Fisiología Nerviosa

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fisiologia nerviosa y caracteristicas

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FISIOLOGA NERVIOSALos organismos vivostienen una propiedadnica para respondera los cambios enel medio ambiente.La informacin recibida porel organismose coordina a travsdel sistema nerviosopara que el organismopuedaactuar de manera eficazen cualquier circunstancia.La informacin se obtieneen forma deunestmulo. Un estmulo es un cambio en el entorno que recuerda una respuesta del organismo. Los tipos de estmulos son muchas y diversas, como los causados por la luz, el calor, el sonido, la temperatura, la presin, la gravedad, los qumicos, etc. Toda informacin, es responsable de provocar una respuesta del organismo al que afecta principalmente a los rganos receptores y puede ser percibido simultneamente.SISTEMANERVIOSOEl sistema nervioso es una red compleja de estructuras especializadas, que tienen como misin controlar y regular el funcionamiento de los diversos rganos y sistemas, coordinando su interrelacin y la relacin del organismo con el medio externo. E l sistema nervioso tiene que funcionar de tres maneras principales:

(1) Debe recibir estmulos externos e internos para proporcionar la informacin sensorial sobre s mismo y sus propios entornos.(2) Se debe integrar toda esta informacin para que la interpretacin significativa de los datos alimentados por los rganos de los sentidos en l se puede hacer.(3) Se debe regular la actividad intracelular para mantener la coordinacin de los movimientos de todo el organismo (Esto puede implicar la estimulacin de los msculos, glndulas y las neuronas relacionadas con la percepcin, el aprendizaje y la memoria, etc.)El sistema nervioso puede dividirse en aras de la conveniencia en: (1) El sistema nervioso central.(2) El sistema nervioso perifrico que consta de los nervios craneales y espinales (3) El sistema nervioso autnomo.

SISTEMA NERVIOSO CENTRAL.

El sistema nervioso central est formado por los centros nerviosos. Consta de dos partes: el encfalo y la mdula espinal.El encfalose encuentra en el interior del crneo. Est formado por:-El cerebro: Ocupa casi todo el crneo. Interviene en las acciones voluntarias, y est relacionado con el aprendizaje, la memoria y las emociones.-El cerebelo: Coordina los movimientos voluntarios de nuestro cuerpo e interviene en el equilibrio del mismo.-El bulbo raqudeo: En l se localizan los centros que controlan las funciones bsicas del organismo, como la respiracin o los latidos cardacos.La mdula espinales un grueso cordn formado por muchas neuronas, que discurre a lo largo de la columna vertebral protegido por las vrtebras.

