Fisiología Neuronal PDF

1. Los seres vivos buscan estar en equilibrio - Que lo que esta afuera no perturbe lo de adentro - Si es que se perturba actúa la homeostasis 2. Tejido Excital - Las neuronas transmiten información en forma de electricidad 3. Tejido Nervioso Anatómica: - Sistema nervioso central...

1. Los seres vivos buscan estar en equilibrio - Que lo que esta afuera no perturbe lo de adentro - Si es que se perturba actúa la homeostasis 2. Tejido Excital - Las neuronas transmiten información en forma de electricidad 3. Tejido Nervioso Anatómica: - Sistema nervioso central (SNC) - Sistema nervioso periférico (SNP) Funcional: - Somático: Proyecciones que vienen desde la piel y desde el SNC. - Autonómico: Proyecciones que van y vienen desde las vísceras. Donde se encuentra el simpático (respuesta al estrés, respuestas sistemáticas) y el parasimpático (conserva recursos energéticos, restauración y mantencion de homeostasis). ¿Como el SN se comunica con si mismo? Para generar una interpretación de lo que pasa afuera, se necesita una comunicación constante entre lo que esta afuera y lo que esta adentro. - Estímulo: Perturbación que sucede al haber información que llega desde afuera e información que sale desde el centro. Recibido por el SNP (encargado de sentir). - Si hay cambio en el ambiente, voy a provocar un cambio interno. Cambio en el ambiente es cambio en la sensación. - Evaluamos lo que pasa afuera con nuestros 10 sentidos: 1. El SNP recibe las señales sensitivas y las tiene que enviar al SNC, luego generamos aferencia. 2. Al alterar estos sentidos causamos aferencia sensitiva (estímulos sensitivos que llegan a la médula espinal), viaja del SNP al SNC. 3. El SNC toma decisiones. 4. El SNC genera una respuesta que es 99% motora, lo que es una eferencia motora (respuesta de un cambio en el ambiente acto-motor). 5. Esta eferencia motora trae como resultado un acto motor: cuando sentimos algo siempre la respuesta será un acto motor. 6. La respuesta motora provoca una nueva sensación en mi, hay un cambio en mis sensaciones: recibo una nueva señal sensitiva. 7. Asi sigue el ciclo hasta el fin. Percepción activa: Mecanismo actual que se conoce para describir como nosotros interpretamos el mundo. Acto en el que ejercemos una acción motora que provoca un cambio en la sensación. Neurona  - Unidad funcional básica del sistema nervioso y producen señales eléctricas llamadas potenciales de acción que les permiten transmitir información rápidamente a largas distancias. - Son el principal componente del tejido nervioso de todos los animales excepto las esponjas y los placozoos. La neurona se divide principalmente en dos: cabeza (soma neuronal) y cola (axon) -Hay una cabeza, el soma neuronal, el cual está encargado de establecer las acciones que va a cumplir la neurona, el soma se pone en contacto con el núcleo, el cual define que cosas pasan y que cosas no pasan, por ende el núcleo está encargado de controlar el metabolismo (hacer cosas). En el soma nos vamos a encontrar a las dendritas, las dendritas en cada pelito van a tener unas pequeñas pelotitas, cada una de estas pelotitas se conoce como espinas dendríticas, las cuales son las encargadas de recibir información de otras neuronas y la mandan al núcleo, el núcleo decide si la información es importante o no. -En la transición del soma y el axon (separación) hay un espacio que se conoce como segmento inicial del axon, es como el cuello de la neurona. -Hay una cola que se llama axón, a lo largo del axón es por donde se transmite la información hasta el final de esta cola, donde vamos a encontrar un montón de ramas que se cruzan entre sí y forman una estructura llamada la arbolización terminal, y en la punta de cada rama nos vamos a encontrar con la esfera llamada terminal sináptico o botón sináptico, este lugar es el encargado de enviar información a las dendritas (que reciben información), por lo tanto la neurona va a recibir información a través de las dendritas a través de un proceso llamado sinapsis, así es como nuestro SN manda información desde la periferia, se integra en el SNC y luego sale esa información para generar un acto motor (ejemplo: incharse con algo), una sensación provoca e integra un acto motor. La neurona recibe información a través de las dendritas y va a enviar información a través del axón. Cuando la información no es tan relevante y solo se trata de proteger al individuo se generan los arcos reflejos, hay un tipo de información que