Sistema nervioso autónomo

Morfología, estructura y funciones del organismo humano normal. Funciones viscerales autonómicas. Neuronas. Sinapsis colinérgicas. Neurotransmisores. Reflejos autónomos

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APUNTE DEL SISTEMA NERVIOSO AUTONOMO

Los sistemas maestros de control del cuerpo son el sistema nervioso y el sistema endocrino:

El sistema nervioso (SN) junto con el sistema endocrino (SE) juegan roles fundamentales en la mantención de la homeostasis del ser humano. Ambos sistemas coordinan y controlan las funciones somáticas, viscerales y metabólicas del organismo. SN puede responder muy rápidamente (en fracciones de segundos) a través de vías nerviosas utilizando potenciales de acción y luego neurotransmisores para la comunicación interneuronal ó con sus efectores. El SE en cambio responde lentamente (puede tardar horas ó días) a un estímulo dado utilizando hormonas que normalmente pasan al torrente sanguíneo antes de unirse a su efector.

El sistema nervioso periferico lleva y trae información al SNC:

El sistema nervioso periferico esta compuesto por: el sistema nervioso somatico; el sistema nervioso autonomo y el sistema somatosensorial.

El sistema nervioso somatico controla la actividad de la musculatura estriada a través de los nervios craneales y raquideos. El sistema nervioso autonomo controla la actividad de la musculatura lisa, el corazón y las glandulas a traves de los sistemas simpatico, parasimpatico y enterico. El sistema somatosensorial percibe las sensaciones externas e internas y envia numerosas aferencias hacia el SNC para informarle sobre lo que esta pasando tanto en el medio externo como en el medio interno.

Sistema nervioso autónomo es la parte del sistema nervioso periferico encargada de las funciones automaticas del cuerpo.

La actividad del sistema nervioso autonomo regula las funciones viscerales automaticas del cuerpo tales como secreción glandular, nivel de contracción de musculo liso (en visceras y vasos sanguineos) y regulacion de la actividad cardiaca (cronotropismo , inotropismo dromotropismo)

Cada Via del Sistema Nervioso Autonómico tiene dos neuronas: una neurona preganglionar con su cuerpo ubicado en el SNC y otra postganglionar con su cuerpo ubicado en el ganglio.

Las neuronas preganglionares simpáticas y parasimpáticas tienen sus cuerpos celulares en el SNC, y hacen sinapsis en los ganglios autonómicos. Los ganglios autonómicos parasimpáticos y entéricos están ubicados en los órganos efectores, mientras que los ganglios autonómicos simpáticos están en la cadena paravertebral. Las neuronas postganglionares tienen su cuerpo celular en los ganglios autonómicos y hacen sinapsis en su órgano efector (e.g. Corazón, arteriolas, glándulas sudoríparas). Fibras eferentes postganglionares simpáticas y parasimpáticas regulan la actividad de las neuronas del SNA entérico.

Cada via del sistema nervioso autonomo presenta dos sinapsis: la primera sinapsis a nivel del ganglio (de tipo colinergica nicotinica) y la segunda sinapsis a nivel del organo efector (de tipo colinergica muscarinica o adrenergica):

En toda sinapsis existe un neurotransmisor liberado desde la membrana presinaptica, que se une a su receptor a nivel de la membrana postsinapstica. Todas las sinapsis ganglionares a nivel del sistema nervioso autonomo son de tipo colinergicas nicotinicas, es decir utilizan acetilcolina como neurotransmisor y su receptor es un receptor colinergico nicotinico. No todos los receptores colinergicos son iguales ya que responden diferencialmente a la nicotina y la muscarina. Aquellos receptores colinergicos que responden a nicotina se llaman receptores colinergicos nicotinicos, y aquellos receptores colinergicos que responden a muscarina se llaman receptores colinergicos muscarinicos.

Las Sinapsis Colinérgicas Muscarínicas corresponden a la segunda sinapsis de una via parasimpatica y esta a nivel del organo efector

Ach es el neurotransmisor mas común de fibras postganglionares parasimpáticas y el receptor de Ach en el elemento postsinaptico es de tipo colinérgico muscarínico dado que responde a agonistas muscarínicos y no a nicotina.

Los receptores muscarínicos son bloqueados por atropina.

Los receptores muscarínicos activados por Ach pueden tener efectos estimulatorios o inhibitorios dependiendo del receptor que es estimulado (y del organo blanco donde el receptor esta presente).

Las sinapsis colinérgicas muscarínicas activadoras están presentes en: músculo liso (estómago, intestinos, vejiga, bronquiólo) excepto músculo liso vascular y en glándulas.

Los efectos excitatorios colinergicos muscarinicos pueden ocurrir por varios mecanismos:

Cuando la molecula de Ach se une al receptor colinergico muscarinico, pueden ocurrir efectos excitatorios como por ejemplo la transmision de un potencial de acción, contracción del músculo ó secreción glandular.

