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NEUROBIOLOGIA MOLECULAR,
CELULAR Y TISULAR
Dr. José Guerrero Cantera
Las células del Sistema Nervioso
Neuronas
Glia
Las células del Sistema Nervioso
Células SNC
Macroglia
Astrocitos
Oligodendroglia
Neuroglia
Neuronas
Microglia
Células
ependimarias
Neuronas
Todos los procesos neurológicos dependen de las
interacciones complejas entre simples neuronas
así como grupos de neuronas relacionadas
Las neuronas forman circuitos, y estos circuitos
constituyen la base estructural de la función
cerebral
• Macrocircuitos
• Microcircuitos
Tipos de neuronas
Tipos de neuronas
Tipos de neuronas
Neuronas
Neuronas inhibitorias que hacen contactos locales
• Interneuronas GABAergicas en la corteza cerebral y cerebelosa
Neuronas inhibitorias que hacen contactos distantes
• Neuronas espinosas de los ganglios basales o células de Purkinje
Neuronas excitatorias, contactos locales
• Neuronas estrelladas de las corteza cerebral
Neuronas excitatorias, contactos distantes
• Neuronas piramidales
Neuronas neuromoduladoras
Características generales
• Las neuronas son las células
que trasmiten e integran el
Sistema Nervioso.
• Como regla las neuronas
tienen un cuerpo celular,
ramificaciones llamadas
dendritas para integrar señales
de entrada y el axón que es la
parte efectora.
Cuerpo celular (pericarion)
•
Nucleoplasma homogéneo que se tiñe mal con
colorantes básicos (DNA en forma de eucromatina).
•
Sustancia de Nissl: citoplasma que rodea el núcleo,
tinción básica, RNP que participan en síntesis
proteica.
•
Neurofibrillas, pigmentos.
Dendritas
El cuerpo celular y las dendritas son los
mayores dominios de la célula que
reciben impulsos y las dendritas juegan
un importante rol en proveer una área
receptiva masiva de la superficie
neuronal
La estructura del árbol dendrítico y la
distribución de los ramificaciones
axonales confieren un alto nivel de
especificidad subcelular en la
localización de contactos sinápticos
particulares
Espinas Dendríticas
•
Son protrusiones de las dendritas de
algunos tipos de neuronas y son sitios de
contacto sinaptico usualmente excitatorio
•
Aumentan de manera significativa el area
de recepcion de estimulos de la neurona
•
Son estructuras dinamicas que regulan
eventos neuroquimicos relacionados a la
transmision sinaptica y modulan su
eficacia.
•
Se ha observado la disminucion de la
densidad de las espinas dendriticas en
diversas condiciones patologicas:
demencias, alcoholism cronico,
esquizofrenia, trisomia 21, entre otras
Axon
• Puede medir has 120 cm
• Segmento inicial es amielínico (zona
desencadenante).
• No tiene sustancia de Nissl, ni aparato
de Golgi o estructuras relacionadas con
síntesis proteica.
Mielinizacion SNP
•Nodo de Ranvier: canales de Na.
•Distancia internodal 400-1500 um
• Número de mitocondrias 5 veces mayor
•Hendiduras de Schmidt-Lanterman
•
La doble capa enrollada
exprime el neuroplasma entre
capas y se fusionan superficies
internas de la membrana
• Líneas densas mayores
(periódicas).
•
Líneas densas menores (líneas
intraperiódicas) se forman por
la superficie externa de la
membrana.
Mielinizacion SNC
•Un oligodendrocito cubre
segmento de vaina de mielina
de 3-200 axones.
• Distancia internodal es menor
al igual que la brecha del nodo
de Ranvier.
Elementos Básicos de la
organización subcelular
neuronal
Citologia de las neuronas
Cuerpos de Nissl
Es un conjunto de polisomas
citoplasmáticos embuidos entre
filas de RER .
Este arreglo es único a las
neuronas y su significancia
funcional es desconocida.
Citoesqueleto
•
Microtúbulos
• Armazón de tubulina para desarrollo de
prolongaciones neuronales.
• Tubulina GTPasa/adición de dímeros al
extremo +
•
Neurofilamentos
• Husos del citoesqueleto.
• En axón son 3 a 10 veces más
abundantes.
• Citoqueratinas , muy estables.
•
Microfilamentos
•
Actina
•
Periferia celular (unión con proteínas
espectrina, actinina, talina, etc.)
• Cambios de longitud.
