ÍNDICE

TEMA 1: CÉLULAS DEL SISTEMA NERVIOSO; NEURONAS Y GLÍA

TEMA 1: CÉLULAS DEL SISTEMA NERVIOSO; NEURONAS Y GLÍA

INTRODUCCIÓN

En 1838 se pensaba que el tejido vegetal estaba compuesto de células (Schleiden). Esto fue llamado Teoría Celular. En 1839 Schwann propuso esta teoría celular al tejido animal, no se sabía de qué estaba formado el cerebro. Las razones eran que no se contaba con las técnicas suficientes para analizar los tejidos, sólo se contaba con el microscopio óptico.

Las teorías que se manejaban por esos años es la Teoría Reticular defendida por Golgi. Proponía que el sistema nervioso funcionaba estando las neuronas conectadas entre sí, existiendo canales, es decir, un contacto físico entre las células.

Más tarde Golgi creó en 1870-1880 un sistema de tinción para ver las neuronas, aunque no se le hizo mucho caso hasta 1890, cuando Ramón y Cajal empezó a observar las neuronas. Realizó excelentes dibujos sobre las neuronas.

En 1891 Waldeyer recopiló todos los trabajos de varios científicos basados en Cajal y desarrolló la “Doctrina de la Neurona”, que es la teoría celular aplicada al sistema nervioso. También propuso algo que ya había propuesto Cajal: Las neuronas eran células independientes y el sistema nervioso está formado por células.

Ramón y Cajal propuso que cada célula nerviosa es una unidad genética y anatómica igual que las otras células del cuerpo, y en consecuencia, el tejido nervioso está formado por poblaciones de estas unidades organizadas en sistemas funcionales.

A mediados del siglo XX se descubrió que efectivamente las neuronas no estaban en contacto gracias al microscopio eléctrico.

Una vez aclarado que el sistema nervioso estaba formado por células independientes se encontró similitudes y diferencias entre las células del resto de los tejidos. Las diferencias se basan en la transmisión de la información en base de respuestas eléctricas. Esto no lo hace el resto de los tejidos corporales.

Sus funciones son: transmitir, integrar y discriminar información. Las neuronas son capaces de generar y transmitir señales eléctricas a lo largo de distancias relativamente grandes. Especialización en la interpretación de la información según el sistema implicado.

Esta capacidad de transmitir información a largas distancias se cree que fue paralela al desarrollo de capacidad de generar la capacidad eléctrica.

Todas las neuronas están especializadas en interpretar l información, dependiendo del sistema en el que se encuentren.

TIPOS DE CÉLULAS EN EL SISTEMA NERVIOSO

Neuronas.

Son las unidades básicas del sistema nervioso, están separadas estructural, metabólica y funcionalmente unas de otras.

Células de Soporte (Glía)

Forman un sistema de apoyo a las neuronas, realizan funciones que las neuronas no pueden hacer. Reciben diversos nombres dependiendo del sistema nervioso del que estemos hablando. Varían según la formación del sistema nervioso en el que se encuentran

ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS NEURONAS

Cuerpo celular o Soma.

Es el centro metabólico y de síntesis de la neurona y contiene la mayor parte de la maquinaria que mantiene los procesos vitales de la célula. Entre otros constituyentes contiene millones de moléculas de proteínas, miles de millones de lípidos, cientos de miles de millones de moléculas de ARN y billones de iones de potasio.

Sus funciones son la recepción de información y su transmisión.

Las partes del Soma son las siguientes:

• Núcleo

Contiene el ARN ribosómico, material del que están compuestos los ribosomas. Es redondo u ovalado y está rodeado pro la membrana nuclear. Contiene el nucleolo y los cromosomas.

Su función es la transmisión de información genética: paso de ADN a ARN y unión con los ribosomas para la síntesis de proteínas, elementos importantes para la función celular.

El paso de ADN a ARNm se denomina Transcripción. Los genes están contenidos en los cromosomas (ADN, ácido desoxirribonucleico). El ARNm es el transmisor de la información de los genes y la lleva al citoplasma que va a sintetizar las proteínas.

• Citoplasma

Está formado por una sustancia gelatinosa, semilíquida y está delimitada por la membrana. No es estático e inerte, sino que se mueve y fluye. Su forma varía según los diferentes tipos de neuronas.

Contiene los siguientes órganos especializados:

• Mitocondrías

Con forma ovalada, constan de dos membranas (externa e interna). La membrana interna está arrugada y forma una serie de crestas mitocondriales que llena todo su interior.

Su principal función es la de proporcionar a la neurona una fuente de energía inmediata; el ATP (molécula de adenosín - trisfofato) a partir de la degradación de nutrientes, para obtener fundamentalmente glucosa que es el alimento del sistema nervioso.

Este fenómeno recibe el nombre del ciclo de Krebs, que son unas reacciones químicas en las que participa la glucosa y el oxígeno.

Ellas misma contienen material genético. Algunos biólogos piensan que eran organismos (bacterias) independientes que practicaron simbiosis con la célula.

• Retículo Endoplasmático (Dentro del citoplasma)

Tiene dos formas: Rugoso y Liso. Ambos están formados por capas plegadas de membranas idénticas a la membrana celular.

El Rugoso se encuentra pegado a la membrana celular. Contiene ribosomas donde se realiza la síntesis de proteínas que serán transportadas al exterior celular.

El Liso no contiene ribosomas y está relacionado con el transporte de sustancias al aparato de Golgi a través del citoplasma.

En el Rugoso hay algunos ribosomas libres que sintetizan proteínas para la propia célula. Los que están en el Rugoso sintetizan proteínas que van que van a salir de las células. Estos están pegados a la membrana nuclear.

• El aparato de Golgi

Es un tipo especial de retículo endoplasmático liso. El aparato de Golgi produce además los lisosomas.

Su función principal es la de envolver o empaquetar las secreciones neuronales finales en bolsas o contenedores (vesículas de Golgi) de membranas producidas por él. Las manda al citoplasma para salir al exterior. Estas secreciones proceden principalmente del retículo endoplasmático liso.

Los lisosomas son pequeños sacos que contienen enzimas (catalizadores de reacciones químicas) cuya función es la de degradar las sustancias no necesarias a las células. Los productos residuales son reciclados o excretados fuera de la célula. Dentro de ellos van las enzimas.

• El Citoesqueleto

Está en el citoplasma y le va a proporcionar a la neurona un soporte físico, un armazón. Está compuesto por diferentes estructuras:

• Microfilamentos o Neurofilamentos: Estructuras en forma de hilos, que se encuentran cerca de la membrana de la neurona y son los que dan su forma. Otra función que realizan es el transporte de sustancias a través de la membrana celular, tanto para el exterior como para el interior.

• Microtúbulos: Son más gruesos y tienen forma de tubo. Su función principal es el transporte de sustancias dentro del citoplasma, y aveces le proporcionan la fuerza motora para que se muevan dichas células.

• Microtrabéculas y Fibras intermedias: Tienen aspecto de fibras mínimas y también proporcionan fuerza motriz para desplazarse.

PARTES QUE DIFERENCIAS LAS NEURONAS DE OTRAS CÉLULAS: DENTRITAS Y AXÓN

Dentritas (Árbol Dentrítico).

Son prolongaciones que parten del cuerpo del Soma. Presenta una variedad en cuanto a formas que fundamenta los diferentes tipos de neuronas.

Estas prolongaciones se ramifican formando las espinas dentríticas (ramificaciones más finas). El árbol dentrítico da la característica de su forma. Ocupan la mayor parte de las neuronas. Su función principal es la recepción de información (igual que el Soma) y en otras ocasiones también la transmiten.

Axón

Desde un punto de vista funcional, el cuerpo celular y las dentritas están especializadas en la recepción e integración de la información. El Axón se encarga de la transmisión de esta información desde el cuerpo neural a otras neuronas mediante un mensaje eléctrico.

Es una prolongación que parte del cuerpo celular. Tiene forma de tubo (aunque es bastante variable), acaba en una serie de ramificaciones (ramificaciones o colaterales axónicas).

• Partes del Axón

• Membrana externa:

Delimita el Axón.

• Cono Axónico

Región en forma de cono que se origina en el exterior del cuerpo celular y donde comienza el Axón.

• Mielina

Sustancia que rodea a la mayor parte de los axones. Esta sustancia no es secretada por las neuronas sino por las células de apoyo (Glías).

Su función es la mejora en la comunicación entre neuronas. Esta propiedad existe gracias a los nódulos de Ranvier (pequeñas zonas dentro del axón que no están cubiertos de mielina). Cuantos más axones cubiertos de mielina mayor es la posición de la escala evolutiva del organismo (relación directa).

• Microtúbulos y Microfilamentos

Están presentes dentro del axón, en el axoplasma. Su principal función es transportar sustancias desde el soma hasta el final del axón. Es el fitoesqueleto.

• Botones Terminales (Pies Terminales)

Pequeños engrosamientos que se encuentran al final de las ramificaciones axónicas o axonales. Transmiten la información procedente del axón.

El lugar específico donde se da la transmisión de información es la Sipnasis. Hay un contacto no físico entre estos botones y otras dentritas.

En la Sipnasis existen una serie de elementos:

• Membrana Presináptica: La que envuelve al botón. Transmite información.

• Membrana Postsináptica: Es la membrana que envuelve a la espina dentrítica que va a recibir la información.

• Vesículas Sinápticas: Rellenas de neurotransmisor (sustancia química, llena de información).

• Hendidura Sináptica: Espacio físico entre neuronas.

Como acabamos de decir la información se transmite por unas sustancias químicas, que es el método de comunicación general.

TIPOS DE NEURONAS

Hay diversas clasificaciones. Pero si la hacemos en función de las dentritas y el axón son las siguientes:

• Neuronas multipolares: Son las más comunes en el sistema nervioso central. La membrana somática da lugar a un axón y a muchos árboles dentríticos.

• Neuronas bipolares: La membrana somática da lugar a un axón y a un árbol dentrítico en polos opuestos al soma. La mayor parte de ellas reciben información sensorial (es decir, los estímulos que recibimos del ojo, del oído, etc.).

• Neuronas unipolares: La membrana somática da origen a una prolongación que se subdivide en otras dos: las dentritas y el axón. La que está más alejada del sistema nervioso central es el polo receptor (imput), y es la que está situada en los órganos sensoriales (dentritas), y el polo transmisor (output) es el más cercano al sistema nervioso central, el axón.

Otra clasificación se da por el tamaño:

• Neuronas de pequeño tamaño: Pertenecen a circuitos locales (se transmiten información en circuitos pequeños), neuronas en estructuras muy cercanas: células Granulares (con forma de grano, cerebelo), fusiformes (con forma de huso), estrelladas (forma de estrella), etc.

• Neuronas de gran tamaño: Forman parte de los llamados circuitos de proyección del cerebro, sistemas que ponen en comunicación distintas estructuras más alejadas entre sí: células piramidales (corteza cerebral), células de Golgi, células de Purkinje (cerebelo).

CÉLULAS DE SOPORTE O APOYO

CÉLULAS GLIALES O GLÍA

Se encuentran sólo en el sistema nervioso central y ocupan la mitad de todo el volumen del cerebro. Una de sus características es que durante la vida adulta del sujeto se multiplican como otras células del cuerpo, hecho que no ocurre con las neuronas.

Algunas de sus funciones son las siguientes:

• Proporcionan un método de soporte a las neuronas para que se queden fijas en su sitio.

• Suministran a las neuronas el aporte adecuado de nutrientes.

• Aíslan a las neuronas unas de otras para facilitar la transmisión de información.

• Destruyen o eliminan lo que esté muerto por lesión o envejecimiento en el tejido: neuronas, axones, dentritas.

• Tipos de Glía

• Astrociotos o Astroglía

Tienen forma de estrella, son los más grandes y proporcionan el soporte a las neuronas. Eliminan también los desechos (fagocitosis, comerse a los desechos). Amortiguan el fluido de las neuronas para facilitar la transmisión de la información y aíslan la Sipnasis.

• Microglía

Es la más pequeña y su función principal es ayudar a los astrocitos con la fagocitosis. Tienen una capacidad mayor para moverse.

• Oligodendroglía

Es de tamaño intermedio y tiene pocas prolongaciones. Su función principal es servir de soporte a los axones y producir la vaina de mielina. También son llamadas células satélite perineurales.

Células de Schwan

Se encuentran en el Sistema Nervioso Periférico.

Realizan las mismas funciones que la glía en el Sistema Nervioso Central: producen mielina, eliminan los axones muertos, etc.

Algunas de las diferencias son las siguientes:

• Cada célula de Schwan produce mielina a un solo axón, y toda ella lo rodea. La oligodendroglía proporciona mielina a varios axones y es una célula independiente.

• Ayuda a la regeneración de axones. Los axones regenerados encuentran de nuevo su camino para hacer la Sipnasis y las células de Schwan son quienes las guían.

El cerebro y la médula espinal son los que forman el Sistema Nervioso Central y están protegidas por huesos. Las partes no protegidas corresponden al Sistema Nervioso Periférico.

tema 2: transmisión de información en el sistema nervioso. potencial de acción. sinápsis. Potenciales postsinápticos. Integración neural. transmisores químicos

TRANSMISIÓN DE INFORMACIÓN EN EL SISTEMA NERVIOSO.

El mensaje que recibe una neurona es transmitido desde su lugar de recepción a lo largo del axón hasta los botones terminales, en los que realiza la Sipnasis con otras neuronas. Este mensaje es eléctrico y es conducido mediante alteraciones en la membrana del axón que van a producir intercambios de sustancias entre ese axón y el fluido extracelular.

Propiedades de las neuronas para la transmisión de la información.

Poseen una membrana celular capaz de generar impulsos eléctricos que utiliza para transmitir información.

Poseen lugares específicos para la rápida transmisión de información entre ellas.

Liberan en ocasiones sustancias químicas mediadoras que en la siguiente neurona provoca reacciones eléctricas.

