UNIVERSIDAD DE ALCALÁ. Cómo funciona nuestro cerebro? 2015

Transcripción

1 UNIVERSIDAD DE ALCALÁ Cómo funciona nuestro cerebro? 2015

2 4

3 TEMA 3. Índice 3.1. Potencial de membrana Potencial de reposo Potencial de acción 3.2. Sinapsis Sinapsis eléctrica Sinapsis química 3.3 Neurotransmisores

4 COORDINAR RESPUESTA ADQUIRIR Miliseg MEMORIA DISCRIMINAR

5

6 CÉLULAS DEL SISTEMA NERVIOSO: NEURONAS: FLUJO DE INFORMACIÓN Cajal también pone de manifiesto un importante concepto que es la polarización nerviosa. El tráfico es en un único sentido: DendritaSomaAxón

7 Cl K FLUIDO EXTERIOR Na FLUIDO INTERIOR K Na Cl

8 TRASPORTADORES CANALES RECEPTORES BOMBAS

9 MEMBRANAS CANALES Canales Pasivos: Son aquellos que están siempre abiertos y permiten el paso de moléculas constantemente. Canales dependientes de voltaje: Son canales que solo se abren cuando llega a ellos una corriente eléctrica, mientras no llega permanecen cerrados. Bombas de canales: Son canales que permiten el paso de iones pero con gasto de energía.

10 MEMBRANAS BOMBA DE SODIO/POTASIO INTERIOR EXTERIOR INTERIOR EXTERIOR Na Na Na K K K K Na Na Na expulsa tres iones de sodio que se encontraban en el interior de la neurona e introduce dos iones de potasio que se encontraban en el exterior POLARIZACIÓN

11 DESPOLARIZACIÓN

12 INTERIOR EXTERIOR Na Na Na K K Na Na Na DESPOLARIZACIÓN Cuando se genera un impulso nervioso, la neurona en estado de reposo hace que su membrana se despolariza, abriéndose los canales para el sodio. Como la concentración de sodio es muy elevada en el exterior, cuando los canales para el sodio se abren se invierte la polaridad, con lo que el interior de la neurona alcanza un valor electropositivo, respecto del exterior. La transmisión del impulso nervioso sigue la Ley del todo o nada. Esto quiere decir que si la despolarización de la membrana no alcanza un potencial mínimo, denominado potencial umbral, no se transmite el impulso nervioso, pero, aunque este potencial sea rebasado en mucho, sólo se envía un impulso nervioso, siempre de la misma intensidad.

13

14

15

16 Santiago Ramón y Cajal Doctrina de la neurona Fisiólogo Charles Sherintong las denominó SINAPSIS

17

18 NEURONA PRESINAPTICA ESPACIO SINÁPTICO NEURONA PROTSINAPTICA

19 TIPOS DE SINAPSIS SINAPSIS ELÉCTRICA SINAPSIS QUÍMICA UNIÓN NEUROMOTORA

20 SINAPSIS ELÉCTRICA

21 1. Puede ser bidireccional dependiendo de que miembro de la pareja acopla sea invadido por el potencial de acción. 2. Es tremendamente rápida ya que no presenta la demora de la sinapsis química. 3. Coordina la señalización celular y metabólica de las neuronas conectadas

22 Su función es la de asegurar la actividad sincrónica de las neuronas que presentan una acción común. Centro inspiratorio de la médula oblongata, en donde todas las células exhiben una descarga sincrónica durante la inspiración. Circuitos neuronales que controlan las sacudidas oculares, en donde la mirada pasa rápidamente de un objeto de interés a otro. Control de la secreción de neurohormonas en el hipotálamo. De tal forma que la secreción de la hormona al torrente sanguíneo se realice a la vez.

23 SINAPSIS QUÍMICA

24 NEURONA PRESINAPTICA NEUROTRANSMISORES ESPACIO SINÁPTICO RECEPTORES NEURONA PROTSINAPTICA

25 Otto Loewi (1926)

26

27

28 4

29

30 UNIÓN NEUROMUSCULAR Sensorimotor structure of Drosophila larva phototaxis

31 2011g367/materialdeclase/bloquetematico1.fisiologiadel aparato/tema2.propiedadeselectricasdelcorazon/tema2. propiedadeselectricasdelcorazon/skinless_view

32

33

34 RECEPTORES

35 Como hemos vistos los neurotransmisores provocan una respuesta eléctrica en las neuronas postsináptica al unirse a un grupo de proteínas denominadas receptores de los neurotransmisores. CLASES DE RECEPTORES DE NEUROTRANSMISORES: IONOTRÓPICOS: Aquellos en los cuales el propio receptor es un canal iónico. Producen respuestas postsinaptica muy rápidas y de corta duración. METABOTRÓPICOS: Aquellos donde el receptor y el canal iónico que perite el paso de los iones son elementos diferentes. Producen respuestas sinápticas más lentas aunque esta pueden durar más tiempo.

