Organización del Sistema Nervioso

Transcripción

1 Organización del Sistema Nervioso Héctor L. Santiago, Ph.D. INPE 6998 REGULACION NEUROQUIMICA

2 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

3 Sistema Nervioso

4 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)

5 Sistema Nervioso (A) CNS (1) Corteza Cerebral (2) Tronco Encefálico (3) Cerebelo (4) Médula Espinal (B) PNS (B1) SNS (B2) ANS

6 Sistema Nervioso Central (CNS)

7 Corteza Cerebral Contiene ~ 100 billones de neuronas Área de ¼ M 2 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.

8 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

9 Corteza Cerebral Áreas o Lóbulos: Frontal Motora Parietal Sensorial Temporal Auditiva Occipital Visión

10 Fisuras Dividen el cerebro en 2 hemisferios y cada hemisferio en lóbulos Fisura longitudinal Separa los 2 hemisferios cerebrales

11 Fisuras Fisura Central Separa el lóbulo frontal y parietal Área primaria motora -Corteza primaria sensorial Fisura Parieto- Occipital Separa el lóbulo occipital y parietal Fisura Lateral Separa el lóbulo frontal y temporal

12 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

13 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

14 Anatomía del cordón espinal Raíz Dorsal (Aferente) Neuronas sensoriales entran al cordón espinal hacia el cerebro Raíz Ventral (Eferente) Neuronas motoras salen del cordón espinal Ganglio de la Raíz Dorsal Agregado de células de neuronas sensoriales Nervio Espinal Unión de la raíz dorsal y ventral

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16 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

17 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

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19 Nervio Tipo Funciones (I) Olfatorio Sensitivo Olfato (II) Óptico Sensitivo Visión (III) Oculomotor Motor Movimiento del párpado y ojo Constricción pupilar (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 Movimiento lateral del ojo (VII) Facial Mixto Controla la mayoría de las expresiones faciales Secreción de lagrimas y saliva Gusto

20 (VIII) Auditivo Sensitivo Audición Equilibrio Sentido de movimiento (IX) Glosofaríngeo Mixto Gusto lengua Sensación del paladar Carótidas Inerva la glándula parótida (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 Inerva los músculos de la lengua

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22 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

23 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

24 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.

25 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

26 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

27 Tipos de Células Gliales Dentro del CNS Astrocitos Oligodendrocitos Ependymal cells Microglía Fuera del CNS (PNS) Células de Schwann Células satélite

28 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

29 Oligodendrocitos Responsables de formar capas de mielina alrededor de los axones de neuronas dentro del CNS Aumenta la velocidad de conducción Ependymal Cells Forman capas que cubren cavidades en el cerebro y cordón espinal Juegan un papel importante en la formación del CSF Microglia 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

30 Células Gliales

31 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

32 Capas de mielina alrededor de los axones

33 Estructura de una neurona Dendritas Reciben señales de otras neuronas y envían información hacia el soma Soma Cuerpo celular Citoplasma Organelos Mitocondria, Núcleo, Nucleolo, y Gránulos de nissl (Retículo endoplásmico y Ribosomas) Montículo del axon Axon Hillock Lugar de inicio del potencial de acción Axon Sinapsis Neurona pre-sináptica Hendidura sináptica Neurona post-sináptica (a) Motora (b) Sensorial

34 Clasificación de las neuronas Basado en el número y forma de las prolongaciones Unipolares Bipolares Pseudounipolar Multipolares Basado en la conexión Neuronas sensoriales o aferentes Percepción y coordinación Neuronas motoras o eferentes Movimiento y secreción Interneuronas o neuronas de asociación Transmisión o proyección Locales Basado en el largo del axon Basado en el NT ACH Colinergicas EPi Adrenergicas NEPI Noradenergicas DOPA Dopaminergicas Basadas en circuitos Monosinápticas Multisinápticas

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36 Variabilidad de dendritas

37 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

38 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

39 Sinapses Químicas No existe contacto real o anatómico entre neuronas No hay continuidad citoplásmica entre las células pre y post sinápticas Espacio extracelular: 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

40 Sinapses Químicas y Eléctricas

41 Sinapsis Química

42 Transmisión Sináptica Química

43 Sinapsis Eléctrica

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47 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 ++

48 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

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50 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 (IP 3 ) Cyclic AMP (camp) Péptidos