Capítulo 2 De Fundamentos de Neurociencia [PDF]

Capítulo 2 De Fundamentos de Neurociencia para las Ciencias y los Trastornos de la Comunicación, Segunda Edición Por Richard D. Andreatta Derechos de autor © 2024 por Plural Publishing, Inc. Todos los derechos reservados.  La lis...

Capítulo 2 De Fundamentos de Neurociencia para las Ciencias y los Trastornos de la Comunicación, Segunda Edición Por Richard D. Andreatta Derechos de autor © 2024 por Plural Publishing, Inc. Todos los derechos reservados.  La lista de los diez mejores 1. Los avances en nuestra apreciación de la neurobiología celular del sistema nervioso han llevado a una explosión en el conocimiento sobre el papel que tienen las células del sistema nervioso en la compleja expresión del comportamiento animal. 2. Las neuronas son células altamente excitables capaces de generar y transmitir señales eléctricas a través de una amplia gama de distancias físicas en respuesta a los cambios ambientales. El cambio rápido de la actividad eléctrica en una neurona es posible gracias a la presencia de estructuras proteicas específicas en la membrana celular de la neurona que regulan el movimiento de partículas cargadas, llamadas iones, dentro y fuera de la célula. 3. Una neurona posee cuatro zonas funcionales y estructurales necesarias para cumplir su papel en la transmisión de señales y la comunicación entre neuronas. Las características estructurales de una neurona típica incluyen el soma o cuerpo celular, los axones, las dendritas y el terminal presináptico. 4. Las neuronas nunca funcionan de forma aislada, sino que se organizan en colecciones funcionales o poblaciones interconectadas que comparten entradas y salidas comunes. Es una población de neuronas que trabajan cooperativamente y que forman la unidad de toma de decisiones para el comportamiento. 5. Las neuronas vienen en diferentes formas, tamaños, formas y características funcionales. 6. El soma es el centro estructural, metabólico y genético de la neurona. Del soma surgen dos extensiones principales de la membrana celular: las dendritas y el axón. Ambas estructuras son componentes celulares altamente especializados que operan como los principales sitios de entrada y salida de la neurona, respectivamente. 7. La expresión génica es un papel clave del núcleo. La expresión génica implica dos procesos críticos: la transcripción y la traducción. La transcripción es el proceso de copiar secuencias de nucleótidos del ADN para formar una sola hebra de ARNm. La traducción es la decodificación o lectura de las secuencias de nucleótidos copiadas en el ARNm en cadenas de aminoácidos. Las cadenas de aminoácidos se procesan posteriormente en proteínas funcionalmente activas por diferentes orgánelos de la célula. 8. El axón constituye la principal vía de salida de una neurona. Los axones se originan en un lugar del soma llamado montículo de axones (“axon hillock”). El montículo axónico está especializado en generar la señal principal de la neurona, el potencial de acción. 9. La dendrita es el principal sitio de entrada de la neurona y está cubierta de sinapsis. Muchas dendritas tienen pequeñas protuberancias llamadas espinas dendríticas que albergan numerosas estructuras celulares esenciales para la modificación de la sinapsis con la experiencia conductual. 10. Las células gliales funcionan como células de soporte clave, ayudando a generar el marco estructural interno del tejido cerebral y trabajando metabólicamente para mantener la salud de las neuronas señalizadoras. Las células gliales son estructuralmente distintas de las neuronas señalizadoras en que no tienen axones ni dendritas.  NFCSD-2E Capítulo 2 Objetivos de Aprendizaje Explicar la historia detrás del descubrimiento de la neurona como el componente esencial del sistema nervioso Identificar y describir los roles funcionales que pertenecen a las diferentes características estructurales de la neurona. Comprender y explicar la importancia de la organización del flujo de información "dendrita/soma-axón-dendrita/soma“ entre neuronas conectadas. Aplicar el conocimiento de los circuitos reflejos a su comprensión de cómo las neuronas trabajan cooperativamente para realizar un comportamiento Explicar los pasos básicos de la expresión génica (transcripción y traducción) Identificar y definir las características estructurales físicas de una neurona y células gliales Describir la función y las características estructurales de los principales orgánulos neuronales.  Descubrimiento de Dos Clases de Células en el Sistema Nervioso Los primeros trabajos histológicos condujeron al descubrimiento de que el sistema nervioso estaba compuesto por dos familias distintas de células: las neuronas y las células gliales Las neuronas (o células nerviosas) son células altamente excitables capaces de generar y transmitir señales eléctricas a través de una amplia gama de distancias físicas A diferencia de las neuronas, las células gliales no participan directamente en la señalización, sino que forman un recurso estructural, aislante y metabólico crítico para nuestras neuronas  La Neurona Posee cuatro zonas funcionales y estructurales necesarias para cumplir su papel en la creación y propagación de señales Las características estructurales de una neurona típica son el soma o cuerpo celular, los axones, las dendritas y el terminal presináptico Las características