Existen al menos tres mecanismos moleculares posibles:

1) Receptor Colinergico Muscarinico unido a Acetilcolina ! !GNa ! Depolarización del elemento postsináptico ! gatillamiento de un potencial de acción postsinaptico ! contracción muscular

2) Receptor Colinergico Muscarinico unido a Acetilcolina ! !GCa !![Ca 2+] ! contracción muscular ó secreción

3) Receptor Colinergico Muscarinico unido a Acetilcolina ! !proteina G !![Ca 2+] ! contracción muscular ó secreción

Los efectos inhibitorios colinergicos muscarinicos ocurren a nivel del corazón dos mecanismos:

Las sinapsis colinérgicas muscarínicas inhibitorias estan en el corazón

El vago actúa a nivel del nódulo SA disminuyendo la frecuencia de gatillamiento marcapaso (efecto cronotrópico negativo) y a nivel del nódulo AV disminuyendo la velocidad de conducción del potencial de acción desde aurículas a ventrículos (efecto dromotrópico negativo)

La molecula de Ach se une a un receptor colinergico muscarínico a nivel del nodo SA y produce bradicardia por los siguientes mecanismos inhibitorios:

1) Receptor Colinergico Muscarinico unido a Acetilcolina ! !proteína Gi ! !adenilato ciclasa ! ![cAMP] intracelular ! !GK ! hiperpolarización ! ! dificultad de llegar al umbral! ! potenciales de acción ! Bradicardia

2) Ach inhibe directamente del canal de Na+ marcapaso ! dificultad para llegar al umbral ! ! potenciales de acción ! Bradicardia

Sinapsis Adrenérgicas

Noradrenalina es el neurotransmisor mas comun de fibras postganglionares simpáticas.

Tiene 4 tipos de receptores adrenérgicos postsinápticos ð1, ð2, ð1, ð2

Los receptores ð-adrenérgicos: Agonista (adrenalina) Antagonista (fenoxibenzamina)

Mecanismo ð1: receptor ðð-adrenérgico unido a Noradrenalina ! !proteína G ! !fosfolipasa C !![IP3] intracelular.

Mecanismo ð2: receptor ðð-adrenérgico unido a Noradrenalina ! !proteína Gi ! !adenilato ciclasa ! ![cAMP] intracelular.

Receptores ð-adrenérgicos: Agonista (Isoproterenol) Antagonista (propanolol)

Mecanismo: receptor ð-adrenérgico unido a Noradrenalina ! !proteína G ! !adenilato ciclasa !![cAMP] intracelular.

cAMP estimulado por receptores ð-adrenérgicos activa la proteina kinasa A.

Esta última (proteina kinasa A) fosforila una variedad de proteínas para ejercer sus funciones:1) fosforila canales de Ca 2+ en células ventriculares, !GCa2+ ! ! contracción muscular cardiaca (efecto inotrópico positivo)

2) fosforila fosfolambano ! ! bomba de Ca 2+ y reduce la duración de la contracción muscular 3) fosforila canales iónicos que acortan la duración de la depolarización marcapaso y acortan la duración del potencial de acción

receptores ððð Músculo liso (excepto bronquial) (![IP3])

receptores ððð Membrana presináptica, adipocitos, plaquetas y músculo liso (![cAMP]) receptores ððð Corazón, riñon, adipocitos (![cAMP])

receptores ððð Músculo liso vascular y bronquial, TG (![cAMP])

Normalmente los ![IP3] y de ![cAMP] !![Ca 2+] que resulta en exocitosis y secreción ó en contracción muscular. No obstante el ![cAMP] en receptores ðð produce relajación muscular.

Una disminución de [cAMP] inactivará la secreción y relajará la musculatura.

Receptores ð1: tienen la misma afinidad por adrenalina y noradrenalina, pero solo noradrenalina esta en concentraciones altas como para activar al receptor

Receptores ð1 : son sensibles a adrenalina y a noradrenalina, pero son mas sensibles que los receptores ð.

Receptores ðð ð son mas sensibles a adrenalina que a noradrenalina, y son mas sensibles a adrenalina que los receptores ð.