Son capaces de responder a la información mediante mensajes eléctricos.

Medición de los potenciales eléctricos de los axones.

Para poder estudiar los cambios debemos medir este potencial, lo cual resultó inicialmente dificultoso con las 0'50-20 micras que mide un axón. Las primeras medidas se tomaron de un axón de calamar. Éste tiene unas 500 micras y un mecanismo de transmisión muy similar al del hombre.

Se introducen microelectrodos en el axón, aquí las milésimas de voltio son captadas por un voltímetro que no puede detallar, dada su ínfima magnitud, la actividad eléctrica.

Se utiliza el osciloscopio para posibilitar la medición. Por un dispositivo u con un estimulador eléctrico se activa el proceso del axón.

POTENCIAL DE ACCIÓN DE LOS AXONES

Potencial de Membrana

Este potencial no se expresa con un número sino con un valor de diferencia entre la carga eléctrica interior y la exterior.

Su potencial está variando continuamente, en función del estado de la neurona.

Potencial de Reposo

La membrana en inactividad, en espera de mensajes se sitúa en unos -70mv.

Siempre será negativo en reposo. Hay un déficit de carga respecto del exterior; el interior está cargado negativamente.

Despolarización.

Reducción de la diferencia de potencial entre interior - exterior celular.

En 0mv no hay diferencia de cargas, pero no es un estado de equilibrio, sino de paso que conduce a que la neurona sea positiva en su interior respecto a su exterior.

Hiperpolarización.

Aumento de la diferencia de potencial entre interior y exterior.

Hay más diferencias de carga que en estado de reposo (-80mv). Es más difícil ser activada, está aún más en reposo.

Potencial de Acción.

Rápida inversión del potencial de membrana producido por cambios breves en la permeabilidad de la membrana a los iones Na y K (Sodio y Potasio).

El potencial de acción se sitúa en unos +50mv. No en todos los lugares de la neurona se produce este potencial de acción, también llamado impulso nervioso, sólo en el axón.

Se pueden dar dos fases:

• Fase previa de despolarización o fase ascendente

• Fase descendente o de repolarización. Vuelve al estado inicial de reposo.

• Umbral de Excitación.

Valor del potencial de membrana a partir del cual se desencadena el potencial de acción (unos +15mv).

Emite o no información dependiendo de la integración total.

• Despolarización Subumbral

Cuando no se llega a la excitación suficiente para activar el potencial de acción.

• VALORES DEL POTENCIAL DE MEMBRANA

Estos valores son el resultado del equilibrio entre dos fuerzas opuestas: fuerza de difusión y fuerza de presión electrostática, que actúan sobre los diferentes iones que se encuentran en los líquidos intraceulares y extracelulares.

• Fuerza de Difusión.

Proceso mediante el cual las moléculas se distribuyen de forma homogénea por todo el medio en el que se hayan disueltas.

Se difunden desde las regiones de alta concentración a las de baja.

Este mecanismo de homogenizarse en su medio es conocido como la impulsión a favor del gradiente de concentración,

• Presión Electrostática

Fuerza de atracción o repulsión producida por iones de carga opuesta o idéntica respectivamente.

Las negativas son los aniones y los positivos cationes.

Ejemplo: k+ se encuentra en altas concentraciones en el interior celular y en bajas en sangre o agua marina. Las proporciones del Na+ y del CL- son totalmente opuestas, siendo éstas últimas excelentes conductoras.

• COMPOSICIÓN DE LOS LÍQUIDOS INTRACELULARES Y EXTRACELULARES

• Aniones Proteicos (A-)

Moléculas de carga negativa. Debido a su enorme tamaño se hayan sólo en el interior celular, pues les es imposible atravesar la membrana del axón.

Se dice que la membrana es impermeable para estos iones.

• Anión Cloro (CL-)

Se encuentra, aunque en diferente concentración, en el interior y exterior de la célula. Hay mayor concentración fuera.

La fuerza de difusión impulsa al Cloro al interior celular, mientras que la presión electrostática tenderá a expulsarlo. El interior celular es negativo.

• Catión Potasio (K+)

Se encuentra en ambos líquidos pero en mayor concentración en el interior.

La fuerza de difusión tenderá a llevarlo hacia fuera y la presión electrostática tenderá a atraerlo hacia dentro. En estado de reposo este ion expulsado al exterior cuenta con una permeabilidad de membrana 100 veces mayor para él que para otro ion.

• Descripción del proceso

• Cuando se activa la membrana penetran otro tipo de iones

• Era de esperar un desequilibrio, pues pensemos que en reposo las cargas positivas y negativas están en equilibrio exterior

• Tras la salida de potasio se origina un déficit de cargas positivas en el interior

• Sin embargo sabemos que siempre hay mayor concentración de K que en el interior. ¿Cómo es esto posible?

• Catión de Sodio (NA+)

Se encuentra en ambos lados pero en mayor concentración en el exterior.

La fuerza de difusión lo atrae hacia dentro y la presión electrostática también (pues el interior celular es negativo). Pero la membrana en estado de reposo no es apenas permeable al NA.

¿Por qué no se invierten entonces las concentraciones?, y además ¿por qué sigue habiendo mayor concentración fuera a pesar de que ambas fuerzas le atraen hacia dentro?.

• Bomba Sodio Potasio (ATP)

Todas estas preguntas se explican por el mecanismo de la Bomba Potasio (ATP). Es una proteína con diferentes lugares de unión.

Se encarga de expulsar NA e introducir K; bombea dando todas al mismo tiempo. La proporción es de 3 NA, 2 K (lo que contribuye al potencial de membrana en reposo: estado negativo), y no al revés como es de esperar.

Esto explica por qué durante el potencial de acción hay una entrada masiva de NA.

Al realizar este proceso contra el gradiente de concentración se necesita energía en forma de ATP.

• Canal Iónico (Polo iónico).

Proteína insertada en la membrana que permite o niega el paso de ciertos iones por su poro central.

Cuando hay mayor número de canales iónicos abiertos se dice que la membrana es más permeable.

Ni fuerza de difusión ni potencial eléctrico se imponen ante este efecto.

Suelen ser canales específicas para cada ion.

Además de las partículas vistas, existen otras muchas que realizan este movimiento (O2, N, carbonato...).

• PASOS PARA LA TRANSMISIÓN DE INFORMACIÓN

La llegada de información a una neurona producirá la despolarización de la membrana (hacia un valor tendente a 0). (DESPOLARIZACIÓN).

Inmediatamente se vence de forma breve la resistencia de la membrana al paso de NA. Ello es posible porque al alcanzarse el umbral de excitación se abren los canales controlados por voltaje (así llamados porque se abren en función del voltaje del potencial de membrana).

Ahora, más fácilmente de lo que lo hacían en reposo, la fuerza de difusión y la presión electrostática atraen ambas hacia el interior al NA. (Existen venenos naturales y químicos que bloquean la transmisión paralizando el intercambio iónico).

Tras esto se produce la apertura de canales de K+. Sale el K+ al exterior de forma más masiva de lo que hacía en reposo. (POTENCIAL DE ACCIÓN)

Se está dando una rápida inversión del potencial de membrana. El interior celular se va convirtiendo en tan sólo un milisegundo.

Se cierran entonces los canales de NA pero no los de K. Ahora la fuerza de difusión, igual que la presión electrostática, expulsan del positivo interior al K.

Según se va adquiriendo un valor negativo y comienza haber un déficit ocurre lo siguiente:

• El potencial de membrana empezará a recuperar su valor de reposo.

• Cuando llega a este punto los canales de K se cierran.

• (HIPERPOLARIZACIÓN) Antes de llegar a -70mv se pasa por una pequeña etapa de hiperpolarización (más negativa aún que el estado de reposo), para volver gradualmente al estado de reposo.

(REPOLARIZACIÓN) La masiva salidas de cationes K se van situando muy pegados a la membrana provocando una diferencia de potencial grave.

Estos iones se van difundiendo (en algunos casos captados por células gliales) y se va equilibrando la diferencia de potasio. (La ecuación de Nerst predice el valor de equilibrio para el NA y K en el proceso de la Osmosis).

El restablecimiento es producto de la bomba sodio potasio, cuya importancia primordial es a largo plazo, ya que si no se encargara de equilibrar los poco cargos de corto plazo, tras muchos potenciales de acción se produciría un desequilibrio que bloquearía la entrada o salida de información.

Se dice que la mayor parte de la energía del sistema nervioso se usa en el restablecimiento de cargas por estas bombas.

Mientras se produce un potencial de acción:

• La neurona no es capaz de responder con otro potencial de acción. Período refractorio absoluto.

• O bien necesita una estimulación mayor de la que necesitaría en reposo para emitir respuesta en el proceso de hiperpolarización. Período refractorio relativo.

• PROPAGACIÓN O CONDUCCIÓN DEL POTENCIAL DE ACCIÓN

El primer potencial de acción se origina en el cono axónico, pero para transmitir información las neuronas tienen que conducir el potencial de acción a lo largo del axón hasta los pies terminales: es la propagación o conducción del potencial de acción.

Sigue dos leyes básicas:

• Ley del Todo o Nada

Si se da, se da siempre de la misma forma, sin resultados intermedios. Si no se da el primero no hay transmisión. El tamaño es el mismo hasta el pie terminal.

La forma natural de transmisión es en una sola dirección (las partes que ya han transmitido la información se quedan en período refractario). No obstante, si estimulamos un axón veremos que tiene incapacidad de transmisión hacia ambos lados.

• Ley de la Tasa

La intensidad de une estímulo estará representada por la tasa de descarga o actividad del axón.

Así a estímulos más intensos mayor número de potenciales. El encargado de interpretar esto datos es el sistema nervioso.

• CONDUCCIÓN DEL POTENCIAL DE ACCIÓN EN AXONES MIELINIZADOS Y NO MIELINIZADOS

• En los axones no mielinizados

Se produce de forma continua y sucesiva. En estos axones pueden darse una conducción decreciente pasiva cuando la despolarización de la membrana no alcanza el umbral de excitación (la información es este caso se acaba perdiendo).

Los potenciales de acción se autogeneran de forma activa, sin preocuparse de las propiedades del cable.

• En los axones mielinizados

Se da la conducción saltatoria. Los potenciales de acción se generan en las zonas (nódulos de Ranvier) de la membrana axonal que están en contacto con el exterior celular y que por tanto pueden recibir la entrada de sodio.

El paso del potencial de acción de nódulo a nódulo es regenerativo.

En las zonas mielinizadas del axón se dan respuestas eléctricas diferentes a los potenciales de acción. Estas repuestas actúan como mediadores de los posteriores potenciales.

Estas repuestas se llaman potencial electrónico o potenciales graduados. Se transmiten de forma:

• Decreciente: Van disminuyendo de tamaño según se alejan de la zona de estimulación, pero nunca llegan a desaparecer pues superan el umbral y, al ir despolarizándose, generan un nuevo potencial de acción.

• Pasiva: Pues se dejan conducir según propiedades de cable del axón (en función de su diámetro, longitud y resistencia del axón al paso de la corriente). Los axones mayores suelen ser los que están mielinizados.

• Ventajas de la Conducción Saltatoria

• Es un ahorro energético, pues las bombas k - NA sólo actuarán en los nódulos.

• Mayor velocidad de conducción. Se tarde mucho más en regenerar continuamente los potenciales.

• Mayor rapidez de respuesta.

• COMUNICACIÓN INTERNEURONAL

Es el proceso que ocurre desde los botones terminales de la neurona presináptica hasta la respuesta en la neurona postsináptica.

La transmisión de información (Sipnasis) puede ser de dos tipos: Eléctrica o Química.

• Sipnasis Eléctrica.

• Poros habituales

• Se dan tanto en dentritas como axones y somas

• Algunas neuronas pueden transmitir la electricidad en ambos sentidos

• Son menos efectivas que las químicas (éstas no pueden viajar por lo que suelen limitarse a circuitos locales cerrados)

• En algunos mamíferos son circuitos de transmisión rápida (reflejos)

• Del terminal presináptico a la membrana postsináptica hay una hendidura muy estrecha. Por ello el flujo de corriente iónica asociada a la producción del potencial de acción (o impulso sináptico) viaja y produce los mismos cambios en su destino

• Son respuestas eléctricas directas muy similares a la conducción axonal

• No pueden modificarse por el uso. En la sipnasis química hay mecanismos que regulan favoreciendo o dificultando la sipnasis (aumentando, por ejemplo, el número de receptores o disminuyendo la liberación de neurotransmisores)

• Aquí no hay vesículas sinápticas que contengan neurotransmisores

• Sipnasis Química

• Las neuronas se comunican por la liberación de neurotransmisores que se liberan desde los pies terminales y media con la otra membrana

• Suelen actuar entre estructuras cercanas

• Otras sustancias que actúan de forma similar son los neuromoduladores: hormonas y feromonas liberadas desde las neuronas hacia otras células y neuronas, que suelen actuar en estructuras lejanas pero por el mismo proceso de las anteriores y, para alcanzar el lugar donde ejercen sus efectos, no pasan a la hendidura presináptica sino que las hormonas pasan a la sangre y las feromonas al medio ambiente. Tarde más en actuar que los neurotransmisores.

• Densidad postsináptica: Pequeño engrosamiento de la membrana postsináptica, justo enfrente de los pies terminales. Aquí se encuentran situados los receptores postsinápticos o moléculas de proteínas especializadas en el reconocimiento de las sustancias liberadas por los botones (neurotransmisores).

• Secuencia de fenómenos que tienen lugar en la transmisión química

• Liberación de la sustancia transmisora desde los botones terminales

El potencial de acción llega al botón y provoca el movimiento de las vesículas sinápticas. Éstas se dirigen a la membrana presináptica, se fusionan a ésta, se abren liberando el neurotransmisor a la hendidura o espacio sináptico.

Todo esto ocurre porque cuando el impulso nervioso llega al pie se produce una apertura de canales iónicos para CL- que moviliza las vesículas.

