clase de SNC. Dra Liliana Nucette

1. Sistema Nervioso Generalidades:Organización, sinápsis y sustancias transmisoras Profesora Liliana Nucette de Sierra

2. ORGANIZACIÓN DELSISTEMA NERVIOSO SISTEMA NERVIOSO PERIFERICO CENTRAL Médula Espinal Tallo encefálico Cerebelo Cerebro SENSITIVO (AFERENTE) MOTOR (EFERENTE) SOMÁTICO AUTÓNOMO PARASIMPÁTICO SIMPÁTICO

4. Función Integradora del SNC Elaborar la información y dar respuestas motoras y mentales adecuadas Neuronas --------Sinapsis

5. Señal de entrada Dendritas Integración Núcleo Cuerpo o Soma Cono axonal Axón: segmento inicial Vaina de Mielina Terminal presináptico Señal de Salida Hendidura Sináptica Sinápsis Terminal posináptico Neurona Postsináptica

7. Movimientos de la marcha.

8. Reflejos de retirada ante estímulos dolorosos.

9. Reflejos antigravitatorios (rigidez de las piernas para sostener el tronco).

10. Reflejos para controlar los vasos sanguíneos, movimientos digestivos y excreción urinariaNervios espinales cervicales Nervios espinales torácicos Nervios espinales lumbares

11. Niveles de funcionamiento del SNC Nivel encefálico inferior o Subcortical. Formado por : bulbo raquídeo, protuberancia, mesencéfalo, hipotálamo, tálamo, cerebelo y ganglios basales. Control de la respiración, presión arterial, equilibrio, reflejos de alimentación y patrones emocionales (ira, respuesta sexual reacción al dolor y al placer) Nivel encefálico superior o Cortical Representado por la corteza cerebral Almacén de la memoria. Le da precisión a las funciones inferiores. Actúa en asociación con los centros inferiores.

12. Morfología de la Neurona Elemento de Transmisión Zona Receptora Centro Metabólico Unidad Conductiva

13. Clasificación de las Neuronas Clasificación Estructural o según el número de prolongaciones: Unipolares invertebrados. Seudounipolares neuronas sensitivas primarias de los ganglios de las raíces dorsales. Bipolares neuronas de la retina. Multipolares motoneuronas anteriores de la ME, células piramidales de la corteza cerebral, células de Purkinje de cerebelo.

14. Neuronas sensoriales Neuronas motoras Interneuronas del SNC Pseudounipolar: Tiene un solo proceso llamado axón. Durante el desarrollo, la dendrita se fusiona al axón Bipolar: posee dos fibras relativamente iguales, que se extienden desde el soma neuronal Interneuronas anaxonicas del SNC, no tienen axón aparente. Interneuronas multipolares, altamente conectadas pero con extensiones cortas Neurona multipolar eferente: de 5 a 7 dendritas cada una unidas 4 o 6 veces. Un axón único largo con un terminal axónico.

15. Multipolares: Células piramidales de la corteza cerebral Motoneuronas αespinales Células de Purkinje en Cerebelo.

16. Clasificación de las Neuronas Clasificación Funcional: Sensoriales: Componente Sensorial Aferente de los nervios espinales y craneales. Conducen impulsos desde los receptores sensoriales hasta cerebro y ME. Cuerpos celulares están en la raíz posterior de ME y ganglios craneales. Son Seudounipolares o bipolares. Motora: Componente Motor Eferente de los nervios craneales y espinales. Conducen el impulso desde el cerebro y ME a los efectores (Músculo y glándulas). Motoneuronas de las astas anteriores de ME. Son multipolares. Interneuronas: Se ubican en SNC, sin contacto con estructuras periféricas. Función: Modificación, coordinación, integración, facilitación e inhibición, entre la entrada sensorial y salida motora. Son Multipolares.

17. Clasificación según la longitud del axón: Axón Largo (Golgi tipo I): Median la información entre regiones cerebrales distantes. Proveer un tono basal de excitación. Neuronas piramidales de proyección de corteza cerebral. Axón Corto (Golgi tipo II): Cumplen función de interneuronas en circuitos locales. Clasificación de las Neuronas

18. La Glía

19. Células de la Glía. Funciones. Función de soporte y estabilidad a las neuronas. Aporta la nutrición neuronal. Eliminación de productos de desecho del metabolismo neuronal. Buffer espacial para el K+ y metabolitos. Aporta la vaina de mielina. Sirve de guía para la migración neuronal durante el crecimiento o reparación. Regeneración Neuronal. Stem cells de neuronas.