SISTEMANERVIOSO PERIFRICOEl sistema nervioso perifrico est constituido por el conjunto de nervios y ganglios nerviosos. Se llaman nervios los haces de fibras nerviosas que se encuentran fuera del neroeje; ganglios, unas agrupaciones de clulas nerviosas intercaladas a lo largo del recorrido de los nervios o en sus races.Se extienden desde el encfalo y la mdula espinal. Una de sus principales funciones es enviar instrucciones que permiten el movimiento voluntario de los msculos. SISTEMANERVIOSO AUTNOMO. Es la parte delsistema nerviosoque controla las acciones involuntarias.Segn la funcin que realice, el sistema nervioso autnomo o vegetativo se divide en dos partes: simptico y parasimptico.Ambos sistemas estn controlados por varias estructuras del encfalo. Elsistema simptico prepara al organismo ante situaciones de actividad (por ejemplo, aumento del ritmo cardaco), mientras que el parasimptico lo prepara para situaciones de reposo (por ejemplo, disminucin del ritmo cardaco).Ambos subsistemas cumplen funciones opuestas pero complementarias.NEURONASSon las unidadesfuncionales del sistemanervioso.TIPOS DE NEURONAS LAS NEURONAS SENSORIALES.Responden a diferentes estmulos, internos o externos.Son receptoras o conexiones de receptores que conducen informacin al sistema nervioso central. NEURONA BIPOLAR:Tienen dos prolongaciones, una de entrada que acta como dendrita y una de salida que acta como axn.LAS NEURONAS MOTORAS. . o efectoras conducen informacin desde el sistema nervioso central hasta los efectores (las que transmiten los impulsos que llevan las respuestas hacia los rganos encargados de realizarlas" msculos, etc.)Controlan la actividad muscular y son responsables de mltiples comportamientos, incluyendo la capacidad de hablarNEURONA MULTIPOLARES: Son las ms tpicas y abundantes. Poseen un gran nmero de prolongaciones pequeas de entrada, dendritas, y una sola de salida, el axn.LAS INTERNEURONAS. Intervienen en los reflejos simples y, adems, son las responsables de las funciones superiores del cerebro. NEURONA UNIPOLAR: Tienen una sola prolongacin de doble sentido, que acta a la vez como dendrita y como axn (entrada y salida).NEUROGLIASSon clulas de apoyo que alimentan y protegen a las neuronas. Las microglias, envuelven y destruyen microbios, mientras otras aslan a los axones y ayudan a que circule el fluido cerebroespinal, que baa los principales rganos de este sistema. Puede haber 10 veces ms que neuronas.Las clulas neurogliales son fundamentales para el buen funcionamiento del sistema nervioso. Son clulas cuya funcin es el sostn metablico, mecnico y la proteccin de las neuronas. No transmiten la informacin de la misma manera que las neuronas, y, generalmente, son de menor tamao. Tienen potenciales de membrana de gran tamao y resistencia elctrica baja, influyen en el intercambio de nutrientes y desechos producidos ya que son ricas en depsitos de glucgeno y grnulos de Lpidos. Estn implicadas en la degeneracin y la regeneracin de los elementos nerviosos.Las Neuroglias se presentan tanto en el Sistema Nervioso Central como en el Sistema Nervioso Perifrico. IRRITABILIDAD. La irritabilidad puede definirse como la capacidad de reaccionar a los cambios en el medio ambiente, tanto interno y externo. La irritabilidad se expresa siempre en algn tipo de respuesta. Los organismos poseen ciertos mecanismos de irritabilidad y responden a diversos estmulos. Generalmente los estmulos fuertes producen una respuesta que se extiende sobre un rea grande. Esto es debido a la formacin y la conduccin de la onda de excitacin que pasa a lo largo de la membrana celular. La secuencia de eventos es: De estimulacin, de excitacin, conduccin y generacin de una respuesta.Cuando un estmulo es dado, hay un retardo (perodo de latencia) antes de la respuesta. Este retraso es debido al tiempo empleado para la conduccin de la onda de excitacin desde el punto de estimulacin.

FENMENOSELCTRICOS DE LOS NERVIOS POTENCIAL DE REPOSO. Es la diferencia de potencial que existe entre el interior y el exterior de una clula. Se debe a que la membrana celular se comporta como una barrera semipermeable selectiva, es decir permite el trnsito a travs de ella de determinadas molculas e impide el de otras. POTENCIAL DE ACCIN. El potencial de accin esel mecanismo bsico que utiliza el sistema nervioso para transmitir informacin. Es el primer responsable por ejemplo, del movimiento. Se trata de un fenmeno muy breve (milisegundos) en el cual la membrana de la clula se despolariza, es decir el interior de la membrana se hace menos negativo que en reposo, hacindose incluso positivo.

