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UABP 5 FISIOLOGIA. Liquido extracelular: gran cantidad de sodio, pero solo una pequeña cantidad de potasio. Además, contiene gran cantidad de iones cloruro. Liquido intracelular: gran cantidad de potasio. La concentración de iones fosfatos y proteínas es mayor. La barrera lipidica y las proteínas de transporte de la membrana celular. La membrana de las células está formada por una bicapa lipidica que contiene proteínas insertadas en los lípidos. Esta bicapa no es miscible con el líquido extracelular ni con el líquido intracelular. Constituye una barrera frente al movimiento de moléculas de agua y sustancias insolubles entre los compartimientos. Las moléculas proteicas tienen propiedades para transportar sustancias. La mayor parte actúa como proteínas transportadoras. Algunas tienen espacios acuosos y permiten el movimiento libre de agua, así como iones o moléculas seleccionadas, proteínas canal. Las proteínas transportadoras, se unen a las moléculas o iones que se van que se van a transportar y los cambios conformacionales desplazan las sustancias a través de los intersticios de la proteína hasta el otro lado de la membrana. Difusión o transporte activo: transporte a través de la membrana. Difusión a través de la membrana celular: movimiento continúo de moléculas entre sí en los líquidos o los gases. Difusión simple: movimiento cinético de las moléculas o de los iones, a través de una abertura de la membrana o a través de espacios intermoleculares. La velocidad está determinada por la cantidad de sustancia disponible, la velocidad del movimiento cinético y el número y el tamaño de las aberturas de la membrana. Difusión facilitada: precisa la interacción de una proteína transportadora. Esta ayuda al paso de las moléculas o de los iones a través de la membrana. Difusión de sustancias liposolubles a través de la bicapa lipidica: la liposolubilidad determina la rapidez de la difusión. Por ejemplo el oxigeno se puede liberar en el interior de la célula casi como si no existiera membrana celular. Difusión de agua y otras moléculas insolubles en lípidos a través de canales proteicos: el agua se puede mover con mucha rapidez a través de la membrana debido a que son hidrosolubles y de tamaño pequeño. Sin embargo a medida que se hacen mayores su penetración disminuye rápidamente. Difusión a través de canales proteicos y activación de estos canales: Permeabilidad selectiva de canales proteicos: la selectividad se debe a las características del propio canal, como el diámetro, la forma y la naturaleza de las cargas eléctricas y enlaces químicos que están situados a lo largo de sus superficies internas. Las cargas negativas de la superficie interna del canal pueden arrastrar pequeños iones de sodio deshidratados hacia el interior de estos canales, separando los iones de sodio de las moléculas de agua que los hidratan. La forma hidratada del potasio es menor que la forma hidratada del sodio, porque el sodio atrae muchas más moléculas de agua que el potasio. Por tanto, los iones de potasio hidratados pueden atravesar este canal, mientras que los iones sodio hidratado de mayor tamaño, son rechazados, lo que permite una permeabilidad selectiva. Activación de canales proteicos: proporciona un medio para controlar la permeabilidad iónica de los canales. La apertura y el cierre de las compuertas están controlados: Activación por voltaje: la conformación molecular de la compuerta responde al potencial eléctrico que se establece a través de la membrana celular. Cuando hay carga negativa en el interior de la membrana celular, esto hace que las compuertas de sodio del exterior permanezcan cerradas; y cuando el interior de la membrana pierde su carga negativa estas compuertas se abrirán y permitirán la entrada de sodio. Activación química por ligando: las compuertas se abren por la unión de una sustancia química a la proteína, esto produce un cambio conformacional o un cambio de los enlaces químicos de la molécula de la proteína que abre o cierra la compuerta. La compuerta del canal se abre súbitamente y después se cierra súbitamente, de modo que cada estado abierto dura desde una fracción de milisegundo hasta varios milisegundos. Esto demuestra la rapidez con la que se producen los cambios durante la apertura y el cierre de las compuertas moleculares proteicas. Difusión facilitada: una sustancia que se transporta difunde a través de la membrana utilizando una proteína transportadora específica para contribuir al transporte. La velocidad de difusión se acerca a un máximo, a medida que aumenta la concentración de la sustancia que difunde. La velocidad está limitada por un poro grande que transporta una molécula específica a lo largo de una parte de su longitud. La molécula que se va a transportar entra al poro y queda unida a un receptor de unión. Después se produce un cambio conformaciones en la proteína transportadora, el poro ahora se abre al lado opuesto de la membrana. El movimiento térmico de la molécula unida hace que se separe y que se libere en el lado opuesto de la membrana. Entre las sustancias más importantes que atraviesan están la glucosa y los aminoácidos. Osmosis a través de membranas con permeabilidad selectiva: difusión neta de agua. La cantidad de agua que difunde en ambas direcciones está equilibrada de manera precisa que se produce un movimiento neto cero de agua. El volumen celular permanece constante. Cuando se produce una diferencia de concentración de agua a través de la membrana, se produce un movimiento neto de agua a través de la membrana celular, haciendo que la célula se hinche o que se contraiga, dependiendo de la dirección del movimiento de agua. Transporte activo de sustancias a través de las membranas. Cuando un membrana celular transporta moléculas o iones contra un gradiente de concentración. Incluyen iones sodio, potasio, calcio, hierro, hidrogeno, cloruro, yoduro y urato, diversos azucares y aminoácidos. Transporte activo primario: la energía procede directamente de la escisión del ATP o de algún compuesto de fosfato de alta energía. Transporte activo secundario: la energía procede secundariamente de la energía que se ha almacenado en forma de diferencias de concentración iónica de sustancias moleculares o iónicas secundarias entre los dos lados de una membrana celular, que se genero mediante transporte activo primario. Ambos casos dependen de proteínas transportadoras. Transporte activo primario: Bomba sodio-potasio: proceso de transporte que bombea iones sodio hacia afuera a través de la membrana celular de todas las células y al mismo tiempo bombea iones potasio desde el exterior hacia el interior. Es responsable de mantener las diferencias de concentración de sodio y de potasio a través de la membrana celular y de establecer el voltaje eléctrico negativo en el interior de las células. La proteína transportadora es un complejo formado por dos proteínas globulares. La proteína de mayor tamaño tiene 3 características: - 3 puntos receptores para la unión de iones sodio en la porción de la proteína que protruye hacia el interior de la célula. - 2 puntos receptores para iones potasio en el exterior. - Porción interior cerca de los puntos de unión al sodio tiene actividad ATPasa. Cuando dos iones potasio se unen al exterior de la proteína transportadora y tres iones sodio se unen al interior se activa la función ATPasa de la proteína. Esta actividad escinde una molécula de ATP, dividiéndola en ADP y liberando un enlace de energía de fosfato de alta energía. Esta energía produce un cambio químico y conformacional en la proteína, transportando los 3 iones sodio hacia el exterior y los dos iones potasio hacia el interior. Una de las funciones de la bomba es controlar el volumen de todas las células. Mecanismo: en el interior de la célula hay grandes cantidades de proteínas y de otras moléculas orgánicas que no pueden escapar de la célula. La mayor parte de ellas tiene carga negativa y, por tanto, atrae grandes cantidades de potasio, sodio