Categoría: Neurona

Efectos del mercurio en salud humana


A propósito de la situación suscitada con atún y mercurio en Colombia, con la firma van Camps, se comparten entradas en el sitio:

https://www.facebook.com/groups/161366980592425/search/?query=mercurio

vale la pena conocer lo que refiere la OMS sobre el mercurio y la salud humana, en

http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs361/es/

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Internet y efectos en el cerebro


Introducción

Se hacen críticas a que el exceso de datos de google e internet genera más información y menos conocimiento. Las calculadoras digitales han hecho que ya no se hagan operaciones mentalmente o con lápiz y papel, consecuentemente muchas personas ya tienen dificultades con las tablas de multiplicar y muchas otras personas ya no se toman el trabajo de memorizar, dejando para sus memorias lo menos posible porque tienen la certeza de recuperar la información desde la “nube“.

univ rays

Sin duda, las nuevas tecnologías están cambiando los hábitos de la vida diaria, tanto a nivel laboral como familiar, lo que se ha descrito extensamente. La costumbre que dichas tecnologías han generado a los usuarios, las profunda sensación de necesidad y la dependencia de ellas para algunas actividades. generan un interrogante ¿Es esto bueno para el aprendizaje y para nuestra forma de pensar? (2)

Aunque algunos estudios constatan que en la actualidad hablamos más deprisa (en concreto, pronunciamos 160 palabras por minuto, quince más que en el año 2.000) y ahora escuchamos menos (1). Casualmente, los neurólogos están constatando algo que ya se venía sospechando: el cerebro gasta menos energía en observar el mundo exterior –las dimensiones y señales codificadas que le revelan lo que ocurre fuera son pocas y malas– que en elucubrar, experimentar e imaginar; de tal modo que si hablamos todo el tiempo, el cerebro ya no puede hacerlo. Esto que se constata en los escenarios de la neurociencia, confirma lo que el filósofo Epicteto había dicho hace varios siglos, en cuanto que “la naturaleza la ha dado al hombre una sola lengua pero dos oídos para que podamos oír el doble de lo que se habla.”

Homo zappiens

Y no sólo eso, sino que este ritmo acelerado se está trasladando al sexo, a la alimentación (y de ahí el surgimiento como reacción, del slow-food o comer sin prisa) y prácticamente a cualquier ámbito. Y hasta donde ha llegado esto, es que incluso los dibujos animados están bajo sospecha, como demuestra un estudio de la Universidad de Virginia (EE.UU.) que parece sugerir que el ritmo frenético que imprime el personaje de Bob Esponja generan un déficit de atención (otro trastorno emergente…) en los niños, hasta el punto de dispersar su atención en la escuela (2)

Desde el punto de vista cognoscitivo hay algunos datos de interés como que sólo utilizamos aproximadamente un 25% de nuestra capacidad de escuchar,  sólo usamos aproximadamente un décimo del potencial de memoria y en el término de 8 horas nos olvidamos de la mitad de lo que hemos oído, porque esa es la función usual de los llamados circuitos reverberantes cerebrales, descritos por el neuropsicólogo canadiense Donald Olding Hebb, que al dispararse en forma repetitiva, ayudan a ocasionar los trazos de memoria. Y La memoria de corto plazo, por ejemplo es la de aprenderse números telefónicos suele durar entre 10 y 15 segundos (3,7).

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El psicólogo canadiense Donald Olding Hebb Tomado de https://grupoespiritaisladelapalma.wordpress.com/tag/redes-hebbianas/

La alteración de las facultades cognoscitivas

Es bastante conocido el material de Nicholas Carr, un investigador que suele escribir sobre nuevas tecnologías en The New York Times, The Wall Street Journal y Financial Times; él sostiene que cada nueva tecnología obliga al cerebro a ajustarse a una nueva manera de procesar y almacenar la información. En este sentido, señala Carr, internet estaría fomentando el “picoteo” rápido y distraído de pequeños fragmentos de información de muchas fuentes a una velocidad inusitada, sin dejar espacio para la reflexión y el pensamiento crítico.

Y ese proceso reflexivo es algo que hace bastante falta, a la luz de las funciones mentales superiores prefrontales. La neuropsicología describe que las llamadas funciones ejecutivas hacen referencia a las capacidades para establecer nuevos patrones de conducta y reflexionar sobre ellos. Las funciones ejecutivas se requieren, principalmente, en situaciones novedosas o no familiares, en donde la persona no sabe exactamente qué es lo que tiene que hacer o cómo hacer algo. Dichas funciones están relacionadas con la búsqueda  de la conducta más adecuada cuando las conductas previamente establecidas no resultan útiles o apropiadas. De tal manera, las funciones frontales que están comprometidas porque no se deja tiempo para el pensamiento crítico, alteran un amplio rango de capacidades adaptativas como la creatividad o el pensamiento abstracto, la introspección y aquellos procesos que permiten al individuo analizar lo que quiere, como conseguirlo y como establecer el plan de actuación más adecuado.(4)

hairdo

Adicción a internet: nueva entidad?

Y aquí va de nuevo la adicción a Internet, (sigla en inglés IAD= Internet Adiction Disorder) como se acepta en la base PubMed de datos del NIH. Lo que se ha descrito de dicha adicción, es que ocurre en el grupo etáreo entre 20 – 30 años, y con frecuencia hay un retraso de más de una década desde el inicio hasta la aparición del problema.

La adicción a Internet se ha asociado con depresión y con indicadores de aislamiento social medido dimensionalmente . Y lo interesante es que ante este escenario de internet, hay comorbilidad psiquiátrica común, como trastornos del estado de ánimo, ansiedad, trastornos del control de impulsos y uso de sustancias alucinógenas. En este escenario hay involucrados factores psicológicos, neurobiológicos y culturales. Desde el punto de vista de la solución, aunque no existen tratamientos basados ​​en la evidencia para la adicción a internet, los enfoques cognitivo-conductuales podrían ser útiles. (5)

Impacto de adicción a Internet en el funcionalismo neuronal

Y desde  el punto de vista de evidencia de la neurociencia, ya hay informes que demuestran que existe una alteración significativa en el llamado conectoma funcional de los pacientes con trastorno de adicción a internet (sigla IAD en inglés) , en particular entre regiones situadas en los lóbulos frontal, occipital y parietal. Las conexiones afectadas son las de largo alcance y las conexiones inter- hemisféricas. Además, el análisis de correlación demuestra que las anomalías regionales observadas se correlacionan con la gravedad del IAD y las evaluaciones clínicas de comportamiento. Los resultados (6), publicados en la Librería Pública de ciencia-PLOS, en Septiembre de 2014,  son relativamente consistentes entre diversos atlas anatómica y funcionalmente definidos, que sugieren que la adicción a internet-IAD provoca interrupciones funcionales de la conectividad neuronal y ocasionan que tales interrupciones se pueden asociar a alteraciones del comportamiento o del estado del ánimo, arriba descritas.

conectividad

Referencias bibliográficas.

1. http://www.estimulacion-cognitiva.com/2012/03/07/%C2%BFcomo-influyen-las-nuevas-tecnologias-en-nuestra-estimulacion-cognitiva/

2. http://www.eduardpunset.es/8570/general/hablamos-en-exceso-y-no-escuchamos-lo-suficiente

http://en.wikibooks.org/wiki/Cognitive_Psychology_and_Cognitive_Neuroscience/Memory

4. http://ocw.um.es/cc.-sociales/neuropsicologia/material-de-clase-1/tema-8.-funciones-ejecutivas.pdf

5. Shaw M, Black DW. Internet addiction: definition, assessment, epidemiology and clinical management. CNS Drugs. 2008;22(5):353-65. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18399706

6. Wee CY, Zhao Z, Yap PT, Wu G, Shi F, Price T, Du Y, Xu J, Zhou Y, Shen D. Disrupted brain functional network in internet addiction disorder: a resting-state functional magnetic resonance imaging study. PLoS One. 2014 Sep 16;9(9):e107306. doi: 10.1371/journal.pone.0107306. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4165900/pdf/pone.0107306.pdf

7. Información sobre la memoria: http://www.csi-csif.es/andalucia/modules/mod_ense/revista/pdf/Numero_15/ILDEFONSO_RAMIREZ_2.pdf

Video 

Articles in My Open Archive


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vía Articles in My Open Archive.