36 ELIMINACIÓN DE NEUROTRANSMISORES: RECAPTACIÓN DIFUSIÓN DEGRADACIÓN ENZIMÁTICA

37 ELIMINACIÓN DE NEUROTRANSMISORES: RECAPTACIÓN Es probablemente el mecanismo más utilizado para la eliminación de los neurotransmisores de las hendiduras sinápticas. En las terminaciones presinápticas existen una serie de proteínas de membrana que tienen gran afinidad por los distintos neurotransmisores y son capaces de eliminarlos muy eficientemente

38 ELIMINACIÓN DE NEUROTRANSMISORES: DIFUSIÓN Los neurotransmisores pueden difundir por la hendidura sináptica hacia el exterior para ser captados por células gliales

39 ELIMINACIÓN DE NEUROTRANSMISORES: DEGRADACIÓN ENZIMÁTICA Los neurotransmisores pueden ser degradados o destruidos por enzimas. Estás son secretadas especialmente por los astrocitos cercanos a la sinapsis, aunque también pueden ser liberados por la neurona postsináptica. Un ejemplo son las enzimas que eliminan la acetil colina de la uniones neuromusculares De esa manera se limita la acción de la acetil colina a unos milisegundos

40 NEUROTRANSMISORES

41 CARACTERÍSTICAS: 1. La sustancia ha de estar presente en una neurona presinaptica. 2. La liberación del neurotransmisor ha de ser dependiente de una despolarización de la membrana, es decir ha de ser dependiente de un impulso nervioso que implica cambios en los niveles de los iones calcio tanto dentro como fuera de la neurona 3. Se han de presentar receptores específicos para esas moléculas en la neurona potsináptica.

42 METABOLISMO DE NEUROTRANSMISORES: VESÍCULAS NEUROTRANSMISOR

43 TIPOS DE NEUROTRANSMISORES: Excitatorios Neuropéptidos Morfina Endorfina Encefalina Inhibitorios Moléculas pequeñas Aminoácidos Aminas biógenas Acetilcolina Glicina GABA Glutamato Aspartato Catecolamina Dopamina Noradrenalina Adrenalina Serotonina Histamina Purinas

44 TIPOS DE NEUROTRANSMISORES:

45 ACETILCOLINA: 1. Primer identificado. Otto Loewi (colinérgicas) 2. EXCITATORIO (tb inhibitorio) 3. Síntesis: Metabolitos de glucosa (colina y Acetil CoA) en la neurona presinaptica 4. Receptores (muscarínicos y nicotínicos) 5. Destrucción enzimas acetilcolinesterasa en postsinapticas 6. Neurotransmisor muy abundante implicado 6.1 Unión neuromuscular 6.2 Memoria, concentración, cognición 6.3 Regulación del ciclo sueño/vigilia

46 GLUTAMATO: 1. Muy importante función normal del encéfalo (glutaminérgicas) 2. EXCITATORIO (75% transmisiones excitatorias) 3. Síntesis: No atraviesa la BHE. Síntesis cerebro 3.1 Células gliales: glutaminapresinaptica captación transformación 3.2 Metabolitos de glucosa en la neurona presinaptica 4. Receptores (NMDA, AMPA, kainato y Glut) 5. Eliminado por receptación células gliales 6. Neurotransmisor muy abundante implicado 6.1 Activación del sistema de protección 6.2 Concentraciones levadas Daño

47 GABA: 1. Principal localización encéfalo. 1.1 Mayoritariamente cerebelo (GABAérgicas) 1.2 Corteza, hipocampo y estructuras límbicas 2. INHIBITORIO (abren canales de Cl) 3. Síntesis: A partir de glutamato 4. Receptores (GABAa y GABAb) 5. Eliminado por receptación células gliales (astrocitos) o presinapticas 6. Implicado 6.1 Inhibir actividad neuronal 6.2 Disfunción : epilepsia, esquizofrenia, Párkinson y Huntington

48 DOPAMINANA: 1. Principal localización encéfalo. 2. EXCITARIO/INHIBITORIO (abren canales de Cl) 3. Síntesis: A partir de tirosina 4. Receptores (GPCR de dos tipos D1 y D2) 5. Recaptación neuronas presinápticas 6. Implicado 6.1 Tres sistemas: Negro estriado: Función motora Mesolímbico: Función cognitiva y motivación Hipotálamo e hipófisis: Regulación endocrina 6.2 Déficit epilepsia, esquizofrenia, Párkinson y trastorno hiperactivo de déficit de atención

