La Neurona y Doctrina de la Neurona

La neurona

• La neurona es la unidad básica y funcional del sistema nervioso.
• Es una célula especializada en recibir estímulos y conducir impulsos nerviosos.
• Está compuesta por el cuerpo celular (soma o pericarion) y prolongaciones llamadas neuritas.
• Las neuritas pueden ser dendritas, que reciben información y la llevan al cuerpo celular, o axones, que conducen los impulsos desde el cuerpo celular.
• Todas las neuronas tienen al menos una dendrita y un axón.

Doctrina de la Neurona

• Ramón y Cajal estableció que las neuronas funcionan como unidades individuales.
• Aplicó el sistema de Golgi para el estudio de las neuronas.
• Contrario al sistema reticular previo, donde las neuronas solo proveían alimento.

Tipos de neuronas

Neuronas Unipolares o Pseudounipolares

• Tienen un cuerpo celular esférico con una única neurita que se divide en dos ramas, ambas con características de axón.
• Se encuentran en ganglios espinales.

Neuronas Bipolares

• Tienen un cuerpo celular alargado con un axón en un extremo y una dendrita en el otro.
• Se hallan en la retina y ganglios sensitivos coclear y vestibular.

Neuronas Multipolares

• Poseen una gran cantidad de neuritas, con un axón único y el resto dendritas.
• Son comunes en la corteza cerebral y médula espinal.

Neuronas Golgi tipo I

• Tienen un axón largo que puede medir un metro o más.
• Forman los tractos de fibras del cerebro y la médula espinal.
• Comprenden las células piramidales, las de Purkinje y las del asta motora en la médula espinal.

Neuronas tipo II

• Tienen un axón corto o ausente.
• Su aspecto es estrellado.
• Son de efecto inhibitorio en la corteza cerebral y cerebelosa.

Cuerpo de la Neurona

• Contiene el citoplasma y el núcleo celular.
• Su tamaño varía de 5 μm a 135 μm de diámetro.

Núcleo

• Contiene los genes, es grande, esférico, y contiene cromosomas que expresan información genética.
• Tiene un nucléolo único para la síntesis de ARNr y una elevada tasa de síntesis de proteínas.

Membrana Nuclear

• Área especializada del retículo endoplásmico rugoso del citoplasma, continua con el retículo endoplásmico del citoplasma.
• Tiene doble capa y finos poros.

Citoplasma

• Rico en retículo endoplásmico rugoso y liso; contiene orgánulos e inclusiones.

Sustancia de Nissl

• Gránulos distribuidos en el citoplasma, excepto en el cono axónico y el axón.
• Contienen ribosomas con alto contenido de ARN y son basófilos.
• La cromatolisis incluye a la migración de la sustancia a la periferia.

Aparato de Golgi

• Consiste en agrupaciones de cisternas aplanadas y vesículas.
• Almacena proteínas y forma glucoproteínas.
• Produce lisosomas y membranas celulares.

Mitocondrias

• De forma esférica o de bastón, tiene doble membrana con la interna dispuesta en pliegues.
• Enzimas forman parte del ciclo del ácido tricarboxílico.

Neurofibrillas

• Fascículos de neurofilamentos de 10 nm de diámetro.
• Principal componente del citoesqueleto.

Microfilamentos

• Miden de 3 a 5 nm de diámetro y se concentran en la periferia de la membrana.
• Formados por actina.
• Participan en la formación de nuevas prolongaciones celulares.

Microtúbulos

• Dispuestos en paralelo en el axón, con un extremo hacia el cuerpo celular y otro distal.
• Transporte rápido (100-400 mm/día) requiere cinesina (anterógrado) y dineína (retrógrado).
• Transporte lento (0.1-0.3 mm/día) transporta mitocondrias y orgánulos.

Lisosomas

• Contienen enzimas hidrolíticas.
• Pueden ser primarios o secundarios.

Centriolos

• Estructuras en pares, en células nerviosas en división en el periodo embrionario.
• Participan en el mantenimiento de microtúbulos.