20. Clasificación y ubicación de las células gliales Fagocitos Barrera Hemato-encefá-lica Barreras entre los comparti-mientos Fuente de células madre Soporte para el SNC Factores neurotróficos Soporte del cuerpo celular de las neuronas Factores neurotróficos Captan K+ NT

21. Clasificación de las células gliales. Macroglia: Astrocitos. Oligodendrocitos Mielina del SNC. Células de Schwann Mielina de nervios periféricos. Ependimocitos. Microglia: Fagocitos (sistema inmune).

22. Célula de Schwann: Se requieren varias células de Schwann para formar la mielina de un solo axón periférico. Los genes que participan en la síntesis de mielina son activados por el propio axón. Oligodendorcito: Un solo oligodendrocito forma la mielina de varios axones en SNC. La presencia del astrocito estimula la síntesis de mielina por parte de los genes.

23. Cada célula de Schwann forma la mielina alrededor de un pequeño segmento de un solo axón. Formación de mielina en el SNP Mielina: 80% de Lípidos y 20% de proteínas Célula de Schwann, dando varias vueltas al axón Conducción saltatoria del impulso nervioso. Conducción rápida.

24. Conducción en fibras amielínicas Flujo de Corriente Local Sección despolarizada del axón

25. Un potencial supraumbral alcanza la zona de disparo Los canales de Na+ regulados por voltaje se abren y entra al axón La carga positiva fluye en secciones adyacentes del axón por el flujo de corriente local El flujo de corriente local hace que nuevas secciones de la membrana se despolaricen El período refractario impide la conducción retrógrada. La pérdida de K+repolariza la membrana

26. Conducción en fibras mielínicas

27. Transporte Axoplasmico Es el tráfico de sustancias entre el soma y las terminales sinápticas o dendritas. Anterógrado: Rápido: vesículas sinápticas y mitocondrias. Lento: elementos del citoesqueleto y proteínas solubles. Retrógrado: Reciclado de vesículas. Señales de los elementos celulares post-sinápticos. Factor de crecimiento neuronal: Neurotrofinas Virus Neurotróficos.

28. Las Sinapsis Estructura en la cual acontece el cambio de información entre las neuronas.

29. Anatomía Fisiológica de la Sinapsis Un potencial de acción despolariza el terminal axónico. Potencial de acción La despolarización abre canales de Ca2+ voltaje dependientes y el Ca2+ entra a la célula. Terminal axónico La entrada da Ca2+ inicia la exocitosis del contenido de las vesículas sinápticas Vesículas sinápticas El neurotransmisor difunde por el espacio sináptico y se une a sus receptores. Ca2+ La unión del neurotransmisor inicia una respuesta en el terminal postsináptico. Puntos de libeación Canales de Ca2+ voltaje dependientes Ca2+ Receptor Terminal postsináptico Respuesta celular

30. Características de la proteína receptora Componente de Fijación o de Unión Componente Ionóforo: Canal Iónico (Ionotrópicos): Catiónico (Na+, K+, Ca2+) o Aniónico (Cl-). Activador de segundos mensajeros (Metabotrópicos)

31. Sistema de Segundo Mensajero Genera los efectos por: Abrir canales iónicos específicos de la membrana post-sináptica (Canal de K+). Activación de AMPc o GMPc. Activación de enzimas intracelulares. Activación de Transcripción Génica.

32. Resumen de los receptores post-sinapticos Terminal pre-sináptico Potencial sináptico rápido y de corta acción Potencial de acción lento y de efectos a largo plazo Neurotransmisor Receptor acoplado a proteína G Canal iónico R G Terminal postsináptico Altera el estado abierto de los canales iónicos Activado por la vía de segundos mensajeros Apertura de canales iónicos Cierre de canales iónicos Modifica las proteínas existentes o sintetiza nuevas proteínas K+ sale y Cl- entra K+ no sale Na+ no entra Na+ entra PPSI Hiperpolarización Coordina la respuesta intracelular PPSE PPSE

33. Receptores Excitadores e Inhibidores Excitación: Apertura de canales de Na+. Disminución de la conductancia al K+ y Cl-. Cambios en el metabolismo intrínseco (aumentar los receptores excitadores o disminuirlos inhibidores) Inhibición: Apertura de canales de Cl-. Aumento de la conductancia al K+ fuera de la neurona. Activación de las enzimas del receptor que inhiben las funciones metabólicas.