FACTORES QUE INFLUYEN ENEXCITACINY PROPAGACIN Los estmulosrepetitivos. La excitabilidady la conductividadde un nerviose ve obstaculizada porla estimulacin repetidasiempre y cuando elintervalo entre dosestmulosno esmenor queel perodo refractariorelativo. Temperatura.Elproceso de excitacin, as comola propagacindel impulso nerviosoestn muy influenciados porlos cambios de temperatura.IMPULSOS DE PROPAGACION: Depende de: Dimetro de la fibra. Grado de Mielinizacin. Distancia internodal.VELOCIDAD DEL IMPULSO NERVIOSO. Son una sucesin de reacciones qumicas, que se propagan a travs de una fibra nerviosa.La velocidad depende del largo del axn, de la vaina de mielina que recubre la neurona, si es mayor a 1mm la velocidad es menor. El impulso nervioso en un mamfero tiene una velocidad, que oscila entre 50 m/s y hasta 100m/s.NATURALEZA DEL IMPULSO NERVIOSO.El impulso nervioso es de naturaleza electroqumica, es decir, es una corriente elctrica producida por gradientes de concentraciones de sustancias qumicas que tienen cargas elctricas ; que recorre toda la neurona y que se origina como consecuencia de un cambio transitorio de la permeabilidad en la membrana plasmtica.TRANSMISIN SINPTICA SINAPSIS: La sinapsis se define como el contacto de los extremos finales de los axones neuronales con una porcin de membrana de otra clula.Pueden existir tres tipos de contacto: 1. Sinapsis neuroneuronal, cuando el contacto se establece entre dos neuronas. 2. Sinapsis neuromuscular, cuando el contacto se establece entre el botn sinptico y la superficie de una clula muscular. 3. Sinapsis neuroepitelial, cuando el contacto se establece entre la neurona y una clula epitelialTIPOS DESINAPSISSinapsiselctricas Tienenunagran rea decontactosinptico,la unin entrelas dos clulases muy apretadoycasi no hay3 resistencia al flujode la corriente.Sinapsis qumicas. No existe un contacto fsico entre las neuronas, la separacin llega a ser de 30 nm .se produce una sustancia llamada neurotransmisor.

Impulso nerviosoRegresarDurante el reposo, las neuronas se encuentran polarizadas. El continuo accionar de la bomba de Na+y K+(que extrae tres cationes por cada dos que introduce), sumado a la presencia de aniones no difusibles en el interior celular, determina que a travs de las membranas se produzca un ligero desequilibrio de cargas. Las membranas presentan un interior negativo en relacin al exterior. Esta diferencia de carga recibe el nombre depotencial de membrana. El valor del potencial de membrana en reposo es de -70 milivoltios. El milivoltio es una unidad de potencial elctrico. El signo se coloca convencionalmente, teniendo en cuenta las condiciones del medio intracelular; el potencial lleva signo negativo porque en el medio intracelular predominan las cargas negativas.En las membranas existen canales inicos no regulados para el Na+ y el K+. A travs de ellos, cada in escapa siguiendo su gradiente. El Na+ ingresa a la clula y el K+, para el cual la membrana es mucho ms permeable, va hacia el lquido intersticial. Sin embargo, las concentraciones inicas se mantienen desiguales, pues la bomba de Na+ y K+ trabaja permanentemente.

Cuando un estmulo fsico o qumico acta sobre la membrana excitable, que mantiene unpotencial de reposo, la membrana reacciona. Si el estmulo es suficientemente intenso, es decir si supera el umbral, la membrana convierte a ese estmulo en un impulso nervioso.El mecanismo por el cual un estmulo desencadena el impulso nervioso consiste en una alteracin de la permeabilidad de la membrana. Las membranas de las neuronas tienen canales inicos regulados por voltaje (por el potencial elctrico). Los estmulos abren los canales de Na+ regulados por voltaje. La apertura de estos canales es muy rpida; cuando se abren, el Na+ ingresa a la clula en forma masiva. A medida que ingresa el Na+, el interior celular se hace cada vez ms positivo. Esta inversin del potencial de reposo recibe el nombre dedespolarizacin o potencial de accin.