Generalidades sobre Sistema Nervioso


El sistema nervioso procesa información del exterior y de los órganos internos y para ello depende de un sistema de nervios sensoriales, cuyos receptores son conjuntos de células especializadas que desembocan en axones que forman los nervios y haces sensoriales. Los impulsos nerviosos tienen que pasar por varias sinapsis hasta llegar a su destino que es la corteza cerebral, cuando se trata de fibras sensitivas, o un órgano efector, cuando se trata de fibras motoras. Con frecuencia el impulso nervioso es transmitido a neuronas subsiguientes a través de una estructura de conexión llamada sinapsis. El comportamiento eléctrico de la neurona depende de sus propiedades de membrana celular de semipermeabilidad, con canales iónicos que constituyen vías selectivas para el paso de iones específicos, como sodio, potasio, calcio. En su extremo superior, precisamente ya dentro del cráneo, la médula espinal se ensancha para formar la parte más primitiva del encéfalo, denominada bulbo raquídeo sobre el cual se encuentran sucesivamente dos dilataciones más grandes, la protuberancia, el mesencéfalo y por último, el cerebro. La denominada sustancia gris está en la superficie del cerebro y en el interior de la médula espinal, esta capa contiene los cuerpos de las neuronas. La sustancia blanca subyacente está formada por los axones de millones de células nerviosas que forman la corteza cerebral. Por último, adyacente al tallo cerebral en su parte posterior y cubierto parcialmente por el cerebro, se encuentra el cerebelo. Los llamados núcleos basales (también conocidos como ganglios basales), son acúmulos de neuronas en el interior de la sustancia blanca, entre estos figura la sustancia nigra, cuya función es regular el control de la postura, los movimientos finos. La importancia de la amplia superficie cortical permite mayor complejidad en las funciones que se realizan. El cerebro contiene los centros nerviosos superiores que son las estructuras analíticas y ejecutivas más importantes del sistema nervioso. Los hemisferios cerebrales tienen funciones especializadas que se procesan en las zonas de asociación cortical. Las funciones del sistema nervioso voluntario comprenden la recepción, análisis y acción sobre la información del medio ambiente. que requieren la participación de las diferentes cortezas especializadas, por ejemplo de la información sensitiva en el lóbulo parietal y los impulsos motores de la corteza prerrolándica.(situada adelante de la Cisura de Rolando). Las células nerviosas de la corteza motora allí existentes controlan los movimientos antes de su inicio y envían mensajes a las neuronas del cuerno anterior de la médula espinal y/o de los pares craneales en el tallo cerebral. Los axones de las neuronas de la médula espinal y de los pares craneales terminan en el músculo en la placa motora terminal, que permite la contracción muscular o la estimulación glandular.

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Generalidades

Las funciones del sistema nervioso se pueden dividir en dos grandes categorías: la primera, conformada por aquellas de las cuales nos damos cuenta, y la segunda, conformada por las que no nos damos cuenta. 
Hagamos esta distinción bien clara. La función del sistema nervioso voluntario se relaciona con nuestras reacciones al ambiente exterior. 
Los órganos de los sentidos se encargan que por ejemplo al leer, los ojos vean el texto, los dedos puedan coordinadamente dar vuelta a la página, la nariz sienta el olor a tinta nueva, y se oiga por ejemplo, la música ambiental.

Ahora, se comprende mejor como el cerebro recibe y procesa la información. Los distintos receptores son simplemente conjuntos de células nerviosas especializadas y sus axones forman los nervios sensoriales, que son los que llevan la información hacia el interior del encéfalo.
Con frecuencia, los impulsos nerviosos tienen que pasar por varias sinapsis a lo largo del camino, pero finalmente llegan a su destino que es la corteza cerebral, cuando se trata de fibras sensitivas, o un órgano efector, cuando se trata de  fibras motoras

Crédito de imagen.
http://flagellum.wordpress.com//


Diferenciación en las categorías voluntaria y autónoma en el SNC.

Hablamos en términos generales, podemos decir, que la parte voluntaria del sistema nervioso se relaciona con nuestras reacciones al ambiente exterior, y la parte autónoma contra las funciones de los órganos internos del cuerpo. Como es lógico, no podemos reaccionar ante el ambiente exterior si no sabemos lo que esta pasando. El cerebro necesita procesar toda la información del exterior y de otras partes del cuerpo y para ello depende de un sistema de nervios sensoriales. Al mismo tiempo, mientras el corazón está latiendo a una velocidad determinada, la pupila del ojo se ajusta a un cierto tamaño dependiendo de la potencia de la luz bajo la cual se lee, y el estómago puede o no estar segregando ácidos –todas estas cosas no llegan a ser de conocimiento voluntario. Usted necesitaría mirarse al espejo para poder decir si su pupila está grande o pequeña, o tendría que tomarse el pulso para verificar a que velocidad late su corazón.

Esta categoría de eventos que no depende del sistema nervioso voluntario, está regulada por el llamado sistema nervioso autónomo, que funciona por medio de la división simpática y parasimpática.

Sistema nervioso central

Génesis del sistema nervioso

En (a) se observa la placa neural que en (b) se transforma en el surco neural para  dar lugar en (c) al tubo neural. Crédito de imagen: http://drmimeneuroanatomia.blogspot.com/2010/11/embriologia-del-sistema-nervioso_02.html

El llamado sistema nervioso central comprende el encéfalo y la médula espinal. El encéfalo a su vez comprende el cerebro, el tallo cerebral y el cerebelo.
El cerebro está  compuesto por varias partes diferentes, y junto con la médula espinal, forma lo que se llama el Sistema Nervioso Central.
La abreviatura S.N.C. es de uso extendido y sirve para distinguir a la parte central del sistema nervioso, de los nervios periféricos.
El S.N.C. se empieza a desarrollar en el embrión humano tomando la forma de un tubo de hueco (la estructura precursora se llama placa neural, en la que los bordes se unen y determinan un cilindro, el llamado tubo neural).
 

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Clasificación anatómica de las estructuras en el sistema nervioso

 

Sistema nervioso central
Crédito de imagen
http://www.freeclipartnow.com/science/medicine/anatomy/brain-and-spine.jpg.html

Comprende:

Encéfalo

Médula espinal                                   

Sistema nervioso periférico
Crédito de imagen:
http://www.fundaciondiabetes.org/documentos/sistema_nervioso/sistema_nervioso.htm
Comprende:
Nervios periféricos

 

 

La médula espinal está formada por haces de fibras nerviosas – los axones de las células –  que traen y llevan mensajes al encéfalo, conteniendo también neuronas agrupadas en la sustancia gris medular. Como está previsto que haya acción ejecutiva dentro de la médula espinal misma con respuesta a estímulos en forma independiente de la participación de los niveles superiores de la corteza cerebral, surgen los llamados arcos reflejos. En la figura se ilustran los diferentes componentes participantes en el arco reflejo, destacándose el nervio que transmite información desde el músculo, pasando por la médula espinal, sin participación de los niveles superiores.

Arco Reflejo

Crédito de imagen
http://neurofisio-uceva.blogspot.com/2010/10/reflejos-arco-reflejo.html

 

Los sentidos especiales

Hay células nerviosas especializadas, distribuidas por todo el cuerpo, que son las receptoras de la información y tiene unas funciones muy diversas. Los sentidos especiales de la vista, oído, gusto y olfato poseen unos complejos receptores para analizar la información que reciben, y la piel tiene para analizar el tacto, forma, dolor, presión, calor y frío.
Los músculos y articulaciones analizan las presiones a las que están sometidos, una vez que cada receptor analiza el tipo particular de información particular, la envía al cerebro por medio de los nervios sensoriales. A continuación se ilustran algunos receptores especializados, particularmente el órgano de la visión.

