NEUROCIENCIA Y CONDUCTA I: FUNDAMENTOS.

TEMA 1: Definición y objeto de estudio de la neurociencia.

R.W. GERARD (1950-EE.UU) tuvo mayor difusión y utilidad a partir de un programa de investigación en el Instituto Tecnológico de Massachussets (universidad). Aparición de varias sociedades de neurocientíficos.

Para Gerald Adelman: “Un neurocientífico es cualquier científico interesado en comprender los mecanismos subyacentes a la función cerebro-mente.”

Para G.M. Sheperd: “La neurociencia es el estudio de las células nerviosas y de las formas en que organizan para formar sistemas nerviosos que median el comportamiento animal.”

Para M.J. Zigmond y cía. : “La neurociencia es la ciencia del sistema nervioso; y es una ciencia interdisciplinar que incluye, entre otras, a la psicología y la neuropsicología dedicadas a la organización y sustratos nerviosos del comportamiento y a la cognición.”

El objeto de estudio de la neurociencia de cara a la Psicología es estudiar la anatomía funcional del sistema nervioso implicada en aspectos del comportamiento como percepción, movimiento, aprendizaje, la memoria, comportamiento emocional, lenguaje, etc.

W. James, en Pincipios de Psicología:

-“En Psicología hay que conocer los comportamientos del cerebro. Éste determina nuestro comportamiento.”

• Neurociencia = Neuroanatomía, Neurofisiología, Neurología y Psicología Fisiológica.

El punto común de debate entre estas cuatro es si “es o no es posible que las funciones cerebrales estén localizables.”

Este debate lo proponen a principios del siglo XIX : F. GALL (1758-1828) y su discípulo:

J. SPURZHEIM (1776-1832).

“La Sustancia Gris, más conocida actualmente como corteza cerebral, era tejido nervioso funcional. También que la existencia de pliegues (con entrantes y salientes) en la misma, era para tener más capacidad de corteza cerebral en el mismo espacio, es decir, sin aumentar el tamaño del cráneo. También se dieron cuenta de que existía mielinización después del nacimiento (formación de la vaina de mielina).

Pero estos señores se equivocaron en la teoría de la “Frenología u Organología” que consistía en subdividir la conducta en aproximadamente 35 facultades, tanto afectivas como intelectuales; y supusieron que esas facultades dependían del desarrollo de una determinada función del cerebro,

CONTRIBUCIONES DE LA NEUROANATOMÍA.

Santiago Ramón y Cajal.

Estudió casi todas las regiones del sistema nervioso en todos los vertebrados y algunos invertebrados, tanto en estado adulto como en estado de desarrollo.

Su obra más importante: Textura del Sistema Nervioso y los Vertebrados.

Se formó la Doctrina de la Neurociencia (W. Waldeyer 1891):

“El Sistema Nervioso consiste en numerosas unidades nerviosas (neuronas) anatómica y genéticamente independientes.”

Otra teoría que fue defendida en el siglo XIX, por ejemplo por Camilo Golgi, fue la “Reticular”; según esta teoría, el tejido nervioso era como una red, las neuronas eran continuas. De esta manera la información podía ir en cualquier dirección.

Pero Cajal, estudiando distintos tipos de sistemas nerviosos en distintas fases del desarrollo, pudo observar que de la neurona partía una prolongación pero que no llegaban a tocarse unas con otras, existe contigüidad, no continuidad.

Cajal también propone: “La Ley de la Polarización Dinámica.”

La información en el sistema nervioso iría desde las ramas protoplasmáticas (dendritas) hasta el cuerpo celular y de éste hasta la expansión nerviosa.

El soma (cuerpo) de las células nerviosas y las dendritas forman el aparato de recepción de información; y el axón, el órgano de emisión y repartición de la información.

Neuroanatomía

K. BRODMAN

Propuso que si estuviesen localizadas las funciones cerebrales habría diferencias estructurales en la corteza cerebral.

Hicieron entonces los neuroanatómicos MAPAS CITOARQUITECTÓNICOS.

Subdividieron la corteza cerebral de acuerdo con las características de las células constituyentes.

No toda la corteza cerebral vale para todo, existe una localización funcional según la neuroanatomía.

Psicología Fisiológica.

Es el estudio de las bases fisiológicas del comportamiento humano. Tiene su origen en el siglo XIX, y se considera generalmente a W. WUNDT el fundador de esta disciplina (1874).

El animal que prefirió para sus experimentos fue la rata blanca, porque era de reproducción rápida y resultaba más barata. El roedor poseía un lisencéfalo (corteza cerebral sin surcos ni circunvoluciones).

Estaban interesados en el aprendizaje, la emoción y el comportamiento motivado (hambre, sed, agresividad, sexo, etc.).

Para estudiar cuáles son las bases nerviosas los psicólogos fisiológicos utilizaban técnicas como:

• Ablación:

-Mecánica: quitar una determinada zona cortical con bisturí.

-Eléctrica: se utiliza para regiones que están por debajo de la corteza cerebral.

-Química: también se utiliza para estructuras bajo la corteza cerebral; se deposita una sustancia que destruye las células o las prolongaciones.

• Estimulación eléctrica: si se estimula una región determinada de le corteza cerebral en el animal, se provocará una respuesta involuntaria por parte del animal.

• Inactivación temporal: durante un tiempo una zona del cerebro es inactivada (por ejemplo por congelación) para ver cómo se comporta antes, durante y después de la intervención, cuando se restablece la normalidad en la zona intervenida.

K.S. LASHLEY (1890-1958).

Estudió los mecanismos cerebrales del aprendizaje. Intentó localizar un centro específico en la corteza cerebral que interviniera en los procesos del aprendizaje.

La rata blanca tenía que aprender el recorrido de un laberinto. Tras muchas observaciones obtuvo que no había ninguna región en la corteza cerebral que tuviera un déficit específico de aprendizaje. Elaboró la LEY DE ACCIÓN DE MASA, según la cual la cantidad de déficit de aprendizaje dependía de la extensión del daño causado en la corteza cerebral, no de su localización precisa.

Pero más adelante se dieron cuenta de que esto no era cierto, y los que siguieron sus estudios se apoyaron en teorías locacionistas.

D.O. HEBB (1904-1989).

Era un teórico y propuso que podía existir una clase de neuronas cuyas conexiones serían sinapsis que podrían ser modificadas por la experiencia, es decir, que en el aprendizaje estarían interviniendo circuitos nerviosos en los que hubiera una parte revervante y que las sinapsis podrían cambiar de morfología o funcionamiento durante el aprendizaje.

R.W. SPERRY (1913-1994).

Fue Premio Nobel en medicina en 1981, e hizo unas contribuciones muy importantes en el campo de la Psicología Fisiológica.

Los hemisferios cerebrales están unidos entre sí por una estructura llamada cuerpo calloso (neuronas de un hemisferio originan axones que se conectan con axones en el mismo lugar del hemisferio opuesto).

Entrenaba gatos para que aprendieran una tarea con un ojo; cuando se les destapaba el otro ojo descubrían que sabían hacer la tarea también con ese ojo solamente. Al cortarles el cuerpo calloso, se evitaba que el entrenamiento (información) pasara de u hemisferio al otro y el gato no sabía hacer la tarea.

Se le presentó la oportunidad a Sperry de analizar su efecto en el hombre, ya que algunos neurocirujanos utilizaban el corte del cuerpo calloso para evitar que los ataques epilépticos pasaran de un hemisferio al otro (la epilepsia es un exceso de electricidad en algunas neuronas de un hemisferio). A los pacientes comisurotomizados (pacientes a los que se les practicaba un corte en el cuerpo calloso) se les sometió a un análisis de las capacidades preceptuales y mostraban también, al igual que los gatos, una división del conocimiento consciente, por ejemplo: con el ojo izquierdo se les mostraba una pata de gallina y posteriormente comentar qué habían visto; no supieron decir nada porque no fueron capaces de transferir la información de un hemisferio al otro.

También se les pidió que escogieran un objeto con la mano izquierda; en este caso escogieron el objeto correcto.

Había, por tanto una separación de la conciencia en dos partes y la unificación de ambas es llevada a cabo por el cuerpo calloso.

También se llegó a la conclusión de que cada hemisferio tiene unas funciones determinadas.

Neurofisiología.

La Neurofisiología se puede definir como el estudio de del funcionamiento del sistema nervioso (2ª mitad del siglo XIX), se origina cuando E. DU BOIS-REYMOND, J. MÜLLER y H. VON HELMHOLTZ descubrieron que la actividad eléctrica de una célula nerviosa (neurona) afecta a la actividad de otra célula nerviosa (neurona) de modo previsible.

G. FRITSCH (1838-1907), E. HITZIG.

Ambos eran médicos y se interesaban por la estimulación eléctrica del cerebro; se les conoce por dos investigaciones:

• G. Fritsch: era médico en la guerra Pruso-Danesa; descubrió que al limpiar determinada región de la corteza se producía una contracción muscular en la zona opuesta del cuerpo.

• E. Hitzig: descubrió que si aplicaba corrientes eléctricas de baja intensidad en la parte posterior de la cabeza, se producían movimientos oculares.

Utilizaron perros a los que ponían al descubierto determinadas zonas cerebrales y estimulaban eléctricamente.

Contrariamente a lo que creían sus contemporáneos, descubrieron que la corteza es estimulable eléctricamente, y que había una región específica que producía contracciones musculares contralaterales.

Esta región del cerebro es conocida como CIRCUNVOLUCIÓN PRECENTAL (anterior al surco central).Aquí está la corteza motora primaria.

D. FERRIER (1843-1928)

Realizó los mismos estudios pero con macacos y obtuvo resultados más refinados.