49 NORADRENALINA Y ADRENALINA: 1. Localización (SNC y SNP) 1.1 Tronco encefálico (SNC) 1.2 Locus ceruleos (suelo 4º ventrículo) (SNC) 1.3 Médula espinal (hacia vascular) 2. EXITATORIO/INHIBITORIO 3. Síntesis: A partir de tirosina 4. Receptores (adrenérgico GPCR) 5. Recaptación neuronas presinapticas 6. Roles muy variados 6.1 Función: Sueño y vigilia Atención Conducta alimentaria Tensión arterial Respuesta lucha/huida peligro

50 SEROTONINA: 1. Principal localización principalmente encéfalo (rafe) también gastrointestinal 2. EXCITATORIO 3. Síntesis: A partir de triptófano dieta 4. Receptores (5HT) 5. Eliminado enzimas 6. Roles muy variados 6.1 Función: 6.2 Déficit ansiedad, apatía, miedo, insomnio 6.3 Aumento niveles circuitos: sensación de bienestar, relajación y concentración

51 HISTAMINA: 1. Principal localización hipotálamo con proyecciones a casi todo encéfalo y médula 2. Neuromodulador de otros como GABA, dopamina 3. Síntesis: A partir de LHistidina (aminoácido) 4. Receptores (H13) 5. Eliminado enzimas 6. Roles muy variados 6.1 Involucrada en: Atención Sueño/Vigilia Reactividad del sistema vestibular Constricción flujo sanguíneo Los antihistamínicos que atraviesan la BHE como la difenhidramina (Benadryl@), actúa como sedante al inferir con los roles de las histamina sobre el despertar del SNC

52 CLOSTRIDIUM sp TOXINA BOTULINICA: TOXINA TETANICA:

53 CLOSTRIDIUM BOTULINUM TOXINA BOTULINICA: En cualquier caso la presencia de la toxina puede producir parálisis de las sinapsis neuromusculares periféricas debido a la abolición de la liberación de neurotransmisores. Esta interferencia con la transmisión neuromuscular hace que el músculo esquelético se debilite, y en los casos extremos produce parálisis del diafragma y otros músculos necesarios para la respiración. Las toxinas también pueden bloquear la sinapsis con que inervan los músculos lisos provocando disfunciones en las vísceras

54 CLOSTRIDIUM TETANI TOXINA TETANICA: El tétanos es causado por la contaminación de heridas punzantes con las bacterias de clostridium que producen la toxina tetánica. Al contrario que el botulismo, en el tétanos se bloquen los neurotransmisores inhibidores desde las interneuronas de la médula espinal. El efecto produce una pérdida en la inhibición sináptica sobre las neuronas motoras espinales, lo que provoca hiperexcitación del músculo esquelético lo que se traduce en contracciones violentas de los músculos afectados.

55 MENISPERMACEAE Y LOGANIACEAE CURARE: Indígenas del Amazonas, este veneno se extrae de las raíces de una planta. Al ser introducido al organismo mediante la punta de una flecha, se transporta a través de la circulación hasta las sinapsis neuromusculares y ahí, provoca el mismo efecto que el veneno de la cobra, es decir; antagoniza a los receptores de la acetilcolina, con lo cual se impide la interacción normal de este transmisor con su receptor y se interrumpe la comunicación nerviomúsculo. El resultado es la muerte por paro respiratorio. Es por ello que las flechas envenenadas con curare son mortales a pesar de que no lesionen ninguna víscera vital.

56 WEBS: LIBROS: Neurociencias 3ºEdición. Purves, Augustine, Fritzpatrick, Hall, LaMantia, McNamara and Williams. Editorial Médica panamericana ISBN: Impreso España. Dep. Legal: M Neuroanatomía Clínica y Neurociencia 6º Edición: M.J. Turlough Fitzgerald, Gregory Gruener and Estomih Mtui Editorial Elsevier Saunders ISBN edición original: ISBN edición española: Dep. Legal: B Principios de neurociencia 4º Edición: Eric R. Kandel, James H. Schwartz and Thomas M. Jessell. Editorial: McGrawHill. Interamericana ISBN: Dep. Legal: M The Rat Brain. George Paxinos and Charles Watson. 6 Edición. Instereotaxic coordinates. Elsevier. ISBN13: Neuropsicología Humana 5ºEdución. Kolb Whishaw. Editorial Paramericana ISBN:

57