Ejemplo: Si adrenalina es baja ! vasodilatación ð2

Si adrenalina es alta ! vasoconstrición ð

Efectos autonómicos sobre algunos órganos del cuerpo

Organo Efecto simpatico Efecto parasimpático

OJO

Pupila Dilatación Constricción

Musculo ciliar Relajación leve (visión lejana) Constricción (visión

cercana)

GLANDULAS Vasoconstricción y secreción Secreción copiosa escasa (en glándulas que secretan

enzimas la secreción contiene algunas de ellas)

Sudoríparas Sudación copiosa (colinergica) Sudación de la palma de

las manos

CORAZON

Musculo Aumenta frecuencia Disminuye frecuencia

Aumenta fuerza de la contracción Disminuye fuerza de la contracción

Coronarias Dilata (ð2) contrae (ð) Dilata

PULMONES

Bronquios Dilata Constricción

INTESTINO

Luz Disminuye peristalsis y tono Aumenta peristalsis y tono

Esfínteres Aumenta tono (mayormente) Relajación (mayormente)

HIGADO Liberación de glucosa Sintesis de glucogeno

RIÑON Disminuye flujo de salida y Ninguna

Secreción de renina

VEJIGA

Músculo detrusor Relajación (leve) Contracción

Trigono vesical Contracción Relajación

PENE Eyaculación Erección

ARTERIOLAS

En visceras Constricción Ninguno

En músculo Constricción (ð-adrenérgica) Ninguna

Dilatación (ð2 adrenérgica) Ninguna

Dilatación (colinergica) Ninguna

Piel Constricción Ninguno

SANGRE

Coagulación Aumento Ninguno

Glucosa Aumento Ninguno

Lípidos Aumento Ninguno

METABOLISMO Aumento Ninguno

SUPRARRENALES Secreción Ninguno

ACTIVIDAD MENTAL Aumento Ninguno

Tono Simpático y Parasimpático

Los indices basales de actividad a nivel del sistema nervioso autónomo se conocen como los tonos simpáticos ó parasimpáticos. El valor del tono tiene implicancias en el aumento ó disminución de las actividades del órgano estimulado. Por ejemplo: el tono simpático normal mantiene a las arteriolas siempre constreñidas en la mitad de su diámetro, un aumento del tono simpático implica vasoconstricción y una baja relajación. Si no existiera el tono simpático continuo, este sistema podria causar solo vasocontricción y nunca vasodilatación.

Otro ejemplo lo da el parasimpático a nivel digestivo: la excisión de las fibras parasimpáticas en la mayor parte del intestino mediante sección vagal produce atonía gastrica con bloquéo peristaltico y constipación, lo que demuestra que en condiciones normales se requiere mucho mas el tono parasimpático del intestino.Este tono puede disminuir por acción cerebral e inhibir por tanto la motilidad gastrointestinal ó puede aumentar y promover así un incremento de la actividad gastrointestinal.

Reflejos Autónomos

Muchas de las funciones viscerales del cuerpo se regulan mediante reflejos:

Reflejo barorreceptor

Reflejo secreción gastrointestinal

Reflejo de micción

Reflejos de respuesta sexuales

Reflejo de secreción pancreática

Reflejo de secreción biliar

Reflejo de la excreción de orina renal

Reflejo termorregulador (sudación)

Reflejo de la regulación de la glicemia

Etcetera

Respuesta Simpática al Estrés

  • Aumento de las presión arterial

  • Aumento del flujo sanguíneo hacia los músculos (en detrimento de riñones e

  • intestinos)

  • Aumento del metabolismo

  • Aumento de la glicemia

  • Aumento de la glucólisis hepática y muscular

  • Aumento de la actividad mental

  • Aumento de la coagulación

  • IRA (rabia) ! Hipotálamo ! Formación reticular y médula ! Descarga simpatica

    Receptores Adrenérgicos: Localización, efectos y mecanismo de acción

    ð-1: Localización: en músculo liso (excepto músculo liso bronquial),

    Efectos: excitación (contracción muscular, vasocontricción)

    Mecanismo de acción: formación de IP3 y aumento del calcio intracelular produce un aumento de la contractibilidad. Son igualmente sensibles a noradrenalina y adrenalina, pero solo noradrenalina esta presente en concentraciones suficientemente altas como para activar receptores ð-1.

    ð-2: Localización: en terminales nerviosos presinápticos, plaquetas, células grasas y músculo liso

    Efectos: frecuentemente excitación

    Mecanismo de acción: activación de la adenilato ciclasa y producción de AMPc.

    ð-1: Localización: en el corazón y riñon

    Efectos: excitación (tiene efectos cronotrópicos positivos, dromotrópicos positivos, e inotrópicos positivos)

    Son mas sensibles que receptores tipo ð a adrenalina y noradrenalina,

    Mecanismo de acción: activación de la adenilato ciclasa y producción de AMPc.

    Cronotropismo positivo: Es un aumento en la frecuencia cardiaca. Se produce por un aumento en la velocidad de depolarización de la fase 4 del potencial de acción de marcapaso a nivel del nodo SA. Existiran mas potenciales de acción debido a que el umbral del potencial de acción será alcanzado mas rápidamente, así la frecuencia cardiaca se aumentará. El mecanismo estaría mediado por un aumento en la corriente de entrada de canales lentos de Na+ que ocurre en la fase 4.