Tumores derivados de las neuronas

• Los tumores primarios incluyen:
  • Neuropiteliales: gliomas, astrocitomas, oligodendrogliomas, ependimomas.
  • Tumores neuronales: gangliocitoma-ganglioneuroma, neuroblastoma, neurocitoma.
  • Tumor de la vaina nerviosa (neurinomas).
  • Pinealomas.
  • Tumor neuroectodérmico primitivo (meduloblastoma).
  • Meningiomas.
  • Adenomas hipofisarios.
  • Tumores de células germinales.
  • Tumores congénitos o de inclusión.
  • Linfomas.
• Los tumores secundarios corresponden a metástasis.

Neuroglia

• Células de apoyo entre las neuronas del SNC.

Astrocitos

• Las más grandes de las células de la neuroglia.
• Sus núcleos son ovoides, centrales, carecen de heterocromatina y nucleótidos, con nucléolos que contienen eucromatina.
• Su citoplasma tiene filamentos gliales compuestos de proteína ácida glial fibrilar.
• Sus procesos se unen a los capilares y a la piamadre.
• Funcionan como andamio en la migración neuronal, cubren contactos sinápticos, captan exceso de iones K+, almacenan glucógeno y fagocitan terminaciones axónicas.

Astrocitos fibrosos

• Tienen procesos fusiformes finos que se irradian desde el cuerpo celular y terminan con expansiones distales o placas podálicas, en contacto con los capilares.
• Forman una vaina glial continua, que es la membrana perivascular limitante.
• Se encuentran en la sustancia blanca.

Astrocitos protoplásmicos

• Poseen ramas más gruesas y numerosas.
• Se encuentran en relación estrecha con las neuronas y pueden envolverlas parcialmente.
• Se encuentran en la sustancia gris.

Funciones de los astrocitos

• Forman un armazón de sostén para las fibras y células nerviosas.
• En el embrión, sirven como riel para la migración de las neuronas inmaduras.
• Cubren los contactos sinápticos y sirven como aislantes eléctricos.
• Captan el exceso de iones K+ e intervienen durante las descargas repetitivas de las neuronas.
• Almacenan glucógeno en el citoplasma.
• Fagocitan terminaciones sinápticas degeneradas.
• Causan gliosis de reemplazo: proliferación y relleno de espacios ocupados previamente por neuronas muertas.
• Conducen metabólicos desde los capilares a las neuronas.
• Son importantes para la barrera hematoencefálica.
• Como células madre, se encuentran en la zona subventricular de los ventrículos laterales y en la zona subgranular del giro dentado del hipocampo.

Oligodendrocitos

• Poseen cuerpos celulares pequeños y pocas prolongaciones.
• Se encuentran en filas a lo largo de las fibras nerviosas mielínicas y rodean los cuerpos celulares.
• Una prolongación se une a la mielina entre los módulos de Ranvier.
• Forman las vainas de mielina en el SNC.
• Su función es formar segmentos internodales de mielina en el mismo axón o en varios, hasta 60.
• La mielinización comienza en la semana 16 de gestación y termina alrededor de los 2 años.

Microglía

• No se relacionan embriológicamente con las células neurogliales, derivan de macrófagos externos del SN.
• Aumentan en número en presencia de tejido nervioso dañado, y se convierten en células inmunitarias efectoras durante enfermedad inflamatoria del SNC.
• Retraen sus prolongaciones, migran al sitio de la lesión y se convierten en células presentadoras de antígeno.
• Son activamente fagocíticas.

Epéndimo

• Revisten las cavidades cerebrales y el conducto ependimario.
• Forman una capa única de células cuboideas o cilíndricas con microvellosidades y cilios.
• Los cilios favorecen el flujo de LCR.
• Las bases de las células ependimarias están en la membrana limitante de la glía.
• Tipos: ependimocitos, tanicitos y células epiteliales coroideas.
• Funciones: ayudan a la circulación del LCR y transportan sustancias químicas.

Células de Schwann

• Producen mielina en el SNP.
• Forman cilindros que guían la regeneración de axones dañados.

Células satélite

• Ubicadas soma de las neuronas en los ganglios en el SNP.
• Forman laminar, irregular, mononucleares, expansiones y microvellosidades.

Tumores de la neuroglia

• Representan el 40-50% de los tumores del SN, son gliomas.
• El neurinoma deriva de las células de Schwann.
• Incluyen oligodendrogliomas, ependimomas, astrocitomas.

Membrana celular e impulso nervioso

Membrana plasmática de la neurona

• Forma el límite externo continuo del cuerpo celular y sus prolongaciones.
• Tiene un grosor de 8 nm.
• Compuesta por una bicapa lipídica con moléculas proteicas.
• Es semipermeable.