Al mismo tiempo hizo experimentos complementarios, destruyó parte de la corteza cerebral de la circunvolución precental. En uno de sus macacos esto produjo parálisis de una mano.

C. SHERRINGTON (1837-1952).

Hizo lo mismo pero con el gorila y con el orangután y descubrió lo mismo; y confirmó la existencia de la actividad motora de la circunvolución precental. Demostró, a su vez, que allí existía una especie de mapa del cuerpo. También introdujo términos muy importantes:

• Sinapsis: zona donde dos neuronas están más próximas entre sí (1897).

• Campo receptor: neuronas relacionadas con los sistemas sensoriales.

F. KRAUSE (1857-1937).

Trató a sujetos humanos a los que se había operado en la cabeza (en la corteza cerebral), para quitarles cicatrices en la corteza. A estos sujetos se les estimuló eléctricamente y obtuvo unos resultados similares a los de W. Penfield (Homúnculo Motor).

“Todos los puntos estimulados eléctricamente corresponden a la circunvolución precental.”

E. ADRIAN, P. BARD, W. MARSHAL.

Estimularon en la periferia y registraron en la corteza; al presentar estímulos factibles, observaron que había una zona cortical situada inmediatamente detrás de la corteza motora primaria, en la circunvolución poscentral que modificaba su actividad eléctrica por efecto de estos estímulos; era la corteza somatosensorial.

Se realizaron unos estudios para develar los mecanismos por los que una neurona pasa información a otra: POTENCIAL DE ACCIÓN o IMPULSO NERVIOSO (señal eléctrica).

A. HODKIN, A. HUXLEY, B. KATZ.

Utilizaban como preparación experimental al axón gigante del calamar, porque ese axón es de gran tamaño al contrario que los de los mamíferos, además al presionar el axón se sacaba su contenido químico compuesto por: sodio, potasio, cloro y proteínas. La respuesta de los axones de los mamíferos es similar.

Neurología.

(Siglo XVII) En la época se la llamaba la “doctrina de los nervios.”

Estudia las enfermedades o lesiones del sistema nervioso, en algunos casos acompañados de alteraciones en el comportamiento.

Los datos son complementarios en algunas ocasiones de la psicología fisiológica, y son exclusivos de nuestra especie.

J. HUGHINGS JACKSON (1835-1911).

Se interesaba por trastornos motores, ataques epilépticos y parálisis.

Observó un tipo de ataques epilépticos muy limitadas que empezaban en los dedos, seguían por la mano, antebrazo, brazo y cadera; emitió una hipótesis:

“Las partes del cuerpo que son capaces de movimientos voluntarios tienen que tener una mayor representación cortical, como las manos y la cara.”

P. BROCA (1824-1818).

Descubrió la localización cortical del centro de control del habla. Estudió a varios sujetos afásicos (no comprendían ni articulaban el habla, pero sí la escritura). Estudió a un sujeto afásico y cuando murió, se descubrió que tenía una lesión en el lóbulo frontal del cerebro: ÁREA DE BROCA.

C. WERNICKE (1848-1904).

Descubrió otro tipo de afásicos que tenían una lesión en el lóbulo temporal (área de Wernicke).

ÁREA DE WERNICKE: conectaba con el ÁREA DE BROCA (la que articula el habla).

-Caso “Phineas Gage”: era el capataz de una empresa de ferrocarriles en Inglaterra. Era muy educado, respetuoso y agradable con sus trabajadores. Un día estaba con uno de sus trabajadores que estaba preparando un barreno, hubo un fallo, saltó una chispa que prendió la pólvora e hizo saltar una barra que se clavó de abajo a arriba en Phineas Gage.

Éste se salvó pero su personalidad cambió bruscamente y por completo, no era capaz de hacer predicciones de futuro, se volvió maltratador de sus trabajadores y tuvo que dejar el trabajo. Tras hacer unos viajes murió. Se conservó su cráneo y hace unos años se reconstruyó la trayectoria de la barra en su cerebro.

TEMA 2: Citología De Las Células Nerviosas.

Existen dos tipos de células:

• Neurona

• Célula Glial

Por medio de estas dos el cerebro hace su labor.

La neurona está limitada por una membrana plasmática que limita una solución acuosa de orgánulos y moléculas: citoplasma.

Esa membrana plasmática tiene una estructura bicoca que está compuesta por:

• Lípidos

• Proteínas:

Estructurales: dan forma.

Transportadoras: para llevar moléculas de un lugar a otro del citoplasma.

Canal: presentan un poro a través del cual se pueden mover moléculas pequeñas (cloro, potasio, sodio, calcio).

Receptoras: son aquellas que detectan la presencia, en el espacio extracelular, de moléculas con función de comunicación.

NEUROTRANSMISORES

Se unen con las proteínas receptoras. También sirven para detectar que en el espacio extracelular existen hormonas. La neurona se divide en cuatro partes funcionales:

-Cuerpo celular: lleva a cabo la función del metabolismo además de la recepción de la información (esa parte de la neurona puede recibir las terminaciones de los axones de otras neuronas).

-Dendritas: son prolongaciones que muy próximas al cuerpo celular se bifurcan formando el “árbol dendrítico”.Su función es la de recibir información. Sobre ellos acaban terminaciones de otros axones. Tienen espinas dendríticas (abultamientos en las bifurcaciones, evaginaciones) cuyo aspecto y función varía dependiendo del medio en el que se desarrolle el organismo.

-Axón: se origina de una parte del cuerpo celular llamado colina axónica, puede tener ramificaciones en ángulo recto. En el cono axónico se decide si se genera una señal eléctrica o no. Si se genera, se transmite a través del axón y no se pierde (impulso eléctrico).

-Botones terminales o terminales axónicos: el impulso nervioso va a dar origen a que se liberen unas moléculas llamadas neurotransmisores.

Partes del cuerpo neuronal.

-Canión/núcleo: delimitado del resto del citoplasma por una membrana doble cuyas estructuras son como las de la membrana plasmática, y tiene poros. Dentro del núcleo, entre otras moléculas, hay moléculas de ÁCIDO DES-OXI-RIBO-NUCLEICO (ADN). Cuando la célula se va a dividir, lo “empaqueta” junto con otras proteínas y da lugar a los cromosomas, si no está dividido. Es el material que contiene la información hereditaria y a partir del cual se van a fabricar todas las proteínas de la célula. Luego se separan las dos cintas de ADN y se fabrica el ARN que lleva el mensaje de qué es lo que hay que fabricar, a la fábrica de moléculas desde el centro (núcleo).

-Retículo Endoplasmático Rugoso: consiste en una serie de sacos membranosos interconectados en cuya superficie hay otro orgánulo: Ribosoma.

Cuando el ARN llega a la fábrica, cada tres moléculas indican al ribosoma que hay que fabricar un aminoácido. Así se van uniendo los aminoácidos y forman una cadena que luego pasa a los sacos membranosos y allí pasará a tener su forma definitiva.

Hay otro retículo sin ribosomas (Retículo Endoplasmático Liso).

-Aparato de Golgi: conjunto de sacos membranosos interconectados. En los sacos más alejados del núcleo se puede producir un estrechamiento que da lugar a unas vesículas que transportan moléculas que necesita la neurona en otros lugares.

-Mitocondrias: orgánulo compuesto por una doble membrana; la externa, que es lisa y la interna, que tiene unos pliegues (crestas). Aquí se lleva a cabo la respiración celular. Moléculas como grasas y glucosas se han transformado en el citoplasma en ácido pirúvico, que se introduce en la célula, e incorporado en el CICLO DE KREBS; de estas reacciones químicas se obtiene la molécula ATP+CO2 (también interviene el óxido) que se llama ADENOSIN TRI-FOSFATO (ATP). Éste se habría sintetizado de otra molécula ADP+Pi+E (energía).

Las mitocondrias van a estar en los lugares de la célula que precisen energía (como la liberación del líquido neurotransmisor).

-Fibrillas del citoesqueleto: sirven para dar estructura al citoplasma. Hay tres tipos:

Microtúbulos: conjuntos cilíndricos de trece filamentos de proteínas dispuestos alrededor de un núcleo hueco. Tienen un diámetro entre 20 y 30 nanometros (1nm = 1/10{elevado a 9}m). Se ha descubierto que están asociados con enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer (1907): alteraciones de memoria, pérdida de la orientación, trasladan objetos arbitrariamente, creencia de que van a ser matados, desorientación tanto en el tiempo como en el espacio, los últimos años de vida los pasan en cama en posición fetal, en estado de vegetal. En su cerebro había ovillos neuro-fibrilares debidos a que hay otra proteína (tau) que une los microtúbulos entre sí para mantenerlos paralelos y en los enfermos se separan y se depositan en el citoplasma, el axón pierde forma y no puede pasar información de una neurona a otra.

Neurofilamentos: su diámetro aproximado es de 10nm. Es un conjunto de filamentos proteicos, como cuerdas.

Microfilamentos: su diámetro aproximado es de 7nm. Son filamentos, como un collar de cuentas estirado en el que cada cuenta es una proteína, y los dos collares forman una hélice uno con el otro. Además estas estructuras en el axón sirven para transportar sustancias (transporte axoplasmático) dependiendo de la dirección, puede ser antelógrado (sustancia proteica: Kinesina) si va desde el cuerpo de la célula a los terminales; o en el sentido contrario, retrógrado (sustancia proteica: Dyneína). También de acuerdo con la velocidad, el transporte axoplasmático puede ser lento, que mueve sustancias a unos pocos milímetros al día; o transporte axoplasmático rápido, que mueve sustancias a varios centenares de milímetros al día.