• Unión de las moléculas neurotransmisoras con sus receptores

Son proteínas especializadas, situadas en la densidad postsináptica. Ambas encajan perfectamente (cerradura - llave).

• Activación del receptor

Al producirse un cambio eléctrico en el potencial de membrana, se abren los canales controlados por neurotransmisores.

A lo largo del axón no se ha dado esta apertura dado que no hay receptores.

Esta apertura se produce de dos modos:

• De forma directa: Cuando el canal forma parte del receptor. La llegada del neurotransmisor produce por sí la apertura.

• De forma indirecta: El neurotransmisor funciona como primer mensajero. Necesita la mediación de la síntesis de otra sustancia llamada segundo mensajero. AMP sintetizado a parte de ATP. En este proceso se implica la proteína de Glucosa.

• Cambios en el potencial de la membrana receptora

También llamado producción de potenciales postsinápticos. En esta membrana hay diferentes canales iónicos con sus respectivos receptores, controlados por un solo neurotransmisor.

Por si mismo el neurotransmisor no tiene uno u otro efecto, pues depende de los canales iónicos acoplados a sus receptores:

• Si al receptor hay acoplados canales de NA, el neurotransmisor produce despolarización de la membrana postsináptica. Entonces el neurotransmisor es excitatorio y la sipnasis excitatoria.

• Si al receptor hay acoplados canales de K, el neurotransmisor produce hiperpolarización de la membrana postsináptica. Entonces el neurotransmisor es inhibitorio y la sipnasis inhibitoria.

En algunos caso los neurotransmisores son o más excitatorios o más inhibitorios, pero no exclusivos de por sí.

• Tipos de potenciales postsinápticos

• Excitatorios (PEP's). (Despolarizaciones)

El hecho de que se produzcan no explica necesariamente un potencial de acción (sólo aumenta la probabilidad).

Al hablar de excitación neuronal no significa una excitación conductual (pueden ser neuronas con un papel inhibitorio de la conducta como el sueño).

• Inhibitorios (PIP's). (Hiperpolarizaciones)

Disminuye la probabilidad de que se dé un potencial de acción (pero no implica que no pueda darse).

La neurona se va inactivando.

• INTEGRACIÓN NEURAL

Es cuando interactúan al mismo tiempo señales excitatorias e inhibitorias en la membrana.

Son señales locales, al contrario que los potenciales de acción. Se propagan de forma pasiva.

Son respuestas graduadas y decrecientes (como en los axones mielinizados).

Todas estas señales se dan en distintos puntos de la membrana. Como sus señales cambian de tamaño puede sumarse entre sí (se suman los PEP's y se resta los PIP's). Esta suma se da en el cono axónico. De ella dependerá el resultado neto que determina la acción de la membrana.

Si el resultado es positivo y sobrepasa el umbral se dará un potencial de acción. Si no lo sobrepasa se perderá hiperpolarizándose.

• Puntos de vista en el estudio de la integración neural

Estos puntos de vista no son excluyentes el uno del otro.

• Espacial

Cuanto más cercanos sean los PEP's de la membrana más fácil será que sus despolarizaciones se sumen. Tengamos en cuenta que al ser decreciente su valor se va perdiendo.

Cuanto más cerca del cono axónico se produzca estos potenciales postsinápticos, mayores posibilidades de sumación habrá.

• Temporal

Cuanto más cerca en el tiempo se produzcan estos potenciales habrá mayor posibilidad de sumación.

“Liberación del neurotransmisor ! Potenciales de acción ! Potenciales Postsinápticos ! Bloqueo del proceso”.

• FINALIZACIÓN DEL POTENCIAL POSTSINÁPTICO

Se inactiva el neurotransmisor que lo produce. Esto puede darse de dos modos: Proceso de recaptación e inactivación enzimática.

• Proceso de Recaptación

El propio terminal presináptico bombea el neurotransmisor del espacio sináptico al interior celular. En muchos casos para reutilizarlo.

Se produce por unas proteínas transportadoras de la membrana presináptica.

• Inactivación Enzimática

Enzimas específicas para cada neurotransmisor que van a inactivar la sustancia transmisora degradándola. Es decir, descomponiéndolos en unos elementos que son incapaces de unirse a los receptores.

Una molécula de enzima puede degradar 5.000 moléculas de neurotransmisores.

En aquellos casos en los que el neurotransmisor use un segundo mensajero, será a estos a quienes degraden.

• Autoreceptores

• Mecanismo de regulación en la liberación del neurotransmisor

• Son receptores situados en la propia neurona liberadora

• Diferentes funciones

• Generalmente inhibitorio

• Capta el neurotransmisor que ya existe en la hendidura

• Manda señales a su neurona para que no sintetice más.

	Potencial de Acción	Potencial Postsináptico	Potencial Electrónico
Lugar de Propagación	Cono axónico y axón presináptico	Membrana Postsináptica Soma/P. Axomático Dentritas/P. Axodentrítico	Zonas Mielinizadas
Amplitud	Fija (Ley + In)	Graduada Decreciente Variable	Graduado Decreciente
Propagación	Saltatoria Activa Regenerativa (Continua en los axones mielinizados)	Local Pasiva	Local Pasiva
Mecanismos de Producción	Apertura de canales iónicos por cambio de voltaje	Apertura de canales iónicos controlados por neurotransmisores	Tras los potenciales de acción

• TRANSMISORES QUÍMICOS

No se conoce exactamente el número de transmisores que existen, ya que una misma sustancia puede intervenir como transmisor en una región cerebral pero puede no actuar como tal en otra. Además, dado que las sustancias transmisoras tienen dos efectos generales sobre la membrana postsináptica (despolarización PEP's, hiperpolarización PIP's), cabría esperar la existencia de dos tipos de transmisores: excitatorios e inhibitorios. Sin embargo, mientras algunos transmisores parecen ser fundamentalmente excitatorios o fundamentalmente inhibitorios, otros en cambio, pueden producir tanto excitación como inhibición en función de los receptores postsinápticos.

• Los requisitos para considerar una sustancia como transmisor químico

Dichos requisitos son los siguientes:

• La liberación de la sustancia en los terminales presinápticos (requisito anatómico)

• Existencia de las enzimas que intervienen en la síntesis del transmisor en los terminales presinápticos (requisito bioquímico)

• Liberación del transmisor en suficientes cantidades como para producir cambios en los potenciales postsinápticos (fisiológico)

• La administración experimental de cantidades apropiadas de esta sustancia química en la sinapsis produce cambios en los potenciales postsinápticos (fisiológico)

• El bloqueo de la actividad de la sustancia impide que los impulsos nerviosos presinápticos alteren la actividad de la célula postsináptica (farmacológico)

Hasta el momento, se han identificado alrededor de 30 sustancias que pueden actuar cono neurotransmisores en diferentes puntos del SNC y el SNP.

• Principales sustancias transmisoras

• Acetilcolina (ACh)

La sipnasis que utilizan ACh se denominan sipnasis colinérgicas. Es el transmisor en las uniones musculares esqueléticas de los vertebrados, se encuentra también en los ganglios del SN autónomo y en los órganos diana de este sistema (división parasimpática). Tiene un papel excitatorio en las uniones musculares y una papel inhibitorio, por ejemplo, en las fibras cardíacas y otras uniones del SN autónomo.

La inactivación enzimática del transmisor la realiza la aceticolinesterasa en los botones terminales, destruyendo el exceso de ACh que no puede ser almacenado en las vesículas.

La ACh se ha relacionado en el SNC con el aprendizaje, la memoria y el control del estadio del sueño. Además parece desempeñar un papel importante en la enfermedad de Alzheimer.

Existen dos tipos de receptores postsinápticos para la Ach, nicotínicos (nicotina) y muscarínicos (muscarina). Los primeros están acoplados directamente a canales de NA y se encuentran sobre todo en las fibras musculares. Los muscarínicos están acoplados al AMPc como segundo mensajero y se encuentran principalmente en el SNC.

• Monoaminas

Se subdividen en catecolaminas e indolaminas. Dentro del primer grupo se encuentran la norepinegrina o noradrenalina, epinefrina o adrenalina y dopamina y dentro del segundo grupo la serotonina.

• Epinefrina o Adrenalina (E)

La sinapsis que utilizan E se llaman adrenérgicas. La E es producida por la médula adrenal (sistema endrocrino), también actúa en el cerebro aunque su importancia es secundaria comparada con NE.

• Norepinefrina o Noradrenalina (NE)

La sinapsis que utilizan NE se llaman noradrenérgicas. Al igual que la ACh se encuentra en las neuronas del SN autónomo donde tiene un papel excitatorio (PEP's) y también actúa en el cerebro donde tiene un papel inhibitorio (PIP's).

La NE está involucrada en el control de la vigilia y del estado de alerta, control de la ingesta, aprendizaje y memoria.

Hay diversos tipos de receptores noradrenérgicos, identificados por su sensibilidad a diferentes drogas, todos ellos acoplados al segundo mensajero AMPc.

• Dopamina (DA)

La sinapsis que utilizan DA se llaman dopaminérgicas y tienen un papel inhibitorio (PIP's). Ha sido implicada en diversas funciones, entre ellas, el control del movimiento, la atención, el aprendizaje y la memoria. Además se relaciona con la enfermedad de Parkinson y con la esquizofrenia (terapia antidopaminérgica).

Se han identificado dos tipos de receptores dopaminérgicos, D1 y D2. Los primero son postsinápticos y los segundos pueden ser tanto presinápticos como postsinápticos. La estimulación de los receptores D1 aumenta la producción de AMPc y la de los D2 los disminuye.

La inactivación enzimática de las catecolaminas la realiza la MAO (monoamino - oxidasa) en los terminales presinápticos. En la sangre, este enzima inactiva las aminas procedentes de la dieta evitando, por ejemplo, el aumento de presión arterial.

• Serotonia (5-HT)

Las sinapsis que utilizan 5-HT se llama serotoninérgicas y la mayoría son inhibitorias aunque algunas son excitatorias. Sus efectos conductuales son generalmente inhibitorios. Interviene en la regulación de los estados de ánimo, control de la ingesta, sueño y “arousal” o activación emocional y en la regulación del dolor.

Se han identificado al menos tres tipos de receptores serotoninérgicos: 5-HT1A, 5-HT1B y 5HT2. Estos últimos parecen encontrarse exclusivamente en las membranas postsinápticas, mientras que los demás parecen hallarse tanto presináptica como postsinápticamente.

• Aminoácidos

Algunas sustancias transmisoras no son sintetizadas por las neuronas sino que les llega del exterior. Se sospecha que al menos ocho de ellos pueden actuar como transmisores en el SNC.

Los más importantes serían los siguientes:

• Ácido glutámico (glutamato)

Es quizá el principal transmisor excitatorio y está ampliamente distribuido por el SNC. Se han descrito diversos receptores de glutamato, entre ellos el receptor NMDA que parece representar un papel importante en el aprendizaje.

• Ácido gamma - aminobutírico (GABA)

La sinapsis que utilizan GABA se llaman gabaérgicas. Se encuentran ampliamente distribuidas por todo el SNC y la médula espinal, y produce efectos inhibitorios. Es el principal transmisor inhibitorio. Se sintetiza a partir del ácido glutámico.

Los receptores para el GABA son muy complejos y reconocen a diversas sustancias moduladoras como las benzodiacepinas, barbitúricos y alcohol.

Intervienen fundamentalmente en las sinapsis inhibitorias. También se ha descrito la relación GABA - epilepsia.

• Glicina

Es el neurotransmisor inhibitorio de la médula espinal y de algunas partes caudales del encéfalo. Se sabe que el bloqueo de la actividad sináptica de la glicina producida por el tétanos causa una contracción continua de los músculos. De igual forma actúa la estricnina.

• Neuropéptidos

Son sustancias formadas por dos o más aminoácidos y sintetizadas en el soma celular por los ribosomas al igual que las proteínas.

Estas sustancias parecen intervenir en muy diversas funciones, el control de la sensibilidad al dolor (péptidos opiáceos), en la regulación de la ingesta de comida y bebida (angiotensina), en el aprendizaje y la memoria, etc... ejerciendo efectos diferentes en función del neuropéptido. Se puede decir que son nuestros analgésicos internos.

Muchos péptidos se liberan juntamente con neurotransmisores del mismo terminal presináptico aunque de vesículas diferentes. Este hecho parece deberse a que los péptidos ejercen un papel neuromodulador, regulando la sensibilidad de los receptores al neurotransmisor, por ejemplo, VIP aumenta la sensibilidad de los receptores muscarínicos de la ACh en el nervio salivatorio del gato. Este efecto neuromodulador también se ejerce entre neurotransmisores, por ejemplo la NE prolonga la acción del glutamato.




Clasificación	Neurotransmisor	Localización	Efecto	Proceso en los que interviene
Acetilcolina		SNC	PEP	Aprendizaje, memoria, sueño
				SNP	PEP PIP	Contracción muscular Latido cardiaco
Monoaminas	Noradrenalina (Norapefrina)	SNC	PIP	Ritmo sueño-vigilia, aprendizaje, control neuroendocrino, motivación y emoción
		Dopamina	SNC	PIP	Movimiento, atención, memoria, emoción
		Serotonina	SNC	PIP	Regulación de la temperatura, percepción sensorial, sueño, control neuroendocrino y activada extrapiramidal
	Aminoácidos	GABA	SNC	PIP	Efectos generalizados
		Ácido glutámico	SNC	PEP	Efectos generalizados
		Glicina	SNC	PIP	Funciones medulares
		Acido aspártico Beta - Alanina Taurina	SNC	PEP PIP PIP	Funciones poco conocidas
Neuropéptidos	Encefalinas Endorfinas	SNC	PIP	Efectos opiáceos contra el dolor, relajación




TEMA 3: ANATOMIA GENERAL DEL SISTEMA NERVIOSO. sISTEMAS DE PROTECCIÓN Y APOYO. SISTEMA NERVIOSO CENTRAL. SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO

• TÉRMINOS INTRODUCTORIOS

• Términos situacionales

Se utilizan para definir la posición de una determinada estructura. Dado que el hombre mantiene la posición erguida, el cerebro y la médula forman un ángulo recto por lo que los términos situaciones y el sentido de los planos de sección, hay que entenderlos en relación con los animales que caminan a cuatro patas. Teniendo esto en cuenta, los términos situaciones que vamos a manejar son los siguientes:

• Neuroeje

Línea imaginaria trazada a lo largo de la médula espinal hasta la parte frontal del cerebro

• Dimensión anterior - posterior, o rostral - caudal, o cefálico - caudal

Contrapone lo que en otras especies sería cabeza y cola.