Sentidos especiales

 

Crédito de imagen:
http://evolutionofme.net/blog/index.php

   

La neurona

Hay muchos tipos de diferentes de células nerviosas en el cuerpo humano dependiendo de su situación y la función que desarrollan. Sin embargo existe un modelo básico en la estructura de todas las células nerviosas, y la mayoría de estas se ajustan a él se denomina neurona. En primer lugar, está el cuerpo de la célula (también llamado soma pericarión) que contiene el núcleo y lleva a cabo las funciones que permiten la vida celular. 

Dado que la neurona posee unas prolongaciones o arborizaciones se puede diferenciar unas de longitud corta, conocidas como dendritas, que son las encargadas del llevar y traer la información a la célula nerviosa y otra de longitud larga, el llamado axón o cilindroeje, que lleva la información desde una neurona hasta otra, o hasta un órgano efector.
En la figura (A) se ilustra una neurona típica, mostrando su axón mielinizado.En la figura (B) se muestra el cuerpo celular agrandado mostrando los botones sinápticos de otras neuronas; en (C) se observa un diagrama de un botón sináptico que muestra la terminal del axón con sus vesículas sinápticas y mitocondrias, junto con la zona postsináptica.

A. Neurona

Resumen sobre la neurona

Crédito de video:
  | Fecha de creación: 11/04/2008
La frase final es muy interesante:
“El cerebro habla continuamente consigo en un lenguaje electroquímico”
B. Cuerpo celular 

Detalle en 3D de neurona
Crédito de imagen

C. Diagrama de botón sináptico

Los axones tienden a reunirse en manojos o haces, formando una complicada red que lleva los impulsos nerviosos por todas las partes del encéfalo y la médula espinal. Todos  estas fibras se comunican entre si en diferentes sitios y en realidad, la integración en el S.N.C. depende de un gran número de sinapsis, donde los mensajes pasan de una célula nerviosa a otra. Los neurotransmisores pueden de hecho facilitar la transmisión, o inhibirla, siendo entonces excitatorios inhibitorios en otras células del S.N.C. pudiendo comunicar o no un mensaje dado. 
El extremo final del axón tiene ramificaciones que transmiten la información o impulso nervioso a otras neuronas. Con frecuencia el impulso nervioso es transmitido a una segunda neurona, y en este caso las ramificaciones terminales del axón se entrelazan con dendritas o con un axón, o directamente a un cuerpo neuronal: estas zonas especializadas de conexión constituyen la sinapsis,comunes en todo el sistema nervioso. La transmisión en las diferentes sinapsis depende de la liberación de una molécula llamada neurotransmisor, contenida en las vesículas de los botones que comprenden diferentes clases, como adrenalina, noradrenalina, serotonina, dopamina, histamina, acetilcolina, glutamato, etc.Cuando los axones transcurren por dentro del sistema nervioso central, conforman los llamados haces, una vez por fuera del sistema nervioso central forman los nervios. Tanto los nervios como los haces pueden llegar a tener una longitud muy grande –por ejemplo, los que forman los nervios de la pierna, llegando hasta los dedos del pié-, tienen una longitud de hasta un metro aproximadamente.

Nervios periféricos y mielina 


La neurona se ha especializado tanto, que requiere de apoyo por células conocidas como neuroglía, que comprende los astrocitos y los microcitos. Los primeros regulan la nutrición neuronal, los segundos reemplazan las neuronas una vez muertas, ya que se acepta que las neuronas no se reproducen a semejanza de otros tejidos.

La mielina es un elemento aislante que permite complejidad en los sistemas nerviosos por permitir ahorro de espacio y energía. Los axones recubiertos de mielina presentan la despolarización al nivel de unas hendiduras especializadas llamadas nodos de Ranvier, que se presentan a intervalos determinados sobre el axón, que permiten la llamada conducción saltatoria, facilitando la transmisión de los impulsos a lo largo de los nervios y los haces a una velocidad hasta de 120 metros por segundo. En el video  se muestran las relaciones entre la mielina, el axón, en un nervio periférico para ilustrar el mecanismo de la conducción saltatoria.
Conducción saltatoria en fibra mielinizada 
Crédito de video
ggiovannoni
 — May 07, 2009
 

Funcionamiento eléctrico de la neurona.

El comportamiento eléctrico de la neurona depende de sus propiedades de membrana celular de tipo semipermeable, con canales iónicos que constituyen vías selectivas para el paso de iones específicos, como sodio, potasio, calcio. La razón por la cual no ocurren corrientes iónicas todo el tiempo, es que existen compuertas que regulan la apertura y cierre de estos canales restringiendo actividad eléctrica. A continuación se ilustra las diferentes concentraciones de electrólitos tanto en el medio extracelular como en el intracelular. 
Obsérvese la mayor concentración de sodio a nivel extracelular, y la mayor concentración de potasio en el medio intracelular, lo cual conduce a gradientes no solo de concentración, sino eléctricos.
Se ilustra como surge un potencial de membrana normal de -90 mV, en una fibra normal en reposo, a partir de las diferentes concentraciones o gradientes de sodio y potasio entre ambos lados de la membrana.
Las flechas de líneas salteadas representan difusión pasiva, mientras que la flecha resaltada continua representa transporte activo y consumo de energía por la enzima NaK adenosintrifosfatasa (sodio potasio ATPasa)
Concentraciones de electrólitos a través de la membrana celular

Bomba de sodio y potasio

screamings — April 03, 2008


Definición de potencial.
El potencial se define como la presencia de polarización diferencia de carga eléctrica entre el medio intracelular y el extracelular debido a diferencias en la composición iónica, por mayor predominio de potasio intracelular. 
 

Origen de los potenciales

El llamado potencial de reposo depende de las elevadas concentraciones de potasio intracelular, lo cual determina el gradiente eléctrico que será de aproximadamente -75 mV con respecto al exterior.
Siempre que exista flujo de corriente en un medio, simultáneamente surgirán los potenciales de membrana.
El potencial de acción es un flujo de corriente a través de la membrana que se genera por la entrada masiva del ión sodio al interior de la neurona, lo cual origina el cambio del potencial desde -75 mV hasta +40 mV produciéndose un positivización en el interior de la célula con respecto al exterior: este fenómeno también es conocido como despolarización.
En la repolarización, la neurona obtiene nuevamente su potencial de reposo de carga negativa, por la sucesiva expulsión de los iones sodio y la entrada de los iones potasio al medio intracelular: este es un fenómeno que consume gran cantidad de energía, por el funcionamiento de la bomba de sodio.

Sucesión de acontecimientos en un potencial de acción

Potencial de acción en neuronas

Crédito de video:
http://www.youtube.com/watch?v=b4RmUojdGGM

El llamado umbral consiste en que una vez disminuída la carga negativa de la neurona alrededor del límite de los -60 mV, se produce una entrada masiva del ión sodio en un patrón de “todo o nada”. Entonces, esta diferencia de -20 mv para llegar a la zona de -60 mV es el umbral o límite para que se produzca la entrada masiva de sodio y el subsiguiente potencial de acción. Si ocurre disminución del umbral (pasando por ejemplo de -75 mV a -60 mV en reposo) la célula puede presentar potenciales de acción con mayor frecuencia. A continuación se ilustra la nomenclatura del potencial de acción y se hace referencia al potencial de umbral, de importancia en la actividad eléctrica celular para desencadenar un potencial de acción.

 

El potencial de acción y el potencial umbral

Dado un potencial de reposo de -80 mV y una zona de despolarización todo o nada de -60 mV, el umbral será de -20 mV, pudiendo ser variable esta cifra. Obsérvese que A y B no producen despolarizaciones, solo una actividad local en la membrana llamada potenciales electrotónicos. En C apenas se sobrepasa el umbral, se produce un potencial de acción completo y se facilita la aparición de sucesivos potenciales de acción.