Las sustancias del transporte lento: proteínas para el citoesqueleto o como enzimas.

Las sustancias del transporte rápido: vesículas membranosas o mitocondrias.

-Axón: se origina en una parte del cuerpo celular que tiene forma de cono (de ahí “cono axónico o colina axónica”). Es una prolongación única (en neuronas jóvenes puede haber más) que se ramifica solo en su extremo distal. El colateral del final también se ramifica y recibe el nombre de “botones terminales o terminales axónicos”.

La función de éstos es que la señal eléctrica pase de una neurona a otra a través del líquido neurotransmisor.

La longitud y el diámetro de los axones pueden variar. Los de mayor diámetro suelen estar recubiertos de una vaina de mielina (aislante eléctrico) que no es continua, no hay vaina de mielina ni en la colina ni en los botones.

Cuando tiene vaina de mielina (aislante eléctrico), se llama mielinizado, cuando no, es amielínico (que suelen ser los pequeños). En el mielinizado las zonas sin vaina se llaman NÓDULOS DE RANVIER y la zona entre dos nódulos se llama internódulo. Las vainas de mielina están formadas por células gliales:

• Sistema Nervioso Central (SNC): oligodendrocitos (son células con pocas prolongaciones).

• Sistema Nervioso Periférico (SNP): células de schwann.

El SNC abarca el encéfalo la médula espinal mientras que, el SNP abarca todos los nervios. A los nervios del SNC se les denomina fascículos.

Los oligodendrocitos forman la vaina de mielina en dos o más neuronas y pueden formar la mielina de varios internódulos: En cambio, la célula de schwann forma la vaina de mielina de una sola neurona y en ella la vaina de un internódulo.

-Dendritas: son prolongaciones que a poca distancia del cuerpo se bifurcan. Reciben la información. Tienen evaginaciones (abultamientos). Se pueden encontrar: mitocondrias, ribosomas o fibrillas del citoesqueleto.

-Canales iónicos: son proteínas que atraviesan toda la membrana celular, que permiten el paso de iones (moléculas cargadas eléctricamente) como el sodio (Na+), el potasio (K+), el cloro (Cl-) y el calcio (Ca2+). Estas proteínas tienen un poro a través del cual se mueven esto iones, son específicos de cada ión. No están repartidos por toda la membrana, por ejemplo los del Ca2+ se encuentran en los canales terminales y el resto, en la membrana, dendritas, cuerpo y axón.

También se clasifican de acuerdo con su morfología, si es siempre igual o no. Hay un tipo de canal llamado “canal sin puerta”, es una proteína cuya morfología es siempre la misma y su poro está siempre abierto. El otro tipo de canal es el “canal con puerta”, es una proteína que puede estar en dos estados tridimensionales o morfológicos:

Abierto: existe el poro y los iones se pueden mover.

Cerrado: sin poro y los iones no se pueden mover.

Los cerrados son muy abundantes para el ión Na+ (sodio). Para crear una señal eléctrica debe haber movimiento de los iones. Cuando todos los canales del sodio están cerrados, la neurona está en reposo. Los canales se abren si el impulso eléctrico implica Na+.

Existen dos mecanismos para que se produzca un impulso eléctrico:

Por un cambio de voltaje.

A través de una molécula química (un líquido) que se une a otra que es su receptora. La más común que se unirá a las receptoras es el neurotransmisor.

Los abiertos suelen estar en el cuerpo neuronal y dendritas y los cerrados (controlados por el voltaje) en el axón, cuerpo neuronal y dendritas.

Sinapsis: es la región donde dos neuronas están más próximas entre sí. Está compuesta por tres elementos.

Elemento presináptico: es la región de la neurona presináptica. Hay unas estructuras con forma globular llamadas “vesículas del neurotransmisor” porque dentro de ellas se encuentra el neurotransmisor. También hay mitocondrias (porque se utiliza energía) también hay fibrillas del citoesqueleto.

Espacio o hendidura sináptica: mide entre 20 y 30nm. Es el lugar donde se libera el neurotransmisor y donde se une a sus moléculas receptoras.

Elemento postsináptico: es la región de la neurona postsináptica próxima a la siguiente neurona. Hay tres proteínas en la membrana para el neurotransmisor, mitocondrias y también fibrillas del citoesqueleto.

Esta es la sinapsis química, también hay sinapsis eléctrica.

Estas membranas pueden tener el mismo espesor o distinto espesor; si tienen distinto espesor la sinapsis es asimétrica (tipo I), si el espesor es el mismo la sinapsis es simétrica (tipo II).

La sinapsis entre axón y dendrita se llama axodendrítica, entre el botón terminal y el cuerpo neuronal se llama axosomática, entre un axón sobre otro axón axoaxónica, en la que intervienen los dos cuerpos neuronales se llama somatosomática y la que intervienen varios botones terminales sobre una dendrita se llama glomérulo.

En el otro tipo de sinapsis, la eléctrica, hay unos puentes citoplasmáticos entre ambos (pre-post) así que a través de estos puentes citoplasmáticos puede haber intercambio de iones. El espacio sináptico es menor (de 2 a 3nm). Las diferencias entre los dos tipos de sinapsis se pueden resumir en estos cuatro:

-Eléctrica: el espacio sináptico es de 2 a 3nm y hay puentes citoplasmáticos.

-Química: el espacio sináptico es de 20 a 30nm y no hay puentes.

-Eléctrica: el agente mediador es la corriente iónica.

-Química: el agente mediador es el neurotransmisor.

-Eléctrica: existe poco retraso sináptico (tiempo que tarda el impulso eléctrico en saltar de una neurona a otra), porque hay menos espacio y porque hay puentes citoplasmáticos.

-Química: el retraso sináptico oscila entre los 0.3 y los 5 milisegundos porque hay más espacio sináptico, se tiene que liberar el neurotransmisor, atravesar el espacio y unirse a las proteínas receptoras; para esto también tienen que abrirse los canales iónicos que están cerrados.

-Eléctrica: es bidireccional.

-Química: es unidireccional y la información solo puede ir en una dirección determinada.

Solo en la presináptica están los neurotransmisores en sus vesículas por ello es unidireccional.

Las neuronas se pueden clasificar de acuerdo con varios criterios. El primer criterio es según el número de prolongaciones celulares.

-PSEUDOUNIPOLARES: son aquellas neuronas que solo tienen una prolongación (ganglios raquídeos de la médula espinal).

-BIPOLARES: son aquellas neuronas que tienen dos prolongaciones; una de ellas funciona como dendrita y la otra como axón (neuronas de la retina o las células sensoriales de la mucosa olfativa).

-MULTIPOLARES: son aquellas que tienen tres o más prolongaciones de las cuales una es el axón y el resto son dendritas.

Entre las neuronas multipolares, se pueden diferenciar las de “axón largo” Golgi tipo I, que va a conectar con neuronas de otra región; o las de “axón corto” Golgi tipo II, que va a conectar con neuronas de la misma región.

*En los abultamientos de la médula espinal o ganglios espinales hay neuronas pseudounipolares; éstas son siempre sensoriales.

*Colaterales axónicos: son ramificaciones del axón.

*Célula de purkinje: sus dendritas están muy ramificadas, tienen el axón muy corto y se encuentran en el cerebelo. Lo curioso de éstas es que todo su árbol dendrítico está en un plano.

El segundo criterio por el que se pueden clasificar las neuronas es según la función que desempeñen:

-SENSORIALES: sirven para detectar estímulos externos e internos en nuestro cuerpo. Lo característico es que sus dendritas están especializadas para poder detectar estos estímulos. A su vez las células sensoriales pueden dividirse en dos grupos:

Neuronas de origen neural: células olfativas, los fotorreceptores, las células del tacto.

Neuronas de origen no neural: células gustativas de la lengua, células ciliadas del oído interno.

Los fotorreceptores (conos y bastones) tienen en su segmento externo (dendrita) moléculas de fotopigmento encargadas de la captura de los fotones de luz. Transmiten la información procedente de la periferia del cuerpo hacia los centros nerviosos situados en la médula espinal o en el cerebro.

Células sensoriales:

• Fotorreceptores: conos y bastones de la retina.

• Mecanorreceptores: receptores del tacto, presión de la piel o las células ciliadas del oído interno.

• Quimiorreceptores: receptores gustativos y olfativos en la lengua y la mucosa nasal.

-MOTORAS: son neuronas cuyo axón realiza la sinapsis con células musculares. Éstas no están especializadas en las dendritas, sino en el axón. Esta sinapsis recibe el nombre de “unión neuromuscular”. Se encuentran en el SNC; tronco del encéfalo para el control de la musculatura situada en la cabeza, por ejemplo para controlar la lengua, músculos faciales (masticadores y maxilares) o los extraoculares (movimientos oculares). También hay en la médula espinal para el control de la musculatura situada en el tronco o en las extremidades. Transportan la información desde el cerebro y la médula espinal hacia los músculos. Son las motoneuronas troncoencefálicas y espinales.

-NEURONAS DE ASOCIACIÓN (INTERNEURONAS): son las que están interconectadas

entre las sensoriales y las motoras. Este tipo de neurona es la más abundante. Procesan la información sensorial y la almacenan en la memoria; también permiten el aprendizaje y dan órdenes a las motoras para recibir respuestas. Están en la corteza cerebral, son todas las neuronas del encéfalo. Pueden servir como neuronas de asociación dentro de un mismo núcleo:

• Locales: grupo de neuronas relacionadas funcionalmente. Sus axones quedan dentro de un mismo núcleo de neuronas.

O como neuronas de asociación entre distintos núcleos:

• Proyección: los axones salen del núcleo de neuronas para llegar a otro núcleo.