• Dimensión ventral - dorsal, o inferior - superior, o basal -superior

Contrapone el vientre y l a espalda.

• Dimensión ventral - dorsal

Se establece desde el centro hacia la periferia. En ocasiones, también se denomina dimensión proximaldistal, aunque esta terminología es más correcta para referirse a las extremidades.

• Ipsilateral vs contralateral

Puesto que el cuerpo tiene dos parte simétricas, las estructuras se consideran ipsilaterales cuando se encuentran en la misma mitad, y contralaterales cuando se encuentran situadas en mitades opuestas.

• Planos de sección en el sistema nervioso central

• Plano o corte coronal, o frontal, o transversal

Consiste en una sección paralela a la frente. Permite analizar las dimensiones dorsal - ventral y lateral - medial, pero no la dimensión anterior - posterior.

• Plano o corte horizontal

Consiste en una sección paralela al suelo. Las dimensiones que permite observar son la anterior - posterior y la media - lateral, pero no la dorsal - ventral.

• Plano o corte sagital, o longitudinal

Es una sección a lo largo del neuroeje y perpendicular al suelo se puede observar las dimensiones dorsal - ventral y anterior - posterior, pero no la dimensión media - lateral.

• Términos descriptivos

Son necesarios para describir los componentes del sistema nervioso. Hay que señalar que se establecen atendiendo a los componentes de las neuronas que aparecen en mayor medida, sin embargo, no hay que olvidar que los distintos elementos de las neuronas siempre están asociados con células gliales.

• Sustancia Gris

Consiste en partes de tejido nervioso formadas fundamentalmente por los cuerpos celulares (SOMAS) de las neuronas, así como por dendritas. La sustancia gris aparece formando la corteza cerebral, y también pueden encontrarse agrupaciones pequeñísimas de sustancia gris integrando centros nerviosos. Dichos centros se clasifican en:

• Núcleos

Son centros localizados en el sistema nervioso central. Agrupaciones de neuronas.

• Ganglios

Son centros situados en el sistema nervioso periférico.

• Sustancia Blanca

Consiste en partes de tejido nervioso formadas fundamentalmente por los axones de las neuronas, de manera que dichos axones forman fibras aisladas (axones) o redes. Para designar a la sustancia blanca se utilizan los siguientes términos:

• Tractos, haces y fascículos

Son agrupaciones de fibras que se encuentran en el sistema nervioso central. Aunque los tres términos se definen de forma diferente, en la práctica son difíciles de distinguir, por lo que se suele utilizar cada uno de ellos según el criterio convencional que han adquirido distintos autores.

• Nervios

Consisten en las distintas agrupaciones de fibras que se encuentran en el sistema nervioso.

El Sistema Nervioso Central (SNC), está formado por el encéfalo y la médula espinal. El Sistema Nervioso Periférico (SNP) por los nervios (espinales y craneales) y ganglios autonómicos.

• SISTEMAS DE PROTECCIÓN

• Sistema Óseo

• Huesos del Cráneo

Protectores del encéfalo. Serían los siguientes: frontales (delante), parietales (dorsal y algo latera), occipitales (parte posterior) y temporales (lados).

• Columna Vertebral

Protege la médula espinal que discurre por el canal de las vértebras.

El SNP no se protege por huesos.

• Meninges

Láminas protectoras de todo el SN, formadas por un tejido conectivo, que sirve de soporte a muchos órganos del cuerpo.

• Protecciones del sistema nervioso central

• Duramadre

La capa más externa y gruesa (inmediatamente después de los huesos).

• Piamadre

La más interna. La encontramos siguiendo todo el contorno del encéfalo y la médula.

• Aracnoides

Situada en medio de las anteriores. Es blanda y esponjosa.

Entre la piamadre y la aracnoides está el espacio subaracnoideo, que está relleno del líquido cefalorraquídeo (LCR) o fluido espinal.

Entre este líquido están las trabéculas aracnoideas y los vasos sanguíneos más pequeños que el cerebro posee.

• Protecciones del Sistema nervioso periférico

Sólo está protegido por dos capas: la duramadre y la piamadre que se unen en una sola.

• Sistema sanguíneo

El perfecto funcionamiento del SN depende en gran medida de un continuo riego sanguíneo que suministra dos fuentes de energía: oxígeno y glucosa.

El encéfalo no puede (como hacen otros órganos) funcionar sin ellos ya que no los almacena.

La falta de riego durante unos segundos nos lleva a la inconsciencia o a daños irreversibles.

Este riego se transporta en dos tipos de arterias:

• Carótidas Comunes

Ramificaciones de la aorta para cada hemisferio, proporcionando sangre a zonas amplias. Ascienden por ambos lados del cuello hacia el encéfalo y allí se ramifican.

La más importante de estas ramificaciones e la carótida interna. Estas penetran en el cráneo, proporcionando sangre al encéfalo por las arterias cerebrales media y anterior.

• Arterias Vertebrales

Ascienden a lo largo de la columna y penetran también por la parte basal del encéfalo.

Forman por unión la arteria basilar, proporcionando sangre al tronco encefálico y sobre todo a las zonas posteriores del encéfalo a través de la arteria cerebral - posterior.

Normalmente las vías de ambos hemisferios no se juntan, pero existe una estructura que sirve para suministrar sangre alternativa en el caso de que fallen otras vías. Es el Polígono de Willis (circulo arterial), formado por la unión de las carótidas internas y la arteria basilar.

Es un sistema de drenaje venoso e intercomunicado entre sí que va a desembocar en la vena yugular.

El sistema nervioso por medio de vellosidades aracnoideas, en el espacio subaracnoideo se encarga de eliminar las toxinas del LCR. Si los canales de este mecanismo se bloquean, y el líquido LCR se sigue acumulando, va presionando el encéfalo hasta producir hidrocefalia.

• Sistema Ventricular

Está compuesto por cuatro ventrículos:

• Los dos primeros ventrículos laterales tienen forma de C y se comunican al tercer ventrículo por un canal.

• Se comunican al cuarto a través de una canal (Acueducto de Silvio)

• Continúan por el canal central hacia la médula espinal

Son cavidades huecas dentro del encéfalo y de la médula. Están llenos de líquido cefalorraquídeo (líquido incoloro). Sus funciones son:

• Amortiguador de los golpes

• Reducir el peso real del encéfalo unas 30 veces.

• Reducen la presión que las partes superiores ejercen sobre las inferiores.

• Mediador del intercambio de materiales entre vasos.

Unos tejidos especializados en los ventrículos generan el líquido: los plexos coroideos. Compuestos de un tejido muy similar al de la piel. La mayor parte de los plexos están en los ventrículos laterales.

• La Barrera Hematoencefálica

El cerebro, como otros organismos complejos, tiende a la homeostasis. Necesita de un mantenimiento del medio interno estable, para ello se aísla de los cambios en la composición de la sangre.

• Pared Capilar

Las células de los capilares del cerebro forman una barrera que impide la entrada de muchas sustancias.

En el s. XIX los colorantes que existían por vía intravenosa no tenían al cerebro. Gyoldmann observó que si se inyectaba directamente al líquido cefalorraquídeo un colorante, éste no pasaba al torrente sanguíneo.

Las células endoteliales que recubren el interior de los vasos sanguíneos se unen sin dejar ningún orificio entre sí (uniones estrechas formando la barrera hematoencefálica).

• Canales del endotelio

Pero esto sistema de aislamiento no es completo, si así lo fuera el cerebro moriría por falta de alimento. Existen algunos lugares en los que no existe la barrera hematoencefálica:

• Hipófisis

• Glándula pineal

• Algunas regiones del hipotálamo

Estos huecos a través del endotelio permiten a las hormonas de la sangre alcanzar el líquido extracelular o a las propias neuronas.

• Astrocitos

Los astrocitos son prolongaciones que rodean casi por completo los capilares del cerebro. Los astrocitos sintetizan la mielina que envaina algunas neuronas.

Los primeros investigadores supusieron que estas células constituían la barrera hematoencefálica del cerebro. En la actualidad esta hipótesis está totalmente descartada.

Para ver cómo podían circular las proteínas por el cerebro si hizo el siguiente experimento: se inyectó una enzima de peroxidasa. Los fragmentos de esta enzima forman una mancha oscura que permite seguir su circulación a través del microscopio.

Se observó que las uniones estrechas entre células endoteliales frenaban la entrada de la enzima al cerebro, y sólo una pequeña fracción de la proteína se introducía en el endotelio en forma de vesículas. Si se inyectaba la enzima directamente a los ventrículos cerebrales, ésta fluía hacia los espacios extracelulares del cerebro, pero las uniones estrechas impedían que saliera.

Esto demuestra que los astrocitos no se oponen a que salga la proteína del cerebro, sino que es el endotelio el que establece la verdadera barrera hematoencefálica.

• ¿Cómo pasan los nutrientes?

Existen una serie de características que han de cumplir los nutrientes para que puedan entrar en el cerebro:

• Liposolubilidad

Las moléculas liposolubles atraviesan sin dificultad la barrera hematoencefálica y penetran en el cerebro (nicotina, etanol, heroína, etc.).

Por otra parte los compuestos muy solubles en agua no suelen introducirse en el cerebro. La razón reside en que las capas de la membrana celular, incluidas las del endotelio capilar, están compuestas por moléculas lipídicas.

De todas formas el cerebro también necesita para su funcionamiento de sustancias no liposolubles, como la glucosa (principal fuente de energía del cerebro) y ciertos aminoácidos. Como estas sustancias no son solubles en los lípidos necesitan un transportador específico que les ayude a atravesar la barrera hematoencefálica.

• Transportadores

• Proteínas que atraviesan la membrana celular formando un canal

Así la glucosa, por ejemplo, penetra a través de la membrana del lado de la sangre hacia la membrana del lado del cerebro.

• Transporte Asimétrico

El transporte es asimétrico ya que la energía para el transporte la proporciona el propio gradiente de concentración. Puesto que la glucosa pasa de una región de alta concentración (sangre) a una de baja (cerebro), los transportadores simplemente facilitan la difusión

• Barrera hematoencefálica “metabólica”

Existen pasos enzimáticos que transcurren en el endotelio, por los cuales los compuestos se modifican y se les impide la entrada en el cerebro. Así por ejemplo la  - Dopa penetra en el endotelio con facilidad, pero una vez allí se modifica enzimaticamente y adquiere una forma incapaz de cruzar la membrana hacia el cerebro.

• Método Bowsman para separar las uniones estrechas

Si se inyecta una solución muy concentrada de azúcar en la arteria que irriga el cerebro aumenta rápidamente la permeabilidad de la barrera, pero muy pronto retornará a su estado original.

Este suceso tiene una serie de implicaciones médicas.

• Disminución temporal de la barrera

Esta sería la administración más eficaz de medicamentos al cerebro. Sobre todos aquellos que son poco liposolubles como la penicilina.

• Inyecciones en el líquido cefalorraquídeo

Puede provocar efectos colaterales

• Soluciones de alta concentración de azúcar

Con ello se consigue abrir la barrera para poder tratar, por ejemplo, a pacientes con tumores cerebrales.

• Permeabilidad selectiva más propiedades metabólicas del cerebro

Podría modificarse una droga que entrara rápidamente en el cerebro. Una vez allí se modificara y fuese incapaz de cruzar la barrera, que pudiera ser absorbida por los tejidos del cerebro y ejerciera un efecto local mantenido.

• ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO

El Sistema Nervioso Central está compuesto por el Encéfalo y por la Médula Espinal.

El Sistema Nervioso Periférico se divide en el Somático y Autónomo o Vegetativo, que a su vez están compuestos por nervios Espinales y Craneales.

El SNP autónomo a su vez se dividen el Simpático y Parasimpático.

• Sistema Nervioso Central

• Encéfalo

El encéfalo está compuesto por el Prosencéfalo o cerebro anterior, Mesencéfalo o cerebro medio y Romboencéfalo o cerebro posterior.

A su vez el Prosoencéfalo se divide Telencéfalo y Diencéfalo.

• Prosoencéfalo

• Telencéfalo: Comprende las estructuras situadas alrededor de los ventrículos laterales. Está formado por dos masas simétricas: los hemisferios cerebrales, que su vez se subdividen en áreas o lóbulos, que reciben el nombre del hueso que los protege (occipitales, parietales, temporales y frontales)

Delimitados estos lóbulos por medio de cisuras o surcos:

• Cisura de Rolando o Central: Ejerce la división parietal - frontal.

• Cisura de Silvio o Lateral: Separa los temporales de los frontales y algo del lóbulo parietal.

• Cisura Longitudinal: Separa los hemisferios cerebrales.

En el Telencéfalo podemos distinguir la Corteza Cerebral. Es la capa más externa del encéfalo, en la que se observan muchos plegamientos o circunvalaciones desarrolladas a lo largo de la evolución, permitiendo una mayor capacidad funcional del cerebro (ocuparía el triple en su ausencia, es decir, sino estuviera plegada).

En la corteza cerebral se distingue:

• Sustancia Gris: Recubriendo toda la superficie del encéfalo, a su vez subdividida en 6 capas con diferentes tipos de neuronas. Se puede decir que fundamentalmente está compuesta por cuerpos de neuronas.