y otros iones positivos. Todos producen osmosis de agua hacia el interior de la célula. Salvo que este proceso se detenga, la célula se hinchara hasta que explote. El mecanismo para impedirlo es la bomba Na K. Este bombea 3 iones Na hacia el exterior por cada 2 iones K que bombea hacia el interior. Bomba de calcio: los iones calcio se mantienen a una concentración muy baja en el citosol intracelular. Se consigue mediante 2 bombas de calcio que funcionan mediante transporte activo primario. Una está en la membrana celular y bombea calcio hacia el exterior de la célula. La otra bombea iones calcio hacia uno o más de los orgánulos vesiculares intracelulares de la célula. La proteína transportadora penetra en la membrana y actúa como una enzima ATPasa, que tiene la misma capacidad de escindir el ATP que la ATPasa de la proteína transportadora de sodio. Iones hidrogeno: importante en las glándulas gástricas del estomago y en la porción distal de los túbulos distales y en los conductos colectores corticales de los riñones. Transporte activo secundario: Cotransporte de glucosa y aminoácidos junto con iones sodio: la proteína transportadora tiene 2 puntos de unión en su cara externa, uno para el sodio y otro para la glucosa. Además, la concentración de los iones sodio es muy alta en el exterior y muy baja en el interior, lo que suministra la energía para el transporte. No se producirá un cambio conformacional que permita el movimiento de sodio hacia el interior hasta que también se una molécula de glucosa. Cuando ambos están unidos se produce el cambio conformacional y el sodio y la glucosa son transportados al mismo tiempo hacia el interior de la célula. Contratransporte con sodio de iones calcio e hidrogeno: el cotransporte sodio-calcio se produce a través de todas o casi todas las membranas celulares, los iones sodio se mueven hacia el interior y los iones calcio hacia el exterior, unidos por una proteína en un modo de contratransporte. El contratransporte sodio hidrogeno se produce especialmente en los túbulos proximales de los riñones, en los que los iones sodio se desplazan desde la luz del túbulo hacia el interior de la célula tubular, mientras que los iones hidrogeno son contratransportado hacia la luz tubular. Potenciales de membrana y potenciales de acción. Potenciales de membrana provocados por difusión: la concentración de potasio es grande dentro de la membrana de una fibra nerviosa, pero muy baja fuera. Debido al gran gradiente de concentración de potasio hay una intensa tendencia a que cantidades adicionales de iones potasio difundan hacia afuera a través de la membrana. A medida que lo hacen transportan cargas eléctricas positivas hacia el exterior, generando electropositividad fuera de la membrana y electronegatividad en el interior debido a los aniones negativos que permanecen detrás y que no difunden hacia afuera con el potasio. En 1 milisegundo la diferencia de potencial entre el interior y el exterior, denominada potencial de difusión, se hace grande como para bloquear la difusión adicional neta de potasio hacia el exterior, a pesar del elevado gradiente de concentración iónica de potasio. Potencial de Nernst: nivel de potencial de difusión a través de una membrana que se opone exactamente a la difusión neta de un ion particular a través de la membrana. La magnitud está determinada por el cociente de las concentraciones de ese ion específico en los dos lados de la membrana. Ecuación de Goldman: cuando una membrana es permeable a varios iones, el potencial depende de: la polaridad de la carga eléctrica de cada uno de los iones, la permeabilidad de la membrana a cada uno de los iones y las concentraciones de los iones en el interior y en el exterior. Esta fórmula da el potencial de membrana calculado en el interior de la membrana cuando participan dos iones positivos univalentes (Na y K) y un ion negativo univalente (Cl) Potencial de membrana en reposo de los nervios: Cuando no se transmiten señales nerviosas el potencial de membrana es de -90mV. Es decir, en el interior de la célula es más negativo que el potencial del líquido extracelular que está en el exterior. Transporte activo. Bomba sodio-potasio. La bomba electrógena bombea mas cargas positivas hacia el exterior que hacia el interior, dejando un déficit neto de iones positivos en el interior, generando un potencial negativo en el interior de la membrana celular. También genera grandes gradientes de concentración para el sodio y el potasio a través de la membrana nerviosa en reposo: Na (exterior) 142 mEq/l Na (interior): 14 mEq/l K (exterior): 4 mEq/l K (interior): 140 mEq/l Canales de fuga de potasio-sodio: proteína canal en la membrana nerviosa a través de la cual pueden escapar iones potasio y sodio. Los canales potasio son mucho más permeables al potasio que al sodio. Origen del potencial de membrana en reposo normal: Contribución del potencial de difusión de potasio: debido al elevado cociente de los iones potasio entre el interior y el exterior, el potencial de Nernst es de -94 mV. Por tanto si los iones potasio fueran el único factor que genera el potencial en reposo, el potencial en reposo en el interior de la fibra seria igual a -94 mV. Contribución de la difusión de sodio a través de la membrana nerviosa: el cociente de los iones sodio desde el interior hasta el exterior da un potencial de Nernst calculado para el interior de la membrana +61 mV. Como el potencial de Nernst para la difusión de potasio es de -94 mV. La ecuación de Goldman aplicada a ambos da un potencial en el interior de la membrana de -86 mV. Contribución de la bomba Na K. proporciona bombeo continuo de 3 iones sodio hacia el exterior por cada 2 iones potasio que se bombean hacia el interior de la membrana. El hecho de que se bombeen más iones sodio hacia el exterior que iones potasio hacia el interior da lugar a una perdida continua de cargas positivas desde el interior de la membrana, esto genera negatividad de -4 mV en el interior. El potencial neto cuando actúan todos estos mecanismos a l vez es de aproximadamente -90 mV. Potencial de acción nervioso. Cada potencial de acción comienza con un cambio súbito desde el potencial de membrana negativo en reposo normal hasta un potencial positivo y después termina con un cambio casi igual de rápido de nuevo hacia el potencial negativo. Para conducir el potencial de acción se desplaza a lo largo de la fibra nerviosa hasta que llega al extremo de la misma. Fases del potencial de acción: Fase de reposo: la membrana esta polarizada durante esta fase debido al potencial de membrana negativo de -90 mV que está presente. Fase de despolarización: la membrana se hace muy permeable a los iones sodio y permite que un número muy grande de iones sodio con carga positiva difunda hacia el interior del axón. El estado de -90 mV se neutraliza por la entrada de iones sodio cargados positivamente, y el potencial aumenta rápidamente en dirección positiva. En fibras nerviosas grandes la membrana se puede sobreexcitar por el exceso de Na. Fase de re polarización: después de que la membrana se haya hecho muy permeable al sodio, los canales de sodio comienzan a cerrarse y los canales de potasio se abren más de lo normal. La rápida difusión de iones potasio hace el exterior restablece el potencial de membrana en reposo. Canales sodio activados por voltaje: actores importantes para la despolarización y repolarizacion. Canal de potasio activado por voltaje: importante en el aumento de la rapidez de la repolarizacion de la membrana. Estos dos canales tienen una función adicional a la de la bomba de Na-K y de los canales de fuga K-Na. Canal de sodio: este canal tiene 2 compuertas, una cerca del exterior del canal, la compuerta de activación, y otra cerca del interior, compuerta de inactivación. En estado de reposo la compuerta de activación está cerrada, impide la entrada de sodio hacia el interior de la fibra. Activación: cuando aumenta desde -90 mV hacia cero, finalmente alcanza un voltaje que produce un cambio