34. Transmisores Sinápticos Pequeños de acción rápida: Cambio de conductancia a iones. Serotonina ON Acetilcolina Glutamato Pequeños de acción rápida Noradrenalina GABA Dopamina Glicina

35. Transmisores pequeños de acción rápida

36. Ejemplo de Transmisor pequeño Acetilcolina (Ach) formada de colina + acetil-colina Mitocondria Acetil-CoA CoA En la hendidura sináptica la Ach se descompone por la acetilcolinesterasa Terminal presináptico Acetilcolina A Enzima Ch Ch A Vesícula sináptica Ch La Colina es transportada de regreso al terminal pre sináptico y usado para formar mas Ach. Ch A Ch Receptor Colinérgico A Terminal postsináptico Acetilcolinesterasa (AChE)

37. Neuropéptidos: Acción Lenta. Se sintetiza en los ribosomas del soma neuronal. Las vesículas pre-sinápticas no se reciclan. Menos cantidad pero mas potentes y acción duradera. Efectos mas duraderos Cierre de poros de Ca2+. Cambios metabólicos. Cambios en genes. Cambios en el número de receptores. Ejemplos: Hormonas Liberadoras de Hipotálamo. Péptidos hormonales (HAD, ACTH). Péptidos de instentino y encéfalo (Insulina, Glucágon). Otros Tejidos: Angiotensina II, Bradicinina-

38. Clasificación de las Sinapsis De acuerdo a la ubicación de la sinapsis. Sinapsis axo-somática Sinapsis axo-dendrítica Sinapsis axo-axónica Sinapsis dendro-dendrítica

39. Otra Clasificación Sinapsis Químicas: Son las mas frecuentes. Ej: Unión neuromuscular. Sinapsis Eléctricas: Escasas. Ej; SNC, músculo liso de vísceras huecas y miocardio

40. Sinapsis Químicas Son las más frecuentes. Transmite la señal a través de un sustancia transmisora “Neurotransmisor”. Conducción unidireccional del impulso. Presencia de vesículas sinápticas en el terminal pre-sináptico. Desarrolla Retraso Sináptico (0,5 a 2 ms) Axón de la neurona presináptica Mitocondrias Terminal Axónico Neurona postsinaptica Hendidura sinaptica Membrana postsinaptica Receptor Neurotransmisor

41. Sinapsis Eléctricas. Son menos abundantes. Transmite el impulso eléctrico a través de canales directos “Uniones comunicantes” o “Uniones en hendidura”. Conducen la señal a cualquier dirección. (bidireccional) Ausencia de vesículas sinápticas. Ausencia de Retraso Sináptico. Terminal pre y postsináptico continuos.

42. Potenciales eléctricos dentro de la neurona Menos excitabilidad 0 -20 mv -75 mv 10 mv 20 mv 75 mv -10 mv Mas excitabilidad Neuronas excitadoras: Voltaje menos negativo. Neuronas Inhibidoras: Voltaje más negativo. - 65 mV

43. Potencial de Membrana de Reposo en el Soma Neuronal Na+: 142 mEq/L Bomba Na+K+L K+: 120 mEq/L Cl-: 107 mEq/L -65 mV Gran Conductividad Eléctrica Potencial de Nerst:Potencial eléctrico a través de la membrana que se opone al paso de iones. Es + para iones negativos, y es – para positivos. Na+ : +61 mv Tendencia a entrar “Bomba de sodio”. K+: -86 mv Tendencia a salir. Cl- : - 70 mv Tendencia a entrar Bomba de Cl- ?

44. Bases iónicas del potencial de reposo

47. Potenciales de acción Potencial de membrana de reposo Estímulo despolarizante. Los canales de Na se abren y entran a la célula. Los canales de K se abren lentamente. La rápida entrada de Na despolariza Los canales de Na se cierran y se abren lentamente los de K. El K sale de la célula. Los canales de K se mantienen abiertos, y la célula pierde más K. Hiperpolarizándola. Los canales de K se cierran, y menos K sale. La célula retorna al reposo iónicoy eléctrico

48. ZONA DE DISPARO El potencial por encima del umbral, alcanza la zona de disparo Los canales de Na voltaje dependientes se abren Na Cargas positivas fluyen al interior de secciones adyacentes del axón, por flujo de corriente El flujo de corriente local de zonas activas, causan zonas de despolarización Na K Periodo refractario previene el flujo retrógrado. Región Activa Región Inactiva Período Refractario

49. Períodos Refractarios

50. Sinapsis excitatorias: Potencial Postsináptico Excitador (PPSE) Na+ Na+ Na+ - 45 mV Potencial Umbral

51. Sumación NeuronalNecesaria para alcanzar el umbral de excitación de -65 mv a -45 mv Sumación Espacial: Estimulación simultánea de varias terminales sinápticas situadas en zonas espaciadas de la membrana. Sumación o adición simultánea de potenciales post-sinápticos en lugares diferentes de la neurona.