sí es relevante y tiene que llegar al encéfalo, pero hay otros que no tienen que llegar a este (ejemplo: caminar). Es tanta la información que puede entrar, que las neuronas están encargadas de decidir qué elijo por sobre otra cosa, hay neuronas que ejecutan, neuronas que deciden y neuronas que modulan. Neurona motora: va a estar encargada de ejecutar un acto motor. Neurona presináptica: envía información. Neurona postsináptica: recibe información. Tejido Excital: por donde atraviesa la electricidad Células gliales: desempeñan un papel secundario o de apoyo a la neurona. -Las que se encuentran en el SNC: tienen 3 funciones; modulación (cuanto quiero que suceda algo o no suceda), proteger al sistema (de virus, bacterias) y promover la información. Las principales son oligodendrocitos, astrocitos y microglía. Una de las células gliales más importantes es el oligodendrocito, el cual es el encargado de producir vaina de mielina. Stephen Hawking, tenía una enfermedad autoinmune que se conoce como esclerosis múltiple, esta enfermedad hace que las células inmunitarias ataquen a sus propias células, en este caso atacan al oligodendrocito por lo tanto no hay vaina de mielina, si no tengo vaina de mielina transmito la información muy lento. Corteza motora primaria: es la encargada de generar los planes motores para que eventualmente los ejecute el cuerpo, por ende si yo pienso en mover el pie el movimiento es casi inmediato (200 milisegundos), pero si saco la vaina de mielina va a demorar entre 30 y 50 segundos. Por lo tanto la gracia del oligodendrocito es que promueve el traspaso de información de manera más eficiente y rápida a través de la producción de la vaina de mielina. -Las que se encuentran en el SNP: Las celulas de Schwann permiten que la información se transmita con mayor facilidad y rapidez, pues generan vaina de mielina. (Cumple la misma funcion que el oligodendrocito pero en el SNP) Las células están cubiertas por una capa de grasa, que se conoce como membrana plasmática, la cual está conformada por lípidos y estos se caracterizan por tener una naturaleza que se conoce como antipática (hay partes que le gusta el agua y otras que no le gusta), la parte que le gusta el agua se junta con el agua y la parte que no le gusta se junta con otras partes , los lípidos tienen estas 2 partes, la parte que si le gusta el agua quedan proyectadas hacia el inferior y forman una membrana o bicapa lipídica, esta membrana lo que hace es separar ambientes y por lo tanto esta nos va a permitir tener un medio fuera de la célula (medio extracelular) y un medio dentro de la célula (medio intracelular). Sin embargo, dijimos que lo que pasaba afuera perturbaba a lo que pasaba adentro. La membrana plasmatica esra encarga de regular el transporte de materiales que entran y salen de la celula. Sus funciones principales son; identificación, comunicación, regulación del intercambio de solutos a traves de la membrana y aislamiento del citoplasma del entorno externo. Proteínas de membrana: lo que hacen es atravesar la membrana lipídica para poder formar un túnel, estos túneles o puertas se llaman canales o transportadores y permiten el paso de sustancias, ósea que mandemos cosas de afuera hacia adentro o de adentro hacia afuera, y ahora podemos generar un equilibrio, porque si entran cosas van a tiene que salir cosas, ya que un equilibrio va a tener que ser siempre equivalente. Energia electrica en sistema biológicos: - La energía eléctrica es a forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos cuando se les pone en contacto por medio de un conductor eléctrico. - La energía electrica puede transformarse en muchas formas de energía, como la luz, la energía mecánica y la energía térmica. Dentro y fuera de la célula van a haber unas partículas que se encuentran cargadas, las cuales se llaman iones, estos tienen dos formas, positivo o negativo. Negativo con negativo se atraen y positivo con positivo se repelen. -Carga positiva: cationes -Carga negativa: aniones Estos iones de carga positiva y negativas, en nuestro cuerpo se van a llamar electrolitos, los cuales están compuestos por cationes y aniones. Iones importantes: Sodio, potasio y cloruro. Si algo tiene cargas, cuando pasen los iones por uno de estos túneles se genera un flujo, y también genera una corriente, ahí parte el principio fundamental de que nosotros somos baterías. Electrocardiograma: es electricidad. Estoy en reposo, entran cosas, salen cosas y se restaura, entran