Organización del Sistema Nervioso Héctor L. Santiago, Ph.D. INPE 6998
REGULACION NEUROQUIMICA
Organización del Sistema Nervioso
Sistema Nervioso Central (CNS)
Cerebro Médula Espinal
Sistema Nervioso Periferal (PNS)
Sistema Nervioso Somático Nervios Craneales Nervios Espinales
Sistema Nervioso Autonómico (ANS) Sistema Nervioso Simpatético Sistema Nervioso Parasimpatético
Sistema Nervioso Entérico
Sistema Digestivo
Sistema Nervioso
Tipos de Neuronas
Neuronas aferentes
Transmiten
señales de receptores vía los nervios craneales y espinales al CNS
Neuronas eferentes
Transmiten
señales del CNS a través de los nervios craneales y espinales a tejidos o órganos efectores (músculos y glándulas)
Sistema Nervioso
(A) CNS
(1) Corteza Cerebral
(2) Tronco Encefálico
(3) Cerebelo
(4) Médula Espinal
(B) PNS
(B1) SNS
(B2) ANS
Sistema Nervioso Central (CNS)
Corteza Cerebral
Contiene ~ 100 billones de neuronas Área de ¼ M2 Ciertas funciones de la corteza cerebral han sido identificadas observando los efectos de lesiones y por estimulación eléctrica durante cirugía Carece de receptores de dolor Posee un largo número de neuronas destinadas a regiones del cuerpo con funciones altamente especializadas como la boca y manos.
Corteza Cerebral
Funcionalmente dividida en 3 áreas:
Sensoriales
Recibir información sensorial Recibe señales de receptores sensoriales en la piel y de receptores gustativos en la boca
Motoras
Control movimiento voluntario Inicia señales motoras a los músculos esquelétales
Asociación
Enlace entre las áreas motoras y sensoriales Pensamiento, aprendizaje, lenguaje, memoria, juzgar, personalidad
Corteza Cerebral
Áreas o Lóbulos:
Frontal Motora
Parietal Sensorial
Temporal Auditiva
Occipital Visión
Fisuras
Dividen el cerebro en 2 hemisferios y cada hemisferio en lóbulos Fisura longitudinal
Separa los 2 hemisferios cerebrales
Fisuras
Fisura Central
Fisura ParietoOccipital
Separa el lóbulo frontal y parietal Área primaria motora -Corteza primaria sensorial
Separa el lóbulo occipital y parietal
Fisura Lateral
Separa el lóbulo frontal y temporal
Motor Homonculus
Refleja la cantidad de corteza cerebral designadas para controlar cada parte del cuerpo Mayor cantidad de la corteza cerebral dedicada a actividades complejas, de fino movimiento y de alta destreza
Cordón Espinal
Se extiende desde la base del cerebro hasta la primera vértebra lumbar Transmite impulsos desde y hacia el cerebro Recibe información sensorial de la piel, articulaciones y músculos del tronco y apéndices Recibe información de los órganos internos y controla la mayoría de la funciones de las vísceras Controla reflejos
Anatomía del cordón espinal
Raíz Dorsal (Aferente)
Neuronas
sensoriales entran al cordón espinal hacia
el cerebro
Raíz Ventral (Eferente)
Neuronas
Ganglio de la Raíz Dorsal
Agregado
motoras salen del cordón espinal de células de neuronas sensoriales
Nervio Espinal
Unión
de la raíz dorsal y ventral
Sistema Nervioso Periferal (PNS)
Sistema Nervioso Somático
Enerva
músculos lisos y estriados
Control voluntario
Sistema Nervioso Autonómico
Enerva
músculo liso
Opera bajo el nivel de conciencia
Control involuntario
Mantiene la homeostasis
División Simpatética y Parasimpatética
Efecto Recíproco
Cada tejido o órgano tiene enervación dual SNS – SNPS Inhibe - Estimula
Nervios Craneales
12 pares de nervios craneales Se originan en el cerebro e inervan los órganos sensoriales, músculos y glándulas de la cabeza como también la mayoría de los órganos internos Se clasifican en sensoriales, motores y mixtos
Nervio
Tipo
Funciones
(I) Olfatorio
Sensitivo
Olfato
(II) Óptico
Sensitivo
Visión
(III) Oculomotor
Motor
(IV) Trochlear
Motor
Inerva el músculo oblicuo superior Mueve el ojo hacia abajo y lateralmente