conformacional en la activación de la compuerta, que abre. El sodio atraviesa el canal. Inactivación: el aumento de voltaje que abre la compuerta de activación también cierra la compuerta. Se cierra diezmilésimas de segundo después. Iones sodio ya no pueden entrar. El potencial comienza a recuperarse hacia el estado de membrana en reposo (repolarizacion). Canal de potasio: durante reposo la compuerta está cerrada, impide que el potasio pase hacia al exterior. Cuando la membrana aumenta desde -90mV hacia cero, se produce la apertura de la compuerta y permite la difusión de potasio hacia afuera. Se abren al mismo tiempo que se cierran los canales de sodio. Inicio del potencial de acción: Si algún episodio produce una elevación del potencial desde -90mV hacia el nivel de cero, se abrirán canales de sodio. Entra sodio y produce la elevación del potencial y abre aun más canales de sodio. Una vez que la retroalimentación es intensa continua hasta que se han activado todos los canales de sodio activados por voltaje. Posteriormente, el aumento del potencial produce el cierre de los canales de sodio y abre los canales de potasio, y pronto finaliza el potencial de acción. Umbral para el inicio: se necesita un aumento de 15 a 30 mV, el aumento de -90mV hasta -65mV dará lugar a la aparición explosiva de un potencial de acción. Propagación del potencial: las cargas eléctricas positivas son desplazadas por la difusión hacia dentro de iones sodio a través de la membrana despolarizada y posteriormente a lo largo de varios milímetros en ambos sentidos a lo largo del núcleo del axón. Estas cargas positivas aumentan el voltaje a lo largo de una distancia de 1 a 3 mm a lo largo de la gran fibra mielinizada hasta un valor superior al umbral del voltaje para iniciar el potencial de acción. La despolarización viaja a lo largo de toda la longitud de la fibra, y se denomina impulso nervioso. El proceso de despolarización viaja por toda la membrana si las condiciones son las adecuadas, o no viaja en absoluto. (Principio de todo o nada). Mesetas: en algunos casos la membrana excitada no se repolariza inmediatamente después de la despolarización, el potencial permanece en meseta, y solo después comienza la repolarizacion. La meseta prolonga el periodo de despolarización. Hiperpolarizacion: hacia el final de cada potencial de acción, la membrana se hace permeable a iones potasio. El exceso de potasio desplaza cargas positivas hacia el exterior de la membrana, dejando en el interior una negatividad mayor. Esto se continúa durante un segundo después de que haya finalizado el potencial anterior. Siempre que haya hiperpolarizacion no se producirá autoexcitación. La conductancia excesiva de potasio desaparece gradualmente después de que haya finalizado el potencial. Transmisión de señales: se deben a través de la conducción saltatoria de nódulo a nódulo en fibras mielinizada. La velocidad es de 0,25 m/s en las fibras no mielinizada muy pequeñas hasta 100 m/s en fibras mielinizada muy grandes. Excitación: se puede deber a un trastorno mecánico de la membrana, a los efectos químicos sobre la membrana o al paso de la electricidad a través de la membrana. Fenómenos excitables: Fenómeno despolarizante: Se produce un estímulo, y el potencial de membrana en reposo de -90 mV se acerca a 0, esto se llama fenómeno despolarizante. Entran más cargas positivas o dejan salir cargas positivas. Puede o no llegar a un valor de umbral (-60 mV), ese mismo valor determina si se forma o no un potencial de acción. Suponiendo que no llegase a un valor de umbral, se denomina fenómeno subumbral. Los fenómenos subumbrales poseen ciertas características como son: 1) 2) 3) 4) Decaen en el tiempo Decaen en el espacio Son sumables Son respuestas graduadas, eso quiere decir que no cumplen la ley del todo o nada. Fenómeno hiperpolarizante: cuando de -90 mV se hace aún más negativo, se sacan más cargas positivas o hace que no entren cargas positivas. Periodo refractario absoluto: periodo por el cual no se genera un segundo potencial de acción, llegue el estímulo que llegue. Todas las compuertas están abiertas, y dura hasta la mitad de la fase de repolarizacion. Periodo refractario relativo: genera un potencial de acción siempre y cuando el estímulo sea supraumbral, cuando se están cerrando los canales de sodio necesita un estímulo más fuerte. ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO; FUNCIONES BÁSICAS DE LA SINAPSIS <<SUSTANCIAS TRANSMISORAS>> NEURONA UNIDAD FUNCIONALL DEL S.N.C. Las señales de entrada llegan por sinapsis en las dendritas o el soma celular. Las señales de salida viajan por el axón que originan ramas independientes hacia otras zonas del sistema nervioso o de la Periferia Corporal. Las señales solo circulan de una manera anterógrada (desde el axón de una neurona hasta las dendritas de otra neurona). Porción Sensitiva del S.N.: Receptores sensitivos. El sistema nervioso se pone en marcha por una experiencia sensitiva sea de carácter visual, auditiva o táctil; esta experiencia puede desencadenar una reacción inmediata del encéfalo o almacenarse su recuerdo durante minutos, semanas o años. Estas informaciones penetran al sistema nervioso central a través de los nervios periféricos y se transporta de inmediato hasta múltiples zonas sensitivas que son: 1. Medula espinal a todos sus niveles 2. Formación reticular de bulbo raquídeo 3. Protuberancia y el Mesencéfalo en el encéfalo 4. Cerebelo 5. Tálamo 6. Áreas de la corteza motora. Porción Motora del S.N.: Efectores El sistema nervioso regula las diversas actividades del organismo controlando: 1. Contracción muscular esquelético 2. Contracción muscular liso de los viseras 3. Secreción de sustancias químicas de las glándulas endócrinas como exócrinas. El conjunto de todas estas actividades se denomina funciones motoras del sistema nervioso y los músculos y las glándulas reciben el nombre de efectoras. El sistema nervioso motor controla solo la contracción de la musculatura esquelética, y el sistema nervioso autónomo controla solo la musculatura lisa, las glándulas y otros sistemas corporales internos. Los músculos esqueléticos se los puede controlar a nivel de sistema nervioso central. Como: 1. Medula Espinal 2. Formación reticular del bulbo raquídeo, la protuberancia y el mesencéfalo. 3. Ganglios basales 4. Cerebelo 5. Corteza Motora. Procesamiento de la información: función integradora del sistema nervioso. El encéfalo descarta más del 99% de toda la información sensitiva. Cuando uno información sensitiva excita la mente; inmediatamente resulta encauzada hacia las regiones motoras e integradoras oportunas del encéfalo para solicitar las respuestas deseadas. Se denominan función integradora del sistema nervioso. Cometido de las sinapsis en el procesamiento de la información. Sinapsis es la unión de dos neuronas. Que determinan las direcciones de propagación que toma cualquier señal por el sistema nervioso. Las señales facilitadoras e inhibidoras tienen la capacidad de controlar la transmisión sináptica, puesto que en algunas neuronas la transmisión no plantean problemas y en otras se plantean dificultades, o a veces abren sinapsis para efectuar la comunicación y en otras ocasiones cerrándolas. ALMACENAMIENTO DE LA INFORMACIÓN: MEMORIA La acumulación de información es el proceso que llamamos memoria, donde se almacenan en lugares de la corteza cerebral, hasta las regiones basales del encéfalo y médula espinal. Cuando una señal atraviesa una sinapsis; estas adquieren capacidad para transmitir ese mismo tipo de señal la próxima vez; esto se le denomina facilitación. Una vez que los recuerdos están guardados en el sistema nervioso, pasan a formar parte de los mecanismos de procesamientos cerebral para el pensamiento en el futuro, es decir que comparan las experiencias sensitivas nuevas con los recuerdos acumulados. PRINCIPALES NIVELES DE FUNCIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL a) Nivel Medular: los circuitos neuronales de la medula pueden originar: los movimientos de la