Canales de sodio y potasio

• Proteínas que se extienden a través de la membrana.
• Los iones K+ tienen campos eléctricos más débiles, atraen menos agua y se comportan como si fueran más pequeños.
• Existen dos estados de conformación en las proteínas de los canales sónicos.
• Los estados son: funcional abierto o cerrado.
• Un mecanismo de compuerta puede implicar una distorsión del canal creando una luz más ancha o más estrecha.
• El estímulo puede ser un cambio de voltaje, presencia de un ligando, estiramiento o presión.

Potencial de reposo

• La permeabilidad a los iones K+ es superior a la de los iones Na+.
• Las concentraciones intracelular y extracelular de K+ determinan el potencial de membrana en reposo de -80 mV.
• La concentración intracelular de K+ es superior a la de Na+.
• La ATPasa Na-K expulsa 3 iones Na+ e ingresa 2 iones K+.
• El gradiente electroquímico hace que los iones K+ difundan hacia el espacio extracelular.

Excitación de la membrana plasmática

• Causada por estímulos químicos, eléctricos o mecánicos.
• La permeabilidad a los iones Na+ aumenta.
• Los iones Na+ se difunden a través de canales voltaje dependientes hacia el interior.
• Ocurre despolarización progresiva.

Potencial de acción

• Alteración de la polaridad de la neurona por la entrada súbita de iones Na+.
• Es de +40 mV y dura 5 ms.
• Los canales de Na+ entran en un estado desactivado.

Repolarización

• Aumento de la permeabilidad a Na+ cesa y la permeabilidad a K+ aumenta.
• Abertura de los canales de K+ regulados por voltaje es más lenta y más duradera.
• Hay un regreso lento a su cierre, lo que produce hiperpolarización (-90 mV).

Impulso nervioso

• El potencial de acción se extiende sobre la membrana plasmática.
• Es autopropagado y de frecuencia invariable.
• Obedece a la ley del todo o nada (-55mV).

Periodo refractario

• Una vez extendido un impulso, la membrana no puede desencadenar uno nuevo inmediatamente.
• Controla la máxima frecuencia de potenciales de acción.

Sinapsis

• Sitio de proximidad entre dos neuronas para la comunicación interneuronal y la conducción funcional.
• Las neuronas hacen conexiones sinápticas con más de 1,000 neuronas y recibe hasta 10,000 conexiones.
• También incluye la unión de la neurona con una célula muscular o glandular.
• La comunicación es unidireccional, habitualmente entre el axón y el cuerpo o dendrita de otra neurona.

Tipos de sinapsis

• Sinapsis axónicas: contacto sináptico sobre el segmento inicial de otro axón.
• Axodendríticas, axoaxónicas o axosomáticas.

Sinapsis Químicas

• Membrana presináptica: expansión axónica terminal.
• Membrana postsináptica: neurona (soma) o dendritas.
• Hendidura sináptica: espacio de 20 a 30 nm de ancho.
• Vesículas presinápticas: contienen neurotransmisores.
• La membrana presináptica contiene cisternas paralelas y lisosomas ocasionales.
• La membrana postsináptica contiene receptores
• Los neurotransmisores se liberan por exocitosis y se liberan en la hendidura sináptica.

Neurotransmisores

• La mitocondria proporciona ATP para síntesis de estas sustancias.
• Los neurotransmisores se liberan por la llegada del impulso nervioso y la entrada de iones de Ca+.
• Los neurotransmisores se expulsan al líquido extracelular de la hendidura sináptica.
• Llegan a la membrana postsináptica
• Generan un potencial excitador (PPSE) o inhibidor (PPSI).

Ejemplos de neurotransmisores

• Acetilcolina y L-glutamato, GABA.
• Acetilcolina (muscarínicos), serotonina, histamina, neuropéptidos, adenosina.

Distribución y destino de neurotransmisores

• Acetilcolina: unión neuromuscular y ganglios autónomos parasimpáticos.
• Noradrenalina: terminaciones nerviosas simpáticas e hipotálamo.
• Dopamina: ganglios basales.

Efecto de los neurotransmisores

• Limitado por su reabsorción o destrucción (acetilcolinesterasa).

