Neurona, potencial de reposo y potencial de acción

Transcripción

1 Neurona, potencial de reposo y potencial de acción

2 Objetivo de la clase: Comprender como se transmite el impulso nervioso.

3 Resumiendo

4 Estructura de una neurona Soma: mayor cantidad de citoplasma, se encuentran organelos. Dendritas: primera porción se le llama segmento inicial,el axón termina en botones sinápicos. Axón: presenta capa demielina, complejo lipoproteíco formado por muchas capas de cél. de Schwann

5 Células gliares Tipos de células gliales. Se dividen de acuerdo con sus funciones, y en parte, por su morfología.

6 Por el número de prolonga -ciones Tipos de neuronas

7 Tipos de neuronas Neuronas Sensitiva o Aferente. Neuronas Asociativas o Interneuronas. Neuronas Motoras o eferentes.

8 Sinapsis. La sinapsis es la relación funcional de contacto entre las terminaciones de las células nerviosas. Se trata de un concepto que proviene de un vocablo griego que significa unión o enlace.

9 Introducción La sinapsis es una zona de contacto anatómico y funcional entre dos células donde se produce la transmisión de los potenciales de acción de una célula a otra. La transmisión sináptica es un mecanismo altamente sofisticado y eficiente que hace posible la comunicación entre los 100 billones de neuronas en el cerebro humano y con los efectores Existen distintos tipos de sinapsis. Hay dos tipos generales: a) Sinapsis Eléctricas b) Sinapsis Química

10 Membrana del axón. Potencial de reposo. Voltaje de -70 mv Es la millonésima parte de un volt 1microV = 1x10-6 volts Na+ en mayor cantidad en el exterior de la membrana neuronal. K+ en mayor cantidad en el interior de la membrana neuronal.

11 Potencial de Membrana Potencial eléctrico: Diferencia en la cantidad de carga eléctrica entre una región de carga positiva y una región de carga negativa. Membranas plasmáticas poseen diferencias de carga eléctrica entre interior y exterior de la membrana. Medio extracelular posee carga positiva. Medio intracelular posee carga negativa. Este potencial se llama potencial de membrana. Se registra con microelectrodos. Microelectrodos: dispositivos conectados a un osciloscopio que mide la actividad eléctrica en las neuronas mediante la emisión de electrones, mostrando una gráfica.

12

13 Potencial de reposo La distribución de las cargas a los lados de la membrana determina que la neurona esté polarizada eléctricamente. No existe conducción nerviosa. Por qué se produce? En el interior hay mayor cantidad de iones K +, posee canales potasio siempre abiertos y los iones tienden a salir y proteínas cargadas negativamente que se acumulan. En el lado externo mayor cantidad de iones Na + y Ca 2+. El sodio tiende a entrar pero los canales abiertos en el potencial de reposos son muy pocos. La Bomba de Sodio-potasio, mantiene la polarización de la membrana, vale decir, la distribución desigual de los iones en el interior y el exterior de la neurona.

14 Bomba de Sodio-Potasio

15 Potencial de acción Cuando un axón es estimulado por sustancias químicas, presión, temperatura o una corriente eléctrica, el estímulo incrementa súbitamente la permeabilidad de la membrana a los iones sodio, permitiéndole ingresar. Como los iones sodio llevan cargas positivas hacia el interior, la parte externa de la membrana se vuelve momentáneamente negativa con respecto a la parte interna, vale decir, se produce una depolarización transitoria en el punto estimulado. Este cambio rápido del potencial de membrana se conoce con el nombre de potencial de acción.

16

17

18 Despolarización

19 Repolarización

20

21 Potencial de acción

22 Período refractario: Inmediatamente después de ser estimulada, la neurona no puede reaccionar a otro estímulo y la membrana recupera su potencial de reposo y queda en condiciones de generar y conducir un nuevo impulso. Es muy breve. Para tales efectos, la bomba de sodio- potasio transporta activamente los iones de sodio hacia el exterior y los de potasio al interior, proceso que repolariza la membrana. Umbral: El estímulo debe tener una cierta intensidad mínima para provocar un cambio en la permeabilidad de la membrana, que facilite el ingreso de los iones de sodio al interior del axón. Es el nivel de intensidad necesario para generar un potencial de acción (impulso nervioso).

23 Ley del todo o nada: La estimulación con una intensidad umbral produce la respuesta (potencial de acción) máxima de la neurona. Si se aumenta la intensidad del estímulo por encima del umbral, la amplitud de la respuesta no variará. Indica que la neurona puede o no responder a un estímulo, pero cuando se alcanza el valor umbral lo hace con efecto máximo. El impulso se propaga a una velocidad definida, independiente de la naturaleza e intensidad del estímulo que lo desencadena.