marcha, reflejos para retirar una parte del organismo de los objetos doloroso, reflejos para poner rígidas las piernas para sostener el tronco en contra de la gravedad y reflejos que controlan vasos sanguíneos, los movimientos digestivos o la excreción urinaria. b) Nivel Encefálico inferior o subcortical: actividades inconscientes del organismo están controladas por las regiones inferiores del encéfalo. c) Nivel Encefálico superior o cortical: La corteza jamás funciona solita, siempre se asocia a los centros inferiores del sistema nervioso, La corteza cerebral resulta fundamental para la mayor parte de los procesos de nuestros pensamientos pero no puede funcionar por su cuenta; realmente son los centros encefálicos inferiores y no la corteza los que despiertan en ella la vigilia abriendo así sus bancos de recuerdos a la maquinaria cerebral del razonamiento. Pero es la corteza la que destapa todo un mundo de información almacenada para su uso por la mente. SINAPSIS DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL Los impulsos nerviosos son a través de una sucesión de neuronas después de la otra, pero cada impulso puede: Quedar bloqueados en su transmisión a otra neurona. Convertirse en una cadena repetitiva a través de un solo impulso. Integrarse a otras células para originar patrones muy intrincados en las neuronas sucesivas. Todas estas actividades se clasifican como funciones sinápticas de las neuronas. Tipos de sinapsis; Química y la Eléctrica: -Sinapsis química son las que se utilizan para transmisión de señales en el sistema nervioso central, la primera neurona segrega un producto químico el neurotransmisor (o sustancia transmisora) a nivel de la terminación nerviosa (neurona presipnaptica) que actúa sobre las proteínas receptoras presente en la membrana de la siguiente neurona (neurona postsinaptica) sea para excitarla, inhibirla o modificar su sensibilidad; se han descubierto más de 40 sustancias transmisoras pero las más conocidas son: Acetilcolina, Noradrenalina, Adrenalina, Ácido Y-aminobutírico(GABA), glicina, serotonina, glutamato. -Sinapsis eléctrica se caracteriza por presencia de unos canales fluidos abiertos que conduce electricidad de una célula a la siguiente, constan con estructuras proteicas tubulares llamadas uniones en hendiduras que permite el paso de iones desde el interior de una célula a la siguiente. Conducción unidireccional en las sinapsis químicas La sinapsis química siempre conduce las señales en un solo sentido a diferencia de la sinapsis eléctrica que transmite señales en ambos sentidos. La segregación de la sustancia transmisora de una neurona presináptica a una postsináptica donde actúa el transmisor, que da la oportunidad de enviar señales con objetivos específicos que le permite llevar a cabo sus incontables funciones de sensibilidad, control motor, memoria, y otras funciones. Una típica neurona del asta anterior de la médula espinal consta: del soma, que es el cuerpo principal de las neuronas, el único axón que se extiende desde el soma hacia el nervio periférico para abandonar la médula espinal y las dendritas que constituyen una gran cantidad de prolongaciones ramificadas del soma. Sobre la superficie de las dendritas y del soma de la moto neurona se hallan botones sinápticos llamados terminales presinápticos. Ocupan el extremo final de las fibrillas nerviosas pueden ser para excitarla o inhibir a una neurona postsináptica. Las neuronas pertenecientes a otras porciones de la médula y el encéfalo se distingue de la motoneurona por: Las dimensiones del soma celular. La longitud, el tamaño y el número de dendritas. La longitud y tamaño del axón. El número de terminales presinápticos. Terminales presinápticos Estas terminales presinápticos están separados de la neurona postsináptica por una hendidura sináptica. Existen 2 estructuras internas importantes las vesículas transmisoras y las mitocondrias. Las vesículas transmisoras contienen la sustancia transmisora estas se liberan a la hendidura sináptica exacta o inhibida la neurona postsinaptica. Mitocondrias que aportan ATP que suministra energía para sintetizar más sustancias transmisoras. Mecanismo por el que los potenciales de acción provocan la liberación del transmisor en los terminales presinápticos: misión de los iones calcio La membrana presináptica contiene canales de calcio dependiendo de voltaje; cuando es el potencial de acción la despolariza (excitan) estos canales se abren y permite la entrada en el terminal de un número importante de iones calcio hacia los puntos de liberación. La cantidad de sustancias transmisoras que sale hacia la hendidura sináptica desde el terminal es directamente proporcional al total de iones de calcio que penetra. Acción de las sustancias transmisoras en la neurona postsináptica: función de las proteínas receptoras: La neurona postsináptica contiene una gran cantidad de proteínas receptoras; poseen 2 elementos importantes: 1. El componente de unión que sobre sale fuera desde la membrana hacia la hendidura 2. Un componente ionóforo que atraviesa toda la membrana postsináptica el cual se desdobla en un canal iónico permite el paso de determinados iones a través de la membrana y un activador de segundo mensajero. Para aumentar o disminuir determinadas funciones específica de la célula. Los canales iónicos de la membrana postsináptica son de 2 tipos: a) Los Cationicos que están revestidos de cargas negativas; cuya clase más frecuente deja pasar iones sodio por su atracción por sus cargas positivas, pero cuando se abren a veces también cumple esta función con el potasio o el calcio. b) Los Anionicos estos alcanzan dimensiones suficientes que le permiten el paso de los iones de cloruro; y en minúscula cantidad a otros aniones. Una sustancia transmisora capaz de abrir los canales cationicos se denomina transmisor excitador y la apertura de los canales aniónicos pasa cargas eléctricas negativas que inhibe la neurona y estos son los transmisores inhibidores. Sistema de segundo mensajero en la neurona postsináptica. Se consigue una excitación o una inhibición neuronal postsinaptica a largo plazo al activar un sistema químico de “segundo mensajero” en el interior de la misma célula; existe muchos segundo mensajero uno de los más frecuentes recurre un grupo de proteínas llamadas “G”. A su vez la proteína G consta de 3 elementos: a= Alfa; que es la porción activadora de la proteína G B= Beta; está pegado al componente X Y= Gama; está pegado al componente a (alfa) Al activarse por un impulso nervioso, la porción a de la proteína G se separa de las porciones B y Y así queda libre para desplazarse por el citoplasma de la célula. Este componente ejecuta una función o múltiples según las características específicas de cada neurona. Apertura de canales iónicos específicos a través de la membrana celular postsináptica. Activación del monofosfato de adenosina cíclico (AMPc) o del monofosfato de guanosina cíclico (GMPc) en la neurona. Activación de una enzima intracelular o más, que pueden estimular cualquiera de las funciones químicas de la célula. Activación de la transcripción genética modificando de este modo su maquinaria metabólica o su estructura. RECEPTORES EN LA MEMBRANA POSTSINÁPTICA Excitación: Apertura de los canales de sodio para dejar pasar grandes cantidades de cargas eléctricas positivas hacia el interior de la neurona postsinaptica. Esto eleva el potencial de membrana intracelular en sentido positivo hasta su nivel de umbral. Depresión de la conducción mediante los canales de cloruro de potasio o ambos, cuyo efecto es volver más positiva el potencial de la membrana que es excitador. Diversos cambios en el metabolismo interno de la neurona postsináptica que incrementan el número de receptores excitadores de la membrana o disminuye el de los inhibidores. INHIBRICION: Apertura de los canales de ion cloruro en la membrana neuronal postsinaptica., aumentando su negatividad en esta zona, efecto que tiene carácter inhibidor. Aumento de la conducta para los iones potasio