• Sustancia Blanca: Compuesta por fibras y axones que conectan estructuras entre sí pues transmiten el impulso nervioso. La sustancia blanca se divide en:

• Cuerpo Calloso: El mayor de los sistemas de fibras (más de 20 m de fibras y axones). Conecta entre sí los hemisferios, comunicando sus zonas homólogas. Cada hemisferio controla la mitad contralateral del cuerpo. Si no existiera el cuerpo calloso y por tanto la coordinación entre los hemisferios, se daría una conducta unitaria en nuestro organismo.

• Comisura Anterior: Conecta las áreas anteriores e internas de los lóbulos temporales. Contiene tan solo 1 m de fibras.

• Regiones Subcorticales: Son áreas de sustancia gris que está oculta bajo los lóbulos. Forman un conjunto sostenido por el sistema ventricular:

• Hipocampo

• Amígdala

• Cuerpos Mamilares

• Septum Pellucidum

• Ganglios Basales: En los que se encuentra el cuerpo estriado que a su vez se divide en núcleo cándido y núcleo ventricular. Esto último dividido en Globo partido y Putamen.

• Diencéfalo: Que a su vez se divide en:

• Tálamo: Dos lóbulos, a cada lado, conectado por una masa intermedia.

• Hipotálamo: Unido a una glándula endocrina: la hipófisis, por el infundíbulo o tallo infundibular.

• Mesencéfalo

Está formado por estructuras que rodean al acueducto cerebral: Pedúnculos cerebrales y Tectum.

• Pedúnculos Cerebrales: Constituyen el 80% del mesencéfalo. A su vez se subdivide en:

• Sustancia Nigra: Agrupaciones de cuerpos neuronales (sustancia gris) que utilizan la dopamina como neurotransmisor. Son los dopaminérgicos de mayor concentración del SN

• Tegmentum: Que está formado por el núcleo rojo (sustancia blanca), sustancia gris, parte de la formación reticular (pues sabemos que esta estructura tiene más de 90 m que se extienden más abajo del mesencéfalo hacia la protuberancia y el bulbo) y núcleos de origen de los nervios craneales 3º y 4º (cuerpos cuyos axones se unen para formar esos nervios).

• Tectum: En la parte posterior o dorsal en la que se puede distinguir:

• Coléculos o Tubérculos cuadrigemios: Superiores (pequeños abultamientos) e Inferiores.

• Pedúnculos cerebelosos superiores: Tractos de fibras que conectan el mesencéfalo con el cerebelo.

• Romboencéfalo

Formado por las estructuras que rodean al cuarto ventrículo: Metencéfalo y Mielencéfalo.

• Metencéfalo: Compuesto a su ver por:

• Protuberancia anular o puente de Varoli: Abultamiento del tronco encefálico formado por pedúnculos cerebelosos medios (sustancia blanca, donde la protuberancia se une al cerebelo), Locus creruleus (pequeño núcleo con gran concentración de neuronas), núcleos de origen de otros nervios craneales (el 5º, 6º, 7º y 8º, siempre en pares)y por último, la parte de la formación reticular.

• Cerebelo: Con sus hemisferios cerebelosos simétricos. Aquí distinguimos: Lóbulos cerebelosos (con su corteza cerebelosa de sustancia gris y sustancia blanca subcortical que comunica áreas de su corteza con áreas internas), y los núcleos profundos (sustancia gris, formada por un núcleo dentado en la parte lateral y una dermis en la parte central. Dentro de ésta hay otros núcleos profundos de sustancia gris que forman el fastigio, emboliforme y globoso).

• Mielencéfalo: Contiene una importante estructura:

• Bulbo raquídeo o médula oblonga: Que está formada por pedúnculos cerebelosos inferiores (tractos de sustancia blanca que comunican el bulbo con el cerebelo), núcleos de origen de los nervios craneales (sustancia gris), parte de la formación reticular, olivas bulbares y pirámides bulbares (tractos de sustancia blanca). Controla funciones como la regulación del sistema cardiovascular, la respiración y el tono de los músculos esqueléticos.

• Médula Espinal

La médula espinal tiene unos sistemas de protección:

• Tres Láminas de Meninges

• Columna Vertebral: Compuesta por las vértebras que se dividen en cervicales, torácicas, lumbares, raíles sacras y coccigeas.

La médula espinal es un cordón blanco, alargado de ½ m de longitud y 1 cm de diámetro que presenta dos engrosamientos, dónde la médula controla una gran parte de nuestro cuerpo.

El cervical controla los órganos internos y la extremidades superiores y el lumbar las piernas.

En la parte inferior están las prolongaciones del fillum terminale que componen la cola de caballo.

La columna vertebral y la médula espinal siguen un desarrollo conjunto, pero llega un momento en la médula queda retrasada. Es por ello que prolonga una serie de axones hasta alcanzar la vértebra que le correspondería para tener la misma longitud que la columna vertebral.

La médula espinal se divide en:

• Mielómenos: Son los segmentos que se corresponden con las vértebras. Aquí distinguimos unos surcos, el medial (anterior y posterior) y el lateral (anterior y posterior).

• Sustancia Blanca: Aparece por fuera. Son tractos de fibras y axones, algunos son ascendentes (hacia el encéfalo) y otros descendientes.

• Sustancia Gris: Aparece en el interior. Tiene una serie de regiones o Astas. Son anteriores, posteriores e intermedias.

• Raíces Ventrales: Conjunto de fibras anteriores en la región ventrolateral. Tiene funciones motoras.

• Raíces Dorsales: Conjunto de fibras posteriores en la región dorsolateral. Tiene funciones sensoriales.

• Sistema Nervioso Periférico

El SNP se divide en:

• Somático: Cuya misión es recibir la información de los órganos sensoriales y controlar los movimientos de los músculos esqueléticos (músculos que responden de forma voluntaria).

• Autónomo: Su función es el control de los músculos lisos, que regulan los proceso vegetativos que no controlamos de forma voluntaria, músculo cardíaco y diversas glándulas.

El SNP está compuesto de nervios espinales o raquídeos y nervios craneales.

• Nervios espinales o raquídeos

Parten de la médula espinal con dos vías:

• Aferentes

Transmiten la información desde los receptores sensoriales hasta la médula y de allí al encéfalo. Son vías de entrada de información. Están formadas por las raíces dorsales.

Los cuerpos de las neuronas que dan lugar a estos axones están fuera de la médula, en las agrupaciones llamadas ganglios de la raíz dorsal.

• Eferentes

Transmiten información desde la médula hacia los músculos y los diferentes órganos llamados efectores (son motoneuronas).

Estas vías están formadas por las raíces ventrales, que son axones del asta gris ventral de la médula.

La unión de las raíces ventrales y dorsales forman los 31 pares de nervios llamados espinales (llamados así por que están conectados al segmento de la médula espinal).

Los nervios que forman las raíces dorsales y los ventrales son los mielómenos, 8 pares de cervicales, 12 torácicos, 5 sacros, 5 lumbares y 1 coccígeo.

Cada uno tiene una región específica de control, aunque existen ciertos solapes, sobre todo en las zonas límite. Un mismo nervio puede realizar funciones sensoriales y motoras.

• Nervios craneales

Surgen de la superficie ventral del encéfalo. Existen 12 pares de nervios craneales que enervan cabeza, cuello y algunas zonas del abdomen. Algunos nervios son mixtos, pero otros son sensoriales o motores.

Algunos de estos nervios están tanto el Sistema Nervioso Autónomo (SNA) como en el Somático (SNS).

• Sistema Nervioso Autónomo o Vegetativo

Éste a su vez se divide en Simpático y Parasimpático.

• División Simpática

Está involucrada en las actividades asociadas con el gasto de las reservas energéticas almacenadas en el cuerpo. Prepara activando las funciones que requieren un gasto energético (aunque no siempre, pues el parasimpático realiza la activación de la función gastrointestinal):

• Aumento de la tasa cardiaca

• Aumento del nivel de glucosa en sangre

• Aumento de la sudoración

• Dilatación pupilar

• Liberación de A y NA.

Las neuronas simpáticas se dividen en:

• Preganglionares: Sólo aparecen en los mielómeros torácicos y lumbares (por ello también se denominan torácicas o lumbares). Son motoneuronas que se encuentran en la sustancia gris de la médula. Utilizan acetilcolina como neurotransmisor.

• Postganglionares: Situadas en las cadenas simpáticas que se encuentran a ambos lados, paralelas, a la médula. Estas cadenas son una agrupación de ganglios, somas. Estas neuronas tienen sus cuerpos en estos ganglios. Hasta aquí llegan los axones de algunas neuronas preganglionares para ejecutar la sinapsis. Las neuronas postganglionares utilizan adrenalina como neurotransmisor.

• División Parasimpática

Restituyen todos los recursos gastados incrementando la energía almacenada. Suelen ser (aunque no siempre) funciones de disminución en la activación, por ejemplo:

• Salivación

• Secreción de jugos gástricos

• Aumento del flujo sanguíneo gastrointestinal

• Disminución de la tasa cardiaca

• Constricción pupilar

• Respiración menos pronunciada.

También las neuronas parasimpáticas se dividen en:

• Preganglionares

Sus cuerpos están en los núcleos de origen de los nervios craneales y en la región sacra de la médula espinal (por eso se llama sistema cráneo - sacral).

Sus axones se dirigen a los ganglios parasimpáticos, que están muy cerca de los órganos diana.

• Postganglionares

Sus cuerpos están en los ganglios parasimpáticos. Sus axones se dirigen a los órganos diana de su respectiva división.

El tipo de neurotransmisor es la acetilcolina.

Sobre el SNA se puede afirmar que:

• Las hormonas son su último transmisor. Una misma neurona puede provocar respuestas distintas (en corazón e intestino, por ejemplo)

• Algunas de sus funciones, que como tales no requieren de la consciencia, han de ser controladas con la experiencia del individuo (hacer de vientre)

• Los lugares que registran su control son: el hipotálamo, los centros superiores del SNC y la médula espinal prolongada.

Tema 4: Organización funcional del sistema nervioso: bloques funcionales. Corteza cerebral.

• NIVELES DEL SISTEMA NERVIOSO

• Medular

• Nivel encefálico superior

• Tronco Cerebral y Cerebelo.

• Bulbo y Protuberancias

• Mesencéfalo

• Formación Reticular

• Cerebelo

• Diencéfalo

• Sistema Límbico

• Ganglios Basales

• Nivel Encefálico Superior

• La Neocorteza

• INTRODUCCIÓN

La organización funcional es fruto de la evolución de millones de años a través de la escala filogenética. Por encima de las funciones básicas el hombre ha desarrollado otras características: lenguaje, pensamiento, aprendizaje, memoria y reminiscencia...

Hay otras características relacionadas con la supervivencia que compartimos con otros animales.

En 1949 Mc Lean planteó que el cerebro de los mamíferos era el resultado de la unión de tres tipos de cerebro (reptiliano, paleocerebro y neocerebro) que se habían dado en etapas de evolución anteriores.

El Reptiliano era donde estaba la sede de los instintos, la supervivencia, la ingesta, la reproducción. En el Paleocerebro estaban las emociones (correspondería al sistema límbico, actualmente) y podía influir en el primer cerebro. El Neocerebro era la sede las funciones superiores; aprendizaje, memoria, lenguaje, pensamiento...

• NIVEL MEDULAR

Tiene dos tipos de funciones:

• Funciones Medulares

Son funciones realizadas por la médula espinal y no necesita participación del encéfalo, por ejemplo, los reflejos. La información que recibe la médula, al igual que la que emite, se realiza por diversos segmentos medulares (miolomeno) que están comunicados por los tractos propioespinales.

• Funciones de Mediación entre el medio ambiente y el encéfalo

Recibe información sensorial del medio ambiente externo (neuronas sensitivas, asta gris dorsal) y la transmite hacia el encéfalo mediante las vías ascendentes o sensitivas (sustancia blanca).

Transmite información motora desde el encéfalo hacia los órganos efectores (neuronas motoras, asta gris ventral) mediante las vías descendentes o motoras (sustancia blanca).

Esta transmisión de información es realizada mediante los nervios espinales (sensoriales y motores).

• NIVEL ENCEFÁLICO INFERIOR

Realiza las funciones necesarias para la supervivencia (reproducción, ingesta de alimentos, sed, respiración, equilibrio, etc.).

En el sistema límbico, situado en este nivel, está el control de las emociones.

• Tronco Cerebral y Cerebelo

Controla la respiración y todo el sistema cardiovascular.

También rige los movimientos estereotipados (los inconscientes, automáticos, repetitivos), el equilibrio, la postura y el control de los movimientos oculares.

• Funciones del bulbo y la protuberancia

Tiene funciones de mediación, transmite información motora desde los centros superiores hacia la médula por las vías descendentes.

También tiene funciones de mediación de la información sensorial pro los tractos ascendentes, desde la médula hacia los centros superiores.

Toda esta información se ve sometida a un cruce hacia los hemisferios contralateral en un punto donde todas las fibras se cruzan: la Decusación de las Pirámides, que no ha de confundirse con el cuerpo calloso. Éste puede ser cortado y es el que permite actuar al cerebro como uno solo.

• Mesencéfalo

Está formado por estructuras que rodean al acueducto cerebral: Pedúnculos cerebrales y Tectum. Está involucrado en la audición y en el control de los reflejos visuales y de las reacciones de estímulos en movimiento.

Otra de sus funciones está relacionada con el sueño, el arousal y el movimiento.

• Formación Reticular

Es una gran estructura formada por numerosos núcleos. Se caracteriza por su apariencia de red difusa e interconectada de neuronas con complejos procesos dendríticos y axónicos.

Ocupa el centro del tronco del encéfalo desde el borde inferior del bulbo hasta el extremo superior del mesencéfalo.

Recibe información sensorial por medio de varias vías y proyecta axones hacia la corteza cerebral, el tálamo y la médula espinal. Interviene en el sueño y el arousal, la atención, el tono muscular, el movimiento y varios reflejos vitales.