Dado que la densidad de canales iónicos de un tipo particular puede ir desde cero hasta unos 10.000 por µm(micrómetro cuadrado) y que cada neurona intercambia 200 millones de ión sodio (Na+) por 130 millones de ión potasio (K+) cada segundo, la sumatoria de estas corrientes es lo que se detecta en el electroencefalograma.


Disposición anatómica del encéfalo

En su extremo superior, precisamente ya dentro del cráneo, la médula espinal se ensancha para formar la parte más primitiva del encéfalo, denominada bulbo raquídeo sobre el cual se encuentran sucesivamente dos dilataciones más grandes, la protuberancia y el mesencéfalo.

Esquema de la anatomía encefálica y estructuras profundas.

 

Crédito de imagen:
http://psi-paylo.blogia.com/2007/120401-el-sistema-nervioso-central.-2.regiones.php


Por último, la estructura de posición más superior a las anteriores es el cerebro, que se encuentra divido, por una hendidura central interhemisférica, que da origen a los hemisferios cerebrales, que a su vez se subdividen por  diferentes cisuras en una serie de lóbulos. Estas cisuras hacen que la apariencia general sea como una nuez. Esta disposición proporciona un área de superficie muy grande en un espacio relativamente pequeño. La denominada sustancia gris está en la superficie o corteza del cerebro y es en esta capa donde se encuentran los cuerpos de las neuronas. La sustancia blanca que hay debajo está formada por los axones de los millones de células nerviosas que forman la corteza cerebral. Por último, adyacente al tallo cerebral en su parte posterior y cubierto parcialmente por el cerebro, se encuentra el cerebelo.
 

Muchos de los nervios más importantes salen de la protuberancia y del bulbo – en realidad de aquí parten casi todos los denominados nervios craneales que controlan las estructuras de la cabeza y el cuello. El cerebelo ejerce una influencia de control sobre el equilibrio, la posición y los movimientos musculares coordinados, tales como los que se emplean al caminar.

Los llamados núcleos basales (también conocidos como ganglios basales), son acúmulos de neuronas en el interior de la sustancia blanca cuya función es regular el control de la postura, los movimientos finos, y aquellos movimientos sobre los cuales no se tiene el control voluntario una vez iniciada la secuencia de movimiento.


Funciones de la corteza cerebral

Quizás usted se pregunte por qué es tan importante tener una gran zona de superficie, y la respuesta es que en la medida de disponer de más células nerviosas en la corteza cerebral, esto permite mayor complejidad en las funciones que se realizan; en el cerebro están situados los centros nerviosos superiores que son en realidad las estructuras analíticas y ejecutivas más importantes del sistema nervioso. El desarrollo avanzado que logra la corteza en el ser humano nos proporciona nuestra compleja capacidad para pensar, memorizar y actuar. La base fundamental del desarrollo son lasfunciones cognoscitivas, (como juicio, cálculo, memoria) las cuales producen el entramado decisivo de la integración intelectual, que es el logro más importante de nuestra evolución.

Vista de un hemisferio cerebral con los principales surcos y lóbulos

Crédito de imagen:
http://www.psicologia-online.com/ebooks/general/corteza_cerebral.htm

Las distintas partes de los hemisferios cerebrales han desarrollado funciones especializadas que se procesan en las denominadas zonas de asociación cortical. Hacia el centro de cada hemisferio hay un pliegue profundo (técnicamente un surco, conocido como la cisura mayor o de Rolando) que se extiende hacia abajo y hacia delante y detrás de él se encuentra la corteza sensitiva. Es aquí donde los mensajes de los sentidos especiales van a otras zonas de la corteza, visión, audición, lenguaje.


Procesamiento de información del medio ambiente

Las funciones del sistema nervioso voluntario comprenden la recepción, análisis y acción sobre la información del medio ambiente para que el individuo siempre esté  en condiciones de iniciar una conducta adaptativa basada en la información recibida.

Estas acciones se logran por la participación de las diferentes cortezas especializadas, por ejemplo de la información sensitiva en el lóbulo parietal (como queda detrás de la cisura de Rolando, se le conoce como corteza posrrolándica) y de los impulsos generados en la corteza situada delante de la cisura de Rolando (corteza prerrolándica), especializada en la información motora. Las células nerviosas de la corteza motora allí existentes controlan los movimientos antes de su inicio y envían mensajes, bien a las neuronas del cuerno anterior de la médula espinal, o los pares craneales que son el equivalente en el tallo cerebral a los nervios espinales en la médula espinal.

En la corteza cerebral motora del lóbulo frontal surge la intencionalidad de producir y ejecutar movimientos, que se traduce como una orden motora específica para la contracción de los distintos músculos.

En el sucesivo paso de los estímulos desde la periferia hasta las zonas de procesamiento de información en los hemisferios cerebrales y viceversa, desde el cerebro hasta la periferia, los hacesde fibras sensitivas y motoras cruzan de un lado a otro, lo que significa que cada mitad del cerebro controla la mitad opuesta del cuerpo.  La mayoría de las funciones están apareadas simétricamente y representadas tanto en un hemisferio como en el otro, pero hay unas cuantas excepciones con algunas fibras que no se cruzan.


Producción del lenguaje

Los movimientos exactos y complicados que se necesitan para la palabra inteligible están controlados por un centro especial del cerebro denominado centro del lenguaje que es una zona de asociación donde confluye la información procesada en otras partes de la corteza cerebral. En las personas que utilizan la mano derecha (diestro), el centro del lenguaje está en el hemisferio cerebral derecho, y estas personas son menos hábiles con su mano izquierda (que está también controlada por el hemisferio derecho). Y lo contrario (aunque con menor frecuencia), ocurre con las personas zurdas. A continuación se ilustran en sombreado las zonas de asociación cortical directamente relacionadas en el manejo del lenguaje escuchado y después hablado. 


Sistema nervioso periférico

Las estructuras que llamadas nervios no son más que el conjunto de muchos axones de células nerviosas individuales por fuera del sistema nervioso central. Ya se mencionó a partir de la médula espinal y del tallo cerebral se originan los nervios motores periféricos.

La vía motora encargada del movimiento tiene dos neuronas: una en la corteza cerebral y otra en la médula espinal: los axones de las neuronas motoras de la médula espinal terminan al nivel del músculo en una estructura especializada llamada placa motora terminal, que permite que el impulso nervioso haga que el músculo se contraiga.

Placa motora

                                                            Unión neuromuscular en músculo esquelético

Crédito de imagen:


    Se muestra esquemáticamente la relación entre el axón de un nervio periférico terminando en el músculo (vista transversal)y formando la placa motora o unión mioneural. En (B) se muestra una vista de la superficie de la placa terminal. Obsérvese la gran cantidad de mitocondrias presentes en el músculo vecino en (C).


Generalidades sobre sistema nervioso autónomo

El organismo humano tiene la capacidad para reaccionar en forma compleja a los estímulos que recibe del medio ambiente, simultáneamente con la serie de informes que recibe de sus órganos internos. Con bastante frecuencia se deben hacer ajustes entre estas dos modalidades para que la modalidad de información de los órganos internos sea capaz de generar conductas adecuadas frente a los conflictos y tensiones exteriores.

El término de autónomo hace referencia a que “se gobierna por sí mismo”. De este modo, el sistema nervioso autónomo que permite el control visceral de forma independiente de la voluntad se divide en dos ramas principales, a saber la del simpático y la del parasimpático. Ambas divisiones estánseparadas anatómicamente y tienen efectos antagónicos en los órganos que controlan.

El sistema nervioso simpático está  localizado en las columnas intermedias de la médula espinal anivel torácico, como se aprecia a continuación. Ambas  divisiones tienen ciertas semejanzas y diferencias.

Crédito de imagen
http://tema3c.wordpress.com/2009/02/05/el-sn-simpatico-y-el-sn-parasimpatico/

El parasimpático tiene dos centros principales de actividad, que comprenden los de los pares craneales y los correspondientes a los segmentos medulares sacros. Por esta razón se dice que el parasimpático es “craneo-sacro”. El principal nervio por el cual se manifiesta el parasimpático es el par craneal XI, conocido como Vago Neumogástrico. El vago corresponde a las fibras que salen desde el tallo cerebral y son motoras excitadoras en las diferentes vísceras.

