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Universidad de Oriente
Tejido Excitable: nervio
Licenciatura en Fisioterapia
Dr. Salvador Ávila B.
Semestre: 2° Grupo:”B”
Integrantes:
David Mor Karen
Guevara León Adriana Junnuen
Minto Quitl Alma Guadalupe
Morales Sánchez Leslie Giselle
Santos Valencia Alba Gibely
El sistema nervioso central contiene alrededor de 100000 millones de neuronas (elementos básicos de SNC).
Es un órgano complejo y un 40% de los genes participan en su fonación.
INTRODUCCION
CELULAS NERVIOSAS Las neuronas de SNC tienen diversas
formas y tamaños, pero casi todas tienen las mismas partes de la neurona motora espinal típica.
Esta célula tiene: Dendritas Espinas Axón Cono axónico Botones sinápticos
Los axones están mielinizados
Fuera del SNC, la mielina se produce en las células de Schwann.
La vaina de mielina envuelve todo el axón, menos sus extremos ni los Nodos de Ranvier.
En el SNC de los mamíferos casi todas las neuronas están mielinizadas, pero las células que forma la mielina son oligodendrocitos.
Desde el punto de vista funcional, las neuronas casi siempre tienen 4 zonas: zona receptora, sitio donde se generan los potenciales de acción que se propagan, un proceso axónico y terminaciones nerviosas.
El cuerpo celular se localiza en la zona dendrítica, al final del axón, dentro de el o unido a un lado del axón.
Los potenciales de acción propagados se generan en las dendritas.
SINTESIS DE PROTEINAS Y TRANSPORTE AXOPLASMICO
Las células nerviosas son células secretoras.
El aparato para la síntesis de proteínas se localiza en la parte del cuerpo celular, con transporte de proteínas y polipeptidicos al extremo axonal por flujo axoplasmico.
El transporte anterógrado ocurre a través de micro túbulos.
El transportador rápido: 400mm/día
Transporte lento: 0.5 a 10 mm/día
Transporte retrógrado: 220 mm/día
Las vesículas sinápticas se reciclan en la membrana
Una excepción potencialmente se da en las dendritas en ellas hélices simples de ARNm transportadas desde el cuerpo celular hacen contacto con los ribosomas y la síntesis crea dominios locales de proteína.
EXCITACIÓN Y CONDUCCION
Las células nerviosas tienen un umbral de excitación por estimulo eléctrico, químico o mecánico.
2 tipos de trastornos fisicoquímico: potenciales locales no propagados y trastornos propagados.
Estos son las únicas respuestas eléctricas de las neuronas y otros tejidos excitables. Representan el lenguaje del SN.
El tejido nervioso es un conductor pasivo.
La conducción es un proceso activo de auto propagación y el impulso se mueve a lo largo del nervio a una amplitud y velocidad constante.
Osciloscopio de rayos catódicos (ORC)
Se utiliza para medir fenómenos eléctricos en tejido vivo.
Principales conexiones cuando se adapta para registrar los cambios en el potencial de un nervio.
Registro de neuronas únicas
Las neuronas de los mamíferos son relativamente pequeñas, aunque existen células nerviosas gigantes no mielinizadas en varias especies de invertebrados.
Cangrejos
Calamares
Potencial de membrana en reposo
En las neuronas, su valor casi siempre es cercano a menos 70 mV.
Cuando dos electrodos se conectan al ORC mediante un amplificador adecuado y se colocan en la superficie de un axón aislado, no se observara ninguna diferencia de potencial.
En cambio si el electrodo se introduce al interior de la célula se observa una diferencia constante en el potencial, con carga negativa en el interior de la célula con respecto al exterior si esta se haya en reposo.
Periodo de Latencia Si se estimula el axón, se produce un potencial de acción,
conforme a este pasa el electrodo externo.
Si aplicamos un estímulo, ocurre una deflexión irregular breve de la línea basal, el artefacto del estímulo, este se debe al paso de corriente desde los electrodos estimuladores hacia los electrodos de registro. Marca el punto en que se aplicó el estímulo en la pantalla de rayos catódicos.
Correspondiente a este el estímulo sigue un intervalo isopotencial (Periodo de latencia), termina con el comienzo del potencial de acción. Su duración es proporcional a la distancia, e inversamente proporcional a la velocidad de conducción.
Potencial de AcciónLa primera manifestación que se aproxima es una despolarización inicial de la membrana, después de 15 mV, la velocidad de despolarización aumenta.
El punto en el que ocurre este cambio se llama nivel de disparo o umbral.
El incremento súbito y el descenso rápido son el potencial en espiga del axón; el descenso más lento al final del proceso es la posdespolarización.