• Cerebelo

Es el principal coordinador del sistema motor y del equilibrio.

Recibe información sensorial de los órganos sensoriales: visual, auditivo, vestibular (equilibrio), somatosensorial (tacto) y también información motora: ganglios basales, formación reticular, médula espinal, etc. La mayor parte de esta información llega a la corteza cerebelosa (capa más externa del cerebelo).

Por sí mismo no es capaz de producir movimientos, sólo los controla, coordina. Quien los produce es una parte muy concreta de la corteza.

• Diencéfalo

• Tálamo

Tiene 2 funciones:

• Estación de relevo de la información sensitiva y motora. Actúa de intermediario recibiendo información de unas estructuras y enviándoselas a otras. Esta información procede de la corteza cerebral. Dicha información pasa por núcleos concretos del tálamo.

• Inducción de la actividad cortical. El tálamo es quien activa las zonas de corteza que van a producir el movimiento.

• Hipotálamo

Es una estructura muy pequeña, que está situada por debajo del tálamo.

Es el principal centro de control de la homeostasis interna (regulación de la temperatura, ingesta de comida y bebida, sueño, etc.). Coordina el sistema nervioso autónomo y el sistema neuroendocrino.

Estas funciones también se realizan en núcleos específicos, que son los que dividen al hipotálamo.

• Sistema Límbico

Hace referencia a una serie de estructuras que están implicadas en una determinada función. Dicha serie de estructuras, que en su mayor parte son subcorticales, forman una especia de asa (que rodea al hipotálamo) en el prosoencéfalo. Se le denomina también Circuito de Papez.

• Estructuras del Sistema Límbico

• Estructuras Subcorticales

Amígdala, hipocampo, cuerpos mamilares y septum.

Es difícil asignarles a cada estructura una función concreta, aunque se tiene alguna idea, por ejemplo: si lesionamos la amígdala se pierde el miedo, disminuye la agresividad, aumenta la actividad sexual, etc. El hipocampo se relaciona con la memoria y determina que experiencias emocionales son importantes y las pasa a memoria. El septum cuando es estimulado provoca estados de ira y agresividad. El cuerpo mamilar produce estados de bienestar y placer.

• Corteza Límbica

Rodea las estructuras subcorticales; circunvolución del cuerpo calloso, del cíngulo, ínsula y circunvolución parahipocámpica.

• Algunos núcleos del Tálamo e Hipotálamo

Es el circuito pro el que las emociones, impulsos o motivaciones se traducen en conductas.

Al Hipotálamo se le ha relacionado con la memoria.

• Ganglios Basales

Son un conjunto de núcleos subcorticales del prosoencéfalo.

Forman parte del sistema motor y controlan los movimientos básicos del cuerpo. Los enfermos de Parkinson tienen estos ganglios dañados, no mantienen el equilibrio, tienen dificultad para sentarse, levantarse, etc.

Los movimientos más finos son llevados a cabo por otras estructuras.

• NIVEL ENCEFÁLICO SUPERIOR: LA CORTEZA CEREBRAL (NEOCORTEZA)

La corteza cerebral se caracteriza por tener:

• Organización Modular: La corteza está formada por millones de módulos distintos. Un módulo consiste en una columna de neuronas conectadas entre sí y con una función común: procesar características particulares de un determinado estímulo. Tenemos representaciones múltiples de nuestro cuerpo (homúnculos) en la corteza cerebral.

Los módulos se colocan atendiendo a la especialización funcional hemisférica y a la especialización funcional intrahemisférica.

• Los hemisferios en la corteza cerebral

Los hemisferios no son iguales ni anatómica ni funcionalmente, y podrían ser dos cerebros independientes. Cada hemisferio se especializa en distintas actividades. En todo momento un hemisferio sabe lo que está haciendo el otro, gracias a la comunicación entre ambos.

Hay un control contralateral: el hemisferio derecho controla la parte izquierda del cuerpo y viceversa.

El hemisferio izquierdo se encarga en mayor medida de la información que proviene del exterior. Está relacionado con el alcance de metas, de objetivos. Está implicado en la comunicación verbal.

El hemisferio derecho se especializa más en la información que proviene del interior. También está especializado en los aspectos emocionales y con los aspectos no verbales de la comunicación (expresiones faciales, etc.). Está especializado en las funciones viso-espaciales (orientación espacial, cálculo, etc.).

Dentro de cada hemisferio hay 3 zonas de especialización funcional:

• Corteza Sensorial: Lóbulos pariental, temporal y occipital. Esta a su vez se divide en: Corteza Visual (Lóbulo occipital (primarias), temporal y parietal (secundarias)), Corteza Auditiva (Lóbulo temporal), Corteza Somato-Sensorial (Lóbulo parietal) y Corteza Olfativa y Gustativa, (Regiones más antiguas de la corteza). Está en el lóbulo temporal del hemisferio izquierdo. Es un área terciaria, implicada en que podamos interpretar distintos estímulos sensoriales, pero su función más relevante es que permite la compresión del lenguaje hablado.

• Corteza Prefrontal: Lóbulo frontal. Dirige nuestro comportamiento. Nos permite establecer planes de acción (hemisferio izquierdo). Nos permite modificar nuestra percepción de la realidad (hemisferio derecho).

• Corteza Motora: Lóbulo frontal. Está cerca de la fisura de Rolando.

• PRINCIPIOS GENERALES DEL SISTEMA NERVIOSO

• Procesamiento en Paralelo

La información no sigue una vía única, de manera que una misma información va a seguir muchas rutas alternativas.

• Procesamiento Jerárquico

El Sistema Nervioso, cada una de las rutas que lo componen, se organizan en distintos niveles, que guardan una disposición jerárquica.

• Plasticidad del Sistema Nervioso

Es la capacidad que tienen las neuronas, tanto aisladas como en red, de reacomodar su actividad de acuerdo con los cambios ambientales que se vayan produciendo.

La plasticidad no es igual en todos los momentos de la vida; es mayor en la niñez que en los adultos.

TEMA 5: SISTEMA ENDOCRINO. HORMONAS. GLÁNDULAS ENDOCRINAS. REGULACIÓN HORMONAL.

• MENSAJEROS QUÍMICOS Y HORMONAS

Mensajero Químico es cualquier sustancia, que fabricada por una célula determinada, influye sobre la actividad de una célula diferente.

El concepto de mensajero químico se puede usar como sinónimo de hormona. Dichos mensajeros químicos pueden ser muy diferentes.

• Tipos de Mensajeros Químicos

Hormonas, Neurotransmisores, Neuromoduladores, Feromonas, Chalonas, Factores de Crecimiento.

Una hormona sería un mensajero químico producido por una glándula endocrina y que tiene que viajar a través de la sangre hasta llegar al tejido sobre el que ejerce su acción. Este tejido se denomina Tejido Diana.

• TIPOS DE HORMONAS Y MODO DE ACTUACIÓN

• Tipos de Hormonas

• Hormonas Esteroideas

Sus receptores se encuentran en el citoplasma de las células diana. Se unen a ellos y el complejo que forman pasa al interior del núcleo celular. Allí interaccina con el genoma induciendo síntesis de proteínas. Actúan de forma más lenta que las hormonas peptídicas. Derivan del colesterol.

Serían las glucorticoides, hormonas sexuales y mineralocorticoides.

• Hormonas Peptídicas y derivadas de Aminoácidos

Se unen a receptores específicos situados en las membranas de las células diana y producen la liberación de un segundo mensajero (AMPc). Las hormonas tiroideas constituyen una excepción pues sus receptores se encuentran en el núcleo celular. Actúan con rapidez. Derivan de aminoácidos.

Serían las hormonas hipofisarias y las hormonas pancreáticas.

• Modo de Acción

La forma de actuar de las hormonas tiene varias características:

• Las hormonas son siempre sustancia de origen interno, fabricadas por los seres vivos.

• Sólo pueden actuar sobre tejidos vivos. Aunque pueden actuar en lugares próximos a las glándulas endocrinas, también, debido a que viajan por la sangre, pueden actuar a lugares alejados a su lugar de origen.

• Muestran especificidad de origen y de destino. Está producida por una glándula determinada, que está especializada en producir una o varias hormonas y actúan en grupos de células concretas.

• Actúan en pequeñas cantidades

• Las hormonas se destruyen tras ejercer su acción.

• GLÁNDULAS EXOCRINAS Y ENDOCRINAS

Una glándula es una célula, o conjunto de células, que segregan una determinada sustancia.

Existen dos tipos de glándulas:

• Glándulas Exocrinas: Son aquellas que segregan sus productos o hacia el exterior o hacia cavidades internas. Segregan distintos productos.

• Glándulas Endocrinas: Segregan sus productos hacia los vasos sanguíneos. Estas glándulas son las que segregan hormonas.

Una misma glándula puede ser a la vez exocrina e endocrina, por ejemplo, los testículos.

• Glándulas Endocrinas

En el organismo tenemos muchas glándulas endocrinas diferentes. Generalmente son totalmente independientes desde el punto de vista anatómico, pero actúan de una manera coordinada. Por esa razón se habla del sistema endocrino.

El sistema endocrino está controlado por el sistema nervioso. Por eso se habla del sistema neuro - endocrino.

Tiene dos formas de regular el organismo:

SNP SNC

• Funciones del Sistema Endocrino Generales

• Regulación del medio interno (Homeostasis).

• Control de los procesos del desarrollo

• Regulación de la Conducta

• GLÁNDULAS

• Hipotálamo

• Hipófisis

• Adenohipófisis

• Neurohipófisis

• Epífisis

• Tiroides

• Paratiroides

• Glándula Adrenal o Suprarrenal

• Corteza Adrenal

• Médula Adrenal

• Gónadas

• Testículos

• Ovarios

• Páncreas

• Timo

• Riñones

• Glándulas situadas en el aparato digestivo

• ORGANIZACIÓN GENERAL DEL SISTEMA NEUROENDOCRINO

• Retroalimentación Directa

El sistema neuroendocrino se comporta como un sistema de retroalimentación negativa. El sistema neuroendocrino es capaz de detener las hormonas que hay en circulación, de modo que cuando se llega a un determinado nivel, da la orden para que se deje de liberar más.

• Control Nervioso

El sistema neuroendocrino está controlado por el hipotálamo. El hipotálamo tiene en todo momento información de cuáles son nuestras necesidades a través del SNP. La información llega a distintos lugares de la médula y del cerebro.

El hipotálamo dice a la glándula que segregue hormonas, que llegan a todo el organismo por vía sanguínea. Aunque lleguen a todas partes las hormonas, sólo son reconocidas en dos sitios: en el tejido diana (que necesita la hormona) y además por el hipotálamo.

• Hipotálamo

Controla las secreciones de la hipófisis anterior mediante factores u hormonas liberados en la eminencia media. Es decir, el hipotálamo sabe qué cantidad de hormonas hay en la circulación sanguínea. Si considera que hay un nivel suficiente de hormonas manda la orden a la glándula para que deje de segregar hormonas. Si considera que hay pocas, ordena a la glándula que siga segregando.

El hipotálamo manda las órdenes a las glándulas de distintas formas:

• Comportándose como una glándula endocrina más

Algunos núcleos del hipotálamo son glándulas, y son capaces de segregar hormonas a la sangre.

Pueden hacerlo con una forma directa. Otra posibilidad es producir hormonas y almacenarlas en la neurohipófisis. Otra forma, sería estimulando otras glándulas directamente (tiroides, adenohipófisis), o indirectamente (a través de la adenohipófisis, tiroides, corteza adrenal, gónadas, timo).

• Acción a través del Sistema Nervioso Autónomo

Médula Adrenal, Páncreas, Riñones, Epífisis.

Cuando el sistema nervioso quiere llevar a cabo una respuesta, puede emitirla de 2 maneras:

• Por medio del SNP, a través de los nervios.

• Por medio del Sistema Neuroendocrino, a través de las glándulas.

No puede llevar a cabo el mismo tipo de respuestas con los dos. El SNP puede llevar respuestas tanto voluntarias como involuntarias, mientras que el Sistema Endocrino siempre lleva a cabo repuestas involuntarias.

En cuanto al modo de actuación, el SNP sigue rutas establecidas y el sistema endocrino emite respuestas generales.

• MECANISMO DE ACCIÓN DE LAS PRINCIPALES GLÁNDULAS ENDOCRINAS

• Hipófisis o Pituitaria

Se integra en el diencéfalo. Se encuentra en la base del cerebro, y se aloja en un pequeño hueco de los huesos de la base del cráneo, llamado “la silla turca”. Está formada por dos glándulas diferentes:

• Neurohipófisis (o hipófisis anterior)

Está compuesta de tejido nervioso. Se comunica con el hipotálamo mediante conexiones nerviosas que atraviesan el tallo de la hipófisis (tallo hipofisario) o infundíbulo. Diversos núcleos del hipotálamo sintetizan hormonas que son transportadas hasta las terminaciones nerviosas y liberadas en la neurohipófisis. Es la que está más próxima al hipotálamo.

• Adenohipófisis (o hipófisis anterior)

Está compuesta de tejido glandular. Se comunica con el hipotálamo mediante el sistema portal - hipofisario.

• Epífisis

Anatómicamente pertenece al diencéfalo. En otras especies se relaciona con las funciones reproductoras.

• Tiroides o glándula tiroidea

Las secreciones hormonales del tiroides están controladas por la TSH hipofisaria. El tiroides secreta:

• Tiroxina y Triiodotironina

Regulan diversos procesos metabólicos, como la respiración celular, regulación de la temperatura y sobre todo la utilización de los carbohidratos. También ejerce efectos sobre el crecimiento y el desarrollo.

• Glándula Suprarrenal

Hay dos, una encima de cada riñón. Cada una está compuesta a su vez pro dos glándulas diferentes: corteza adrenal y médula adrenal.