-CÉLULAS NEUROENDOCRINAS: son aquellas que cuando un impulso nervioso (potencial de acción) en lugar de liberar un neurotransmisor liberan una neurohormona y ésta, como todas las hormonas es liberada a la sangre para llegar a sus órganos diana, donde van a actuar.

Existe también una clasificación química de las neuronas, de acuerdo con el neurotransmisor liberado en sus terminales:

Células gliales: en el SNC hay alrededor de un 9% más de células gliales que neuronas. Las células gliales se dividen generalmente en cinco clases principales:

Astrocitos: tienen forma de y se subdividen en dos tipos:

-Fibrosos: tienen muchas prolongaciones largas y delgadas y poco ramificadas. Son abundantes en las cíneas del SNC que contienen axones mielinizados (sustancia blanca).

-Protoplasmáticos: tienen pocas prolongaciones y son de tamaño intermedio. Están asociados con los cuerpos celulares, dendritas y sinapsis de neuronas a las que envuelven de forma característica (sustancia gris). Su función es intervenir en el metabolismo de la neurona (por su asociación con las dendritas), controlar las concentraciones de algunos iones como el potasio (fuera de la neurona).

Hay un tipo especial de astrocito:

La célula glial radial solo se puede observar durante el desarrollo del sistema nervioso porque va a intervenir en la migración de las neuronas.

Oligodendrocitos: se encuentran principalmente formando la vaina de mielina de los axones mielinizados del SNC.

Microglía: células pequeñas de forma ovoidal que funcionan como fagocitos del sistema nervioso, ingieren los restos del tejido del sistema nervioso (por ejemplo por una lesión).

Células Ependimarias: recubren las paredes del sistema ventricular, epéndimo (en la médula espinal). En el sistema ventricular están especializadas en la fabricación de un líquido: “Líquido Céfalo-Raquídeo” (LCR). Este líquido está situado también en las meninges y el cerebro, y entre las meninges y la médula espinal.

Célula de Schwann: forma la vaina de mielina de los axones mielinizados del SNC.

Las funciones que realizan las células gliales en conjunto son:

Algunas células gliales actúan como elementos de soporte.

Algunas células gliales actúan como fagocitos tras la muerte o el daño neuronal.

Ciertas células gliales suministran la mielina.

Las células gliales controlan la concentración de potasio en el espacio extracelular y ayudan a retirar los neurotransmisores liberados por las neuronas.

Durante el desarrollo del sistema nervioso, ciertas clases de células gliales guían la migración de las neuronas.

Se dispone la evidencia que sugiere que algunas células gliales tienen funciones de nutrición para las neuronas.

TEMA 3: Transmisión De La Información En El Sistema Nervioso.

Se intenta explicar en qué consiste la señal informativa que utiliza la neurona, tipo de célula caracterizado por la capacidad de modificar el estado funcional de otras células. En su modo de funcionamiento más sencillo, el conjunto de neuronas que constituyen un cerebro establece comunicación entre una célula sensorial y una célula motora; la acción a que hace referencia la definición de comunicación es una señal eléctrica que se transmite por las prolongaciones de la neurona y que va a actuar sobre otra célula generalmente, por medio de un conjunto de moléculas (neurotransmisores).

Entre el interior y el exterior de todas las neuronas existe una “diferencia de potencial eléctrico” conocida como Potencial de Membrana. Esto es debido a que a ambos lados de la membrana celular, existe una diferente distribución de iones; hay un exceso de cargas positivas en el exterior de la membrana (en adelante el espacio extracelular) y un exceso de cargas negativas en el interior de la membrana (en adelante el espacio intracelular).

Esta separación de cargas es la que da lugar a la diferencia de potencial medido a través de la membrana, que oscila entre los -60 y -70mv.

Ión	Interior[ ]	Exterior[ ]	Pot. De equilibrio
K+	400	20	-77.8
Na+	50	440	56.5
Cl-	52	560	-61.8
A-	385	---	---

Estos datos corresponden a la situación en que la neurona no está modificando su actividad por una acción exterior a ella, es decir, se encuentra en reposo, y al potencial se le denomina potencial de membrana en reposo.

¿Qué es lo que evita que los gradientes desaparezcan (que se igualen las concentraciones a ambos lados de la membrana)?

La situación de los canales define la permeabilidad de la neurona a un ión determinado. En reposo, los canales del sodio (mayoritariamente del tipo “cerrados”) se encuentran cerrados por lo que la permeabilidad es muy pequeña; en cuanto al potasio (canales sin puerta o del tipo “abiertos”) la permeabilidad a éste es muy alta. Lo que evita que los gradientes desaparezcan son varias fuerzas diferentes; en 1º lugar, sobre los distintos iones actúa una fuerza que deriva del hecho de que se encuentran concentrados de forma diferente a ambos lados de la membrana; se llama FUERZA DEL GRADIENTE DE CONCENTRACIÓN y actúa para igualar las concentraciones a ambos lados; en 2º lugar, sobre los distintos iones actúa una fuerza que deriva del hecho de que hay una concentración diferente de cargas eléctricas a ambos lados de la membrana y se denomina FUERZA DEL GRADIENTE ELÉCTRICO o PRESIÓN ELECTROSTÁTICA. De tal manera que un determinado ión estará sometido a fuerzas de atracción y de repulsión eléctricas. Para determinar el potencial de equilibrio se puede utilizar la ECUACIÓN DE NERST:

E (=Pot eq) = R·T ·Ln [ ]e

Z·F [ ]i

E potencial de membrana medido.

R constante de los gases.

T temperatura en grados kelvin.

Z valencia del ión.

F constante de Faraday.

[ ]e concentración del ión en el exterior.

[ ]i concentración del ión en el interior.

Para un ión negativo como el Cl-, [ ]e se coloca abajo mientras que [ ]i se coloca arriba; si se hace el experimento a temperatura ambiente.

EXTERIOR CELULAR + + + K+ + Cl- + Na+ +

MEMBRANA CELULAR ATP

INTERIOR CELULAR - A- K+ - Cl- - - Na+ - -

Fuerza del gradiente eléctrico.

Fuerza de difusión.

Para que la neurona tenga un potencial de membrana en reposo constante la separación de carga a través de la membrana debe ser constante: la entrada de carga positiva Na+ debe ser equilibrada por la salida de carga positiva K+, pero esto conduciría finalmente a la disipación de los gradientes iónicos, lo cual no se observa.

Ello es debido a la existencia de una 3ª fuerza, consistente en una proteína llamada bomba de sodio-potasio, que expulsa 3 iones de Na+ del interior de la célula e introduce 2 iones de K+ al interior, de forma activa. Pero la actuación de esta proteína es un proceso que requiere energía, que viene dada por la degradación de moléculas de Adenosín-Tri-Fosfato (ATP).

Pariendo del potencial de membrana en reposo, si éste se mueve hacia el valor 0, decimos que la membrana ah sufrido una despolarización (pierde la polaridad eléctrica que tiene). Si sobrepasa el potencial de reposo, haciéndose más negativo, decimos que la membrana ha sufrido una hiperpolarización. Estas modificaciones del potencial de membrana son debidas a la transmisión de información desde otras neuronas que hacen sinapsis con la que estamos considerando; se registran en las zonas receptoras de las

neuronas; ambos cambios son denominados colectivamente potenciales locales, ya que afectan a una región de la membrana celular de pequeña extensión. También son denominados potenciales graduales, ya que pueden tener distintas intensidades; también se les denomina potenciales postsinápticos, cuando son el resultado de una transmisión de información de una neurona presináptica a una neurona postsináptica (que es la que estamos considerando). Si el potencial postsináptico es una despolarización se le llama también potencial excitador postsináptico (P.E.P.S) y si es una hiperpolarización se le llama también potencial inhibidor postsináptico (P.I.P.S).

Si el P.E.P.S se produce al comienzo del axón, en la colina axónica, y es lo suficientemente intenso como para alcanzar un valor de -40mv, entonces se puede registrar un nuevo tipo de potencial de membrana llamado POTENCIAL DA ACCIÓN (P.A). El POTENCIAL DE UMBRAL es aquel que cuando se alcanza se produce una apertura masiva de canales de Na+ (del tipo “controlados por el voltaje) y de esta manera el Na+ sigue su potencial de equilibrio entrando en el interior de la neurona y llevando el potencial de membrana hacia valores positivos próximos a +40mv. El P.A también llamado “espiga”por su aspecto, consiste en una despolarización muy rápida al que alcanza una magnitud del orden de 110mv, seguida por una vuelta al potencial rápida al potencial de reposo, repolarización.

Lo que diferencia al P.A de los potenciales graduales o locales es que su magnitud es siempre constante, de tal manera que se dice que sigue una Ley del tipo “todo o nada”, es decir o se produce o no. La 2ª característica es que una vez generado al comienzo del axón se desplaza hasta los botones terminales de éste sin decremento en su intensidad.

El P.A que recorre todo el axón desde el lugar donde se genera, la colina axónica, hasta los botones terminales se conoce con el nombre de IMPULSO NERVIOSO. En los axones mielinizados el impulso nervioso solo se regenera en cada uno de los nodos de Ranvier, dado que los intervalos son eléctricamente aislantes y no permiten el intercambio de iones entre el citoplasma y el fluido extracelular. En dichos axones el impulso nervioso salta de la colina axónica al primer nodo de Ranvier, de éste al segundo, luego al tercero, etc. Por ello a este tipo de conducción se le denomina conducción saltatoria. Ésta tiene dos ventajas:

Una es de tipo metabólico, puesto que de esta manera la célula solo restablece las concentraciones iónicas del Na+ y el K+ (que son costosas desde un punto de vista metabólico) en los nodos de Ranvier.