iones, salen iones, se restaura. Entran cosas positivas, salen cosas positivas, si entra algo negativo, sale algo negativo. Potencial de acción: pueden ser distintos, los potenciales de acción traen información, es un traspaso de cargas. El potencial de acción es el proceso de intercambio de cargas a través de la membrana. (Fenómeno eléctrico que es información) - Es un rápido aumento y posterior caída del voltaje o del potencial de embraga a traves de una membrana celular. - Es el principal evento comunicante entre celulas excitables. Las proteínas de membrana son selectivas, ósea sólo dejarán pasar algunas cosas. Cada una de estas puertas están custodiadas por un guardia que solo va a dejar pasar sodio (carga positiva), cloruro (carga negativa), potasio (carga positiva) (Distintos canales como de sodio). Nuestros canales van a ser las proteínas de membrana que permiten meter o sacar cosas de la célula. Se caracterizan por funcionar a favor de la gradiente de concentración (movimiento desde donde hay más a menos, no se ocupa energía). Las células independientemente de la situación nunca quieren gastar energía, por lo tanto casi siempre van a mover sustancias desde donde hay más a donde hay menos. Afuera de la célula hay más sodio y más cloruro, y dentro de la célula hay más potasio SIEMPRE. Cada vez que quiera meter algo positivo a la célula va a entrar sodio (carga positiva), como siempre hay más sodio afuera que dentro siempre entra, si entra sodio tiene que salir potasio (carga positiva). Entrada de sodio, salida de potasio, a favor de la gradiente de concentración, ya que se mueven desde donde hay más a donde hay menos. -Equilibrio eléctrico: se caracteriza por tratar de dejar la misma cantidad de cargas adentro y afuera. -Equilibrio químico: todas las cosas que tienen átomos existen, yo puedo interactuar con ello. Me dice que la cantidad de masa tiene que ser la misma adentro y afuera. Las cosas que existen son las cosas que tienen carga y las cosas que existen tienen distinto peso (ósea el equilibrio químico trata más o menos de dejar en equilibrio las cosas), lo que está adentro no es lo mismo que lo que está afuera. -Equilibrio electroquímico: Nuestra membrana o célula tiene una carga específica que es -70 milivolts (no hay equilibro 100%), se intentan equilibrar las masas y las caras pero no se logra (esta es la mejor forma de equilibrarlas, -70). Cuando las células están descansando, están a -70 milivolts (están en carga negativa). Afuera hay más cargas positivas que dentro. El potencial de acción no ocurre en toda la neurona, solo estamos desequilibrando una parte, solo ocurre en el segmento inicial del axón y cómo este segmento es muy pequeño, nunca se me van a agotar los recursos (sodio, potasio, cloruro). En el potencial de acción ya sabemos que entra sodio y sale potasio, la célula está en reposo, y lo primero que recibe es un estímulo, este estímulo provoca un evento que se conoce como despolarización (la línea que sube), esta línea tiene que superar un umbral, si el estímulo es lo suficientemente fuerte, entonces supera un umbral y genera una despolarización completa, si el estímulo supera el umbral se genera el potencial de acción. Pero si el estímulo no es lo suficientemente fuerte para superar el umbral se genera una despolarización incompleta. Los estímulos que superan el umbral se conocen como señales activas, y los que no superan el umbral se conocen como señales pasivas. Si el estímulo es lo suficientemente fuerte para superar el umbral, va a abrir un grupo de puertas que se llaman canales de sodio voltaje dependientes, cuando se abre este grupo de puertas se genera una despolarización, estos canales van a dejar pasar sodio de afuera hacia adentro (de más a menos). El potencial de acción va a subir hasta que alcance el equilibrio eléctrico del sodio, entonces el sodio va a entrar hasta que alcancemos el equilibrio eléctrico. Entra sodio por los canales de sodio voltaje dependientes a través de un proceso llamado despolarización y llega hasta un pick máximo, que es el equilibrio del sodio, cuando alcanzamos este equilibrio los canales de sodio se bloquean y dejan de meter sodio, porque alcanzamos el equilibrio, un vez que se bloquean lo vamos a hacer volver al -70 (porque queremos estar en homeostasis), sacando cargas positivas de potasio, entonces se abren los canales de potasio voltaje dependientes, los cuales generan un proceso llamado repolarización, esta trata de volver al