• Corteza suprarrenal o adrenal

Secreta dos tipos de hormonas:

• Corticoides: Que a su vez se subdividen en glucorticoides (ayudan a mantener el nivel normal de glucosa en sangre degradando grasas y proteínas. Ejercen efectos antiinflamatorios, sobre el apetito y sobre la actividad muscular) y mineralocorticoides (mantienen el equilibrio iónico en la sangre y en los líquidos extracelulares).

• Hormonas Sexuales: Andrógeno. Regulan el vello facial y corporal.

• Médula Suprarrenal o Adrenal.

Secreta Adrenalina y Noradrenalina que elevan la presión sanguínea, frecuencia cardíaca, dilatan las vías respiratorias, aumentan la concentración de glucosa en sangre. Pertenece a la división simpática del SNA.

• Gónadas

• Testículos

Secretan Testorerona (andrógenos). Controla los cambios corporales que tienen lugar en la pubertad (voz, crecimiento del pelo, genitales), es decir, las características sexuales secundarias y la conducta sexual. También promueve el desarrollo, crecimiento y mantenimiento de los órganos reproductores masculinos.

• Ovarios

Producen dos tipos de hormonas:

• Estrógenos

Responsables de las características sexuales secundarias de la mujer (forma corporal, vello, etc.) y de su conducta sexual. También promueve el desarrollo, crecimiento y mantenimiento de los órganos reproductores femeninos.

• Progestágenos

También son responsables de las características sexuales secundarias de la mujer y de su conducta sexual. Además prepara las paredes del útero para la implantación del óvulo fecundado y mantiene el embarazo.

• TABLA RESUMEN

Este es un resumen de las principales glándulas endocrinas, sus hormonas, efectos y modo de regulación.

Además de las glándulas que figuran en la tabla, se conocen otros tejidos especializados en la producción de hormonas, como las células endocrinas que se encuentran en el corazón y que intervienen en la regulación de la presión sanguínea y en el equilibrio del sodio. Además, no se descarta la posibilidad de que existan otros tejidos que cubran funciones endocrinas.




GLÁNDULA	HORMONAS PRINCIPALES	EFECTOS PRINCIPALES	TIPOS DE CONTROL
HIPOTÁLAMO	Factores Liberadores Hormona antidiurética = vasopresina (ADH) y oxitocina Hormonas de acción directa (1)	Estimulan la secreción de hormonas de la adenohipófisis Se envían a la neurohipófisis Ejercen su acción sobre distintos tejidos	SNC
ADENOHIPÓFISIS (2)	Hormona del crecimiento (HG) Prolactina (PRL) Hormona folículoestimulante (FSH) Hormona estimulante de las células intersticiales (ICSH) (3) = Hormona luteinizante (LH) Hormona estimulante del tiroides (TSH) Hormona Adrenocorticotrópica (ACTH)	Crecimiento Secreción de Leche Crecimiento de folículos ováricos y tubos seminíferos de testículos Estimula secreción de hormonas de los testículos = Estimula la secreción de hormonas de ovarios y conversión de folículos en cuerpo lúteo Estimula tiroides Estimula la corteza adrenal	Factores Liberadores Hipotálamicos
NEUROHIPÓFISIS (2)	Hormona antidiurética = Vasopresina (ADH) Oxitocina	Reabsorción de agua en los riñones y constricción de vasos sanguíneos Contracción del útero y secreción de leche	Almacena y libera hormonas fabricas por el hipotálamo
EPÍFISIS	Melatonina y en menor medida sertonina, noradrenalina y otras	Parece que pueden modular la actividad del hipotálamo y gónadas. Interviene en ciclos reproductivos	(4)
TIROIDES	Tiroxina y en menor medida calcitonia y tridotironina	Metabolismo oxidativo y control de los niveles de calcio en sangre	Adenohipófisis (5)
PARATIROIDES	Paratohormona y calcitonina	Metabolismo del fósforo y del calcio	Retroalimentación Directa
CORTEZA ADRENAL (6)	Glucorticoides Mineralocorticoides Andrógenos	Metabolismo de carbohidratos, degradación de proteínas y efectos antiinflamatorios Metabolismo de sodio y potasio Distribución de vello facial y corporal en hombres y mujeres	Adenohipófisis (ACTH)
MÉDULA ADRENAL (6)	Adrenalina y en menor medida noradrenalina	Reacciones de huida (vasoconstricción, metabolismo de glucosa...)	Sistema Nervioso Simpático
TESTÍCULOS	Andrógenos (fundamentalmente testosterona)	Desarrollo y mantenimiento de caracteres sexuales primario y secundarios masculinos y conducta sexual (7)	Adenohipófisis (ICSH)
OVARIOS	Estrógenos (fundamentalmente estradiol y estrona) Progestógenos (fundamentalmente progesterona)	Desarrollo y mantenimiento de caracteres sexuales secundarios femeninos y conducta sexual (7) Mantener el embarazo, caracteres sexuales secundarios femeninos e influencia sobre la conducta	Adenohipófisis (LH, FSH)
PÁNCREAS	Insulina Glucagón	Oxidación de carbohidratos e impide la formación de glucosa Facilita la formación de glucosa	Retroalimentación directa y Sist. Nervioso Parasimpático
TIMO	Timosina	Implicada en el papel inmunológico de algunos tejidos	(8)
RIÑONES	Renina Eritropoyetina	Regula el papel de la aldosterona Regula la producción de glóbulos rojos	Retroalimentación directa y Sist. Nervioso Autónomo
Glándulas de la mucosa del aparato digestivo	Secretina, colecistoquinina, enterogastrina, gastrina, etc.	Estimulan la secreción de jugos gástricos, pancreáticos y biliares. Intervienen en la secuencia hambre-saciedad	Retroalimentación directa y Sist. Nervioso Parasimpático




• En general, loas hormonas de acción directa parecen tener menos importancia que el resto de las hormonas hipotalámicas. Algunas de estas hormonas son la sustancia P, neurotensina, angiotesina, encefalinas, endrofinas, polipéptido inhibidor vasoactivo, colicestoquinina... Además, algunas de ellas pueden actuar como neurotransmisor en el sistema nervioso.

• La adenohipófisis y la neurohipófisis son las dos glándulas que formar la hipófisis o glándula pituitaria.

• El ICSH y la LH, son la misma hormona, reciben una u otra denominación dependiendo de que se trate de su acción en hombres o en mujeres.

• El mecanismo de control de la epífisis o glándula pineal no está bien determinado, parece que podría estar controlada por el sistema nervioso simpático y por tanto, también, por el hipotálamo. Cabe la posibilidad de que su regulación se deba a otras estructuras nerviosas distintas al hipotálamo.

• En menor medida, la tiroides también podría estar controlada directamente por factores liberadores hipotalámicos.

• La corteza adrenal rodea a la médula adrenal y ambas forman la glándula suprarrenal (hay dos glándulas suprarrenales).

• La relación entre las hormonas sexuales y la conducta está claramente demostrada en otras especies, sin embargo, la evidencia resulta sólo parcial en el caso humano.

• El mecanismo de control es complejo y no bien conocido. Parece que el timo puede estar controlado por hormonas del hipotálamo, hipófisis, tiroides, gónadas y posiblemente por otros efectos de retroalimentación directa. Esta glándula actúa fundamentalmente entre los dos años y la pubertad, después se atrofia.

TEMA 5: ANATOMÍA MICROSCÓPICA Y FUNCIONAL DEL SISTEMA NERVIOSO.

• SISTEMA NERVIOSO CENTRAL

• Elementos protectores y aporte sanguíneo

El SNC cuenta con elementos protectores para su supervivencia. Los principales son: los huesos, las menínges, el sistema de líquido cefalorraquídeo (ventrículos, ependimo y espacio subaracnoideo), la barrera hematoencefálica y los plexos coroideos.

• Huesos

Protegen el cerebro y reciben el nombre de craneales. Por sí solos no son suficientes, para ello hay otros procedimientos protectores que complementan a los huesos como es el sistema del líquido cefalorraquídeo.

• Sistema del L.C.R.

Es un fluido muy parecido al plasma sanguíneo, aunque el L.C.R. no tienen células. Este líquido se forma a partir de la sangre y se forma en los plexos coroideos y se distribuye en unas pequeñas estructuras llamadas granulaciones aracnoides que se encuentran en las menínges y se están en contacto con las venas cerebrales. Tiene una vida muy corta, sólo se renueva cada 3 horas.

Tiene varias funciones, aunque la más importante es que funciona como un sistema de amortiguación. Otras funciones están ligadas con los plexos coroideos, como servir de vehículos para algunos mensajeros químicos y llevan determinados nutrientes desde el exterior al interior del sistema nervioso central. También elimina algunos productos de desecho del sistema central.

• Meninges

Son un conjunto de membranas que se encuentran rodeando al cerebro y a la médula espinal. Sirven para separar al SNC de los huesos. Estas membranas reciben el nombre de Duramadre, Aracnoide y Piamadre.

• Duramadre

Es la capa más externa y más consistente. Se encuentra en contacto estrecho con los huesos que protegen al cerebro.

• Aracnoide

Es la capa intermedia y la más fina. Su importancia se debe a que en ella se encuentra el espacio subaracnoideo.

• Piamadre

Es la capa más interna y se encuentra en contacto con el SNC.

Las tres están unidas entre sí, pero la Duramadre y la Aracnoide se encuentran en el espacio subdural y entre la aracnoide y la piamadre se encuentra el espacio subaracnoideo.

El espacio subdural se utiliza para almacenar sangre en situaciones patológicas como en el caso de un derrame cerebral. No es un espacio real.

El espacio subaracnoideo sí que es un espacio real. No es hueco, en el interior se encuentra el LCR, por eso se le considera un estructura del sistema ventricular. Este espacio es relativamente homogéneo, sin embargo existen unas zonas denominadas cisternas subaracnoideas en las que dicho hueco es más grande.

• La Barrera Hematoencefalica

El cerebro, como otros organismos complejos, tiende a la homeostasis. Necesita de un mantenimiento del medio interno estable, para ello se aísla de los cambios en la composición de la sangre.

• Pared Capilar

Las células de los capilares del cerebro forman una barrera que impide la entrada de muchas sustancias.

En el s. XIX los colorantes que existían por vía intravenosa no tenían al cerebro. Gyoldmann observó que si se inyectaba directamente al líquido cefalorraquídeo un colorante, éste no pasaba al torrente sanguíneo.

Las células endoteliales que recubren el interior de los vasos sanguíneos se unen sin dejar ningún orificio entre sí (uniones estrechas formando la barrera hematoencefálica).

• Canales del endotelio

Pero esto sistema de aislamiento no es completo, si así lo fuera el cerebro moriría por falta de alimento. Existen algunos lugares en los que no existe la barrera hematoencefálica:

• Hipófisis

• Glándula pineal

• Algunas regiones del hipotálamo

Estos huecos a través del endotelio permiten a las hormonas de la sangre alcanzar el líquido extracelular o a las propias neuronas.

• Astrocitos

Los astrocitos son prolongaciones que rodean casi por completo los capilares del cerebro. Los astrocitos sintetizan la mielina que envaina algunas neuronas.

Los primeros investigadores supusieron que estas células constituían la barrera hematoencefálica del cerebro. En la actualidad esta hipótesis está totalmente descartada.

Para ver cómo podían circular las proteínas por el cerebro si hizo el siguiente experimento: se inyectó una enzima de peroxidasa. Los fragmentos de esta enzima forman una mancha oscura que permite seguir su circulación a través del microscopio.

Se observó que las uniones estrechas entre células endoteliales frenaban la entrada de la enzima al cerebro, y sólo una pequeña fracción de la proteína se introducía en el endotelio en forma de vesículas. Si se inyectaba la enzima directamente a los ventrículos cerebrales, ésta fluía hacia los espacios extracelulares del cerebro, pero las uniones estrechas impedían que saliera.

Esto demuestra que los astrocitos no se oponen a que salga la proteína del cerebro, sino que es el endotelio el que establece la verdadera barrera hematoencefálica.

• ¿Cómo pasan los nutrientes?

Existen una serie de características que han de cumplir los nutrientes para que puedan entrar en el cerebro:

• Liposolubilidad

Las moléculas liposolubles atraviesan sin dificultad la barrera hematoencefálica y penetran en el cerebro (nicotina, etanol, heroína, etc.).

Por otra parte los compuestos muy solubles en agua no suelen introducirse en el cerebro. La razón reside en que las capas de la membrana celular, incluidas las del endotelio capilar, están compuestas por moléculas lipídicas.

De todas formas el cerebro también necesita para su funcionamiento de sustancias no liposolubles, como la glucosa (principal fuente de energía del cerebro) y ciertos aminoácidos. Como estas sustancias no son solubles en los lípidos necesitan un transportador específico que les ayude a atravesar la barrera hematoencefálica.

• Transportadores

• Proteínas que atraviesan la membrana celular formando un canal

Así la glucosa, por ejemplo, penetra a través de la membrana del lado de la sangre hacia la membrana del lado del cerebro.

• Transporte Asimétrico

El transporte es asimétrico ya que la energía para el transporte la proporciona el propio gradiente de concentración. Puesto que la glucosa pasa de una región de alta concentración (sangre) a una de baja (cerebro), los transportadores simplemente facilitan la difusión

• Barrera hematoencefálica “metabólica”

Existen pasos enzimáticos que transcurren en el endotelio, por los cuales los compuestos se modifican y se les impide la entrada en el cerebro. Así por ejemplo la  - Dopa penetra en el endotelio con facilidad, pero una vez allí se modifica enzimaticamente y adquiere una forma incapaz de cruzar la membrana hacia el cerebro.

• Método Bowsman para separar las uniones estrechas

Si se inyecta una solución muy concentrada de azúcar en la arteria que irriga el cerebro aumenta rápidamente la permeabilidad de la barrera, pero muy pronto retornará a su estado original.

Este suceso tiene una serie de implicaciones médicas.