En primer lugar, ambas divisiones son servidas por nervios aferentes (del latín affere: traer), que llevan información desde la periferia hasta hasta el sistema nervioso central, lo cual corresponde a nervios sensoriales que llevan la información desde los órganos internos hasta las áreas centrales que regulan el sistema nervioso autónomo. Igualmente, las dos divisiones tienen nervios eferentes (del latín effere: llevar) que corresponden a los nervios motores que terminan en las diferentes vísceras.

Disposición de fibras de relevo en el sistema nervioso autónomo

Las fibras nerviosas del parasimpático que inervan las células glandulares y el músculo liso, tienen un GANGLIO de relevo. Las fibras antes del relevo se llaman preganglionares, después del relevo se llaman posganglionares. En la figura se puede observar como al lado de la médula espinal está la cadena ganglionar, donde  ocurren las sinapsis de las fibras simpáticas.

Sistema nervioso periférico: somático y autónomo.

Reith, Edward J., Breidenbach, B., Lorenc, M.: Texto Básico de Anatomía y Fisiología para Enfermería. Ediciones Doyma S. A. (1982) Barcelona.

 ¿Qué son los ganglios?

Vale la pena hacer la distinción entre un ganglio neurológico y un ganglio linfático, por ejemplo, que no son lo mismo, por cuanto el ganglio nervioso contiene los cuerpos de muchas neuronas, mientras que el ganglio linfático contiene linfocitos, una clase de glóbulos blancos. Igualmente hay que diferenciar entre ganglio y núcleo, ya que ambos en contexto neurológico son acúmulos de cuerpos de neuronas: los núcleos están en el encéfalo y la médula (es decir, en el sistema nervioso central), mientras que los ganglios  al estar por fuera, se hallan en el sistema nervioso periférico.

Hay que anotar que tanto en los ganglios simpáticos como en los parasimpáticos, la neurotransmisión se hace por medio del mismo neurotrasmisor a saber, la acetilcolina.

 Fibras autonómicas pre y posganglionares.

En el parasimpático las fibras preganglionares son largas y las posganglionares son cortas. Los ganglios aparte de estar alejados del sistema nervioso central, con frecuencia están incluidos en la pared del mismo órgano. La neurotransmisión al nivel ganglionar es la misma, con acetilcolina.

 Fibras autonómicas pre y posganglionares.

                          PREGANGLIONAR     POSGANGLIONAR             GANGLIO

SIMPATICO         corta                     larga                                    Fuera del órgano

PARASIMPATICO            larga                     corta                                    En el órgano

Todas las neuronas preganglionares son colinérgicas, tanto en el sistema simpático como en el parasimpático, de modo que si se aplicara a todos los ganglios el neurotransmisor acetilcolina, se estimularán las neuronas posganglionares simpáticas y parasimpáticas. Aunque la mayoría de las neuronas posganglionares simpáticas son adrenérgicas, existen excepciones, como las que van a las glándulas sudoríparas, que son colinérgicas.

Función del sistema nervioso autónomo

Función del simpático

La descarga masiva del simpático produce los cambios adaptativos de tipo visceral que se enumeran en la tabla

Tabla Cambios de los diferentes órganos en respuesta a la estimulación simpática.

·         Aumento de la presión arterial.

·         Aumento del riego sanguíneo en los músculos activos.

·         Aumento del metabolismo celular en todo el cuerpo.

·         Aumento de la concentración sanguínea de glucosa.

·         Aumento de la fuerza muscular.

·         Aumento de la actividad mental.

·         Aumento de la cogulabilidad de la sangre.

La suma de todos estos efectos permite que la persona pueda aumentar su capacidad física varias veces en comparación con los niveles “de reposo”, con lo cual el organismo puede responder ante situaciones de alarma, lo cual constituye la reacción de alarma simpática de huir o luchar. En ambos casos, la alarma simpática hace que las actividades subsiguientes sean muy enérgicas.

 Función del parasimpático

Al contrario de lo que ocurre con el simpático, el parasimpático en general prepara el cuerpo para actividades más sedentarias, favoreciendo la conservación del medio interno para una adecuada homeóstasis, con una mayoría de respuestas de caracter opuesto a las del simpático.

Neurotransmisores y receptores autonómicos

Neurotransmisores y receptores del simpático

El neurotransmisor el simpático en la gran mayoría de las fibras posganglionares es la noradrenalina, por lo cual se conoce como mediador simpático. Una vez que la adrenalina se ha secretado tiene tres destinos:

1) 50 – 80% es recaptada (vuelve nuevamente al interior de las terminales nerviosas adrenérgicas); 2) se difunde en los líquidos vecinos y la sangre; 3) es destruída por la monoaminooxidasa B (MAO-B) al nivel de las terminales nerviosas y por la catecol-O-metil transferasa (COMT) que se halla en todos los tejidos.

Los receptores del simpático son moléculas de caracter proteico ancladas en la membrana celular, son denominados adrenérgicos responden a los neurotransmisores endógenos como adrenalina y noradrenalina. Se subdividen en: ay a2, b1, b2 y b­3­.

Los receptores ason estimulados principalmente por la noradrenalina, se encargan del aumento del tono vascular, mientas que los a2 están en la médula espinal.

Los receptores b se subdividen en b1 que se encargan del aumento de la frecuencia y capacidad de contracción del ventrículo izquierdo, mientras que los receptores bse encargan de promover broncodilatación, de degradación del glucógeno y relajación del miometrio uterino.

La adrenalina es el neurotransmisor liberado principalmente por la médula suprarrenal, en respuesta a la estimulación simpática, se considera que actúa como neurotransmisor especialmente en el cerebro.

 

Receptores y neurotransmisores del parasimpático

El principal neurotransmisor del parasimpático es la acetilcolina, por lo cual se le conoce como el mediador parasimpático. Los receptores son de tipo colinérgico, En la mayoría de los casos el tono del parasimpático es menor que el del simpático. Por ejemplo, del tercer par craneal (Motor ocular común) salen las fibras responsables de la contracción de la pupila, del séptimo par craneano la inervación de las glándulas lacrimales, de los últimos segmentos sacros salen las fibras para el colon, recto, vejiga, uréteres y genitales externos.

Segundos mensajeros

Los segundos mensajeros  mensajeros intracelulares hacen referencia a las moléculas que se activan en el medio intracelular en respuesta a la activación de receptores colinérgicos o adrenérgicos. En el simpático el mensajero intracelular es la adenosina monofosfato cíclica (AMPc), mientras que en el parasimpático el mensajero es la guanosina monofosfato cíclica (GMPc). La figura  esquematiza las relaciones entre los receptores y los mensajeros intracelulares.

¿Qué es y cómo funciona la médula suprarrenal?

La médula suprarrenal consiste en un ganglio autónomo, que forma parte de las glándulas suprarrenales, órganos pares situados sobre el riñón, que al tener estimulación por las fibras preganglionares del simpático, liberan un 20% de noradrenalina y un 80% de adrenalina. Los efectos de tal estimulación simpática directa suelen durar alrededor de 10 minutos, por la lenta eliminación de estos neurotransmisores de la sangre. La adrenalina difiere de la noradrenalina en que tiene mayores efectos cardiovasculares haciendo que se produzca un gran aumento del gasto cardíaco y sólo una ligera contracción de los vasos sanguíneos de los músculos. Adicionalmente, hace que se produzca un aumento del metabolismo hasta de un 100 % sobre el normal facilitando de esta forma la actividad en todo el organismo. Esto lo logra promoviendo la liberación de glucosa hacia la sangre.

 ¿En qué consiste el tono simpático y parasimpático?