Neuromoduladores

• Estos modulan la actividad postsináptica.
• Pueden coexistir con el neurotransmisor en una sinapsis.
• Incrementan o reducen el efecto del neurotransmisor.
• Ejemplo: neuropeptidos, endofirnas, vasopresina, encefalina, neuropptido Y.

Sinapsis eléctricas

• Uniones intercelulares comunicantes.
• Tienen canales que se extienden desde el citoplasma de una neurona a otra.
• Carecen de neurotransmisor químico.
• Son infrecuentes.
• Conectan las neuronas con uniones intercelulares de unión en hendidura (unión gap).
• Cada canal está formado por 2 hemicanales (conexinas).

Sustancia gris

• Pilar en forma de H.
• Cordones de sustancia gris anteriores y posteriores.
• Unidos por la comisura gris que contiene el canal ependinario.

Cordones Grises Posteriores

• Son 4 grupos que se extienden a toda la longitud de la médula.
• Dos grupos están limitados a los segmentos dorsal y lumbar.

Sustancia gelatinosa

• Situada en el ápex del cordón gris posterior y compuesto por neuronas tipo II de Golgi.
• Recibe fibras aferentes relacionadas con el dolor, tacto y temperatura.

Núcleo Propio

• Anterior a la sustancia gelatinosa y principal masa de células en el cordón gris posterior.
• Recibe fibras de posición, movimiento, discriminación y vibración.

Núcleo dorsal (columna de Clarke)

• Localizado en la base de la columna gris posterior y se extiende desde el 8° segmento cervical hasta el 3° o 4° segmento dorsal.
• Las células guardan relación con terminaciones propioceptivas.

Núcleo aferente visceral

• De neuronas de tamaño medio, lateral al núcleo dorsal y se extiende desde el 1° segmento dorsal hasta el 3° lumbar.
• Relacionado con la recepción de información visceral aferente.

Grupo intermediolateral

• Se extiende desde el 1er segmento dorsal hasta el segundo o tercer segmento lumbar.
• Contiene fibras simpáticas preganglionares.
• La sección sacra contiene fibras parasimpáticas preganglionares (S2 a S4).

Médula espinal

• La membrana es asimétrica en el 75% de los humanos (el lado derecho más grande).
• Los axones sensitivos tienen diferentes tamaños y funciones; se clasifican y separan en fascículos o haces nerviosos.
• Algunos axones actúan como enlace entre diferentes segmentos de la médula espinal.
• Otros axones ascienden desde la médula espinal hasta los centros superiores y conectan la médula espinal con el encéfalo.

Vias Ascendentes

• Puede o no alcanzar nivel consciente y comprende información estereoceptiva u originada fuera del cuerpo, así como propioceptiva que se origina interiormente.

Clasificación

• 1era neurona o neurona de primer orden, cuerpo celular en el ganglio espinal posterior del nervio raquídeo.
• 2da neurona de la ME, se decusa y asciende a nivel más alto del SNC.
• 3era neurona: en el tálamo y da lugar a una fibra de proyección que llega a una región sensitiva de la corteza cerebral.

Vías del dolor y la temperatura

• Fascículo o haz espinotalámico lateral
• Los receptores de dolor y temperatura son terminaciones nerviosas libres.
• Los axones del ganglio espinal de la columna gris posterior se dividen en ramas ascendentes y descendentes que recorren uno o dos segmentos y forman el fascículo posterolateral de Lissauer.
• Las fibras que conduce el dolor son ligeramente por delante que las que conducen temperatura.

El dolor

• Es interpretado por la Circunvolución postcentral según experiencias pasadas a la vez que la Circunvolución del Cíngulo interpreta el aspecto emocional.
• Estimulos dolorosos provenientes de orgánulos internos del cuerpo y las respuestas autonómicas son interpretados por el insula.

Vía del Tacto Leve y la Presión

• Haz espinotalámico anterior, es situado con el haza espinotalámico lateral para formar el lemnisco espinal.

Cordón blanco posterior

• Fascículo Grácil y Fascículo cuneiforme tacto discriminativo, sentido de la vibración y sensibilidad consciente muscular y articular (propiocepción).
• Ascienden ipsilateral y hacen sinapsis.