La otra es relativa a la velocidad de conducción, que es mayor debido a que la transmisión entre los nodos permite tal aumento.

Un neurotransmisor se puede definir como “una sustancia liberada sinápticamente por una neurona que afecta a otra neurona y/o una célula muscular de una manera específica. Los criterios que tiene que cumplir un neurotransmisor para ser considerado como tal son los siguientes:

Que se pueda sintetizar en la neurona.

Que esté presente en la terminación presináptica y se libere en cantidad suficiente como para ejercer su supuesta acción sobre la célula postsináptica.

Que cuando se aplique exógenamente en concentraciones similares a las encontradas en la neurona, imite exactamente la acción del neurotransmisor liberado endógena mente.

Que exista un mecanismo específico para retirarlo del espacio sináptico.

Las fases que comprende el paso de la información de la presináptica a la postsináptica son los siguientes:

• LIBERACIÓN DEL NEUROTRANSMISORsucede cuando en los botones terminales llegan potenciales de acción, que provocan que las vesículas sinápticas descarguen su contenido en el espacio sináptico; a continuación las moléculas del neurotransmisor se mueven siguiendo el gradiente de concentración.

• UNIÓN CON LAS MOLÉCULAS RECEPTORASconsiste en una unión similar a la de una llave y su cerradura entre las moléculas de neurotransmisor y las moléculas receptoras, lo que produce una apertura directa (NT Ionotrópicos) o indirecta a través de un 2º mensajero (NT Metabotrópicos) de canales iónicos específicos, que producirá en la neurona postsináptica cambios del potencial de membrana.

• POTENCIALES POSTSINÁPTICOSque bien pueden ser despolarizadores (P.E.P.S) o bien hiperpolarizadores (P.I.P.S) dependiendo de qué canal iónico abra la unión NT-receptor.

P.E.P.Sdebidos a la apertura de canales de Na+.

P.I.P.Sdebidos a la apertura de canales de K+ o de Cl-.

• RETIRADA DEL NEUROTRANSMISORde la unión con sus receptores y del espacio sináptico.

Hay tres mecanismos para la retirada del neurotransmisor:

Destrucción del neurotransmisor porque o en el espacio sináptico o en la membrana hay una enzima que lo destruye.

Hay neurotransmisoresque se desplazan al exterior del espacio sináptico donde son captados por astrositos (células gliales).

Algunos neurotransmisores son recaptadospor la membrana presináptica para ser reutilizados. De este modo finaliza la transmisión sináptica.

Una sustancia que puede afectar de dos maneras a la transmisión sináptica puede ser un Agonista, es decir una sustancia que facilita los efectos postsinápticos; o bien puede ser un Antagonista, es decir una sustancia que bloquea o inhibe los efectos postsinápticos. Ejemplos de agonistas y antagonistas:

• TETRODOTOXINAes un antagonista, es decir, impide la transmisión sináptica. Se encuentra en un pez (en sus vísceras) de comida china (el pez globo); impide que se abran los canales del Na+.

• SAXITOXINAproducida por un protozoo, el DINOFLAGELADO Gonyaulax que almacenan en determinadas temporadas, las almejas y los mejillones, en las que no son comestibles. También es un antagonista.

• VENENO DE LA VIUDA NEGRAes una toxina que hay en el veneno de las VIUDAS NEGRAS que hace que se liberen grandes cantidades de neurotransmisor concretamente de ACETILCOLINA (es un agonista) que son los que controlan la sinapsis de los movimientos locomotores, musculares y respiratorios; que a causa de ello entrarían en estado de Tétanos (contracción permanente) por lo que no habría, por ejemplo en el caso de los movimientos respiratorios, contracción y relajación.

ACETILCOLINA (ACh) se fabrica a partir de dos moléculas:

ACETIL-COENZIMA+ COINAACh por mediación de la molécula: ACETIL-COIN-TRANSFERASA.

Las neuronas que fabrican y utilizan ACh como neurotransmisor se denominan Colinérgicas y la transmisión sináptica correspondiente se denomina Transmisión Sináptica Colinérgica.

Las neuronas colinérgicas están concentradas en partes de la formación reticular del tronco encefálico y en el núcleo basal de Meynert.

Tiene dos tipos de moléculas receptoras en la membrana postsináptica:

Receptor nicotínicoes del tipo “Ionotrópicos” (apertura directa) hay movimiento de iones de Na+. Produce P.E.P.S; se encuentra en la célula muscular estriada, predominantemente (también en el SNC). Se llama así porque tiene (la ACh) como agonista en este receptor a la nicotina del tabaco. Cuando la nicotina está presente en los espacios sinápticos se produce transmisión sináptica colinérgica, aunque no haya nicotínico, por lo que la célula muscular estriada se contrae. Como antagonista la ACh en este receptor tiene el curare, que se une al neurotransmisor e impide así que la ACh se una al receptor. Es un veneno que utilizan algunos indígenas sudamericanos para cazar, inmovilizando así a sus presas, e impidiendo que los músculos se contraigan (se produce una relajación muscular) también se impide el ciclo de inspiración-expiración respiratorio.

Receptor muscarínicoes del tipo “Metabotrópico” (apertura indirecta). Se denomina así porque hay una sustancia que funciona como agonista, muscarina, que es producida por un hongo, el llamado Amanita Muscarias. El efecto que produce es un P.I.P.S (el muscarínico hace lo mismo). Las neuronas que utilizan este receptor hacen sinapsis con células musculares cardíacas. La muscarina disminuye la frecuencia cardiaca. Como antagonista tiene la atropina, que impide el P.I.P.S; también se llama Belladonaen la Edad Media la utilizaban las mujeres para atraer a los hombres porque produce una dilatación pupilar.

Todas las neuronas (motoneuronas) con ACh hacen sinapsis sobre células musculares (unión Neuromuscular) estriadas del cerebro por ejemplo células musculares locomotoras. También hacen sinapsis entre el sistema nervioso y el músculo cardiaco. Tronco del encéfalo (cerebro medio) Núcleo motor ocular común/Tercer par craneal. También se utiliza ACh en la sinapsis entre la neurona motora y la célula muscular estriada.

Al controlar tantas sinapsis de la corteza cerebral sus axones (los de Meynert) conectan con la mayor parte de las neuronas corticales, y son solo unos miles. Su degeneración y muerte se produce en pacientes con Alzheimer y con Demencia Senil del tipo Alzheimer. Si estas neuronas mueren, desaparece la transmisión sináptica colinérgica (que es la que facilita la capacidad de aprendizaje y memoria).

También hay colinérgica en la “formación reticular” en el Bulbo Raquídeo, y conectan con el Tálamo (a través de ella pasa información de los sentidos y de las células motoras).

El control de las vísceras es producido por una neurona llamada PREGANGLIONAL (SNC). Puede estar en la médula espinal o en el tronco del encéfalo. Conecta con la neurona POSTGANGLIONAL que está en fuera del encéfalo o médula espinal. La neurona Postganglional hace sinapsis sobre células musculares lisa/estriada. La transmisión sináptica es colinérgica entre la Post y la Preganglional. Esto se denomina el Sistema Nervioso Autónomo o Vegetativo.

Hay otra enfermedad relacionada con la ACh, es una enfermedad inmunitaria, es decir, contra el propio organismo de defensa. Se denomina la “Miastenia Gravis”. El sujeto va perdiendo los nicotínicos y por ello va perdiendo fuerza. El sistema de finalización de la transmisión sináptica se hace por medio de la enzima ACETIL-COLIN-ESTERASA. Para que un sujeto con Miastenia Gravis mejore sus síntomas se puede reducir esta enzima. Más ACh se pueden unir a sus receptores, los pocos que hay. Este remedio lo produce una sustancia, la Neoestigmina, que produce la inhibición de la enzima.

También hay unos gases que destruyen esta enzima, por lo que muchos neurotransmisores permanecen en el espacio sináptico y el músculo deja de reaccionar ante los estímulos.

Otro grupo de neurotransmisores son las MONOAMINAS. Esta familia de neurotransmisores comprende:

• Adrenalina (catecolamina).

• Noradrenalina (catecolamina).

• Dopamina (catecolamina).

• Serotonina (indolamina).

Las catecolaminas comparten una misma vía de síntesis en la célula, que comienza en el aminoácido TIROSINA, que puede proceder de la dieta o puede ser sintetizado en las células. La tirosina es transformada enzimáticamente en Dopa, que a su vez es transformada en Dopamina, que a su vez si existe el enzima correspondiente, será transformada en Noradrenalina, que podrá ser transformada en Adrenalina, si existe también el enzima correspondiente. Las neuronas que fabrican dopamina se conocen con el nombre de neuronas dopaminérgicas, y la transmisión sináptica correspondiente se denomina transmisión sináptica dopaminérgica. Las neuronas dopaminérgicas se encuentran localizadas en la parte compacta de la sustancia negra, en el mesencéfalo y área tegmental ventral. Se denomina sustancia negra porque sus neuronas contienen melanina y al corte fresco del cerebro presentan un aspecto negruzco. Son solo unos miles de neuronas pero conectan con muchas otras porque tienen muchos colaterales axónicos. Por ejemplo, conectan con la Amígdala (movimientos faciales), también conectan con el Hipocampo (lóbulo temporal interior) que controla procesos de la memoria. También con el Hipotálamo, que controla los comportamientos motivados como la agresión sexual, etc. Con el núcleo caudado (llamado así porque tiene una especie de cola) y con el putamen (este núcleo es muy importante porque cuando sus neuronas mueren, da lugar a una enfermedad motora llamada Parkinson; también da lugar a la disminución de las neuronas con las que conecta). El Parkinson es un trastorno motor caracterizado por temblores, rigidez de las extremidades, equilibrio deficiente y dificultades para iniciar los movimientos. A los pacientes que padecen esta enfermedad se les administra un precursor de la dopamina, la L-Dopa, para que las neuronas de la sustancia negra que les quedan puedan incrementar la síntesis de la dopamina. Hay cinco tipos de receptores para la dopamina, de los cuales, los más estudiados son:

" Receptor D1

" Receptor D2

Ambos son de tipo metabotrópico (apertura indirecta) y dan origen a un P.E.P.S y a un P.I.P.S respectivamente.