Ley de “Todo o Nada”
Si un axón se dispone para el registro, con los electrodos de registro a una distancia apreciable, es posible medir la intensidad mínima de corriente estimulante, que si tiene una duración determinada producirá un potencial de acción.
La relación entre la fuerza y la duración de un estímulo umbral se denomina curva de intensidad-duración.
Las corrientes que se incrementan con lentitud no desencadenan el impulso nervioso, el nervio pasa por acomodación.
Potenciales Electrónicos, Respuesta Local y Nivel de disparo
La aplicación de estas corrientes con un cátodo origina un cambio localizado en el potencial de despolarización, que aumenta rápidamente y disminuye con el tiempo.
Por el contrario, una corriente anódica produce un cambio de hiperpolarización en el potencial de duración similar. Estos cambios en el potencial se llaman potenciales electrónicos, producidos en un cátodo son catelectrotónicos y los ánodos son anelectrotónicos, es proporcional a la corriente anódica aplicada.
Entre los 7 y 15 mV de despolarización completa ocurre el nivel de disparo.
Cambios en la excitabilidad durante los potenciales electrotónicos y el potencial de acción
Las respuestas anelectrotónicas hiperpolarizantes elevan el umbral y los potenciales catelectrotónicos despolarizantes lo disminuyen ya que llevan el potencial de membrana mas cerca del nivel de disparo.
Durante la respuesta local, el umbral disminuye, pero durante la fase de ascenso y gran parte de la fase de descenso del potencial de espiga la neurona es refractaria a la estimulación.
Se divide en:
o Periodo refractario absoluto: es el momento en el cual se llega al nivel de disparo hasta que se completa un tercio de la repolarización. Ningún estimulo excitara al nervio sin importar su intensidad.
o Periodo refractario relativo: dura desde este punto hasta el inicio de la posdespolarización. Los estímulos mas fuertes de lo normal pueden producir excitación.
Electrogénesis del potencial de acción
La membrana celular del nervio esta polarizada en reposo, con cargas positivas se alinean a lo largo de la superficie exterior de la membrana y las cargas negativas a lo largo de la superficie interna. Durante el potencial de acción, esta polaridad se elimina y durante un periodo breve se invierten.
Al anular las cargas positivas, este flujo disminuye la polaridad de la membrana delante del potencial de acción.
Flujo local de corriente alrededor del impulso en un axón. Arriba: axón no mielinizado. Abajo: axón mielinizado.
Conducción saltatoria
La conducción en los axones mielinizados depende de un patrón similar de flujo de corriente circular. La despolarización salta de un Nódulo de Ranvier al siguiente, y el salto de corriente en el nodo activo sirve para inducir la despolarización electrotónica hasta el nivel de disparo . Este salto de despolarización se llama conducción saltatoria.
Los axones mielinizados conducen un estimulo hasta 50 veces mas rápido que las fibras no mielinizadas.
CONDUCCION ORTODROMICA Y ANTIDROMICA
Un axón puede conducir en ambas direcciones.
Cuando un potencial de acción se inicia en la parte intermedia, se establecen dos impulsos que van en sentidos contarios a causa de la despolarización electrónica.
Ortodrómica- impulsos se conducen en un sentido.
Antidrómica- impulsos se conducen en sentido contrario.
POTENCIALES DE ACCION BIFASICOS
Las descripciones del potencial de membrana en reposo y de acción se basan en el registro con dos electrodos.
Cuando se estimula el nervio y un impulso conducido pasa por los dos electrodos y hay una secuencia de cambios en el potencial.
La practica convencional es conectar las derivaciones así cuando el 1er electrodo se vuelve negativo con respecto al segundo y hay una desviación positiva seguida de un intervalo isoeléctrico y después una desviación negativa se conoce como potencial de acción bifásico.
CONDUCCION EN UN CONDUCTOR DE VOLUMEN
Los líquidos corporales contienen electrolitos, los nervios del cuerpo funcionan en un medio conductor (conductor de volumen)
Los potenciales de acción monofásico y bifásico son los que se observan cuando se estimula un axón en un medio no conductor fuera del cuerpo
Bases Iónicas de la excitación y la conducción
Al igual que las de otras células, las membranas celulares de los nervios contienen diversos tipos de canales iónicos algunos de éstos se activan por voltaje y otros por ligandos. El comportamiento de estos canales y en particular el de los Naᶧ, es lo que explica los fenómenos eléctricos en los nervios
Bases iónicas del potencial de membrana en reposo
El Kᶧ sale de las células y el Naᶧ ingresa, pero a causa de los canales del Kᶧ la permeabilidad para este ión es mayor que la registrada para el Nᶧ. Los canales del Kᶧ mantienen el potencial de membrana en reposo.