Exploración modalidades sensitivas individuales

• Tacto ligero
• Localización del tacto
• Discriminación tactil
• Dolor
• Dolor por presión
• Temperatura
• Vibración
• Forma (estereognosia)
• Movimientos pasivos
• Sensibilidad postural

Terminaciones efectoras

• Inervación del músculo esquelético Los axones sensitivos tienen diferentes tamaños y funciones; se clasifican y separan en fascículos o haces nerviosos.
• En extremidades, cabeza y cuello, la inervación suele ser única. • En los músculos de la pared abdominal, la inervación es múltiple, ya que conservan la inervación segmentaría embrionaria. • La inervación e irrigación musculares adoptan una configuración más o menos constante denominado hilio neurovascular. • El nervio que va a un músculo contiene fibras motoras y sensitivas. Las fibras motoras son de 3 tipos. • Fibras grandes mielínicas alfa, fibras pequeñas mielínicas gamma y fibras finas C amielínicas. • Los axones de las células alfa inervan las fibras extrafusales, los axones de las células gamma las fibras intrafusales y las fibras C son referencias autónomas posganglionares que inervan el músculo liso de las paredes de los vasos sanguíneos. • Las fibras sensitivas son de 3 tipos principales.
• Fibras mielínicas que se originan en las terminaciones anuloespirales y enramillete de los husos neuromusculares. • Fibras mielínicas que se originan en los husos tendinosos y• Fibras mielínicas y amielínicas que se originan de diversas terminaciones sensitivas en el tejido conectivo del músculo.

Unidad motora

Se define como la motoneurona alfa y las fibras musculares que inerva. • Donde se requiere control muscular fino y preciso las unidades motoras poseen solo unas pocas fibras musculares.

Uniones neuromusculares en músculo esquelético

• Cuando cada fibra mielínica se introduce en el músculo, se ramifica muchas veces. • El número de ramificaciones depende del tamaño de la unidad motora. • Una única rama termina en una fibra muscular en un sitio que denomina unión neuromuscular o placa terminal motora. • Al alcanzar la fibra muscular el nervio pierde la vaina de mielina y se desdobla en varias ramas finas. • Cada rama termina como un axón desnudo y forma el elemento nerviosa de la placa terminal motora. • • El axón se expande ligeramente y contiene muchas mitocondrias y vesículas. • La superficie de la fibra muscular se eleva ligeramente para formar el elemento muscular de la placa. • A la que se denomina placa basal. La elevación se debe a la acumulación de sarcoplasma granular por debajo del sarcolema y la presencia de múltiples mitocondrias y núcleos. • El axón se halla situado en un surco de la superficie de la fibra muscular, fuera de la membrana plasmática (sarcolema). • Cada surco está formado por un repliegue de la membrana plasmática. • El surco puede ramificarse varias veces y cada rama contiene una división del axón. • Los pliegue en el surco se denominan pliegues de la unión. Sirven para aumentar la superficie de la membrana. • El axolema (membrana presináptica) está separada por un espacio de 30 a 50nm del sarcolema (membrana postsináptica). • Este espacio constituye la hendidura sinaptica.

Degeneración y regeneración del SN

• Reacción de la neurona a la lesión: La supervivencia del citoplasma de la neurona depende de su conexión al núcleo.
• El núcleo desempeña un papel clave en la síntesis de proteínas, que pasan al interior de las prolongaciones celulares y sustituyen a las proteínas que han sido metabolizadas por la actividad celula
• El citpoplasma de los axones y las dendritas experimenta una rápida degeneración si son separadas del cuerpo de la neurona

Lesión del cuerpo de la célula nerviosa

• En el encéfalo y médula espinal los restos neuronales y fragmentos de mielina son interiorizados y fagocitados por las células microgliales. • Luego los astrocitos vecinos proliferan y sustituyen a la neurona con tejido cicatricial. • En el SNP los macrófagos tisulares eliminan los restos y los fibroblastos locales sustituyen a la neurona con tejido cicatricial.

Lesión de la prolongación de la célula nerviosa

Se pueden producir cambios degenerativos en: • El segmento distal que está separado del cuerpo celular. • • Una porción del axón proximal a la lesión. • El cuerpo celular del que se origina el axón

Cambios en el segmento distal de axón

El proceso se conoce como Degeneración Walleriana. • En el SNP en el primer día el axón se vuelve tumefacto e irregular; en el 3er a 4to día el axón se rompe en fragmentos y el resto es digerido por células de Schwann circundantes y macrofagos tisulares. • La totalidad del axón queda destruida en una semana.