También se ha pensado que la dopamina podría ser un neurotransmisor implicado en la Esquizofrenia (mente dividida) y sería una pérdida de coordinación entre los aspectos cognitivos o intelectuales y los emocionales de la personalidad.

Las neuronas que fabrican noradrenalina se conocen con el nombre de neuronas noradrenérgicas y por tanto la transmisión sináptica correspondiente se denomina transmisión sináptica noradrenérgica. Se han encontrado cuatro tipos de receptores:

1

1

2

2

Todos estos receptores son de tipo Metabotrópico (apertura indirecta) y producen P.I.P.S en el SNC y P.E.P.S en el SNA* (sistema nervioso autónomo simpático). La noradrenalina se encuentra en el locus coeruleus, situado en la región posterior de la protuberancia.

Las neuronas que fabrican serotonina se conocen con el nombre de neuronas serotoninérgicas y la transmisión sináptica correspondiente recibe el nombre de transmisión sináptica serotoninérgica. Estas neuronas se encuentran situadas casi exclusivamente en los núcleos de Rafe del tronco del tronco del encéfalo. Se han identificado al menos tres tipos de receptores serotoninérgicos receptor 5-HT¹A receptor 5-HT¹B receptor 5-HT² (5 Hidroxi-Triptófano). Son metabotrópicos y generalmente la serotonina, al unirse con ellos, produce P.I.P.S.

Este neurotransmisor se ha asociado con al depresión, algunos trastornos de ansiedad o el llamado trastorno OBSESIVO-COMPULSIVO. Además varias drogas alucinógenas parecen producir sus efectos a través de su interacción con la transmisión serotoninérgica, como es el caso de la DI-ETIL-AMIDA DEL ÁCIDO LISÉRGICO (LSD).

Las monoamidas tienen su finalización sináptica así:

• Difusión del neurotransmisor fuera del espacio sináptico e introducción en células gliales que lo destruyen.

• Recaptura (la cocaína impide la recaptura) dentro de las células gliales.

Dentro de las células gliales o bien se destruye el neurotransmisor con una enzima, la MONO-AMINO-OXIDASA (MAO) o bien se introduce de nuevo en una vesícula sináptica para reutilizarlo.

*La adrenalina es producida en la glándula suprarrenal o adrenal que está sobre el riñón. Es un neurotransmisor a la vez que una hormona*.

Neurotransmisores Aminoácidosse denominan así por la estructura de su molécula. Hay al menos ocho aminoácidos que pueden servir como neurotransmisores en el SNC. Los que parecen más comunes son:

• Glicina

• Ácido glutámico

• Ácido GAMMA-AMINO-BUTÍRICO (GABA)

• Glicinase encuentra en neuronas de la médula espinal, donde es liberada por interneuronas que inhiben a los músculos antagonistas, y es un neurotransmisor inhibidor que activa los receptores ligados a los canales de Cl-.

• Glutamato (ácido glutámico)es el principal neurotransmisor excitador del cerebro. Se han descubierto tres receptores ionotrópicos para el ácido glutámico: receptor NMDA (N-METIL-D-ASPARATO), receptor QUISQUALATO (ácido quisquálico) y el receptor Kainato (ácido kaínico).

• GABAse sintetiza a partir del ácido glutámico, es un neurotransmisor para el que se han encontrado dos receptores: receptor GABA A que es ionotrópico y activa un canal de Cl-, y el receptor GABA B que es metabotrópico y activa una cascada de 2º mensajeros, que abren canales de K+. los agonistas del receptor GABA A son las benzodiazepinas y los barbitúricos que incrementan la conductancia del Cl- en este tipo de canal. Las benzodiazepinas son fármacos ansiolíticos y relajantes musculares entre los que se encuentra el diazepan (valium) y el clordiazepóxido (librium). Los barbitúricos son un grupo de hipnóticos entre los que están el fenobarbital (luminal) y el secobarbital (seconal).

Neuropéptidos (péptidos neuroactivos).

Son cadenas de aminoácidos de longitudes variables (como las proteínas) que se sintetizan del retículo endoplasmático rugoso (en el cuerpo neuronal) a partir de información genética procedente del núcleo neuronal (celular). Éstas, a diferencia del resto de neurotransmisores, no se pueden fabricar directamente en los botones terminales y por tanto, han de ser transportadas (mediante el antelógrafo) hacia el botón terminal desde el cuerpo neuronal. Los primeros péptidos que se descubrieron (1975) tenían las mismas propiedades que la morfina; eran las siguientes:

• Encefalinas se trataba tan solo de dos péptidos con cinco aminoácidos solamente. Estos péptidos se han encontrado formando parte de moléculas precursoras de otros péptidos neuroactivos. Se distinguen por el aminoácido terminal, uno es la LEUCINA-ENCEFALINA (LEU-ENCEFALINA), y el otro es la METIONINA-ENCEFALINA (MET-ENCEFALINA). Más tarde se encuentran otros péptidos que eran similares en su acción también a la morfina y sus derivados eran las:

• Endorfinas(que es la abreviatura inglesa de “morfinas endógenas”). Al conjunto de las encefalinas y las endorfinas se les conoce con el nombre de OPIÁCEOS ENDÓGENOS, y todos ellos tienen particularidad de que en sus secuencias de aminoácidos incluyen un pentapéptido de encefalina.

No todos los péptidos neuroactivos son opiáceos endógenos, pero todos ellos tienen las propiedades de los derivados del opio. Alivian el dolor, intervienen en la transmisión de la información dolorosa; bloquean la liberación de la sustancia P, que es un péptido de once aminoácidos y es uno de los grandes neuromediadores de las neuronas sensoriales que transmiten las sensaciones dolorosas desde la piel hasta la médula espinal.

Estos neurotransmisores peptídicos se han observado liberándose conjuntamente con neurotransmisores clásicos.

SUMACIÓN ESPACIAL Y SUMACIÓN TEMPORAL

Sobre una misma neurona hacen sinapsis una gran cantidad de neuronas presinápticas. Los efectos de varios impulsos nerviosos transmitidos por cada neurona presináptica pueden ser sumados entre sí, si tienen lugar con suficiente proximidad temporal; a esta integración se la denomina sumación temporal. Los efectos de distintas neuronas presinápticas pueden ser sumados entre sí, si tienen lugar en regiones de la membrana postsináptica próximas entre sí; a esta integración se la denomina sumación espacial. Ambos tipos de integración pueden generar actividad en la neurona postsináptica si el resultado de la suma supera el valor umbral de -40mV y tiene lugar en las proximidades de la colina axónica; si el resultado de la suma no alcanza el valor umbral, la neurona postsináptica no modificará su estado de reposo.

SUMA TEMPORAL

Los efectos de los potenciales de acción dispuestos en el mismo tiempo, se van sumando y así será más fácil llegar al potencial de umbral y generar un impulso nervioso.

SUMA ESPACIAL

Están interactuando el efecto de dos botones terminales próximos entre sí, de tal manera que esos efectos se pueden sumar. Lo normal en una neurona es que se sucedan ambas cosas al mismo tiempo.

Se ha producido una despolarización (3) que inmediatamente ha sido afectada por una inhibición (4), seguida de otra despolarización (3); por lo que la suma de los tres impulsos nerviosos ha dado lugar a no llegar al potencial de umbral, al que prácticamente se hubiera llegado con la suma de las dos despolarizaciones sin la inhibición intermedia.

TEMA 4: El Sistema Neuroendocrino.

Es el que controla la actividad de nuestro cuerpo, sobretodo controla la actividad de sistemas como el reproductor, digestivo… en definitiva, es un sistema de comunicación como el sistema nervioso, y no es independiente de éste. En el Hipotálamo, el SN y el SE (sistema endocrino) trabajan conjuntamente.

Una Hormona es una sustancia química, producida por unas células especializadas, segregada a la circulación sanguínea para alcanzar sus órganos diana, o a un conduct6o para ser expulsada al exterior. En los órganos diana, producen efectos fisiológicos específicos. Las células especializadas que las segregan se denominan glándulas.

Las hormonas pueden ser producidas por glándulas endocrinas o por glándulas exocrinas.

• Glándulas endocrinasson las que liberan sus hormonas a la circulación sanguínea, es decir, dentro del cuerpo.

• Glándulas exocrinasson las que liberan sus hormonas en conductos que las expulsan fuera del cuerpo.

Ejemplos de glándulas que segregan hormonas son: las sudoríparas, las glándulas mamarias, las gónadas, las suprarrenales, la del tiroides…

Hasta el comienzo del siglo XX se consideró que la comunicación dentro del cuerpo y la integración del comportamiento estaban bajo el control exclusivo del sistema nervioso. Pero a comienzos del siglo XX varios investigadores demostraron que el sistema endocrino también es importante para estas funciones. Sin embargo, esta idea no era nueva porque ya algunas civilizaciones antiguas estaban de acuerdo con esta idea cuando por ejemplo se disponían a mejorar la salud o el comportamiento comiendo diversas glándulas endocrinas. En el siglo IV a. C. Aristóteles describió con precisión los efectos de la castración de las aves, y comparó os efectos comportamentales y corporales con los observados en los eunucos. Aunque él desconocía qué mecanismos estaban implicados, estaba claro que los testículos eran importantes para la capacidad reproductora y las características sexuales del macho.