fuera de la neurona, lo que causa una mayor negatividad dentro de la neurona. Activación de las enzimas receptoras, aumento de los receptores sinápticos inhibidores o disminución de los inhibidores. SUSTANCIAS QUIMICAS QUE ACTUAN COMO TRANSMISORES SINAPTICOS Hay dos grupos de sustancias químicas que actúan como transmisores. Transmisores de acción rápida y molécula pequeña; estos producen las respuestas inmediatas del sistema nervioso como la transmisión de señales sensitivas hacia en encéfalo y de las señales motoras hacia los músculos. Los Neuropéptidos con tamaño molecular muy superior; provocan acciones más prolongadas como los cambios a largo plazo en el numero de receptores neuronales, la apertura o el cierre duraderos de ciertos canales iónicos y tal vez las modificaciones persistentes en la cantidad de sinapsis en su tamaño. Transmisores de acción rápida y moléculas pequeñas: Estos se sintetizan en el citoplasma del terminal presináptico y las vesículas liberan su transmisor que suele ser de milisegundos o menos. Lo más frecuente es que el efecto consista en incrementar o disminuir la conductancia que presentan los canales iónicos, sea para excitarla o inhibir. La Acetilcolina, es un típico transmisor de molécula pequeña, se sintetizan en el terminal presináptico a partir de acetil coenzima A y colina por la enzima acetiltransferasa de colina, cuando más tarde se produce su salida a la hendidura sináptica, se degrada de nuevo con rapidez en acetato y colina por acción de la enzima colinesterasa que está presente en el retículo formado por proteoglucanos que rellena el espacio de la hendidura sináptica. La colina sufre un transporte activo de vuelta hacia el terminal para repartir su empleo en la síntesis de nueva Acetilcolina. Características de algunos de los más importantes transmisores de molécula pequeña. -La Acetilcolina se segregan por las neuronas situadas en: 1) Los terminales de las células piramidales grandes de la corteza motora. 2) Diferentes neuronas pertenecientes de los ganglios basales. 3) Las motoneurona que inerva los músculos esqueléticos. 4) Las neuronas preganglionares del sistema nervioso autónomo 5) Las neuronas posganglionares de sistema nervioso parasimpático y del sistema nervioso simpático. En la mayoría posee un efecto excitador pero en algunos casos ejerce acciones inhibidoras en las terminaciones nerviosas parasimpático periférico como la inhibición del corazón a cargo de los nervios vagos. -Noradrenalina, se segrega en las neuronas del tronco del encéfalo, el hipotálamo; en el locus cereleus de la protuberancia, e incluso en las neuronas posganglionares del sistema nervioso simpático. Controla el estado mental y global como aumenta el nivel de vigilia. La Noradrenalina probablemente activa receptores excitadores pero también estimula los inhibidores -Dopamina se segrega en las neuronas originadas en la sustancia negra. Su efecto es más bien inhibidor. -Glicina se segrega sobre todas las sinapsis de la medula espinal. Es un transmisor inhibidor. -GABA (ácido gammaaminobutírico) se segrega en las terminales nerviosas de la medula espinal; cerebelo los ganglios basales y muchas áreas de la corteza, se piensa que siempre causa una inhibición. -Glutamato se segrega en las terminales presinápticos de muchas vías sensitivas que penetran en el sistema nervioso central; causa excitación. -Serotonina se segrega en los núcleos originados del rafe del tronco del encéfalo que proyectan hacia numerosas regiones del cerebro y médula especialmente a las astas dorsales de la médula y al hipotálamo. En la médula actúa como un inhibidor de las vías de dolor, ayuda a controlar el estado de ánimo de una persona, incluso provoca sueño. -Oxido nítrico se segrega en las terminaciones nerviosas de las regiones encefálicas; responsables de la conducta a largo plazo y de la memoria. Este transmisor modifica las funciones metabólicas intracelulares que cambian la excitabilidad neuronal durante segundos, e incluso más tiempo. Neuropéptidos: Sus acciones son lentas y estas no se sintetizan en el citoplasma de las terminales presinápticos; se forman en los ribosomas del soma neural como porciones íntegras de grandes moléculas proteicas. Estas moléculas penetran en los espacios excitantes en el retículo endoplasmatico del soma neural; posteriormente en el aparato de Golgi donde suceden 2 cambios. Sufre una escisión enzimática en fragmentos más pequeños; pueden ser uno de los Neuropéptidos o precursor suyo. El aparato de Golgi introduce el Neuropéptido en minúsculas vesículas transmisoras que liberan hacia el citoplasma, se transportan por el axón en todas las direcciones hacia el extremo de las fibras nerviosas a través de la corriente axónica del citoplasma. Las vescículas vierten su contenido en los terminales neuronales, la vescícula sufre autolisis y no se reutiliza. Otra característica de los neuropéptidos es que a menudo ocasionan acciones mucho más duraderas, algunas consiste en el cierre prolongado de los canales de calcio, los cambios persistentes en la maquinaria metabólica de las células en la activación o la desactivación de genes específicos dentro del núcleo celular. POTENCIAL DE MEMBRANA Potencial de membrana en reposo -65 milivoltios en el soma de una motoneurona medular el cual es un poco menos negativo de -90 milivoltios en las fibras nerviosas periféricas y en las del músculo esquelético. El descenso del voltaje hasta un nivel menos negativo vuelve más excitable la membrana de la neurona, mientras que su aumento hasta un nivel más negativo lo que hace menos excitable. Efecto de la excitación sináptica sobre la membrana postsináptica: potencial postsináptico excitador. El ascenso positivo en el voltaje por encima del potencial de reposo normal en la neurona, es decir hacia un valor menos negativo; se llama potencial postsinaptico excitador (o PPSE). La descarga de un solo terminal presinapticos nunca es capaz de incrementar el potencial neuronal desde -65 milivoltios hasta -45. Un descenso de tal magnitud requiere el disparo simultáneo de muchos terminales al mismo tiempo o en una rápida sucesión a esto se le denomina sumación. Una vez que comienza el potencial de acción, viaja en sentido periférico a lo largo del axón y normalmente también en sentido retrogrado hacia el soma, en algunos casos incluso retrocede hacia las dendritas pero no todas ellas, pues, los mismo que el soma, tienen muy poco canales de sodio dependientes de voltaje y por tanto a menudo son incapaces de generar ni un solo potencial de acción. Efecto de las sinapsis inhibidoras sobre la membrana postsináptica: potencial postsináptico inhibidor. Las sinapsis inhibidoras sobre todo abren canales de cloruro, lo que permite el paso sin problemas de estos iones. Así pues la entrada de cloruro mas la salida del potasio eleva el grado de negatividad intracelular lo que se denomina hiperpolarizacion, un aumento de la negatividad por encima del potencial de membrana en reposo normal (-65 milivoltios a -70 milivoltios) se denomina potencial postsináptico inhibidor (PPSI). Inhibición presináptica: Esta ocasionada por la liberación de una sustancia inhibidora en las inmediaciones de las fibrillas nerviosas presinápticas antes de que sus propias terminaciones acaban sobre la neurona postsinaptica. En la mayoría de los casos la sustancia transmisora inhibidoras es GABA que produce la apertura de los canales aniónicos lo que permite la difusión de una gran cantidad de iones cloruro hacia la fibrilla terminal. Las cargas negativas de estos iones inhiben la transmisión sináptica debido a que anulan gran parte del efecto excitador producido por los iones sodio con carga positiva. La inhibiciones presinápticos ocurre en muchas de las vías sensitivas del sistema nervioso. Sumación espacial: El efecto aditivo de los potenciales postsináptico simultáneos mediante la activación de múltiples terminales situados en regiones muy espaciadas de la membrana neuronal se denomina sumacion espacial. La excitación de un solo terminal