    Dromotropismo positivo: Es un aumento en la velocidad de conducción a través del sistema excitoconductor. Se produce un aumento en la velocidad de conducción a través del nodo AV, disminuyendo el intervalo PR en un ECG. Es decir el retardo que ocurre normalmente en el nodo AV disminuye. Los potenciales de acción son conducidos mas rapidamente desde las aurículas hacia los ventrículos, con lo cual el llenado ventricular puede verse comprometido.

    Inotropismo positivo: Es un aumento en la fuerza contractil que ocurre como consecuencia del efecto cronotrópico positivo. El pool de calcio citosólico disponible para contracción ha aumentado, por lo que la fuerza de contracción siguiente a una extrasistole ventricular será mas fuerte “palpitación” (mas calcio ha entrado desde el exterior durante el plateu (fase 2 del potencial de acción ventricular) y mas calcio es acumulado entre cada latido en el retículo sarcoplasmático debido al aumento en la actividad de la bomba de calcio llamada “phospholambam”.

    ð-2: Localización: en músculo liso vascular, músculo liso bronquial y en el tracto GI

    Efectos: relajación muscular (vasodilatación, brocodilatación)

    Son mas sensibles a adrenalina que a noradrenalina, y son mas sensibles a adrenalina que los receptores ð. Por ejemplo, cuando pequeñas cantidades de adrenalina son liberadas desde la médula adrenal, ocurre una vasodilatación ð-2, pero cuando grandes cantidades de adrenalina son liberadas desde la médula adrenal, vasocontricción ð ocurre.

    Mecanismo de acción: activación de la adenilato ciclasa y producción de AMPc.

    Receptores colinérgicos (estimulados por acetilcolina Ach):

    Los receptores colinergicos son activados por acetilcolina. Normalmente funcionan como canales cationicos activados por ligando (el ligando es la acetilcolina). De acuerdo a si son estimulados por nicotina o muscarina son clasificados en colinergicos nicotinicos ó colinergicos muscarínicos respectivamente.

    Receptores Colinergicos Nicotínicos: Localización, efectos y mecanismo de acción

    Localización: en ganglios autonómicos y en la unión neuromuscular

    Los receptores nicotinicos en estos dos sitios no son iguales.

    Activados por Ach ó nicotina.

    Efectos: excitación (propagación del potencial de acción en el musculo, entrada de calcio y contracción muscular).

    Bloqueadores ganglionares (e.g. hexamethonium, trimethaphan) bloquéan receptores nicotinicos para Ach, a nivel de los ganglios autonómicos pero no en la unión neuromuscular.

    Mecanismo de acción: Los receptores nicotinicos para Ach son canales iónicos para Na+ y K+.

    Receptor Colinergico Muscarínico: localización, efectos y mecanismo de acción

    Localización: en el corazon, musculo liso (excepto musculo liso vascular) y glándulas.

    Son activados por Ach y muscarina.

    Efectos: inhibición cardiaca (cronotropismo negativo, dromotropismo negativo e inotropismo negativo) y excitación en musculo liso y glándulas.

    Atropina bloquéa receptores muscarínicos para Ach.

    Mecanismo de acción: En el corazón, se inhibe la adenilato ciclasa y la apertura de canales lentos de Na+, lo cual enlentece la velocidad de depolarizacíon espontanea marcapasos ó fase 4 del potencial de acción del nodo SA. Esto explica el efecto cronotrópico negativo, debido a que al disminuir la velocidad a la que se alcanza los umbrales para potencial de acción, la frecuencia cardiaca disminuye. El efecto dromotrópico negativo ocurre debido a que se enlentece la velocidad de conducción a traves del nodo AV y con ello el intervalo PR del ECG aumenta. Los potenciales de acción son conducidos mas lentamente desde las auriculas a los ventrículos. El efecto inotrópico negativo de tipo muscarinico se localiza fundamentalmente a nivel auricular, y se debe a que disminuye la entrada de calcio durante la fase 2 ó plateu del potencial de acción auricular.

    En musculo liso y glandulas, estimula la formación de IP3 y aumenta la concentración de calcio intracelular.

    Explicación del efecto inotrópico positivo de digitalis:

    Digitalis, aumenta la fuerza de contracción cardiaca debido a que inhibe la bomba Na+-K+-ATPasa ubicada a nivel de la membrana plasmática cardiaca (1). Esto produce un aumento en la concentración intracelular de Na+, lo cual siginifica que hay una disminución en la gradiente normal de Na+(2). El transportador antiport Ca2+-Na+ que retira normalmente el calcio hacia el exterior utilizando la energia de la gradiente de sodio se inhibe (3), causando finalmente un aumento en la concentración intracelular de Ca2+(4).