equilibrio (-70), el problema es q nos pasamos y queda aún más negativo, lo que se conoce como hiperpolarización (sacó más potasio del que tenía que sacar). Hay un tercer canal involucrado que siempre está abierto, que se conoce como canal de potasio de fuga, este canal deja entrar y salir potasio de manera indiscriminada, porque lo que va a buscar este canal es equilibrar el potasio, entonces si saque potasio entonces el canal de potasio de fuga va a meter potasio de vuelta, no se me acaba el potasio nunca, a la célula le gusta hacer esto porque de alguna manera se tiene que comunicar, y la única manera que tienen las células para comunicarse es a través del potencial de acción. El potencial de acción no se envía solo una vez, se envía en el tiempo, dependiendo de la cantidad de potenciales de acción que mande en un tiempo específico voy a enviar un mensaje codificado, entonces así las células se comunican. Todo esto es resultado del segmento inicial del axón y dura dos milisegundos. ¿Cómo se transmite el potencial de acción? Llega la información desde el soma al segmento inicial del axón, se abren los canales de sodio y se genera el primer potencial de acción, eso provoca que entre sodio, y este sodio que entra solo va a despolarizar a ciertos canales, pero si tiene suficiente fuera este sodio que entra se van a abrir otros canales también. Va a entrar sodio hasta que se llegue al equilibrio de sodio y ahora genera el potencial de acción, este mismo potencial de acción genera que los canales de sodio de al lado también se abran, se empieza a generar un segundo potencial de acción.. y así sucesivamente, esto se llama conducción del potencial de acción, se generan varios potencial de acción uno detrás de otro, para que eventualmente esto viaje a lo largo del axón y llegue al terminal/botón sináptico. Vaina de mielina: hace que el potencial de acción vaya más rápido, se ponen muchos canales de sodio, entonces se despolarizan los canales de sodio y dejan entrar una cantidad muy grande de sodio. La vaina de mielina aísla el axón, en este lugar solo hay grasa, y junta los canales, con esto voy a tener muchos canales de sodio, entra mucho sodio y este sodio viaja rápidamente a otro lugar. El potencial de acción va por dentro a través de un fenómeno conductivo. Por ejemplo: Stephen Hawkins por la falta de vaina de mielina, el potencial de acción se demoraba mucho en llegar y quedó con parálisis muscular. Los canales de sodio se bloquean y no pueden volver a abrirse, esto es un fenómeno llamado periodo refractario, este fenómeno tiene dos formas: absoluto y relativo. En el periodo refractario absoluto no puedo generar un segundo potencial de acción por ninguna razón, entonces durante toda la entrada de sodio y salida de potasio voy a estar en un periodo refractario absoluto. Hay que atravesar la barrera (umbral) para generar un potencial de acción. Este fenómeno de mandar lejos del umbral se conoce como hiperpolarización, el cual genera un periodo refractario relativo, porque se puede generar un segundo potencial de acción si es que algo tiene la suficiente fuerza, va a depender de qué tan lejos o cerca de la barrera este. Durante la hiperpolarización, yo puedo generar un segundo potencial de acción pero este tiene que tener más fuerza, por lo tanto para que se genere debo atravesar el umbral que está más lejos que al principio, entonces si se puede generar un segundo potencial de acción pero con mayor dificultad. -Estímulos activos: los que cruzan el umbral, si cruza el umbral se genera un potencial de acción. Mientras más cerca estoy del umbral más fácil es generar el potencial de acción. El cerebro se reduce a dos simples acciones: excitación e inhibición. Cuando yo excito al cerebro va a suceder el potencial de acción (despolarización), pero cuando inhibo al cerebro voy a generar una hiperpolarización. Dos estímulos: 1. Potencial postsináptico excitatorio (EPSP) 2. Potencial postsináptico inhibitorio (IPSP) Una neurona puede tener aferencias excitatorias e inhibitorias, si la excitación es suficientemente grande voy a generar un potencial de acción, si la inhibición es lo suficientemente potente entonces voy a impedir que se genere un potencial de acción, porque lo que hago es alejar a la célula del umbral. ¿A cómo alejo a la célula del umbral? Cuando yo le meto cloruro a la célula lo que hago es alejarla del umbral porque se vuelve más negativa (hiperpolarización), entonces las excitaciones son siempre