presinápticos sobre la superficie de una neurona casi nunca activa la célula. Se da en que un terminal aislado libera suficiente sustancia transmisora como para originar un PPSE que normalmente no supera los 0.5 a 1 milivoltios en vez de los 10 a 20 milivoltios necesarios en general para alcanzar el umbral de excitación. Sin embargo, el mismo tiempo suelen estimularse muchos terminales presinápticos, hasta que se produzcan la excitación neuronal. Sumación temporal: Las descargas sucesivas de un solo terminal presináptico, si suceden con la rapidez suficiente pueden añadir unas a otras; es decir pueden sumarse. Este tipo de adición se denomina sumación temporal. Una vez que dispara un terminal presináptico, la sustancia transmisora liberada abre los canales de membrana a lo sumo durante un milisegundo más o menos, por tanto, una segunda apertura de estos mismos elementos pueden incrementar el potencial postsináptico hasta un nivel aún mayor y cuanto más alta sea la velocidad de estimulación, mayor se volverá el potencial postsináptico. Sumación simultánea de potenciales postsinápticos excitadores e inhibidores: Si un PPSI tiende a disminuir el potencial de membrana hasta un valor más negativo y al mismo tiempo un PPSE tiende a elevarlo, estos dos efectos pueden neutralizarse entre sí total o parcialmente, interrumpiendo así su actividad. FACILITACION DE LAS NEURONAS: Con frecuencia el potencial postsinaptico total una vez sumado es excitador pero no ha subido lo suficiente como para alcanzar el umbral de disparo en la neurona postsinaptica, cuando ocurre esto se dice que la neurona esta facilitada. Las señales difusas del sistema nervioso suelen facilitar grandes grupos de neuronas para que sean capaces de responder con rapidez y sin problemas a las señales que dimanan de otros orígenes. La mayoría de las dendritas no son capaces de transmitir potenciales de acción, pero sí señales dentro de la misma neurona mediante conducción electrotónica. La mayoría de las dendritas no llegan a transmitir potenciales de acción debido a que sus membranas poseen relativamente pocos canales de sodio dependientes del voltaje y sus umbrales de excitación son demasiados elevados para producir potenciales de acción. Si que transportan corrientes eletrotónicas desde las dendritas al soma. Este proceso significa la propagación directa de una corriente eléctrica por conducción de iones en los líquidos de las dendritas pero sin la generación de potenciales de acción. Estado excitador: se define como el nivel acumulado de impulsos excitadores que recibe, si en un momento determinado. El grado de excitación es más alto que el de inhibición entonces se dice que existe un estado excitador, a la inversa si es mayor la inhibición que la excitación lo que se dice es que hay un estado inhibidor. Fatiga de la transmisión sináptica: característica importantísima de la función sináptica porque cuando una región del sistema nervioso esta hiperexcitada permite que desaparezca este exceso de excitabilidad pasado un rato. Por tanto su aparición constituyen un mecanismo protector contra el exceso de actividad neuronal, parte de la fatiga quizás obedezcan a otros dos factores: Inactivación progresiva que experimentan muchos de los receptores de membrana postsinaptica. La lenta aparición de unas concentraciones iónicas anormales en el interior de la neurona postsinaptica. Retraso sinaptico 1) Emisión de la sustancia transmisora por el terminal presipnaptica 2) Difusión del transmisor hacia la membrana neuronal postsinaptica 3) Acción del transmisor sobre el receptor de la membrana 4) Intervención del respecto para aumentar la permeabilidad de la membrana. Sistema nervioso autónomo (SNA). Controla la mayoría de las funciones viscerales (presión arterial, motilidad digestiva). Puede variar las funciones viscerales con rapidez e intensidad sorprendentes. Organización general del SNA. Se activa a partir de centros en la medula espinal, tronco del encéfalo y el hipotálamo, y ciertas porciones de la corteza cerebral. También opera por medio de reflejos viscerales, es decir, señales sensitivas subconscientes procedentes de un órgano llegan a los centros y se devuelven respuestas reflejos subconscientes. Las señales eferentes se transmiten a través de: sistema nervioso simpático y parasimpático. Anatomía fisiológica del SNS. Elementos: dos cadenas de ganglios simpáticos paravertebrales interconectados con los nervios raquídeos, dos ganglios prevertebrales (celiaco e hipogástrico) y nervios desde los ganglios hacia órganos. Las fibras nerviosas simpáticas nacen entre T1 y L2, pasan a la cadena simpática y luego a tejidos y órganos. Neuronas simpáticas pre y posganglionares. Cada vía simpática está compuesta por dos células, una neurona preganglionar y una posganglionar. El soma celular de la neurona preganglionar está situado en el asta intermediolateral de la médula hasta llegar al nervio raquídeo. Al salir el nervio raquídeo del conducto, las fibras simpáticas lo abandonan y se encaminan a través de un ramo comunicante blanco hacia los ganglios de la cadena simpática. Puede seguir tres trayectos: 1) Hacen sinapsis con neuronas simpáticas posganglionares en el ganglio al que llegan. 2) Ascienden o descienden por la cadena y realizan sinapsis en otros ganglios. 3) Recorren una distancia a lo largo de la cadena y después irradian hacia afuera a través de la cadena y de nervios simpáticos para acabar en un ganglio simpático periférico. La neurona simpática posganglionar tiene origen en los ganglios de la cadena simpática o en los ganglios simpáticos periféricos. Las fibras viajan después hacia los órganos. Fibras nerviosas simpáticas en los nervios esqueléticos. Algunas fibras posganglionares vuelven desde la cadena simpática a los nervios raquídeos a través de ramos comunicantes grises. Todas estas fibras son pequeñas de tipo C y se extienden hacia cualquier zona del cuerpo por nervios esqueléticos. Encargadas de controlar vasos sanguíneos, glándulas sudoríparas y músculos piloerectores. Distribución segmentaria de las fibras nerviosas simpáticas. Las vías simpáticas no tienen por qué distribuirse siguiendo el nervio raquídeo. Las fibras simpáticas del segmento medular T1 ascienden por la cadena simpática para acabar en la cabeza; pertenecientes a T2, terminan en el cuello; T3, T4, T5 y T6 lo hacen en el tórax; T7, T8, T9, T10 y T11 en abdomen y T12, L1 y L2 en piernas. La distribución de los nervios por cada órgano queda determinada según el punto de embrión en el que se haya originado. Naturaleza especial de las terminaciones nerviosas simpáticas en la médula suprarrenal. Las fibras preganglionares recorren, sin ser sinapsis, desde las células del asta intermediolateral, a través, de la cadena simpática, después por los nervios esplácnicos y finalmente a la medula suprarrenal. Allí acaban sobre células neuronales que segregan adrenalina y noradrenalina. Desde el punto de vista embriológico estas células son neuronas posganglionares. Anatomía fisiológica del SNP. Las fibras parasimpáticas salen a través de los pares craneales III, VII, IX y X, otras por el segundo y tercer nervio raquídeo sacro y en ocasiones por el primero y cuarto nervio sacro. El 75% de todas las fibras están en el nervio vago y suministran fibras al corazón, pulmones, esófago, estómago, intestino delgado, hígado, vesícula, páncreas, riñones y uréteres. Las fibras del tercer par craneal llegan al esfínter de la pupila y al músculo ciliar del ojo. Las del séptimo a las glándulas lagrimales, nasal y submandibular. Y las del noveno a la glándula parótida. Las fibras parasimpáticas sacras están en los nervios pélvicos que atraviesan el plexo sacro a cada lado de la médula en S2 y S3 y se distribuyen por el colon descendente, recto, vejiga y uréteres. Neuronas parasimpáticas preganglionares y posganglionares. Las fibras preganglionares recorren sin interrupción todo el trayecto hasta el órgano en cuya pared están las neuronas preganglionares. Características básicas del