La despolarizacin en el sector de la membrana donde actu el estmulo provoca la despolarizacin de los sectores vecinos. El nuevo potencial positivo en la cara interna de la membrana gatilla la apertura de los canales de sodio regulados por voltaje de la zona adyacente. Secuencialmente se abren ms canales y el Na+ sigue ingresando. As se autopropaga el potencial de accin. El potencial de accin autopropagado es lo que llamamosimpulso nervioso.El papel de la membrana en la conduccin del impulso nervioso no es pasivo como el de un cable por donde pasa la corriente elctrica. Por el contrario, la onda de despolarizacin se compara con el fenmeno que se produce al encender el extremo de un reguero de plvora. Al encenderse las primeras partculas, stas producen la combustin de las siguientes y la llama se mueve sin parar hasta el final del camino.Los canales de Na+ regulados por voltaje se abren muy rpidamente pero permanecen abiertos por poco tiempo. Cuando el potencial llega a +35 milivoltios, los canales de Na+ cierran sus compuertas y el flujo de sodio hacia el interior de la clula se interrumpe.Al mismo tiempo que los canales de Na+ se cierran, se abren ms canales de K+ con compuertas de voltaje. stos tienen una apertura ms lenta y prolongada que los canales de Na+. Al abrirse estos canales, el K+ sale de la clula. La prdida de cargas positivas a travs de los canales de K+ provoca que el interior de la clula se torne nuevamente negativo. As, el potencial de la membrana retorna al valor de reposo. La recuperacin del potencial de reposo negativo recibe el nombre derepolarizacin. Los canales de K+ se cierran cuando la repolarizacin se completa.

Durante el potencial de accin hay una primera fase en la que se produce el ingreso de Na+ y una segunda fase en la cual el ingreso de Na+ se detiene y ocurre la salida de K+, haciendo que la membrana se repolarice. Entonces, cuando se alcanza nuevamente el potencial de reposo, las concentraciones inicas quedan invertidas, con el K+ fuera de la clula y el Na+ en el interior.

La bomba de Na+ y K+ restablece los gradientes iniciales, introduciendo nuevamente el K+ y extrayendo el Na+ de la clula. El 70% del ATP de una neurona es consumido en el trabajo de la bomba de Na+ y K+.

El impulso nervioso

Todo el proceso de despolarizacin y repolarizacin de un sector de la membrana puede acontecer en menos de 1 milisegundo (mseg). A medida que el potencial de accin avanza, la parte de la membrana que queda por detrs se repolariza.

Mientras dura el potencial de accin, la neurona se halla en unperodo refractario absoluto, en el cual no responde a ningn estmulo. A ste le sigue unperodo refractario relativo, de varios milisegundos, durante el cual la neurona puede responder, pero con un umbral ms alto. El disparo de un nuevo potencial de accin requiere el restablecimiento completo del estado de reposo.Las neuronas se comportan segn laley del todo o nada. Si un estmulo alcanza el umbral, se inicia el potencial de accin y ste tiene siempre la misma intensidad. Si el estmulo no alcanza el umbral necesario, el potencial de accin no se inicia.La diferente intensidad de nuestras sensaciones no depende de la intensidad del impulso, sino del nmero de neuronas estimuladas.La cantidad de fibras nerviosas que conducen un estmulo sensitivo depende de la cantidad de receptores presentes en el rea donde se aplica el estmulo. Por ejemplo, en el esquema, se muestran las reas 1, 2 y 3, con densidad de receptores creciente. Cuantos ms receptores capten el estmulo, ms fibras conducirn el impulso hasta un centro nervioso y ms intensa ser la sensacin. Las zonas ms sensibles de la piel (como las yemas de los dedos) son aqullas que poseen un mayor nmero de receptores por unidad de rea.