funcionales incluyen un sitio de entrada, un sitio de integración, un segmento de conducción y un sitio de salida  Las Neuronas Nunca Funcionan Solas Las neuronas nunca funcionan de forma aislada, sino que se encuentran dispuestas en colecciones funcionales o poblaciones interconectadas que comparten entradas y salidas comunes Una sola neurona no produce directamente el comportamiento realizado por un animal Es una población de neuronas que trabajan cooperativamente y que forman la base de todas las formas de comportamiento sensorial/perceptivo y motor en un animal  Ejemplo de codificación de población Analogía de votación Analogía de la respuesta de la población para llegar en diferentes direcciones  Actividades Fundamentales de la Neurona Cada neurona participante dentro de la red neuronal debe realizar tres actividades fundamentales para garantizar la distribución o el intercambio efectivo de información a través de la red Recibir una entrada (“input”) Recibir información de otras células en lugares como las dendritas y el soma Las entradas se clasifican en aquellas que aumentan o disminuyen el estado operativo de la neurona Excitatorio versus inhibidor Integración de entradas Generar un cambio general en el estado eléctrico de referencia de la neurona Se realiza en el montículo del axón para crear un potencial de acción Formar una salida (“output”) Evento de transmisión en la sinapsis  Los reflejos proporcionan una ventana a la operación fundamental de los conjuntos neuronales Las células nerviosas tienen diferentes formas, tamaños y funciones  Las características estructurales de la neurona incluyen las características internas y externas necesarias para la señalización Bicapa de fosfolípidos  Las mitocondrias son la potencia de las neuronas y el sitio principal para la respiración celular Produce grandes cantidades de trifosfato de adenosina (ATP) Hidrólisis: reducción de ATP a trifosfato de adenosina (ADP) con energía liberada para impulsar los procesos metabólicos Fosforilación - Conversión de ADP de nuevo en ATP a través de la absorción de energía  El Núcleo media el Proceso de Expresión Génica Estructura del ADN Transcripción y Traducción  Resumen Diagrama de Flujo para el Proceso de Expresión Génica y Generación de Proteínas  Actividades Fundamentales de la Neurona El axón constituye la vía de salida de una neurona Los axones pueden variar en longitud desde menos de 0,1 mm hasta 25 metros en la ballena azul. Los axones son una sola extensión del soma, pero se ramifican en componentes más finos conocidos como colaterales axónicos Al final de un axón o colateral axonal se encuentra el terminal presináptico El terminal presináptico forma la primera mitad de la sinapsis La célula que transporta información se conoce como célula presináptica La célula receptora de información es la célula postsináptica El terminal presináptico contiene prácticamente toda la maquinaria de señalización química o eléctrica necesaria para transmitir una salida a la célula postsináptica  Actividades Fundamentales de la Neurona Principal sitio de entrada de la neurona Tienen pequeñas protuberancias en forma de muelle llamadas espinas dendríticas Las espinas dendríticas albergan numerosos mecanismos celulares y orgánulos esenciales para la modificación de la sinapsis con la experiencia conductual El número de dendritas que tiene una neurona puede variar enormemente La densidad de un eje dendrítico nos da una pista sobre la funcionalidad de la neurona Ejes densos = Mayor entrada de señal a la neurona Ejes menos densos = Menos entrada de señal a la neurona  Las sinapsis vienen en tres formas básicas, cada una de las cuales cumple diferentes funciones Axosomática Axodendrítica Axo-axónica  Los diferentes tipos de patrones de conexión sináptica permiten una rica diversidad de procesamiento de información  La Célula Glial: Microglía y Macroglía Se divide en dos grandes grupos funcionales, microglía y macroglía Las microglías son parte del sistema inmunológico y operan como los "trabajadores sanitarios" del cerebro Las microglías son reclutadas en sitios de lesión o infección y operan a través de mecanismos fagocíticos Exhiben actividad antiinflamatoria y proinflamatoria La macroglía está formada por astrocitos, oligodendrocitos y células de Schwann Los oligodendrocitos y las células de Schwann producen mielina en el SNC y el SNP, respectivamente La mielina es una sustancia parecida a la grasa que funciona para aislar eléctricamente los axones entre sí El astrocito es, con mucho, la más numerosa de las células gliales y la más compleja funcionalmente Funciones metabólicas y de apoyo de las neuronas señalizadoras Microglía – "Basura" del Sistema Nervioso Los Oligodendrocitos y las células de Schwann producen mielina en el SNC y el SNP  Los astrocitos forman la principal célula de soporte del sistema nervioso Involucrado principalmente en la regulación de la concentración de K+ en el espacio extracelular durante la señalización Regula los niveles extracelulares de glutamato Directamente implicado en la creación de la barrera hematoencefálica (BBB) Mecanismo protector clave del cerebro Sistema de filtrado para evitar que agentes infecciosos, moléculas dañinas y ciertas clases de células inmunitarias tengan acceso sin restricciones a nuestras neuronas señalizadoras Mapa conceptual del tipo de neurona