Dado que el sistema nervioso autónomo se halla en constante actividad, esta intensidad basal de actividad se conoce con los nombres de tono simpático y parasimpático, respectivamente. El significado del tono permite que una sola división autonómica afecte la actividad de un órgano estimulado. Por ejemplo, cuando el tono parasimpático (vagotonía) aumenta en la pupila, hay contracción; si por el contrario, el tono simpático aumenta, la pupila aumenta de calibre.

Gran parte del tono simpático depende de la secreción basal de adrenalina y noradrenalina. 

Farmacología del sistema nervioso vegetativo

Los medicamentos que actúan sobre órganos efectores adrenérgicos son drogas simpaticomiméticas (imitan efectos de estimulación simpática).

Cuando se habla de medicamentos que bloquean la actividad adrenérgica, se puede hablar de varios tipos de bloqueo:

1)Evitándose la síntesis y almacenamiento de noradrenalina en las terminales sinápticas: este medicamento es la reserpina.

2) Puede evitarse la liberación de noradrenalina, como lo hace la guanetidina.

3) Pueden bloquearse los receptores alfa: lo hacen medicamentos como fenoxibenzamina y fentolamina.

4) Pueden bloquearse los receptores beta (betabloqueadores)en forma inespecífica como lo hace elpropranolol, o selectivamente (para receptores b1 cardíacos, como el metoprolol, con lo cual disminuye la frecuencia y la fuerza de contractilidad ventricular.

En cuanto a parasimpaticomiméticos (aquellos que “imitan” la acción del parasimpático), se encuentran medicamentos agonistas como pilocarpina y metacolina y en cuanto a vagolíticos o parasimpáticolíticos, existen antagonistas como atropina y escopolamina.


Epilepsia

Epilepsia viene del griego y significa “interrupción súbita”, actualmente se define como una enfermedad crónica causada por actividad eléctrica excesiva e incontrolada de una parte o de todo el sistema nervioso, cuyos diferentes patrones se ilustran a continuación.

Actividad eléctrica normal de la corteza cerebral. 

 

La actividad eléctrica a nivel de la corteza
integra materia y energía  


La actividad eléctrica excesiva se observa por medio del electroencefalograma (EEG). El EEG registra la actividad eléctrica de la corteza cerebral por medio de electrodos en el cuero cabelludo y es de utilidad para el estudio de las alteraciones eléctricas de la epilepsia.

No toda epilepsia tiene convulsión, es importante diferenciar una y otra: la convulsión es una contracción de los músculos que causa movimientos súbitos e irregulares en uno o varios grupos musculares o generalizadamente en todo el cuerpo. Hay epilepsias como las ausencias, en las cuales no hay convulsión: por esta razón no se habla de convulsión, sino de epilepsia.

A continuación se ilustra la posición de los electrodos en el cuero cabelludo para hacer un adecuado registro de la actividad eléctrica de la corteza.

Técnica del EEG


En los electrodos, pF es prefrontal, F es frontal, P es parietal, O es occipital.


Crisis epilépticas

Es el tipo de manifestación clínica como consecuencia de la descarga eléctrica anormal. Las crisis parciales se caracterizan porque la persona se acuerda de lo que estaba pasando durante la crisis; las epilepsias parciales se manifiestan como sensación de mareo, luces, zumbidos, sensación de nudo en la garganta, tics, entre otras.

En las crisis generalizadas no hay memoria de lo ocurrido, por lo cual se dice que hay compromiso del estado de conciencia. Estas últimas se dividen en: ausencias, clónicas, tónicas, atónicas, mioclónicas. 

Clasificación de la epilepsia

Hay tres grandes grupos de epilepsia que comprenden las crisis parciales, las generalizadas y las no clasificables. Desde el punto de vista de la causa, se divide en primaria o sin daño estructural del sistema nervioso, mientras que en las secundarias sintomáticas las crisis epilépticas son la manifestación de una lesión específica en el sistema nervioso, como un tumor, una infección, etc.


Dolor

Se puede definir al dolor como una experiencia sensorial con un componente emocional desagradable, que avisa a la consciencia de la persona que hay una posible lesión o daño a un tejido u órgano.

Los síndromes dolorosos se pueden definir como un conjunto de manifestaciones típicas que identifican a una enfermedad o síndrome asociado a dolor, pero que a diferencia del anterior no presenta una lesión orgánica potencial ni real. Un ejemplo de síndrome doloroso son las neuralgias.

Gran parte de la terapéutica del dolor tiene sus raíces en la antigüedad. Los antiguos utilizaban un extracto de la corteza de sauce para el alivio del dolor y la fiebre, efecto que hoy se atribuye a la  salicilina, químicamente relacionada con los salicilatos modernos.


Enfermedad de Parkinson

Es un trastorno del sistema nervioso central causado por la muerte acelerada de un grupo neuronal presente en el tallo cerebral, (a nivel mesencefálico)llamado sustancia nigra.

El color negro de este grupo neuronal se debe a la presencia del neurotransmisor dopamina. La enfermedad se caracteriza por temblor en reposo, rigidez muscular que produce lentitud y escasez de movimientos, trastornos del equilibrio corporal, con alteración de la marcha.

A continuación se muestra un esquema de las relaciones de la sustancia nigra con los núcleos de la base.

Relaciones anatómicas de la sustancia nigra con los núcleos de la base

 

Como enfermedad degenerativa de causa desconocida la edad es el principal factor de riesgo para su desarrollo y se calcula que para el año 2040 será la causa más común de muerte en ancianos. Los pacientes con enfermedad de Parkinson suelen tener dificultades para realizar dos movimientos simultáneamente y el trastorno en la ejecución de los movimientos es mayor si la complejidad de los movimientos aumenta, por trastornos de la coordinación de la parte motriz con la información sensorial: por esto los movimientos de los parkinsonianos suelen depender del control visual directo.

Los núcleos basales (como el putamen y el globus pallidus), median la generación de respuestas de acuerdo a estilos cognitivos, las cuales incluyen la capacidad de iniciar y mantener un determinado tipo de movimientos.

Los núcleos basales han sido asociados con movimiento adicionalmente a su papel en el proceso conductual, ya que la percepción adecuada del espacio en el medio ambiente es una base para la coordinación motora, para planear como se va a mover el cuerpo en el espacio.

A continuación  se ilustran las principales características de un enfermo de Parkinson; obsérvese la expresión ansiosa, con poca movilidad.

Enfermedad de Parkinson 


Es de interés que la enfermedad de Parkinson puede coexistir con enfermedad de Alzheimer o con daño vascular (otra causa frecuente de demencia), con lo cual surge una incómoda connivencia de factores lesivos que finalizan ocasionando un muy acentuado compromiso de la esfera cognoscitiva.


Alteraciones cócleo-vestibulares.

Estas incluyen principalmente al vértigo, sordera y a la sensación de zumbido. Se producen por patologías al nivel del oído interno (donde está la cóclea o caracol, responsable de la audición, y los conductos semicirculares, responsables del equilibrio, esquematizados a continuación. 

Anatomía del oído interno

gif make
Cóclea o caracol
Tomado con modificaciones de Smith Thier, 1983.

Migraña

Tipo de cefalea que surge de forma súbita, generalmente comprometen la mitad de la cabeza (cefalea hemicránea), de características pulsátiles, y generalmente se acompaña de náuseas y vómito. Ataca más a mujeres que a hombres.

Recursos en la web

http://www.nutridepor.com/camacho_diaz_5.htm

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Neurona


NEURONA

Hacia una correlación ultraestructural y funcional.

El descubrimiento de la unidad morfológica y funcional del sistema nervioso fue hecho por el patólogo e histólogo alemán Johann Wilhem Waldeyer, cuando designó en 1891 a estos elementos celulares con el término de neurona.
Esta concepción es conocida como la teoría neuronal, que encajaba con la teoría celular fundada por Theodor Schwann, Rudolph Virchow y Mathias Schleiden también en Alemania, quienes echaron por tierra la concepción reticular en que el sistema nervioso era una red continua.
La neurona es el elemento del funcionamiento electro-químico del sistema nervioso.
Un hito posterior en la comprensión del funcionamiento neuronal surgió a partir del trabajo investigativo de Hodgkiny Huxley, quienes lograron describir como es el funcionamiento eléctrico de la membrana neuronal que origina los potenciales de acción.