Conduccin continua y conduccin saltatoriaRegresarEn las fibras que carecen de vaina de mielina (amielnicas) la conduccin del impulso nervioso escontinua. En las fibras mielnicas, en cambio, la conduccin essaltatoria. En estas fibras, la vaina de mielina acta como aislante, impidiendo el intercambio de iones a travs de la membrana del axn. Las nicas zonas que pueden despolarizarse son losndulos de Ranvier, donde la vaina de mielina se interrumpe. El impulso nervioso se propaga entonces saltando desde un nudo de Ranvier a otro. Esto hace que el impulso se propague ms rpidamente, y tambin con menor gasto energtico, pues requiere la despolarizacin y repolarizacin de pequeas partes de la membrana. La velocidad de conduccin vara desde 0,25m/seg en las fibras amielnicas ms lentas hasta 100m/seg en las fibras mielnicas ms rpidas.

http://www.genomasur.com/BCH/BCH_libro/capitulo_09.htm- Potencial de una celda. Ecuacin de NernstPor otra parte sabemos que la variacin de energa libre nos da el trabajo til que puede realizar el sistema, en este caso trabajo elctrico El trabajo elctrico es igual a la carga transportada por la diferencia de potencial. Si en la reaccin se intercambian n electrones, cuando reaccione un mol la carga ser -nF La diferencia de potencial en una pila en reposo se denomina fuerza electromotriz y se simboliza por la letra E1. Ecuacin de Nernst.Permite calcular el potencial de difusin de un in especfico.Est bien establecido que la acetilcolina es el transmisor a nivel de la unin neuromuscular y en muchas reas del SNA. La distribucin y concentracin de la acetilcolina en el SNC hizo pensar que tambin all podra tener una funcin. Y finalmente, el efecto neurolgico de varias drogas que se saba interactuaban con la acetilcolina sugera que se podra tratar de un transmisor. En los aos 50, John Eccles y sus colaboradores demostraron que un tipo particular de neurona de la mdula espinal, la clula de Renshaw, era sensible a antagonistas colinrgicos y a la misma acetilcolina.POTENCIALES DE MEMBRANANormalmente hay potenciales elctricos a travs de las membranas en todas las clulas. De las cuales: Las clulas nerviosas y musculares son AUTOEXCITABLES Es decir, son capaces de autogenerar impulsos electroqumicos En sus membranas, y en muchos casos, de transmitirsealesaLo largo de las mismas. Es decir, un potencial deaccinde un SEGMENTO EXCITABLE de la membrana puede excitar segmentos adyacentes = la PROPAGACIN DE LA DESPOLARIZACIN a lo largo de :* la fibra nerviosa = impulso nervioso = POT ACC (>1para que la fibra muscular = impulso muscular = UMBRAL se de la propagacion) como un "FACTOR DESEGURIDAD"2.3.-Potencial de accin en meseta

A: DESPOLARIZACIN. por canales rpidos de Na abiertos por volt. B: MESETA. Prolongacin delTiempode despolarizacin = T de contraccin muscular cardiaca. Es por canales lentos de Ca por voltaje C: REPOLARIZACIN. Por entrada de K (abertura de canales de K) y termina entrada de Na (se cierran los canales)Cronaxia: es el tiempo del impulso ms corto capaz de producir una contraccin umbral del msculo,ACTIVIDAD ELECTRICA CEREBRALLa actividad elctrica cerebral permite identificar los principales potenciales de accin que se transmiten desde los sentidos hacia la corteza cerebral. Esta actividad elctrica tambin esta implcita en los estadios de sueo profundo y superficial y en los estados de alerta, en donde a travs de un electroencefalograma que se utiliza para describir el registro que se obtiene mediante la colocacin de electrodos en el cuello cabelludo, con el fin de identificar las posibles variaciones en el potencial elctrico cerebral47.Existe un sistema de activacin reticular que se encuentra en el mesencfalo compuesto por diversos grupos neuronales que se comunican con los ncleos del tlamo y este lleva informacin a la corteza cerebral.Los cambios de ondas que se observan en el electroencefalograma se deben a la comunicacin que existe entre el tlamo y la corteza cerebral ya que esto genera cambios de voltaje a nivel de las clulas talmicas y de la corteza cerebral.Cuando el individuo se encuentra dormido la actividad cerebral esta disminuida debido a un estado de hiperpolarizacin, por el contrario cuando se encuentra despierto y en estado de alerta, la actividad nerviosa percibida por los sentidos aumenta la comunicacin cerebral de las neuronas generando una despolarizacin que permite una mas rpida comunicacin entre el tlamo y la corteza cerebral. Propagacin del impulso nervioso