Sin embargo, el primer experimento endocrino importante fue realizado en 1849 por el fisiólogo alemán Arnold A. Berthold, quien castró pollos jóvenes y observó que mostraban una disminución en su comportamiento reproductor y en sus caracteres sexuales secundarios y, por otro lado, comportamientos totalmente contrarios a su sexo. Berthold observó que si volvía a colocar un testículo en la cavidad abdominal se restauraba tanto el comportamiento sexual normal como las características sexuales secundarias. No se había establecido el control nervioso del testículo pero, por lo que Berthold concluyó que los testículos liberan una sustancia química en la sangre que afecta tanto al comportamiento como a las estructuras corporales del macho. Esta sustancia química es la hormona conocida como Testosterona.

Posteriormente, Claude Bernard introdujo el concepto de “MILIEU INTERNE”, ambiente interno, en le que existen las células, y puso énfasis en que este ambiente interno debe ser regulado cuidadosamente. Un ambiente corporal interno constante es necesario para la actividad independiente en el ambiente externo. Para despreocuparse, éste tiene que ser inconscientemente controlado (automático).

Posteriormente, este medio interno es englobado por otro concepto, HOMEOSTASIS, por el fisiólogo americano Walter B. Cannon. Viene a decir lo mismo, la constancia de ese medio interno.

TIPOS DE COMINICACIÓN QUÍMICA:

Existen varios tipos de comunicación química entre los organismos:

Comunicación sináptica(anteriormente descrita en el tema 3). Se trata de una comunicación altamente localizada.

Comunicación autocrinaen este tipo de comunicación, una hormona secretada actúa sobre la misma célula liberadora y, por lo tanto, sobre su propia actividad.

Comunicación paracrina aquí la señal química liberada se difunde a través del espacio extracelular a las células diana cercanas. El impacto más fuerte es sobre las células más cercanas.

Comunicación endocrinaaquí la señal química es una hormona liberada en la circulación sanguínea y es tomada selectivamente por los órganos diana, que pueden estar muy lejos. Algunas neuronas liberan hormonas a la circulación sanguínea de esta forma.

Comunicación mediante feromonaslas hormonas se pueden utilizar también para la comunicación entre individuos. Las feromonas son hormonas producidas por un individuo y luego liberadas fuera del cuerpo para afectar a otros individuos de la misma especie.

Comunicación mediante allomonasalgunas señales químicas son liberadas por miembros de una especie y afectan al comportamiento de individuos de otras especies. Estas hormonas son llamadas allomonas. Por ejemplo, algunas flores liberan olores para atraer insectos y aves para distribuir su polen.

Célula liberadora.

Hormona.

Ejemplo de comunicación autocrina.

Ejemplo de comunicación paracrina.

LAS HORMONAS ACTÚAN DE ACUERDO CON OCHO PRINCIPIOS GENERALES:

Las hormonas actúan frecuentemente de manera gradual, activando respuestas conductuales y fisiológicas bastante tiempo después de que hayan disminuido las concentraciones de la hormona en sangre.

Tanto las cantidades como los tipos de hormonas liberados son influidos por factores ambientales así como endógenos. La relación entre comportamiento y hormonas es claramente recíproca, es decir, las hormonas cambian el comportamiento y los comportamientos cambian los niveles de las hormonas.

Cada hormona tiene efectos múltiples sobre diferentes tejidos, órganos y comportamientos; recíprocamente un único tipo de comportamiento o de cambio fisiológico puede ser afectado por muchas hormonas diferentes.

Las hormonas se sintetizan en cantidades pequeñas y se secretan en ráfagas. Este patrón de secreción “pulsátil” es algunas veces crucial para que la pequeña cantidad de la hormona sea efectiva.

Los niveles de muchas hormonas varían rítmicamente a lo largo del día y muchos sistemas hormonales están controlados por “relojes circadianos” situados en el cerebro. El más importante son grupos de neuronas, que en el Hipotálamo, controlan los comportamientos más relevantes. Es el Núcleo Supraquismático.

Las hormonas afectan procesos metabólicos en la mayoría de las células, incluyendo la construcción y ruptura de hidratos de carbono, lípidos y proteínas. Por lo tanto, las hormonas desencadenan cambios metabólicos a largo plazo.

Las hormonas pueden interaccionar entre sí.

Las hormonas pueden afectar solo a células que poseen una proteína receptora que reconoce la hormona y altera la función celular. Esta proteína receptora puede encontrarse en la membrana celular o en el citoplasma celular.

SIMILITUDES Y DIFERENCIAS ENTRE LAS COMUNICACIONES NERVIOSA Y HORMONAL.

Existen cinco similitudes principales entre ambos sistemas de comunicación:

La neurona sintetiza su neurotransmisor particular y lo almacena para su posterior liberación, igual que hace la célula en relación con la hormona.

Las neuronas son estimuladas, generalmente por otras neuronas, para producir un potencial de acción que haga que el terminal presináptico libere un neurotransmisor en la hendidura sináptica. De modo similar, las células endocrinas son estimuladas, bien por otras hormonas o bien por señales nerviosas, a secretar hormonas a la circulación sanguínea.

Hay muchos tipos de hormonas diferentes, y de neurotransmisores, y cada vez se están encontrando más sustancias químicas que funcionan como ambos.

El neurotransmisor se une a moléculas receptoras específicas situadas en la superficie de la membrana postsináptica. De forma similar, las hormonas se unen a moléculas receptoras específicas situadas bien en la superficie celular bien en el interior de la célula diana.

Tanto la transmisión sináptica como la comunicación hormonal, pueden implicar la aparición de moléculas conocidas con el nombre de segundos mensajeros, que provocarían cambios, bien metabólicos, bien en la permeabilidad celular. En general, los mismos segundos mensajeros actúan en el sistema nervioso y en el sistema hormonal.

En cuanto a las diferencias entre ambos sistemas, las más importantes son:

La comunicación nerviosa discurre por canales fijos (los axones de los nervios) a destinos precisos (las neuronas de los núcleos, o la corteza, o las células musculares); son las conexiones anatómicas entre las neuronas las que determinan la transmisión de información de una célula a otra. En cambio, en la comunicación hormonal, muchos mensajes distintos pueden circular por el cuerpo, a través del torrente sanguíneo, pero cada uno solo afectará a un número limitado de células, aquellas que poseen un receptor apropiado para dicha hormona.

Mientras los mensajes nerviosos son rápidos y se miden en milisegundos, los mensajes hormonales son más lentos y se miden en segundos y minutos.

La mayoría de los mensajes nerviosos son del tipo todo o nada, mientras que los mensajes hormonales pueden variar en su fuerza variando la concentración hormonal. Sin embargo, los mensajes nerviosos pueden ser similares, también, a los mensajes graduales del sistema hormonal porque diversos aspectos del mensaje se codifican mediante un código de frecuencia que es gradual.

Finalmente, la comunicación nerviosa y hormonal también difieren en términos del control voluntario.

TIPOS DE HORMONAS DE ACUERDO CON SU ESTRUCTURA QUÍMICA.

La mayoría de las hormonas pertenecen a una de las tres categorías siguientes:

• Hormonas proteicasestán compuestas de aminoácidos; por ejemplo: la insulina, la oxitocina o la hormona del crecimiento.

• Hormonas esteroideasestán compuestas de cuatro anillos, interconectados, de átomos de carbono; por ejemplo: los estrógenos y andrógenos, y las hormonas adrenales.

• Hormonas aminasson hormonas que derivan de un aminoácido; por ejemplo: la adrenalina, la noradrenalina y las hormonas tiroideas.

¿Cómo actúan las hormonas sobre sus células diana?

Las hormonas comienzan su acción sobre las células diana uniéndose a moléculas receptoras específicas que se encuentran en la superficie celular en el caso de las hormonas proteicas y hormonas aminas (no las tiroideas), mientras que en el caso de las hormonas esteroideas su molécula receptora se encuentra en el interior de la célula diana.

Cuando una hormona proteica o amina se une a su proteína receptora se origina un segundo mensajero (el más común es el Adenosin-mono-fosfato-cíclico o AMPC) y éste origina los cambios metabólicos en la célula diana, por ejemplo la fabricación de proteínas o la proliferación y crecimiento celular.

Las hormonas esteroideas se unen a receptores que se encuentran en el interior de la célula diana, luego el complejo hormona-receptor se une al ADN, de tal manera que se concentra en el núcleo de las células diana. Las hormonas esteroideas estimulan la producción de proteínas y, en algunos casos, la supervivencia celular como en el caso de la testosterona; esta hormona es la responsable de la supervivencia diferencial de las motoneuronas del núcleo de Onuf, que controlan los músculos bulbocavernosos; esta supervivencia es superior en los machos que en las hembras.

¿Cómo se controla la secreción de hormonas?

Una de las características generales de todos los sistemas hormonales es que no sólo fabrican una hormona, sino que también detectan y evalúan los efectos de la hormona para que la tasa de la hormona en sangre sea la apropiada a las actividades que se están realizando y a las necesidades del cuerpo. El control básico utilizado es un sistema de retroalimentación negativo en el que, bien la célula endocrina reacciona, siendo inhibida, a la propia hormona (respuesta autocrina); o bien la célula endocrina reacciona a la respuesta biológica generada por la célula diana. Imaginemos por ejemplo, que la célula endocrina es una célula de la hipófisis anterior, que fabrica una hormona denominada Hormona Trófica, quien, a su vez, va a llegar a través de la circulación sanguínea, hasta una glándula periférica e inducir en ella la síntesis y liberación de una hormona periférica, la cual, entre otros órganos diana, actuará sobre la hipófisis anterior inhibiéndola de tal manera que la concentración de la hormona periférica se mantenga dentro de unos límites.

