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