funcionamiento simpático y parasimpático. Fibras colinérgicas y adrenérgicas: secreción de acetilcolina o de noradrenalina. Fibras que liberan acetilcolina son colinérgicas y las que liberan noradrenalina son adrenérgicas. Todas las neuronas preganglionares son colinérgicas. La acetilcolina excitara neuronas posganglionares. Las neuronas posganglionares parasimpáticas son colinérgicas y las simpáticas, adrenérgicas. Las terminaciones parasimpáticas segregan acetilcolina y las simpáticas noradrenalina (transmisor simpático). Mecanismos para la secreción de los transmisores y su posterior eliminación en las terminaciones posganglionares. Secreción de acetilcolina y noradrenalina por las terminaciones nerviosas posganglionares. Las fibras nerviosas parasimpáticas y simpáticas rozan las células efectivas de los órganos inervados o terminan en el tejido conjuntivo adyacente en el punto que tocan o pasan, presentan varicosidades. En estas últimas se sintetizan y almacenan las vesículas de acetilcolina o noradrenalina. Cuando un potencial de acción aumenta la permeabilidad de iones calcio permite la difusión de estos iones y a su vez el calcio hace que las varicosidades viertan su contenido. Síntesis de acetilcolina, destrucción después de su secreción y duración de su acción. Se sintetiza en terminaciones finales y varicosidades de fibras colinérgicas. Persiste mientras cumple la función de transmitir la señal. Se escinde en ion acetato y colina por la enzima acetilcolinesterasa. La colina se transporta de nuevo hasta la terminación y vuelve a utilizarse. Síntesis de noradrenalina, su eliminación y duración de su acción La síntesis comienza en el axoplasma de las fibras adrenérgicas pero se completa en las vesículas secretoras. Un 80% de la noradrenalina se transforma en adrenalina. Se va a eliminar por tres vías: por recaptación por las terminaciones nerviosas, difusión desde las terminaciones hacia los líquidos corporales y la sangre, y destrucción por parte de enzimas tisulares. La noradrenalina y adrenalina liberadas a la sangre permanecen activas hasta que difunden hacia algún tejido. Receptores de los órganos efectores La sustancia segregada debe unirse primero a su receptor específico. El receptor está situado en el exterior de la membrana, ligado a una molécula proteica. Cuando se fija al receptor, la sustancia provoca un cambio conformacional en la proteína. La proteína modificada excita o inhibe la célula causando un cambio en la permeabilidad o activando o inactivando una enzima. Dos tipos principales de receptores para la acetilcolina Muscarínicos. Presentes en todas las células efectoras estimuladas por neuronas colinérgicas posganglionares simpáticas o parasimpáticas. Nicotínicos. En ganglios autónomos a nivel de sinapsis entre neuronas preganglionares y posganglionares. También en uniones neuromusculares. Receptores adrenérgicos: receptores alfa y beta La noradrenalina estimula sobre todo receptores alfa, pero también los beta en menor grado. La adrenalina activa ambos tipos de receptores que posean. Efectos de la estimulación simpática y parasimpática sobre órganos concretos Glándulas corporales. Glándulas nasales, lagrimales, salivales y gastrointestinales reciben estimulo parasimpático. Las glándulas del intestino delgado y grueso están controladas por el sistema nervioso entérico intestinal. Las glándulas sudoríparas producen sudor cuando se activan los nervios simpáticos. Las fibras simpáticas que llegan son colinérgicas. Reciben su estimulo desde núcleos hipotalámicos que se consideran centros parasimpáticos. La sudoración podría considerarse de función parasimpática. Las glándulas apocrinas reaccionan por estimulación simpática y son activadas por fibras adrenérgicas. Plexo nervioso intraparietal del aparato digestivo. El aparato digestivo dispone de su propia colección intrínseca de nervios (plexo intraparietal o sistema nervioso entérico intestinal). La estimulación simpática como parasimpática puede influir sobre todo al potenciar o atenuar las acciones. La parasimpática aumenta el peristaltismo y relaja esfínteres y la simpática lo contrario. Corazón. La estimulación simpática aumenta la actividad del corazón y la parasimpática provoca descenso de frecuencia cardiaca y de contracción. Vasos sanguíneos. Se contraen con estimulación simpática. La parasimpática carece de efectos excepto que dilata ciertas zonas como en la región del rubor facial. Presión arterial. La estimulación simpática aumenta la propulsión cardiaca y la resistencia al flujo lo que ocasiona aumento de la presión. Una estimulación parasimpática a través de los nervios vagos reduce el bombeo cardiaco. Por tanto el resultado es descenso de la presión. Efectos en otras funciones corporales. La mayor parte de estructuras endodérmicas (conductos hepáticos, vesícula, uréter, vejiga) quedan inhibidas por estimulación simpática, pero excitadas por parasimpático. Función de la médula suprarrenal La estimulación de la médula suprarrenal por nervios simpáticos hace que se libere adrenalina y noradrenalina. Estas dos ejercen casi las mismas acciones que las ocasionadas por estimulación simpática, pero sus efectos son más duraderos. La noradrenalina produce contracción de vasos sanguíneos, aumenta actividad cardíaca, inhibe el tubo digestivo y dilata las pupilas. La adrenalina tiene mayor estimulación en los receptores beta por lo que incrementa aún más la actividad cardíaca. Valor de la médula suprarrenal para el funcionamiento del SNS La adrenalina y la noradrenalina se liberan al mismo tiempo que se excitan lo órganos por la activación simpática. Por tanto, estas estructuras resultan estimuladas por dos vías. Los dos medios de estimulación se potencian entre sí. Uno puede sustituir al otro. Las hormonas estimulan estructuras que no están inervadas por fibras simpáticas (elevan índice metabólico). Relación de la frecuencia de estimulación con la magnitud de efecto simpático y parasimpático Solo hace falta una frecuencia de estimulación baja para lograr la activación de los efectos autónomos. Un solo impulso cada pocos segundos basta para mantener el efecto simpático o parasimpático normal. Tono simpático y parasimpático Normalmente los sistemas están constantemente activos y sus tasas basales de funcionamiento se conocen como tono simpático y parasimpático. El valor de este factor reside en permitir que un solo sistema aumente o disminuya la actividad de un órgano. Tono ocasionado por la secreción basal de adrenalina y noradrenalina en la médula suprarrenal La cantidad de secreción en condiciones de reposo son considerables para mantener la presión arterial por encima de lo normal, incluso si se eliminan las vías simpáticas. Efecto de la pérdida de tono simpático o parasimpático después denervación Al cortar un nervio simpático o parasimpático el órgano inervado pierde su tono. Poco después se produce una compensación intrínseca para devolver el funcionamiento casi normal. En el sistema parasimpático, este fenómeno de compensación tarda más en darse. Hipersensibilidad por denervación de los órganos tras la destrucción simpática y para simpática Después de la destrucción de un nervio simpático o parasimpático el órgano inervado se vuelve más sensible a la noradrenalina o acetilcolina, respectivamente. Ejemplo: flujo sanguíneo en el brazo, se extirpa el ganglio estrellado y desaparece el tono vascular aumentando el flujo, pero pasado cierto tiempo vuelve a la normalidad debido al incremento del tono intrínseco en la propia musculatura vascular. Si se administra noradrenalina el flujo desciende mucho, la sensibilidad se duplico (hipersensibilidad por de la denervación). Mecanismo de la hipersensibilidad por denervación La causa reside en que el número de receptores en las membranas postsinápticas aumenta cuando deja de liberarse noradrenalina o acetilcolina, proceso denominado regulación al alza. Reflejos autónomos Reflejos autónomos cardiovasculares. Varios reflejos sirven para controlar la presión arterial y la