24 Ley de todo o nada.

25

26 Impulso nervioso Cada potencial de acción estimula a los puntos adyacentes de la membrana, determinando que la despolarización inicial se propague a lo largo del axón. Esa onda de despolarización es el impulso nervioso. Impulso nervioso a lo largo del axón

27 Velocidad del impulso La velocidad de la propagación de los potenciales de acción no depende de la fuerza del estímulo, sino que de lo siguiente: En las fibras que poseen cubierta de mielina, dispuesta en torno a las células de Schwann, separadas por los denominados nódulos de Ranvier, la onda de electronegatividad se propaga saltando de nódulo en nódulo. Esta propagación saltatoria es más rápida, al no tener que despolarizar todos los puntos de la fibra nerviosa. Además permite un importante ahorro energético, ya que la bomba de sodio tiene que movilizar menor cantidad de iones.

28

29

30 APE Comprender procesos que permiten el funcionamiento del sistema nervioso, el Potencial de membrana y de acción.

31 Responde las siguientes preguntas: 1. Explica qué es el potencial de reposo? Explica 2. Dibuja una membrana neuronal con potencial de reposo. 3. Cuáles son las causas del potencial de reposo en la membrana? Explica 4. Qué es el potencial de acción? Por qué se produce un potencial de acción en la membrana de la neurona? Explica. 5. Dibuja un potencial de acción 6. Cómo vuelve a la normalidad la membrana neuronal luego de un potencial de acción? 7. Por qué no escuchamos el sonido de un alfiler cuando cae, pero si cuando cae un lápiz? Explica 8. Explica la ley del todo o nada. 9. Por qué en axones con vaina de mielina la velocidad del impulso es mayor que en axones carentes de estas estructuras? 10. Explica los siguientes conceptos: SINAPSIS, POLARIZACIÓN, DESPOLARIZACIÓN, REPOLARIZACIÓN, UMBRAL, IMPULSO NERVIOSO

32 Transmisión sináptica

33 APE Comprenden la sinapsis química y eléctrica

34 Introducción La sinapsis es una zona de contacto anatómico y funcional entre dos células donde se produce la transmisión de los potenciales de acción de una célula a otra. La transmisión sináptica es un mecanismo altamente sofisticado y eficiente que hace posible la comunicación entre los 100 billones de neuronas en el cerebro humano y con los efectores Existen distintos tipos de sinapsis. Hay dos tipos generales: a) Sinapsis Eléctricas b) Sinapsis Química

35 Componentes de Sinapsis Eléctricas (A) y Químicas (B)

36 Gap junction o Unión Nexo. Se destacan los conexones, proteínas que conectan los citoplasmas de dos células. Iones y pequeñas moléculas pueden pasar en ambas direcciones a través de estos canales. Ej. De este tipo de sinapsis eléctrica en músculo cardíaco y liso.

37 Propiedades de las sinapsis Eléctricas y Químicas Propiedades Sinapsis Eléctrica Sinapsis Química 1) Distancia entre membrana pre y postsináptica 2) Continuidad citoplasmática entre las células pre y postsináptica 3) Componentes Ultraestructurales 3.5 nm nm Si Gap Junction No Vesículas y zonas activas presinápticas, receptores postsinápticos 4) Agente de transmisión Corrientes iónicas Transmisor químico 5) Retardo sináptico Virtualmente ausente Entre 1 y 5 mseg o más 6) Dirección de la transmisión Bidireccional Unidireccional

38 Sinapsis eléctrica Uniones de comunicación entre las membranas plasmáticas de los terminales presináptico y postsináptico. Que al adoptar la configuración abierta permiten el libre flujo de iones desde el citoplasma del terminal presinático hacia el citoplasma del terminal postsináptico.

39 Sinápsis eléctricas: La transmisión entre la primera neurona y la segunda no se produce por la secreción de un neurontransmisor, sino por el paso de iones de una célula a otra a través de uniones gap. Las uniones gap son pequeños canales formados por el acoplamiento de complejos proteicos, basados en conexinas, en células estrechamente adheridas.

40 Sinapsis Química. Se establece entre células que están separadas entre sí por un espacio de unos nanómetros(nm), la llamada hendidura sináptica. La liberación de neurotransmisores es iniciada por la llegada de un impulso nervioso (o potencial de acción), y se produce mediante un proceso muy rápido.