despolarización, mientras que las inhibiciones son siempre hiperpolarización. Una neurona excitatoria puede excitar a una inhibitoria, y una neurona inhibitoria puede inhibir a una inhibitoria. *tengo 3 neuronas, yo quiero que se active la 3 si la primera es excitatoria y la segunda es inhibitoria entonces la 3 se inhibe?? El cloruro como tiene carga negativa, vuelve a la célula más negativa y por lo tanto la hiperpolariza. En la sinapsis excitatoria vamos a promover la entrada de iones positivos, mientras que en la sinapsis inhibitoria vamos a promover la entrada de iones negativos. Para definir cuales son las excitaciones y cuales son las inhibiciones vamos a depender directamente de experiencias previas, y así el cerebro se moviliza solo por las cosas que le gustan, si le gusta algo va a excitar esa vía todo lo que sea necesario para que vuelve a suceder ese algo, pero si al cerebro no le gusta algo va a inhibir esa vía para que no vuelva a suceder. Sinapsis: evento particular en donde la comunicación es de uno a uno, si una neurona se quiere comunicar con otra, esa información va a ser entregada uno a uno. Sinapsis eléctrica: es como un beso con lengua. El botón sináptico con la dendrita están unidos directamente a través de un besito. El beso con lengua solo deja pasar cosas de pequeño tamaño como los iones, si se genera potencial de acción en la pre sináptica, si o si se va a generar un potencial de acción en la post sináptica, todo lo que le pasa a una le pasa a la otra, porque hay un contacto directo entre medios intracelulares, por ende durante la sinapsis eléctrica hay un traspaso de información que siempre es efectivo, siempre se va a dar, porque los citoplasmas estan unidos entre sí. Sinapsis química: en el beso con lengua hay un espacio, el espacio entre las células presináptica y postsináptica se conoce como espacio sináptico, en este espacio voy a liberar información (neurotransmisores). No hay contacto directo pero la información se transmite uno a uno a través de un evento, que es la liberación de neurotransmisores, estos se liberan cuando el potencial de acción llega al botón sináptico y se abre el canal de calcio voltaje dependiente, el cual deja entrar calcio ya que hay más calcio afuera que adentro, este calcio que entra activa a un grupo de esferas que están dentro del terminal sináptico que se conoce como vesículas sinápticas, estas en su interior tienen los neurotransmisores, pero solo de un tipo de neurotransmisores (si una célula tiene una transmisión de dopamina, todas esas vesículas solo van a tener dopamina: sinapsis dopaminérgica). Las vesículas están dentro del botón sináptico, estas vesículas se activan cuando entra calcio, y una vez que entra calcio estas vesículas lo que hacen es liberar los neurotransmisores al espacio sináptico. Los neurotransmisores para ser detectados, deben ser detectados por un receptor, si por ejemplo el receptor es de serotonina se va a llamar receptor de serotonina. Liberamos neurotransmisores al espacio sináptico, estos son detectados por su receptor específico que está en la espina dendrítica de la neurona que viene después, como quiero que la neurotransmisión ocurra si o si voy a liberar más neurotransmisores, entonces por ejemplo si tengo 10 receptores voy a liberar 100 neurotransmisores, para asegurarse de activarlos todos, esto genera un exceso de neurotransmisores en el espacio sináptico y eso es malo para la salud de las neuronas, porque puede generar un evento llamado neurotoxicidad (las neuronas se mueren por exceso de neurotransmisores), para evitar este exceso aparecen las células gliales que pasan con una escoba limpiando el espacio sináptico, eliminando los neurotransmisores que sobran y este evento se conoce como sinapsis química. Recapitulación: viaja el potencial de acción hasta el terminal sináptico, en este activamos los canales de calcio y activan a las vesículas sinápticas, cada una de las vesículas está llena de un neurotransmisor específico, este neurotransmisor cuando es activo se libera al espacio sináptica, y una vez ahí el neurotransmisor es recibido por su receptor específico, generalmente se van a generar más neurotransmisores de los receptores que tengo disponibles, por lo tanto después tengo que limpiar el espacio sináptico porque puedo generar neurotoxicidad, y para limpiarlo lo hago con las células gliales, el problema de esto es que los neurotransmisores pueden ser excitatorios, inhibitorios o los dos al mismo tiempo.