frecuencia cardiaca, uno de ellos es el reflejo barorreceptor. Al extenderse los barorreceptores por aumento de la presión transmite señales al tronco del encéfalo, donde inhiben los impulsos simpáticos hacia el corazón y excitan los parasimpáticos. Reflejos autónomos digestivos. La parte superior del tubo digestivo y el recto están controlados por reflejos autónomos. Ejemplo, un alimento en cavidad oral pone en marcha señales que van desde la boca hasta los núcleos salivales, glosofaríngeo y vagal. Éstos envían impulsos parasimpáticos hasta las glándulas secretoras los que da lugar a la producción de jugos gástricos. Otros reflejos autónomos. Vaciamiento de la vejiga. El estiramiento de este órgano envía impulsos, hasta la médula sacra y esto genera la contracción refleja de la vejiga y relajación de los esfínteres. Reflejos sexuales. Se ponen en marcha a partir de estímulos psíquicos, así como por estimulo de los órganos sexuales. La erección es una función parasimpática y la eyaculación es simpática. Estimulación de órganos aislados en ciertos casos y estimulación masiva en otros, por parte de los sistemas simpático y parasimpático. El sistema simpático suele responder mediante una descarga masiva. Casi todos los componentes del SNS descargan a la vez (DESCARGA MASIVA). Sucede cuando se activa el hipotálamo antes situaciones de miedo o de temor o ante un dolor intenso. El resultado es una respuesta de alarma o estrés. En otros momentos, la activación afecta porciones aisladas. Las más importantes son: 1) La controlación de la sudoración y el flujo sanguíneo de la piel por el simpático (sin influir sobre otros órganos inervados por él). 2) Se suscitan respuestas reflejas de carácter muy localizado cuando fibras aferentes sensitivas viajan en sentido central por los nervios periféricos hasta los ganglios simpáticos (calentamiento local de la piel). 3) Muchos reflejos simpáticos que controlan las funciones digestivas operan a través de vías que ni siquiera entran en la medula espinal, pasando desde el intestino a los ganglios para vertebrales. El sistema parasimpático suele producir unas respuestas específicas localizadas Hay funciones de control parasimpático muy específicas. Por ejemplo, los reflejos cardiovasculares parasimpáticos suelen actuar solo sobre el corazón para aumentar o disminuir la frecuencia. Secreción de las glándulas orales o de glándulas gástricas. También el reflejo de vaciamiento rectal. Existe asociación entre funciones parasimpáticas muy afines, por ejemplo, secreción salival puede darse junto con secreción gástrica y secreción pancreática. Respuesta de alarma o de estrés en el SNS Cuando se produce una descarga masiva, esto aumenta la capacidad del organismo para realizar actividad muscular. Aumenta: 1) Presión arterial 2) Flujo sanguíneo para músculos y disminuye para órganos. 3) Tasas de metabolismo. 4) Concentración sanguínea de glucosa. 5) Glucolisis hepática y muscular. 6) Fuerza muscular. 7) Actividad mental. 8) Velocidad de coagulación. La suma de todos estos efectos permite que una persona realice actividades físicas más extenuantes .El estrés puede excitar el sistema simpático y este suministra activación suplementaria al cuerpo en los estados de estrés (respuesta de estrés simpática). El estado de ira se despierta por la estimulación del hipotálamo, las señales descienden a través de la formación reticular del tronco de encéfalo y por la médula para generar una descarga simpática masiva (reacción de alarma, lucha o huida). Control bulbar, pontino y mesencefálico de SNA Muchas regiones neuronales pertenecientes a la formación reticular del tronco del encéfalo y del fascículo solitario en el bulbo raquídeo, la protuberancia y mesencéfalo regulan diversas funciones autónomas. Los factores más importantes controlados en el tronco del encéfalo son la presión arterial, la frecuencia cardiaca y la respiratoria. Los centros bulbares y continuos encargados de regular la respiración tienen vinculación por los centros reguladores cardiovasculares. Control de los centros autónomos del tronco del encéfalo por las regiones superiores Las señales procedentes del hipotálamo y cerebro tienen la capacidad de influir sobre la actividad de los centros de control autónomo en el tronco del encéfalo. La estimulación de zonas en el hipotálamo pueden activar centros de control cardiovascular, otros centros controlan la temperatura, la salivación, actividad digestiva y vaciamiento de la vejiga. En algunas áreas del encéfalo se puede modificar el funcionamiento del SNA en su conjunto o por partes. BASICO: El Sistema Nervioso Autónomo es la parte involuntaria y que se encarga de los órganos, involuntario quiere decir que no hay conciencia en los estímulos recibidos y emitidos. En el Sistema Nervioso Autónomo Simpático la fibra preganglionar es más corta que en el parasimpático, en cambio el parasimpático tiene la fibra posganglionar más larga que en el simpático. Centro → Fibra preganglionar → Ganglio → Fibra posganglionar → Efector. El neurotransmisor general es la acetilcolina, para el simpático la noradrenalina y para el parasimpático la colina. Parasimpático tiene una distribución cráneo - sacra, a través de núcleos en el tronco encefálico, del nervio vago y del plexo sacro, su función es conservar la energía. El simpático se ubica a nivel torácico y lumbar. Receptores colinérgicos pueden ser muscarinicos como nicotínicos, los nicotínicos se encuentran en el musculo y en el ganglio. Acetilcolina es el neurotransmisor del parasimpático y del simpático, pero solo hasta la fibra preganglionar, luego en el ganglio se diferencian en noradrenalina y colina. Sistema sensorial: tacto, presión, frio, calor. Los receptores sensoriales, son traductores (son específicos) cambian un determinado tipo de energía en un estímulo para el sistema nervioso, traduce un estímulo especifico, un estímulo adecuado, para esa energía o ese estimulo, tiene mayor sensibilidad o menor umbral. Si un estímulo es de afuera son exterorreceptores. Si son del propio cuerpo son propiorreceptores. Si son del propio cuerpo pero no me doy cuenta son interreceptores. Según la señal que traducen son: Mecanorreceptores para la fuerza mecánica Fotorreceptores son de luz Termorreceptores son de calor Quimiorreceptores son de sustancias químicas. Nocirreceptores son de dolor. Según su morfología son: Primarios (axón largo) Secundario (axón corto) Ejemplos: Ruffini = calor Meissner = tacto Paccini = presión Krause = frio Terminaciones nerviosas libres = dolor Traducción: transformación de un estímulo en un impulso eléctrico, puede causar una despolarización o una hiperpolarizacion, el estímulo solo induce una corriente iónica local, que no es la fuente de energía. Produce un potencial generador que puede o no generar un potencial de acción en la primera estructura nerviosa excitable (primer nodo de Ranvier). El Potencial generador tiene las mismas propiedades que un fenómeno subumbral: No cumple la ley del todo o nada Son sumables en el tiempo y en el espacio Respuesta graduada Mayor duración del estímulo – mayor cantidad de potenciales Mayor intensidad – mayor cantidad de potenciales Mayor área estimulada – mayor intensidad de potencial La intensidad depende de la amplitud y de la superficie. La duración lleva al proceso de adaptación, el recetor deja de descargar ante un estímulo constante, de forma lenta tomando las propiedades estáticas del estímulo, o de forma rápida captando las características dinámicas. ¿Qué no es adaptación? Acomodación: el axón limita las descargas de los potenciales de acción. Habituación: fenómeno central en el que no se presta atención a la información. Campo receptivo: región de la piel donde si se aplica un estímulo provoca una respuesta sensitiva. A campo pequeño mayor sensibilidad y a campo grande menor sensibilidad. Teoría de la compuerta: las fibras nerviosas del dolor entran por el mismo lugar que las fibras mecánicas, y como son más las mecánicas, predomina y no se siente dolor en el momento.