Pero, a su vez, las hormonas de la hipófisis anterior están controladas por hormonas procedentes del hipotálamo, de tal manera que la hormona periférica no va a efectuar su retroalimentación negativa solamente sobre la hipófisis anterior sino también sobre las células del hipotálamo que, inicialmente, han iniciado el proceso de su liberación.

Células neuroendocrinas del Hipotálamo.

El hipotálamo contiene las principales células neuroendocrinas del cerebro. Se encuentra situado en la base del cerebro, formando varios núcleos, de los cuales los más importantes para el tema que estamos considerando son el núcleo supraóptico, el núcleo paraventricular y el núcleo arcuato. El hipotálamo está conectado con la hipófisis a través del infundíbulo o tallo hipotalámico-hipofisiario el cual contiene los axones de las neuronas de los núcleos supraóptico y paraventricular, y un conjunto de elaborado de capilares que forman el llamado sistema porta hipotalámico-hipofisiario, sobre el que realizan sinapsis los axones del núcleo arcuato.

Las neuronas de los núcleos supraóptico y paraventricular fabrican dos neurohormonas, la oxitocina y la vasopresina, que son liberadas a los capilares sanguíneos de la hipófisis posterior y, desde allí, irán a sus órganos diana. La oxitocina está implicada en muchos aspectos del comportamiento reproductor y parental. Una de sus funciones es estimular las contracciones de los músculos del útero y, por lo tanto, acelerar el nacimiento. La oxitocina también desencadena el reflejo de eyección de la leche, la contracción de las células de las glándulas mamarias. La oxitocina es activa en ambos sexos y parece formar parte del mecanismo que media en la excitación sexual.

La vasopresina se denomina así porque incrementa la presión sanguínea al hacer que los vasos sanguíneos se contraigan (interviene sobre las células musculares lisas). También es conocida como hormona antidiurética (y es más fuerte como tal) porque inhibe la formación de orina; esta acción ayuda a conservar el agua.

Las neuronas del núcleo arcuato sintetizan y liberan unas hormonas denominadas desencadenadoras o inhibidoras; estas neuronas tienen sus pies terminales sobre un conjunto de capilares (plexo primario del sistema portal) situadas en la eminencia media y allí liberan sus hormonas, desde donde, a través de las venas porta hipofisiarias, llegan a las células endocrinas de la hipófisis anterior. Las hormonas fabricadas y liberadas por el núcleo arcuato son las siguientes: hormona desencadenadora de la tirotropina, hormona desencadenadora de las gonadotropinas, hormona desencadenadora de la corticotropina, hormona desencadenadora de la hormona del crecimiento (o somatocrinina), hormona inhibidora de la hormona del crecimiento (o somatostatina), hormona desencadenadora de la prolactina, hormona inhibidora de la prolactina.

Cada una de estas hormonas hace que se libere o que deje de liberarse en la adenohipófisis, la hormona correspondiente (que son las hormonas que también hemos llamado tróficas o tropinas).

TEMA 5: Anatomía Macroscópica y Funcional del Sistema Nervioso.

Términos de dirección y planos de sección.

Son términos que nos permiten orientar esta estructura tridimensional en el espacio y describir su organización interna.

Observando a un sujeto en posición vertical y mirando al frente, la parte lateral de su encéfalo, se pueden utilizar dos ejes, perpendiculares entre sí, para describir las estructuras del cerebro: un eje antero-posterior y un eje dorsal-ventral.

En el eje antero-posterior, la parte que corresponde a la zona rostral del cráneo también puede denominarse rostral; la parte posterior se denomina solo así. En el eje dorsal-ventral, la parte dorsal también puede denominarse, a su vez, inferior. Además existe un tercer eje perpendicular a los dos anteriores llamado eje medial-lateral. En la médula espinal los ejes no se corresponden exactamente con los descritos para el encéfalo. Existe un eje craneal-caudal, con una dirección craneal dirigida hacia el encéfalo y una dirección caudal alejándose del mismo; la dirección craneal también se la puede denominar superior; y a la dirección caudal se la puede denominar inferior. El otro eje, perpendicular al anterior, es un eje dorso-ventral o eje antero-posterior, con la dirección dorsal dirigida hacia la espalda y la dirección ventral dirigida hacia el torso-vientre; a la dirección dorsal también se la denomina posterior y a la dirección ventral también se la denomina anterior.

Cuando se trata de describir el interior del sistema nervioso, ya sea encefálico o médula espinal, éstos han de cortarse y para eso han de seguir tres planos de sección que se utilizan universalmente: un plano sagital, que divide el cerebro en dos partes denominar superior, y a la dirección caudal también se la puede denominar inferior. El otro eje, perpendicular al anterior, es un eje dorso-ventral o eje antero-posterior, con la dirección dorsal dirigida hacia la espalda y la dirección ventral dirigida hacia el torso-vientre; a la dirección dorsal también se la denomina posterior y a la dirección ventral, anterior.

Cuando se trata de describir en el interior del sistema nervioso, ya sea encéfalo o médula espinal, éstos han de cortarse y para ello siguen 3 planos de sección, que se utilizan universalmente: un plano sagital, que divide el cerebro en dos mitades simétricas, a las que conocemos con el nombre de hemisferios cerebrales; el plano sagital se realiza perpendicularmente al eje medial-lateral y podemos describir las estructuras observadas según los otros dos ejes, el antero-posterior y el dorso-ventral; un plano frontal o transversal o coronal, que es perpendicular al eje antero-posterior y en el cual podemos describir las estructuras observadas según los ejes dorso-ventral y medial-lateral; finalmente, un plano horizontal, que es perpendicular al eje dorsal-ventral y en el cual podemos describir las estructuras observadas según los ejes antero-posterior y dorsal-ventral.

Sistema Nervioso Central y Sistema Nervioso Periférico.

Se denomina sistema nervioso central (SNC) al conjunto de estructuras encerradas en estructuras óseas (en cráneo y la columna vertebral) son el encéfalo y la médula espinal. El encéfalo es el conjunto de estructuras contenidas en la caja craneana y está compuesto por el cerebro, el cerebelo y el tronco encefálico. El cerebro está dividido en 2 hemisferios cerebrales separados por un profundo surco longitudinal interhemisférico (cuerpo calloso); normalmente, el hemisferio derecho recibe las sensaciones y controla los movimientos del lado izquierdo del cuerpo y el hemisferio izquierdo recibe las sensaciones y controla los movimientos del lado derecho del cuerpo. El cerebelo (del latín cerebellum: pequeño cerebro) es ante todo un centro de control del movimiento en estrecha relación con el cerebro y la médula espinal; contrariamente a los hemisferios cerebrales, el hemisferio cerebeloso izquierdo controla el lado izquierdo del cuerpo y el hemisferio cerebeloso derecho controla el lado derecho del cuerpo. El resto del cerebro forma el tronco cerebral, fácilmente identificable en una visión sagital-medial del encéfalo. El tronco cerebral (conjunto de axones y cuerpos neuronales) está formado de una inextricable red de fibras y células que sirven en parte para transmitir informaciones del cerebro hacia la médula espinal y el cerebelo y viceversa. Sin embargo, el tronco cerebral es igualmente el centro de regulación de ciertas funciones vitales como la respiración, la consciencia o la temperatura corporal.

La médula espinal está encerrada dentro de la columna vertebral y unida al tronco cerebral. Es la vía principal de transferencia de información desde la piel, las articulaciones y los músculos hasta el cerebro y viceversa. Un corte transversal de la médula espinal implica una anestesia (ausencia de sensibilidad) de la piel y una parálisis muscular de las partes del cuerpo posteriores a la lesión.

Sistema Nervioso Somático y Sistema Nervioso Visceral.

El Sistema Nervioso Periférico (SNP) se compone de todas las partes del sistema nervioso distintas del cerebro y de la médula espinal. Se divide en dos partes SNP Somático y SNP Visceral. Los componentes más aparentes del SNP son los nervios espinales y los nervios craneales. Los nervios espinales (o raquídeos) aseguran la comunicación entre la médula espinal y el resto del cuerpo; emergen de la médula espinal por aberturas situadas entre cada vértebra de la columna vertebral. Cada nervio espinal está unido a la médula por dos ramas que forman la raíz dorsal y la raíz ventral.

Los nervios craneales aseguran la comunicación entre el cerebro y la cabeza y otras partes corporales. Mientras que los nervios espinales son 31 pares, que se dividen en 8cervicales, 12 dorsales, 5 lumbares, 5 sacros y uno coccígeo, los nervios craneales son 12 pares y cada uno recibe un nombre y un número romano. Controlan estructuras sensoriales y motoras de la cabeza. (En los nervios espinales hay una parte sensorial y otra motora).

El SNP Somático está constituido por todos los nervios espinales que inervan la piel, las articulaciones y los músculos asociados a una orden voluntaria. Los axones sensoriales somáticos que inervan y recogen las informaciones de la piel, los músculos y las articulaciones penetran en la médula espinal por las raíces dorsales, y sus cuerpos celulares están situados fuera de la médula espinal en los ganglios de las raíces dorsales (o ganglios raquídeos). En cuanto a los nervios craneales, forman parte del SNP Somático los pares I, II, III, IV, V, VI, VII, IX, XI, XII.