Algunos de los canales del Naᶧ activados por voltaje se activan y, cuando se llega al nivel de disparo, los canales del Naᶧ activados por voltaje sobrepasan a los canales del Kᶧ y se produce el potencial en espiga.
Flujos iónicos durante el potencial en acción
Los canales del Naᶧ entran a un estado inactivo y permanecen así durante unos cuantos milisegundos antes de regresar.
Repolarización: abertura de los canales del Kᶧ activados por voltaje, es más lenta y prolongada.
La disminución en la concentración externa de Naᶧ reduce el tamaño del potencial de acción, pero tienen poco efecto en el potencial de membrana en reposo. La falta de un gran efecto en el potencial de membrana en reposo puede predecirse permeabilidad de la membrana al Naᶧ en reposo es relativamente baja.
Aunque el Naᶧ entra a la célula nerviosa y el Kᶧ sale durante el potencial de acción el número de iones participantes es diminuto respecto de la cantidad total de iones presentes.
El descenso en la concentración extracelular de Ca²ᶧ aumenta la excitabilidad de las células nerviosas y musculares por que disminuye la magnitud de la despolarización necesaria para iniciar los cambios en la conducción del Naᶧ y el Kᶧ que produce el potencial de acción. Por el contrario, un aumento en la concentración extracelular del Caᶧ estabiliza la membrana debido a que reduce la excitabilidad .
Distribución de los canales iónicos en las neuronas mielinizadas
Los canales de Na+ activados por voltaje están muy concentrados en los nodos de Ranvier y en el segmento inicial de las neuronas mielinizadas.
El segmento inicial y las fibras sensitivas, el primer nodo de Ranvier son los sitios ocupados durante la conducción saltatoria.
Fuentes Energéticas y el metabolismo del nervio
Durante la actividad
máxima, el índice
metabólico del
nervio se duplica, y
el índice metabólico
del musculo
esquelético
aumenta 100 veces.
PROPIEDADES DE LOS NERVIOS MIXTOS
Ante estímulos inferiores al umbral, no hay respuesta. Si los estímulos alcanzan la intensidad umbral, provocan un cambio al potencial.
Si aumenta la intensidad de corriente se disparan los axones con umbrales mas altos.
La respuesta eléctrica aumenta hasta excitar a todos los axones del nervio.
El estimulo máximo produce la excitación de todos los axones, la aplicación de estímulos supramáximos no incrementa el tamaño de potencial.
Potenciales de acción compuestos
Es el potencial de acción de picos múltiples.
Cuando se estimulan todas las fibras, la actividad en las fibras de conducción rápida llega antes que la de las fibras más lentas, y mientras más lejano el potencial de acción de los electrodos estimulantes, mayor será la separación entre los picos de las fibras.
TIPOS DE FIBRAS NERVIOSAS Y FUNCION
Erlanger y Gasser dividieron las fibras nerviosas y establecieron las funciones y características histológicas de cada familia de axones.
En general, mientras mayor sea el diámetro de un nervio mayor es su velocidad de conducción.
Los axones grandes- sensibilidad propioceptiva, la función motora somática, el tacto consciente y la presión.
Los axones pequeños- sensaciones de dolor y temperatura, además tienen función autónoma.
Investigaciones adicionales provocaron la creación de una nueva clasificación que emplea un sistema numérico y clasifica las fibras sensoriales.
Las diversas clases de fibras de los nervios periféricos difieren en su sensibilidad a la hipoxia y los anestésicos. Este hecho tiene implicaciones clínicas y fisiológicas.
NEUROTROFINASProteínas necesarias para la
supervivencia, desarrollo y el crecimiento neuronal.
Pertenecen a una familia de factores de crecimiento.
SOPORTE TRÓFICO DE LAS NEURONAS
Se producen por:Producción-> músculos y astrocitos.Se unen a receptores de terminaciones nerviosas de
una neurona y se interiorizan para posteriormente trasladarse por transporte retrógrado hasta el soma, dónde inducen la producción de éstas proteínas.
Producción-> neuronasUtilizan un transporte anterógrado hasta la
terminación nerviosa, y se encargan de la integridad de la neurona postsináptica.
RECEPTORES
RECEPTORES
Cada uno de los receptores Trk se dimeriza.
Un dímero es una especie química que consiste en dos subunidades estructuralmente parecidas denominadas monómeros, que se unen por enlaces fuertes o débiles. Se forman por la reacción entre dos compuestos idénticos Por ejemplo: 2A → A-A.
