origen al llamado potencial de acción. © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología Potencial de Acción Esta inversión de la polaridad se propaga, es decir, se invierte progresivamente la polaridad de las áreas vecinas y el potencial de acción avanza a lo largo de las fibras. La velocidad de esta propagación es menor en las fibras amielínicas que en las fibras mielínicas En general, la velocidad de propagación es tanto mayor cuanta más gruesa es la fibra, o sea, es directamente proporcional a su diámetro. © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología En las fibras mielínicas esta velocidad es tanto mayor cuanto mayor es la distancia que existe entre los nudos de Ranvier. Se produce en este caso una modalidad especial de conducción, denominada conducción saltatoria, en cuanto el impulso no pasa a lo largo de la fibra sino salta de un nudo al otro con lo cual aumenta enormemente la velocidad de propagación. © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología Para obtener una respuesta en las neuronas 1, 2 ó 3, se requiere la descarga de neurotransmisores de por lo menos cuatro botones sinópticos, pueden presentarse las siguientes posibilidades: la neurona A descarga sustancia neurotransmisora de 4 botones sobre la neurona 1 a su estimulación responderá, por consiguiente, la neurona l y no así la neurona 2, ya que ésta recibe neurotransmisor sólo de dos botones. © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología Por las mismas razones, al estímulo de la neurona B sólo responderá la neurona 3, pero no la neurona 2 que recibe sustancia neurotransmisora de dos botones. A la estimulación simultánea de las neuronas A y B responderán, sin embargo, las neuronas 1, 2 y 3, ya que en este caso cada una de ellas recibirá neurotransmisor de 4 botones. © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología Se comprende, entonces, que la descarga conjunta de A y B produzca una respuesta mayor que la suma de la descarga de ambas neuronas en forma separada, o sea, ha producido un efecto de facilitación. En el caso que la respuesta de un total de 3 neuronas, que resulta de la estimulación simultánea de A y B, es menor que la suma de las respuestas producidas por la estimulación separada de A y B que activa un total de 4 neuronas. Se ha producido, por lo tanto, por el estímulo simultáneo de ambas neuronas, un fenómeno de oclusión. © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología Neurotransmisión Neurotransmisión Sinapsis: es el paso unidideccional del potencial de acción de una neurona a otra. Cuando el potencial de acción llega al botón sináptico, éste vacía su contenido hacia el espacio sináptico a través de un neurotransmisor o mediador químico llamado acetilcolina (AC), que tiene la propiedad de aumentar el paso del Na+ a través de la membrana de la neurona postsináptica. © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología El Na+ pasa por consiguiente, del espacio sináptico al postsináptico y se invierte la polaridad de la membrana postsináptica ya que el espacio sináptico pierde cargas positivas (Na+), mientras el postsináptico las gana. En estos puntos de la membrana postsináptica se genera así un potencial local, conocido como potencial postsináptico excitatorio o PPSE. © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología Potencial postsináptico excitatorio Estos PPSE son semejantes a los potenciales generadores de los receptores y tienen la capacidad de sumarse. Por lo tanto, cuando muchos botones sinápticos descargan simultáneamente su acetilcolina, se sumarán espacialmente muchos PPSE, hasta que en un momento dado se genera un potencial de acción en la neurona postsináptica, que se propaga. © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología sinapsis inhibitoria La sustancia denominada GABA (ácido gamma aminobutírico) desempeña el papel de neurotransmisor en las sinapsis inhibitorias. El efecto de esta sustancia sobre la membrana postsináptica de la neurona es exactamente el opuesto al observado en el caso del neurotransmisor excitatorio; o sea, en vez de invertir la potencialidad de la membrana, se reforzarían las cargas positivas en el lado externo y las negativas en el lado interno, produciéndose en esta forma una hiperpolarización de la membrana postsináptica o sea, un potencial postsináptico inhibitorio (PPSI) © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología sinapsis inhibitoria Esta hiperpolarización se produciría por la entrada del Cl–, que hace aún más negativo el interior de la membrana y por la salida de K+ que le da a su exterior un carácter más positivo. © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología sinapsis inhibitoria El hecho de que la sinapsis esté intercalada en la transmisión del impulso de una neurona a la otra, produce ciertos cambios cuyo conocimiento es indispensable para poder entender el mecanismo de transmisión sináptica. © Eduardo Labbé Dinamarca Kinesiología