(V) Trigémino
Mixto
Sensación de la piel, músculos y articulaciones de la cara y boca Innervación de dientes Masticación
(VI) Abducens
Motor
(VII) Facial
Mixto
Controla la mayoría de las expresiones faciales Secreción de lagrimas y saliva Gusto
Movimiento del párpado y ojo Constricción pupilar
Movimiento lateral del ojo
(VIII) Auditivo
Sensitivo
Audición Equilibrio Sentido de movimiento
(IX) Glosofaríngeo
Mixto
(X) Vago
Mixto
Inerva músculos liso y estriado de los sistemas respiratorio, cardiovascular y digestivo Presión sanguínea de la aorta
(XI) Accesorio
Motor
Controla la deglución Inerva el trapecio y esternocleidomastoideo (músculos del cuello)
(XII) Hipogloso
Motor
Gusto lengua Sensación del paladar Carótidas Inerva la glándula parótida
Inerva los músculos de la lengua
División Parasimpatética
Origina en las regiones altas y bajas del cuerpo Craneo – Sacral Envuelto en estados de calma o inactividad El nervio vago es la enervación mas importante del sistema parasimpatético Axones Preganglionicos Largos Axones Postganglionicos Cortos Los axones viajan distancias considerables hasta llegar a los gangliones terminales, los cuales están situados dentro o bien cerca de los órganos enervados
Division Simpatética
Origina en la región media del cuerpo Toraco –Lumbar Enerva las partes altas y bajas del cuerpo Envuelto en situaciones de estrés y ejercicio Glándulas adrelanes forman parte del SNS Axones Preganglionicos Cortos Axones Postganglionicos Largos
Teoría Neuronal
Establece que las células nerviosas son la unidad básica de señal del sistema nervioso.
Principio de la polarización dinámica.
Establece que la información fluye en una dirección predecible y consistente dentro de cada célula nerviosa.
Afirma que en una neurona la información viaja en una sola dirección
Principios de la especificidad de conexión:
No existen conexiones citoplásmicas entre neuronas.
Las neuronas no se conectan indiscriminadamente entre si para formar redes al azar.
Cada célula establece conexiones especificas en puntos de contacto sináptico precisos y especializados.
La habilidad del sistema nervioso en controlar todo el cuerpo depende de la función integrada de muchas neuronas Billones de neuronas de diferentes tipos No por diferencias anatómicas sino por células similares que ejercen diferentes funciones y dependiendo como estas estén conectadas
Tejido Nervioso
Células nerviosas
Células gliales (glía) Neuroglia “Glia–glue” Pegaban o unían neuronas No participan directamente en la transmisión eléctrica Proveen soporte o sostén al sistema nervioso Forman la mayoría del volumen del CNS Cerebro (10:1) células gliales: neuronas Retienen la habilidad de dividirse Son altamente activas metabólicamente Contienen cantidades significativas de Mitocondria, Retículo endoplásmico, Ribosomas y Lisosomas
Neuronas Transmiten señales
Tipos de Células Gliales
Dentro del CNS
Astrocitos
Oligodendrocitos
Ependymal cells
Microglía
Fuera del CNS (PNS)
Células de Schwann
Células satélite
Astrocitos
Crean procesos citoplásmicos Forman uniones entre neuronas y capilares Están unidas por “gap junctions” que permiten el fácil paso de pequeñas moléculas Fagocíticas Inician respuestas inmunológicas Ayudan en la síntesis y destrucción de NT
Oligodendrocitos
Ependymal Cells
Forman capas que cubren cavidades en el cerebro y cordón espinal Juegan un papel importante en la formación del CSF
Microglia
Responsables de formar capas de mielina alrededor de los axones de neuronas dentro del CNS Aumenta la velocidad de conducción
Protección Células fagocíticas que migran a lugares de daño en el CNS causadas por infecciones o enfermedad. Activadas Trauma Ataques epilépticos Esclerosis múltiple Demencia (SIDA) Parkinson Alzheimer