Al no haber un ligando, el receptor se encuentra inactivo, cuándo llega el estímulo se dimeriza el receptor y se activa el dominio catalítico.
AUTOFOSFORILACIÓN: Inicia en los sitios citoplasmáticos de la
tirosincinasa( enzima que transfiere un grupo fosfato a un residuo de tirosina de una proteína) de los receptores.
Los receptores tirosinacinasa se encargan de la regulación de la proliferación y diferenciación, supervivencia y modulación del metabolismo celular.
Laboran con moléculas de señalización, entre ellas están:
Factor de Crecimiento Neuronal (NGF) Factor de Crecimiento Derivado de Plaquetas
(PDGF) Factor de Crecimiento Fibroblástico (FGF) Factor de Crecimiento Epidérmico (EGF) Hormonas. (Eritropoyetina, Insulina)
ACCIONES ¿Cuál fue la primera neurotrofina que se descubrió?Factor de Crecimiento Nervioso (NGF) Nerve growth factor (NGF) Proteína secretada importante para el crecimiento,
mantenimiento y sobrevivencia de células nerviosas. Causa el crecimiento del axón.
Se encuentra en diversos tejidos. Se forma por dos subunidades de cada una: α: presentan actividad similar a la tripsina.β: tienen toda la actividad promotora del crecimiento, similar a la
insulina.γ.: son proteasas de serina. Sin él las neuronas sensoriales y simpáticas sufrirían
apoptosis.Se une a 3 clases de receptores principalmente:
p75 LNGFR ( "low-affinity nerve growth factor receptor") Receptor de a neurotrofina (p75(NTR)TrkA (tirosina quinasa transmembranal)
Hoy en día hay investigaciones para tratar enfermedades del S.N., ya que reduce la degeneración neuronal.
Es captado por neuronas en los órganos extracerebrales que inervan y lo llevan en forma retrógrada desde las dendritas hasta el soma.
Se encuentra en el cerebro y ayuda al crecimiento de las neuronas colinérgicas (secretan acetilcolina).
Otros factores influyentes en el crecimiento neuronal
Factor Neurotrófico Ciliar(CNTF): Producido por células de Shwann y
astrocitos. Promueve a superviviencia de neuronas
espinales embrionarias dañadas.
Factor Neurotrófico derivado de la Línea Celular Glial (GDNF):
Mantiene neuronas dopaminérgicas del cerebro medio in Vitro.
Factor Inhibidor de Leucemia (LIF) Factor de Crecimiento similar a la Insulina I
(IGF-I) Factor Transformador de Crecimiento (TGF) Factor de Crecimiento de Fibroblastos (FGF) Factor de Crecimiento Derivado de las Plaquetas
(PDGF)
Neuroglia
El S.N. contiene neuronas y células gliales (neuroglia). Células gliales: Son numerosas(10-50 veces + que
neuronas) Las células de Shwann cubren los
axones de los nervios periféricos y se clasifican cómo glia.
Células neurogliales: Macroglia y Microglia.
Microglia: células limpiadoras. Proviene de macrófagos fuera del S.N.C. (M.O.->sangre)
Macroglia: 1)Oligodendrocitos=forman mielina alrededor de
axones del S.N.C. 2)Células de Shwann= forman mielina alrededor de
axones del S.N.P. 3)Asrocitos= en el cerebro. Emiten prolongaciones
a los vasos sanguíneos y por medio de los capilares forman uniones cerradas que crean la barrera hematoencefálica.Su potencial de membrana varia según la [] externa de K+
Hay 2 tipos: -Fibrosos->materia blanca, tienen filamentos
intermedios. -Protoplásmicos->materia gris, tienen citoplasma
granular.
Interacción entre astrocitos y neuronas glutaminérgicas. Los astrocitos captan el glutamato liberado convirtiéndolo en glutamina, la cuál regresa a las neuronas y se convierte de nuevo en glutamato, que se libera cómo transmisor sináptico.
BIBLIOGRAFIA-WILLIAM F. GANONG, FISIOLOGIA MEDICA, 20ª
ED., MANUAL MODERNO, TRADUCCIÓN DE LA 22ª ED. EN INGLÉS, MÉXICO, 2006, P.p. 49-60.
-WILLIAM F. GANONG, FISIOLOGIA MEDICA, 23ª ED., MANUAL MODERNO, MÉXICO, 2010, P.p.
80-91.-IMAGENES: BUSCADOR WWW.GOOGLE.COM Y
GANONG EN PDF.-
http://www.biocancer.com/journal/1115/41-receptores-con-actividad-tirosina-kinasa-autofosforilacion
-http://ibotanicalgarden.com/ns/index.php?option=com_content&view=article&id=253&Itemid=1457