• Disminución temporal de la barrera

Esta sería la administración más eficaz de medicamentos al cerebro. Sobre todos aquellos que son poco liposolubles como la penicilina.

• Inyecciones en el líquido cefalorraquídeo

Puede provocar efectos colaterales

• Soluciones de alta concentración de azúcar

Con ello se consigue abrir la barrera para poder tratar, por ejemplo, a pacientes con tumores cerebrales.

• Permeabilidad selectiva más propiedades metabólicas del cerebro

Podría modificarse una droga que entrara rápidamente en el cerebro. Una vez allí se modificara y fuese incapaz de cruzar la barrera, que pudiera ser absorbida por los tejidos del cerebro y ejerciera un efecto local mantenido.

En resumen podemos decir que la circulación sanguínea también circulan iones que favorecen a las células del organismo. El problema está en que el sistema nervioso también necesita de estos iones u hormonas pero en pequeñas cantidades, ya que éstos pueden inferir en los mensajes nerviosos.

Algunos de estos productos, que como ya hemos dicho son necesarios en pequeñas cantidades y de forma gradual, consiguen sobrepasar la barrera hemaotencefálica a través de los plexos coroideos.

• Plexos Coroideos

Actúan como sistema de filtrado. En estos plexos no hay barrera hematoencefálica ya que producen LCR y así pueden seleccionar los productos necesarios para las neuronas. Al mismo tiempo que también desechan los productos no beneficiosos de las neuronas, expulsan el líquido que producen, actuando como riñones.

Por lo que se puede decir que cumplen una doble función:

• Por un lado son capaces de producir LCR (ésta sería su principal función)

• Actúan como sistema de filtración.

Los plexos coroideos se encuentran en los ventrículos cerebrales.

• Aporte Sanguíneo

El SN compone el 10% del cuerpo humano y se lleva casi el 50% de la sangre a causa de sus funciones y gasto de energía. Para ello dirige dos sistemas de circulación:

• Sistema de circulación Arterial Anterior

Que a su vez está dividido en dos arterias y éstas a su vez se dividen en arteriolos y capilares.

• Sistema de circulación Posterior o circulación Vertebro-Basilar

En este sistema se encuentra la arteria posterior. Al tronco y al cerebro les llega sangre gracias a este sistema. A los hemisferios cerebrales les llega la sangre a través de los sistemas que se unen por medio del polígono de Willis.

Las venas se encuentran en las menínges hasta que llegan a la circulación venosa sistemática y luego al corazón.

• La Médula Espinal.

Se encuentra en el interior de la columna vertebral. En cuanto a sus estructura podemos decir que la médula espinal tienen forma tubular, con una largura de 45 cm. Aproximadamente y con un grosor de aproximadamente 1 cm de diámetro en adultos. Existen 2 zonas con mayor anchura: el engrosamiento cervical y el engrosamiento lumbar.

La médula es más corta que la columna. Para evitar que se pueda dañar se necesita que quede bien amoldada en el hueso. Esto se consigue en el Filum Terminale, cuyas fibras se forma a partir de la Piamadre.

Morfológicamente viendo a la médula desde el interior podemos apreciar una serie de surcos longitudinales que son:

• Surco Anterior Medio: Situado en la parte ventral medial de la médula. Es el más profundo.

• Surco Lateral Anterior: Se encuentra en los laterales del surco anterior medio.

• Surco Posterior Medio: Se encuentra a ambos lados del surco posterior medio.

• Surco Lateral Posterior: Se encuentra a ambos lados del surco posterior medio.

En la médula espinal podemos encontrar dos tipos de sustancia: la sustancia blanca y la sustancia gris.

La sustancia gris se dispone en el interior de la médula mientras que la sustancia blanca se encuentra en el exterior.

• Sustancia Gris

Si trazamos una línea imaginaria desde el surco anterior al surco posterior medio nos encontramos que en cada mitad de la médula se distinguen tres regiones de sustancia gris. Estas regiones reciben el nombre de Astas Grises Medulares:

• Asta Gris Ventral: Se sitúa en la zona entre el surco medio y el surco lateral anterior. Los somas y la dendritas de las neuronas que se encuentran en este asta están implicadas en funciones motoras.

• Asta Gris Lateral: Se encuentra en posición lateral al Asta Gris Ventral. El soma y las dendritas de las neuronas que se encuentran ene este asta están implicadas en funciones de control de las vísceras. Estas neuronas están relacionadas con el Sistema Nervioso Autónomo.

• Asta Gris Dorsal: Se encuentra en posición dorsal a la médula. El soma y sus dendritas están relacionas con funciones sensoriales.

• Sustancia Blanca

Dentro de la Sustancia Blanca están los axones de las distintas astas grises que salen de la médula y espinal y columna vertebral, constituyendo los Nervios Espinales.

Los axones que salen del asta gris ventral y lateral se unen entre sí originando la Raíz Ventral o Motora. Mientras que los axones del asta gris dorsal forma la Raíz Dorsal o Sensitiva.

Al salir de la columna las dos raíces se unen formando un Nervio Espinal.

Una diferencia que existe en cuanto a la forma de estas raíces es que en la Raíz Dorsal podemos encontrar un Ganglio Espinal o de la Raíz Dorsal. Como consecuencia nos encontramos con que hay 31 pares de nervios espinales situados longitudinalmente en la médula. Cada par se encuentra en un nivel por lo que nos encontramos con 31 niveles. Cada uno de estos niveles recibe el nombre de Segmento medular o Mielomero.

Además del Filum Terminale nos encontramos con raíces nerviosas. Al conjunto de estas raíces que están en el saco epidural recibe el nombre de Cola de Caballo.

• Funciones de la Médula

Hay tres grupos de funciones:

• Sirve para conectar al Sistema Nervioso con el exterior del organismo. Esto lo hace por medio de los Nervios Espinales, de manera que recoge información sensorial del exterior y la lleva hasta el Sistema Nervioso y viceversa.

• Parte de la información que recoge la médula se envía al cerebro. Esta sería la segunda función de tránsito de información de la médula a algún punto de la médula.

• Función de procesamiento de la información que recibe la médula. Esta función de la médula recibe el nombre de Reflejos Medulares, que implican a muy pocas neuronas. La mayor parte de estos reflejos son monosinápticos. Por lo que sólo implica una neurona sensorial y otra motora, por ejemplo, los reflejos involuntarios de la rodilla.

La médula también colabora con el tronco cerebral en una serie de respuestas que son más elaboradas, como por respuestas sexuales como pueden ser la erección y la eyaculación.

• Tronco Cerebral

El tronco cerebral está formado por tres zonas distintas. La primera parte es lo que se denomina Bulbo Raquídeo, seguido de la Protuberancia y por debajo de ésta, el Cerebro Medio.

• Bulbo Raquídeo

Se encuentra situado entre la médula y el puente de Valorio. En la parte superior establece contacto con el 4º ventrículo.

En el Bulbo podemos encontrar distintos núcleos de sustancia gris y distinta vías de asociación. A nivel de los núcleos podemos distinguir los siguientes:

• Las Olivas Bulbares: Son núcleos que tienen funciones motoras.

• El núcleo de Goll o núcleo Delgado y el núcleo de Burdach: Tiene funciones sensoriales.

• Núcleos de origen de los Pares Craneales IX, X, XI y XII

• Pirámides Bulbares: Se sitúan en posición ventral al Bulbo Raquídeo. Proceden de la corteza y son fibras.

• Pedúnculos Cerebelosos inferiores: Los Pedúnculos son fibras que sirven para conectar al tronco cerebral con el cerebelo. A nivel del bulbo raquídeo se encuentran los Pedúnculos cerebelosos inferiores que conectan al bulbo con el cerebelo.

• Protuberancia

La Protuberancia es un conjunto de nervios Craneales que parte o se dirigen hacia esta estructura. En la protuberancia se encuentran los pares craneales V, VI, VII y VIII y también los siguientes núcleos:

• Núcleo Locus Ceruleus: (Porción Pontina). No está ubicado solamente en el puente de Valorio, sino que hay otro parte localizada a nivel del mesencéfalo.

• Pedúnculos Cerebelosos Medios: Son un conjunto de fibras que sirven para conectar al puente de Valorio con el cerebelo.

• Mesencéfalo

Corresponde a la parte superior del tronco cerebral y está situado rodeando al Acueducto de Silvio. No se aprecia externamente porque queda oculto por los hemisferios cerebrales. Desde el punto de vista anatómico podemos distinguir:

• Los Pedúnculos Cerebrales: Es la región que queda en posición ventral y lateral del mesencéfalo. Dentro de los pedúnculos se puede distinguir una sustancia una sustancia negra que recibe el nombre de Tegmento.

• El Tegmento es un núcleo de carácter motor. En él se puede diferenciar: la sustancia gris periacueductal (conjunto de núcleos que se encuentran cerca del acueducto de Silvio. Está impliada en funciones vegetativas, pero fundamentalmente tiene que ver con la respuesta de dolor), el núcleo rojo (funciones motoros), los núcleos de origen de los pares craneales III y IV y el núcleo de Locus Ceruleus (porción mesencefálica).

• El Tectum: Se ve desde un puna vista dorsal. En él podemos encontrar la Lámina Cuadrigémina, que tienen funciones sensoriales y que está formada por los tubérculos cuadrigéminos superiores e inferiores. A estos tubérculos también se les de denomina Colículos. Los superiores están relacionados con la visión y los inferiores tienen que ver con la audición. A nivel del Tectum también se encuentran los Pedúnculos cerebelosos superiores.

• Funciones del Tronco Cerebral

• Pone en contacto al SNC con el resto del organismo a través de los 10 pares de nervios craneales. Algunos de estos nervios van a tener funiones motoras, otros sensoriales, etc.

• Sirve para el tránsito de mensajes. Parte de la información que recogen sube a otros órganos superiores.

• Procesamiento de información. Recoge mucha información sensorial y emite respuestas automáticas con cierto grado de complejidad.

• El bulbo raquídeo y el puente son responsables de distintas respuestas vegetativas (respiración, timo cardiaco, etc.).

• El mesencéfalo es capaz de recoger más estímulos sensoriales y de elaborar respuestas automáticas más complejas.

• Su función más importante tiene que ver con la Formación Reticular. Dicha formación anatómicamente no existe, sino que es una serie de núcleos conectados entre sí que forman una red difusa, ya que cada uno de esto núcleos (90) están conectados con los demás. Parte de estos núcleos están en el bulbo, en la protuberancia y en el mesencéfalo.

La Formación Reticular controla el nivel de activación (la excitabilidad) que tienen las neuronas que componen el SNC. Control el nivel de actividad basal de nuestro cerebro de la siguiente forma: controla el nivel de atención que tenemos en un momento determinado relacionándolo así con el sueño-vigilia. Por la misma razón va a ser en parte responsable del tono muscular.

• Esquema sobre el control del “arousal”

Los principales núcleos de la Formación Reticular son: núcleo de RAFE, núcle rojo, locus ceruleus y Oliva Bulbar.

• Cerebelo

Es la parte del SNC que se sitúa por debajo de los hemisferios cerebrales a nivel del lóbulo occipital.

Es dorsal al tronco cerebral y está separado de esto por medio del 4º ventrículo y unido al él por los pedúnculos cerebelosos.

En el cerebelo se distingue la Vermis y los dos Hemisferios Cerebelosos.

Cuna do se observa la estructura celular del cerebelo lo que se aprecia es que la disposición de la sustancia gris y la sustancia blanca varía a la de la médula y a la del tronco, pero es similar a la de los hemisferios cerebrales.

La sustancia gris se va a situar en la periferia, mientras que la sustancia blanca se a encontrar en el interior. Sin embargo dentro de la sustancia blanca se hallan algunos núcleos compuestos de sustancia gris.

Las estructuras que podemos distinguir dentro del cerebelo son las siguientes:

• Corteza Cerebelosa (exterior)

• Sustancia Blanca Subcortical

• Núcleos Cerebelosos (interior)

• Núcleo Dentado

• Núcleo Emboliforme

• Núcleo Globoso

• Pedúnculos Cerebelosos

• Funciones Generales

• Funciones motoras. Mantenimiento del equilibrio, tono muscular y con el mantenimiento de la postura. LA información siempre le va a llegar a través de los pedúnculos cerebelosos.

• Está relacionado con el control voluntario de nuestros movimientos. El cerebelo no da órdenes sino que lleva a cabo correcciones de estas órdenes que se ha generado en otros lugares, por ejemplo en la corteza cerebral.

• Está implicado en procesos de aprendizaje y procesos emocionales. Aquellas personas que tienen lesiones cereberales tienen dificultades en actividades de aprendizaje y se pueden observar cambios emocionales debido a que tiene relación con zonas subcorticales.

• Prosencéfalo

Ocupa una extensión mayor en el SNC. En él se puede distinguir el Diencéfalo y el Telencéfalo.

• Diencéfalo

Es la parte más pequeña. Está situada en el área basal del prosencéfalo, de manera que queda situada entre el tronco cerebral y el telencéfalo.

En él se puede distinguir: Tálamo, hipotálamo, Epitálamo, Subtálamo hipófisis y Epífisis.

• Tálamo: Es la parte más grande. Está formada por dos glóbulos, cada uno de los cuales se sitúa a ambos lados del tercer ventrículo. Los glóbulos están unidos entre sí por un punto de sustancia gris denominada masa intermedia, que atraviesa el tercer ventrículo.

En él se encuentran hasta 30 núcleos diferentes. Los más importantes son: cuerpos geniculados, núcleos ventrolaterales y núcleo pulvinar.

Las funciones que tienen los núcleos que forman el tálamo son:

• Funciones sensoriales. Es un núcleo de relevo e integración de la información sensorial. Le llega toda la información sensorial excepto la olfativa. Esta información la transmite a la corteza cerebral.

SNP: Respuestas

Sistema Endocrino

FORMACIÓN RETICULAR

CORTEZA

TRONCO

MÉDULA

INFORMACIÓN SENSORIAL