Palabras clave: Neurotransmisores – Despolarización – Repolarización – NaK ATPasa – Células Schwann – Conducción saltatoria

URL corta: http://t.co/L9HZ9rW

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Waldeyer paste
Heinrich Wilhelm Gottfried Waldeyer: Brunswick 1836 – Berlín 1921
 Patólogo alemán, descubridor y creador del término NEURONA en 1891
Crédito de imagen

Introducción

Hay muchos tipos de diferentes de células nerviosas en el cuerpo humano dependiendo de su situación y la función que desarrollan. Sin embargo existe un modelo básico en la estructura de todas las células nerviosas, y la mayoría de estas se ajustan a él se denomina neurona.
    En primer lugar, está el cuerpo de la célula (también llamado soma o  pericarión) que contiene el núcleo y lleva a cabo las funciones que permiten la vida celular.

Dado que la neurona posee unas prolongaciones o arborizaciones conocidas colectivamente como  neuritas (glosario: neuritas ) se puede diferenciar unas de longitud corta, conocidas como dendritas, que son las encargadas del llevar y traer la información a la célula nerviosa y otra de longitud larga, el llamado axón o cilindroeje, que lleva la información desde una neurona hasta otra, o hasta un órgano efector.

    Los axones tienden a reunirse en manojos o haces, llamados telodendrones (glosario: telodendrones) formando una complicada red que lleva los impulsos nerviosos por todas las partes del encéfalo y la médula espinal. Todos  estas fibras se comunican entre sí en diferentes sitios y en realidad, la integración en el sistema nervioso central se basa en  un gran número de sinapsis, donde los mensajes eléctricos y neuroquímicos pasan de una célula nerviosa a otra.
En el link  http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC49701/pdf/pnas01090-0042.pdf  en la figura 3 se ilustra el concepto de telodendrón vinculado conceptualmente al concepto de psicon (psychon). Esta microestructura es la frontera según el neurofisiólogo australiano John C. Eccles, de la interacción entre mente y cerebro.
    La parte neuroquímica de transmisión está dada por los neurotransmisores que, pueden de hecho facilitar la transmisión, o inhibirla, siendo entonces excitatorios o bien siendo inhibitorios en otras células del S.N.C.

activ electrica
Modelo de mosaico fluído


Neuronas

Engrama de memoria
Se observan los cuerpos celulares o pericariones y las prolongaciones o neuritas. 
Las neuritas comprenden dendritas y axones 

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Desde el punto de vista estructural, la membrana es una capa bilipídica de aproximados 5 nanómetros de espesor, cuya distribución y configuración ultraestructural en dicha membrana se hace de acuerdo al modelo de mosaico líquido de Nicholson & Singer, cuyas propiedades específicas dependen de las proteínas asociadas.
 
Composición en la membrana
La membrana neuronal ha sido objeto de bastante estudio por las propiedades bioeléctricas que permiten el funcionamiento del sistema nervioso. La interacción de las diferentes proteínas, receptores, enzimas, canales iónicos permiten la creación temporal de impulsos eléctricos que permiten la salida o exocitosis de vesículas con neurotransmisores.

Tabla 1. Tipos de proteínas de la membrana neuronal

·           Proteínas estructurales·           Canales para iones (ionóforos)·           Receptores·           Enzimas·           Bombas de energía.

Las proteínas estructurales ayudan a mantener la estructura subcelular e interconectan células.

Los canales para iones constituyen vías selectivas para el paso de iones específicos, como sodio, potasio, calcio.

Las proteínas receptoras permiten la unión a muchas clases de moléculas, con gran afinidad y especificidad.

Las enzimas facilitan las reacciones químicas en la superficie.

Las bombas de energía facilitan la energía necesaria para el transporte de los iones

Elementos de Membrana Neuronal

Se observan la configuración de mosaico líquido, proteínas estructurales que pueden o no atravesar
el espesor de la membrana, igualmente 
cadenas hexagonales de carbohidratos y filamentos arciformes de citoesqueleto, de color naranja

Tabla 2. Ultraestructura de membrana y actividad eléctrica

·           Cien a doscientas bombas por µm2·           Un millón de bombas aproximadamente por neurona·           Cada neurona intercambia 200 millones de Na+ por 130 millones de  K+ cada segundo.·           Las altas concentraciones de sodio extracelular vs. las bajas a nivel   intracelular generan una diferencia de concentraciones conocida como  gradiente.·           El flujo de Na+ facilita la entrada de otros iones

·           Canales químicos:

    • Dependientes de neurotransmisores como Acetilcolina, GABA
    • Canales de sodio abiertos producen apertura secuencial de canales  de potasio que negativizan el potencial intracelular nuevamente a -70 mV

Bomba de sodio y potasio

screamings — April 03, 2008

FUNCIONALISMO NEURONAL

Tabla 3. Propiedades de la membrana celular

·           Semipermeabilidad

·           Conductibilidad

·           Excitabilidad

·           Refractariedad

·           Automatismo

Semipermeabilidad

·           Movimiento de agua a través de la membrana

·           Membrana semipermeable con propiedades osmóticas

·           Coeficiente de difusión muy alto (400 veces mayor que para urea)

·           Permeabilidad para agua se compara con otras moléculas

Conductibilidad & Conducción saltatoria

·           La mielina es aislante eléctrico por su alto contenido de lípidos

·           La mielina es un elemento de primera necesidad en los sistemas  nerviosos de gran complejidad por permitir ahorro de espacio y energía
·           Las células de Schwann emiten prolongaciones laminares desde su  citoplasma que envuelven a diferentes axones. El neurolema es la capa más superficial de la célula de Schwann, donde está el núcleo y es al mismo tiempo, la parte más alejada del axón.
·           Los axones mielinizados permiten despolarización a nivel de unas hendiduras especializadas llamadas nodos de Ranvier

Schwann cell and the action potential

JCCCvideo — June 25, 2009 — This video upon Schwann cell and the action potential demonstrates the development of myelin in the peripheral nervous system and the propagation of action potential along a myelinated axon. The video was completed by Marziah Karch as her 2008 sabbatical project from the script and voiceover of Professor Marilyn Shopper.  
ggiovannoni — May 07, 2009
   

Excitabilidad y Potenciales Eléctricos

Potencial – Definición

         Presencia de polarización o de diferencia de carga eléctrica entre   el medio intracelular y el extracelular debido a diferencias en la   composición iónica[1]

Potencial eléctrico – Características.

·           Permeabilidad selectiva a iones [Pi][2]

·           Conductancia selectiva a iones [gi][3]

·           Ambas determinan el potencial y el flujo de corriente  transmembrana

·           Potencial de membrana en reposo equivale al del K+

Representación de impulso nervioso, de tipo electroquímico

Origen de los potenciales

·           Siempre que exista flujo de corriente en un medio, simultáneamente    surgirán los potenciales de membrana.

·           La permeabilidad de los principales iones en la  membrana se   distribuye    de la siguiente manera:

Na > K > Cl [4]

Tabla 4. Características de ionóforos

“Canal dependiente de Ach”: diámetro de 0.8 nanómetros, baja selectividad, permite el paso de 85 iones Na+ por 100 iones K+ mientras que el de potasio sólo permite el paso de siete iones Na+ por cada 100 iones Na+ K+La razón por la cual no ocurren corrientes iónicas todo el tiempo, es que existen compuertas que regulan la apertura/cierre de estos canales restringiendo actividad eléctrica

  • Canales dependientes de voltaje
  • Regulados por neurotransmisores: presentes en membranas  receptoras de la sinapsis unidas a axones.

Densidad de canales de un tipo particular puede ir desde cero hasta unos  10.000 canales por µm2

Ionoforo
 

Complejo de receptor de ACh y canal iónico del pez
Torpedo californica 
Tomado con  modificaciones de
Adaptado por  Kandel et al., 2000 de Toyoshima and Unwin.