Diferencias entre grupos neuronales
•
•
•
•
•
•
•
•
Neurona sensorial
Cuerpos redondos, diámetros grandes (60120 um)
Única prolongación axónica se bifurca en
rama periférica (dirigida al músculo) y
central (dirigidas a motoneuronas del asta
anterior).
Entradas sinápticas principalmente en el
axón.
Neurona motora
Varios árboles dendríticos que surgen
directo del cuerpo.
Ramificación extensa de dendritas
primarias.
Entradas sinápticas 95% en dendritas.
Síntesis y trafico de la proteína
neuronal
• La síntesis proteica ocurre en cuerpo y parte
proximal de las dendritas
• La información codificada en DNAn y regulada
por factores de transcripción (captados por el
núcleo)
• Las moléculas de ARNm se unen a ribosomas
libres formando polisomas
Translocación de proteínas a través del
RER
La síntesis de proteínas inicia con
la síntesis parcial en el polisoma
libre no unido aunal RER.
Modificación de proteinas
Durante traducción
• N- acilación – asociación posterior a la membrana celular.
• Ej. Subunidad alfa de proteínas G, calcineurina.
Durante traducción
• Tioacilación – anclaje de proteínas al lado citosólico de la
membrana.
• Ej. GAD sintetasa, proteínas SNAP25, t-SNARE.
Pos-traducción
• Fosforliación-desfosforilación. Ej, proteínas que regulan canales
iónicos, factores de transcripción y ensamblaje del citoesqueleto.
• Adición de ubicuitina.
• La marca para su degradación por proteasas
Procesamiento en el Aparato de Golgi
•Viaje entre las cisternas
del lado cis al trans
• Reacciones enzimáticas
•Glucosilación
• Fosforilación
•Sulfatación
• Escisiónes
proteolíticas
• Aumento del carácter
hidrófilo.
• Afinar capacidad de
unión a macromoléculas.
• Retraso de degradación
La ruta secretoria
La via de default es la ruta directa
a la membrana plasmática.
Algunas vesicuas son rodeadas por
clatrina y son recogidas por
endosomas tardios
Transporte Axonal
Tipo de transporte
Velocidad (mm/día)
Sustancias transportadas
Anterógrado (componente
lento a)
0.1-1.0
Tubulinas, proteínas asociadas a
Mt, proteínas de Nf
Anterógrado (componente
lento b)
1.0-10
Enzimas, proteínas, clatrina,
miosina, actina
Anterógrado (rápido, usando
cinesina)
50-500
Orgánulos (vesículas,
mitocondrias, gránulos
secretorios)
Retrógrado (rápido, usando
dineína)
200-300
Enzimas, proteínas, lisosomas,
peroxidasa
Transporte axonal lento
Transporte axonal rapido
Dinámica axonal en un axón mielinizado de un nervio periferico
Celulas de la Glia
Astrocitos
• Las más grandes, estelares, ramificadas, PAFG
• Placas podálicas y piamadre (glía limitante)
• Glía radial dirige migración neuronal
• Fibrosos forman placas podálicas, membrana
limitante de vasos sanguíneos, cicatrización
• Protoplásmicos células satélite de neuronas
Oligodendrocitos
• Mielinización SNC
Ependimarias
• Revestimiento del conducto central de la médula y
ventrículos.
Microglia
•ORIGEN MESODÉRMICO
• Son los macrófagos del SNC (crecen y sistema de
movilización con lesiones del encéfalo)
u
ASTROCITOS
• FIBRILARES
▫ Sustancia blanca
• PROTOPLASMATICOS
▫ Residen en la corteza
• Contienen abundantes filamentos intermedios
en su citoplasma, compuestos en su mayoría
por proteína acida glial fibrilar
OLIGODENDROCITOS
▫ Son los que mielinizan
las células del SNC y por
lo tanto se encuentran
predominantemente en
la sustancia blanca
• En la sustancia blanca están dispuestos a lo largo de los
axones, mientras que en la corteza están envueltos dentro del
neuropilo concentrados alrededor de los cuerpos neuronales
Ependimo y plexos coroideos
Microglia
Organización tisular
• ISOCORTEZA (neocorteza)
 Homotipica – Sensorial 1ria.
 Heterotipica – Motora y visual
• ALOCORTEZA (paleocorteza)
 Paleocorteza
▫ Corteza Insular Rostral
▫ Corteza Piriforme
▫ Corteza Olfatoria 1ria
 Arquicorteza
▫ Formacion Hipocampica
• MEZOCORTEZA
▫
▫
▫
▫
Giro del cingulo
Corteza entorrinal
Corteza parahipocampica
Corteza orbitaria
Corteza cerebral