Se hace de la siguiente manera: como consecuencia de la despolarizacin de la membrana en un determinado punto hace que el exterior de la clula, en ese lugar, quede cargado negativamente, al penetrar iones Na. Las partes contiguas todava son positivas, y sus iones son atrados por las cargas negativas del rea estimulada que se convierte en un sumidero de iones Na que van emigrando a las zonas adyacentes en ambos sentidos. El impulso nervioso es, desde el punto de vista qumico, una onda de electronegatividad que recorre toda la neurona que, al haber sido estimulada, sufre un cambio transitorio de la permeabilidad de su membrana.

Figura 2: Propagacin del impulso nervioso

Esta forma de propagacin del impulso es propio de las fibras amielnicas en las que est todo el xon al descubierto; en lamielnicasla propagacin se hace de manera saltatoria; la vaina de mielina acta como aislante del xon, slo descubierto en los ndulos de Ranvier.

Figura 1-b: Axn sin vaina de mielinaLa propagacin saltatoria es ms eficaz y rpida que la continua, ya que no es necesaria la despolarizacin en todos los puntos de la fibra a la vez que se consigue un ahorro de energa al movilizar labomba de sodiomenos cantidad de iones.

Figura 3: Propagacin saltatoria de una fibra mielnica

La velocidad de propagacin del impulso depende del grosor de la fibra, siendo mayor la velocidad en las de mayor dimetro. Esta particularidad est en relacin con las dos tendencias evolutivas del sistema nervioso en invertebrados y vertebrados.

La de los invertebrados que al carecer de mielina, aumentaron el grosor de la fibra, pero a la vez impide que haya gran cantidad de neuronas lo que hace que el sistema nervioso sea poco evolucionado mientras que en los vertebrados, al poseer la vaina demielina, lograron aumentar la velocidad de transmisin, sin necesidad de hacerlo el tamao de las fibras, lo que permite la posibilidad de aumentar el nmero de neuronas logrando un gran desarrollo de su sistema nervioso.La sinapsis

Constituyen la unin funcional entre dos neuronas que permite el paso del impulso nervioso de una clula a otra; ya que las neuronas no mantienen contacto es a travs de la sinapsis por donde se transmite el impulso a lo largo de la cadena neuronal.

Los axones, en su porcin terminal, se dividen en mltiples ramificaciones cada una de las cuales acaba en una expansin llamada botn sinptico, que estn muy prximos a las dendritas de la neurona siguiente pero separados por el espacio intersinptico. Los botones se caracterizan por contener una gran cantidad de mitocondrias y de vesculas sinpticas llenas deneurotransmisoreso mediadores qumicos que intervienen en el paso del impulso a la neurona siguiente.

Figura 4: Esquema de una sinapsis cuandolos impulsos nerviosos llegan a los botones terminales

Cuando el impulso llega al botn sinptico, se produce la despolarizacindespolarizacinen ese punto lo que provoca la descarga de las vesculas, los neurotransmisores difunden al espacio intersinptico hasta la membrana de las dendritas, donde se recogen por los receptores especficos, esto determina el cambio de potencial, produciendo la excitacin necesaria para la continuacin de la propagacin.Todas las neuronas no descargan el mismo neurotransmisor(b) y no todos ellos producen el mismo efecto, hay neurotransmisores inhibidores y activadores, algunos de ellos aparecen en este esquema.NeurotransmisorAccin

Activadora

Acetilcolina

Dopamina

Adrenalina

Noradrenalina

GABAInhibidora

Encefalinas

Endorfinas

Alanina