Células Satélite
Proveen soporte para agregados de cuerpos de neuronas
Células Gliales
Células de Schawnn
Forman capas de mielina en axones de neuronas del PNS fuera del CNS Ayudan en la conducción de impulsos Nódulos de Ranvier – Espacios no mielinados en el axon
Capas de mielina alrededor de los axones
Estructura de una neurona
Dendritas
Soma
Cuerpo celular Citoplasma Organelos Mitocondria, Núcleo, Nucleolo, y Gránulos de nissl (Retículo endoplásmico y Ribosomas)
Montículo del axon
Reciben señales de otras neuronas y envían información hacia el soma
“Axon Hillock” Lugar de inicio del potencial de acción
Axon Sinapsis
Neurona pre-sináptica Hendidura sináptica Neurona post-sináptica (a) Motora
(b) Sensorial
Clasificación de las neuronas
Basado en el número y forma de las prolongaciones
Unipolares Bipolares
Multipolares
Basado en la conexión
Neuronas sensoriales o aferentes
Transmisión o proyección Locales
Basado en el largo del axon Basado en el NT
Movimiento y secreción
Interneuronas o neuronas de asociación
Percepción y coordinación
Neuronas motoras o eferentes
Pseudounipolar
ACH – Colinergicas EPi – Adrenergicas NEPI – Noradenergicas DOPA – Dopaminergicas
Basadas en circuitos
Monosinápticas Multisinápticas
Variabilidad de dendritas
Sinapsis
Zona de contacto especializada donde ocurre la comunicación entre neuronas Lugar de transmisión de impulsos entre neuronas Espacio entre la neurona Pre-sináptica y Post-sináptica Tipos de transmisión en las Sinapses:
Transmisión
Química Mediante mediador químico (NT)
Transmisión Eléctrica Mediante paso de iones
Sinapses Eléctricas
Espacio extracelular: 2 nm Existe continuidad citoplásmica entre las células pre y post sinápticas Agente mediador
Corriente iónica
Poco o ningún retraso sináptico La transmisión está limitada únicamente por la velocidad de transmisión electrotónica a través de la corta distancia que separa la los elementos pre y post sinápticos Típicamente son bi-direccionales
Sinapses Químicas
No existe contacto real o anatómico entre neuronas No hay continuidad citoplásmica entre las células pre y post sinápticas Espacio extracelular: 30 – 50 nm Agente mediador: Mensajero químico Existe un retraso sináptico significativo de por lo menos 0.3 msec y en general de 1 – 5 msec o mas. Parte del retraso es causado por el tiempo necesario:
Para abrir los canales de Ca++ y el proceso de secreción en los terminales pre-sinápticos Para que los NT difundan a través de la hendidura sináptica, se enlace con receptores y inicie un potencial sináptico Mayor tiempo es necesario en células donde la acción de segundos mensajeros es requerida para activar los canales de iones
Unidireccionales
Sinapses Químicas y Eléctricas
Sinapsis Química
Transmisión Sináptica Química
Sinapsis Eléctrica
El canal se abre o cierra debido a la rotación de las conexinas. Mecanismo de apertura y cierre ocurre a través de un cambio en conformación en respuesta a niveles citoplásmicos de pH y Ca++ Cierre del canal en respuesta a:
↓pH ↔↑ [H+] ↑ Ca++
Activación rápida y simultanea de las células interconectadas Flujo directo de corriente Células acopladas eléctricamente tienden a lanzar potenciales de acción de forma sincrónica Desencadena potenciales de acción de manera explosiva La velocidad de conducción es importante en algunas respuestas de huida
Otras Funciones
Conexones también transmiten señales metabólicas entre células Canales son relativamente grandes y no selectivos Permiten el fácil paso de cationes e iones inorgánicos Compuestos orgánicos de MW moderado como:
Segundos
mensajeros
Inositol Triphosphate (IP3) Cyclic AMP (cAMP)
Péptidos