41 Sinapsis Química Partes de una sinapsis química: Membrana presináptica, espacio sináptico, membrana postsináptica, receptores moleculares

42 Tipos de sinapsis químicas según morfología a) Sinapsis axo-dentrítica, b) Sinapsis axo-somática, c) Sinapsis axo-axónica

43 Tipos de sinapsis química según morfología a) Sinapsis axo-somática, b) sinapsis axo-axónica c) sinapsis axodendrítica,d) sinapsis dendro-somáticas, e) dendro-dendrítica

44

45 Sinápsis químicas: La liberación de neurotransmisores es iniciada por la llegada de un impulso nervioso. Cuando llega un potencial de acción se produce una entrada de iones calcio a través de los canales de calcio dependientes de voltaje.

46

47

48 Neurotransmisores Es una biomolécula, sintetizada generalmente por las neuronas. Son las principales sustancias de las Sinapsis. Síntesis del neurotransmisor Según la naturaleza del neurotransmisor, éste se puede sintetizar en el soma neuronal o en las terminaciones nerviosas Almacenamiento del neurotransmisor En vesículas sinápticas.

49 Liberación del neurotransmisor Por exocitosis. Cuando llega un impulso nervioso a la neurona presináptica, ésta abre los canales de calcio, entrando el ión en la neurona y liberándose el neurotransmisor en el espacio sináptico. El calcio además de iniciar la exocitosis, activa el traslado de las vesículas a los lugares de su liberación con la ayuda de proteínas de membrana plasmática y de la membrana vesicular.

50 Activación del receptor del neurotransmisor Situado en la membrana plasmática de la neurona postsináptica. El receptor postsináptico es una estructura proteica que desencadena una respuesta.

51 La Acetilcolina La Acetilcolina fue el primer neurotransmisor en ser descubierto Es la responsable de la estimulación de los músculos, incluyendo los músculos del sistema gastrointestinal. El famoso veneno botulina acetilcolina, causando parálisis. funciona bloqueando la El derivado de la botulina llamado botox se usa por muchas personas para eliminar temporalmente las arrugas

52 GABA (ácido gamma aminobutírico) Un tipo de neurotransmisor inhibitorio. Actúa como un freno del los neurotransmisores excitatorios que llevan a la ansiedad. Personas con poco GABA tienden a sufrir de trastornos de la ansiedad, y los medicamentos como el Valium funcionan aumentando los efectos del GABA. Si el GABA está ausente en algunas partes del cerebro, se produce la epilepsia.

53 Norepinefrina Antes llamada noradrenalina. Esta fuertemente asociada con la puesta en alerta máxima de sistema nervioso. Prevalente en el sistema nervioso simpático, e incrementa la tasa cardiaca y la presión sanguínea. Glándulas adrenales la liberan en el torrente sanguíneo

54 Dopamina La dopamina esta fuertemente asociada con los mecanismos de recompensa en el cerebro. Las drogas como la cocaína, el opio, la heroína, y el alcohol promueven la liberación de dopamina, al igual que lo hace la nicotina!

55 Unión neuromuscular La unión neuromuscular es la unión entre el axón de una neurona (de un nervio motor) y un efector, que en este caso es una fibra muscular.

56 En la unión neuromuscular intervienen: Una neurona presináptica. Un espacio sináptico. Una o más células musculares.

57 Esta unión funcional es posible debido a que el músculo es un tejido excitable eléctricamente. Ramas de una misma motoneurona pueden llegar a inervar hasta 500 fibras musculares. Mientras más fino el movimiento que debe efectuar el músculo, menor es el tamaño de la unidad motora, existiendo situaciones en que cada fibra nerviosa inerva sólo una fibra muscular.

58 Anatomía de la sinapsis neuromuscular KSJ2-F12.1 Placa terminal, Botones sinápticos Mitocondria, Vesícula sináptica, Zona activa, Membrana presináptica, Espacio sináptico, Membrana postsináptica, Canal de Ca2+, Membrana basal, Pliegue de unión Canales Na activados por voltaje

59

60

61 Receptores Nerviosos Los sistemas sensoriales son conjuntos de órganos altamente especializados que permiten a los organismos captar una amplia gama de señales provenientes del medio ambiente. Es igualmente fundamental recoger información desde su medio interno con lo cual logran regular eficazmente su homeostasis. Luz, aromas, sonidos, movimiento... Cada estímulo externo tiene características físicas diferentes. Cómo logramos percibirlos? En parte, gracias a la forma de nuestras células receptoras especializadas que cuentan con una fisiología y una forma únicas, que les permiten recibir la señal sensorial y "traducirla" en una señal eléctrica.