Refractariedad

Consiste en que una vez transmitido el impulso a lo largo de la fibra nerviosa, un segundo impulso no podrá ser transmitido.
    Se necesita cierto tiempo para que se produzca la reversión de los cambios relacionados con el impulso y que la fibra nerviosa recupere su estado de reposo para que nueva capacidad de transmisión de impulsos.
La rectificación consiste en un fenómeno eléctrico en la membrana neuronal que permite que se restablezca el llamado potencial de reposo (también llamado repolarización).
En el funcionamiento eléctrico de las neuronas, la entrada de sodio al interior de la neurona provoca:
1. Impulso eléctrico
2. Pérdida de la negatividad intracelular.
(1 y 2 corresponden también a despolarización o potencial de acción)Por el contrario, la entrada de potasio al medio intracelular es la llamada rectificación(tiene que ver con la forma de la curva eléctrica: es como si se agregara una línea recta horizontal a un extremo de una campana de Gauss).

Síntesis de neurotransmisores

Habitualmente las neuronas poseen tan solo la maquinaria bioquímica que necesitan para sintetizar un solo tipo de neurotransmisor el cual es liberado por todos los botones terminales del axón.
Las moléculas del neurotransmisor se derivan a partir de una molécula precursora que suele ser un aminoácido que es modificado mediante una serie de  reacciones enzimáticas.
Visualización tridimensional de la sinapsis mediante tomografía electrónica: vesículas sinápticas (amarillo), membrana celular (violeta), conectores entre vesículas (rojo), filamentos que anclan las vesículas a la membrana celular (azul marino), microtúbulo (verde oscuro), material del espacio sináptico (verde claro) y densidad postsináptica (naranja).
Crédito de imagen: Imagen: Fernández-Busnadiego et al.
  
    La síntesis de un neurotransmisor puede requerir una sola etapa catalizada por una sola enzima, como en el caso del neurotransmisor acetilcolina, o hasta tres etapas, como en el caso de la norepinefrina (NE).

     En la síntesis de la NE el material inicial es el aminoácido tirosina que es absorbido por el botón terminal desde la circulación. La tirosina se convierte sucesivamente en L-Dopa, luego en dopamina (que también es neurotransmisor) y en un tercer paso, una enzima transforma la dopamina en norepinefrina.

Neurotransmisores

 

Transporte de neurotransmisores mediante flujo axoplásmico

El flujo axoplásmico permite el transporte de diferentes estructuras, hasta el nivel más distal de los axones.
Axonal transport
From: MrYakuri1 | October 05, 2010 
Reference: Goshima Y, Usui H, Shiozawa T, Hida T, Kuraoka S, Takeshita S, Yamashita N, Ichikawa Y, Kamiya Y, Gotoh T, Gotoh T: computational analysis of the effects of antineoplastic agents on axonal transport. J Pharmacol Sci 2010.
According to Yoshio Goshima, M.D. & Ph.D. from the Department of Molecular Pharmacology and Neurobiology, the moving particles labeled with DiI are mainly lysosome and mitochondria.
Vesicles labeled with the fluorescent dye CM-DiI are trafficking along an axon of a chick dorsal root ganglia neuron.
Inhibición de la recaptación de serotonina

Las moléculas que inhiben la recaptación de serotonina SSRI
aumentan la concentración de serotonina en la hendidura sináptica
La neurotransmisión normal de aminas ilustrada con diferentes formas para los neurotransmisores, muestra su unión a receptores específicos en la membrana postsináptica. 
Otra de las formas de inactivación de los neurotransmisores en la hendidura sináptica es la llamada recaptación (reuptake). Dicha recaptación depende de un transportador presináptico de serotonina, el cual tiene afinidad por el neurotransmisor liberado; existen transportadores presinápticos no solamente para serotonina, también para adrenalina.

Cuando  se bloquea la proteína transportadora presináptica de serotonina / Transportador presináptico de serotonina (que también se denomina bomba recaptadora de serotonina), la serotonina deja de llegar a la neurona presináptica.
En el caso de inhibición de la recaptación de serotonina, aumentan las concentraciones de serotonina en la hendidura sináptica, con lo cual se aumenta el “tono” serotoninérgico en las neuronas post-sinápticas.

Recaptación de neurotransmisor

 Es muy interesante que este video muestra la recaptación o toma del neurotransmisor
por la proteína o bomba recaptadora en la terminal de la neurona presináptica
Crédito de video
de psychenova  | 31/03/2008

Referencias

  • Parte 3, Capítulo 1. Excitación, transmisión y conducción del impulso nervioso. En:Best and Taylor: Bases Fisiológicas de la Practica Médica. Edit. Panamericana, 1982 pp 46 – 78
  • Stevens CF: La Neurona. En: El Cerebro 3ª Ed. Monografía de Libros de Investigación y Ciencia. Labor, Barcelona. 1983
  • Morrell P, Norton WT: MyelinScientific American 1980 (May); 242 (5): 74 – 8
Notas adicionales

[1] K intracelular x 30 > K extracelular; Na intracelular / 30 < Na extracelular. La membrana en reposo más permeable a K que Na

[2]  Medida de la facilidad con la que un ión penetra en la membrana

[3]  Medida de la facilidad de la penetración del ión cuando penetra la membrana impulsado por potencial eléctrico, equivale al recíproco de la resistencia y se expresa en mhos [inverso de ohms]

[4] La capacidad de que el sodio se difunda con más rapidez que el potasio la cual a su vez  es mayor que la del cloruro. Por estas circunstancias el sodio es el elemento que difunde con mayor facilidad.

Para aprender más sobre funcionalismo neuronal: ver módulos corticales y telodendrones en el vínculo correspondiente a Mente Autoconsciente y conciencia en   Colección en Scoop.it
Otros recursos en la web
Electroneurobiología 2007; 15 (4), pp. 31-60; URL http://electroneubio.secyt.gov.ar/index2.htm
Muy interesante hipervínculo que muestra com Huxley & Hodgkin lograron describir la generación y propagación del potencial de acción en el axón gigante de calamar, como así también explicar sus principales propiedades. Este es el llamado modelo HH, crucial para el entendemiento del funcionamiento nervioso
Renato M.E. Sabbatini, PhD: Neurons and Synapses – The History of Its Discovery. Brain & Mind Magazine, 17, April-July 2003   En el hipervínculo:http://www.cerebromente.org.br/n17/history/neurons2_i.htm
http://legacy.owensboro.kctcs.edu/gcaplan/anat/Histology/API%20histo%20nervous.htm Muy interesante witio web con imágenes histológicas y ultraestructurales sobre neuronas.
Historia de la neurona para niños  http://www.dls.ym.edu.tw/chudler/cells.html
Farmacología y neurotransmisión gabaérgica,  http://www.guiasdeneuro.com.ar/farmacologia-gabaergica/ presentación del Profesor Bernardo Sonzini Astudillo, especialista en Neurocirugía, disponible en el sitio web  www.guiasdeneuro.com.ar 

JAVIER DE FELIPE: Cajal y sus dibujos: ciencia y arte  (Instituto Cajal, CSIC, 28002-Madrid)

Video en youtube de resumen de la neurona

Resumen sobre la Neurona

Crédito de video:
  | Fecha de creación: 11/04/2008
La frase final es muy interesante:
“El cerebro habla continuamente consigo en un lenguaje electroquímico”

Hipervínculos sobre ciencia neural cognoscitiva

http://vcl.salk.edu/Publications/PDF/Albright_Jessell_Kandel_Posner_Cell_Neuron_2000.pdf      Thomas D. Albright, Thomas M. Jessell, Eric R. Kandel, Michael I. Posner: The goal of neural science is to understand the biological scene, cannot simply be dissected into a set of independent mechanisms that account for mental activity. 55 páginas.

Serotonina – video en idioma inglés

Nota:
Este knol forma parte del Libro colaborativo de Neurología de Internet Medical Publishing desde el 4 de Octubre de 2010

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