52. Sumación NeuronalNecesaria para alcanzar el umbral de excitaciónde -65 mv a -45 mv Sumación Temporal: Descargas sucesivas “repetitivas a gran velocidad”, de una sola terminal sináptica.

53. Sinapsis inhibidoras:Potencial Post-sináptico Inhibidor (PPSI) 0 -70 mv 10 mv 20 mv 75 mv -65 mv -20 mv -45 mv Inhibición e Hiperpolarización Inhibición Postsináptica Cl- K+ Cl- - 70 mV GABA Hiperpolarización Inhibición Pre-sináptica

54. Inhibición presináptica Una neurona moduladora hace sinapsis sobre una colateral de la neurona presináptica e inhibe selectivamente un punto diana. No se libera neurotransmisor Neurona inhibidora Sin respuesta Terminal axónico presináptico Neurona excitatoria Respuesta Potencial de acción Neurotransmisor liberado Respuesta Una neurona inhibidora dispara, lo que bloquea la liberación del neurotransmisor en una sinapsis. Neurona excitatoria dispara Se genera un Potencial de acción

55. Inhibición postsináptica Todos los puntos diana serán inhibidos por igual. La neurona inhibidora modula la señal Neurona excitatoria PPSI + PPSE La señal modulada se encuentra por debajo del umbral No se inicia ningún potencial de acción en la zona de gatillo La neurona excitadora y una inhibidora disparan No ocurre ninguna respuesta en ninguna célula diana

56. Sumación de la Excitación y la Inhibición E I -65mV -20 mV -30mV -75mV -70mV -60mV I E Los excitadores --------------------- Despolarizan. Los Inhibidores ---------------------- Hiperpolarizan. Grado de Excitación > y la Inhibición es < --------- Estado de Excitación. Grado de Inhibición > y la Excitación es < ---------- Estado de Inhibición. Anulan

57. Facilitación de las neuronas Neurona que ha sido excitada por un potencial post-sináptico excitatorio, pero no ha alcanzado su umbral de excitación. “ Potencial de membrana cerca del umbral de descarga” “Cualquier señal excitadora puede excitarla con facilidad”

58. Convergencia y Divergencia En una vía divergente una neurona presináptica, se ramifica para afectar una número mayor de neuronas postsinapticas. En una vía convergente muchas neuronas presinápticas convergen, para influir en un número cada vez menor de neuronas postsinapticas.

59. Funciones de las dendritas para excitar a las neuronas Amplio campo espacial de excitación de las dendritas: El 80 al 95% de las terminales presinápticas de una motoneurona, terminan en las dendritas. Solo el 5 al 20% termina en el cuerpo neuronal. Las dendritas de las motoneuronas se extienden en todas las direcciones y reciben señales de una amplia región espacial, lo que permite la sumación de las mismas.

60. Corriente Electrotónica Propagación directa de la corriente eléctrica por conducción iónica en los líquidos de las dendritas sin generar potenciales de acción. 85-90% de los terminales presinápticos y dendritas: Pocos canales de Na+ Dendritas largas y aumento de permeabilidad al Cl- y K+ Fuga de corriente eléctrica Cl- -65 mv -20 -40 -50 K+ Conducción decreciente: Disminución del potencial de membrana conforme se propaga electrotónicamente de las dendritas al soma

61. Fatiga de la Transmisión Sináptica Mecanismo protector de la actividad neuronal excesiva. Disminución progresiva del número de descargas de la neurona postsináptica. Causas: Agotamiento de los depósitos de NT en el terminal presináptico. Inactivación de los receptores postsinápticos. Concentraciones anormales de iones a nivel postsináptico.

63. Oxigeno y Transmisión Sináptica  Concentraciones de O2 ------------- Anular la Excitabilidad Neuronal

64. Fármacos y Transmisión Sináptica Cafeína (Café) Teofilina (Té) Aumentan la excitabilidad Teobromina (Cacao)  Umbral de excitación. Estricnina -----  Excitabilidad ? Inhibe la acción de NT inhibidores. Espasmos Tónicos musculares Anestésicos --------  Excitabilidad ↑ Umbral de excitación. Glicina (ME)