62 Los receptores poseen características de: Especificidad: reciben determinado tipo de estímulo. Adaptación Excitabilidad Para que el estímulo pueda ser percibido debe tener una intensidad tal que supere la intensidad mínima( umbral de excitación) que requiere el receptor. El umbral es propio de cada receptor El receptor de cualquier tipo de estímulo genera IN que son cualitativamente iguales, pero las sensaciones percibidas son diferentes porque llegan a áreas distintas del cerebro.

63 Según la procedencia del estimulo. Esta clasificación agrupa a los receptores en: Exteroceptores. Interoceptores Propioceptores.

64 Exteroceptores. Reciben estímulos que provienen del medio externo. Ejemplos son los receptores cutáneos: corpúsculos de Pacini, que captan los estímulos de presión corpúsculos de Meissner, que responden al tacto ; corpúsculos de krause y de Ruffini, que captan el frío y el calor, respectivamente. También lo son los órganos de la visión,audición, gusto y olfato.

65 Interoceptores. Se encuentran localizados en los órganos y vasos sanguíneos. Informan de factores internos como la temperatura corporal, la composición, el ph y la presión sanguínea. Se incluyen en este grupo los barorreceptores ( presión sanguínea ) y los osmorreceptores ( composición sanguínea), entre otros.

66 Propioceptores. Son receptores localizados en el interior de músculos, tendones y articulaciones. Nos informan sobre la ubicación de las extremidades y de la posición del cuerpo

67 Según la naturaleza del estímulo. Se clasifican en: Mecanorreceptores, Fotorreceptores, Quimiorreceptores, Termorreceptores Nociceptores.

68 Mecanorreceptores. Son los que reciben estímulos mecánicos, como la presión o el sonido. Se encuentran en la piel, el oído interno y en los sistemas urinario, circulatorio, digestivo y respiratorio.

69 Corpúsculos de Meissner, tienen un umbral bajo por lo que captan fuerzas mecánicas débiles produciendo la sensación táctil. Son abundantes en las yemas de los dedos, la punta de la lengua y labios. Corpúsculos de Pacini, o receptores de la presión ubicados profundamente en la piel.

70 Fotorreceptores. Estos reciben estímulos luminosos y se encuentran en la retina, una de las capas del ojo humano. Los conos y bastones, responsable de la visión diurna y nocturna, son ejemplos de fotorreceptores.

71 Quimiorreceptores. Son los que responden a estímulos químicos, como las variaciones en la concentración de iones y de gases respiratorios. Las sensaciones del gusto y del olfato se deben a la actividad de quimiorreceptores como los botones gustativos y el epitelio nasal.

72 Termorreceptores. Son los encargados de responder a variaciones de la temperatura : el corpúsculo de Krause percibe el frío y el corpúsculo de Ruffini, el calor. Se ubican en todo el cuerpo.

73 Nociceptores. Se denomina así a los receptores que perciben estímulos potencialmente nocivos para el organismo : fuerzas mecánicas bruscas, cambios drásticos de temperatura. Se encuentran en todo el cuerpo y son de gran importancia para la conservación del organismo.

74 La sinapsis Cuando el potencial de acción alcanza la terminación del axón, causa que diminutas burbujas químicas llamadas vesículas descarguen su contenido en el salto sináptico. Esas sustancias químicas son llamadas neurotransmisores. Estos navegan a través del salto sináptico hasta la siguiente neurona, donde encuentran sitios especiales en la membrana celular de la siguiente neurona llamados receptores.

75 Arco Reflejo Reflejos: Respuestas automáticas, rápidas y predecibles frente a cambios en el ambiente y que ayudan a mantener las condiciones del medio interno de nuestro organismo dentro de rangos normales. El arco reflejo es el circuito neuronal específico más simple y es la unidad básica de la actividad nerviosa integrada (funciones básicas del sistema nervioso)

76 Componentes del Arco Reflejo 1. Receptor: corresponde a las dendritas de una neurona sensitiva o una estructura asociada, que detecta uno estímulo específico desencadenando uno o más impulsos nerviosos. 2. Neuronas Sensitiva o Aferente: conduce el impulso nervioso al centro integrador. 3. Centro integrador: Región del sistema nervioso que tiene neuronas de asociación y que analiza la información que trae la neurona sensitiva, para elaborar una respuesta. 4. Neuronas de asociación: Conecta a las neuronas sensitiva y motora. 5. Neuronas Motoras o eferentes: Conducen el impulso nervioso hasta un efector. 6. Efector: Estructura que responde al impulso nervioso (ej: músculo esquelético)