T7: Fisiología del nervio

Question 1

Componentes del sistema nervioso

Answer 1

• Componente sensorial: Relaciona al organismo con su medio externo e interno, detectando cambios que en él se producen
• Componente integrador: Procesa y almacena la información
• Componente motor: Genera los comandos motores al músculo para producir el movimiento

Question 2

¿En qué partes se divide el sistema nervioso?

Answer 2

• Sistema nervioso central (SNC): Encéfalo, tronco encefálico y médula
• Sistema nervioso periférico (SNP): Nervios que parten del SNC hacia los músculos y órganos

Question 3

Características principales del sistema nervioso

Answer 3

El sistema nervioso regula acciones rápidas. Emplea señales eléctricas y químicas. La complejidad del sistema nervioso radica fundamentalmente en las redes sinápticas

Question 4

¿Qué es una neurona?

Answer 4

Una neurona es una célula excitable capaz de generar impulsos nerviosos que reciben y propagan información en forma de potenciales de acción. Son células con una esperanza de vida muy alta, pero no pueden multiplicarse, poseen un alto gasto metabólico por la acción de las bombas Na-K

Question 5

Partes de la neurona

Answer 5

• Soma: Es el centro funcional en el que están los orgánulos de la célula y la información genética. De él parten las dendritas y el axón
• Dendritas: Junto al soma constituyen el aparato de recepción. Hacen contacto sináptico con otras neuronas por medio de sus axones
• Axón: Genera y conduce los potenciales de acción e impulsos nerviosos (generados, excepto en las neuronas sensoriales, en el cono axónico). Puede estar cubierto por vainas de mielina entre las cuales están los nódulos de Ranvier (la velocidad del impulso aumento con la mielina y con un mayor diámetro). El final del axón es una parte desnuda que se ramifica formando las terminales axónicas que tienen una serie de botones sinápticos donde se acumulan los neurotransmisores

Question 6

Tipos de neuronas y sus características

Answer 6

• Unipolares: Tienen una única propagación que funciona como axón y dendrita (SON en invertebrados y ganglios de SNA en vertebrados)
• Bipolares: Tienen dos prolongaciones, una con axón y otra con dendritas (sensoriales en retina o epitelio olfatorio)
• Pseudounipolares: Tienen una sola prolongación dividida en dos (células ganglionares de la raíz dorsal que llevan información del tacto, presión y dolor a la médula espinal)
• Multipolares: Con multitud de dendritas y un axón que sale directamente del soma (neuronas motoras de ME, células piramidales en el hipocampo y la corteza cerebral)

Question 7

Células de la glía

Answer 7

Son elementos de soporte que aportan firmeza entre las neuronas, secretan mielina, retiran deshechos después de la lesión o muerte neuronal, amortiguan la concentración de potasio extracelular retirando iones y neurotransmisores, contribuyen a la barrera hematoencefálica, guían la migración neuronal durante el desarrollo, función en el trofismo celular.
Son: oligodendrocitos, células de Schwan y astrocitos

Question 8

¿A qué se debe el potencial de membrana?

Answer 8

La distribución desigual de los iones va a hacer que exista una diferencia de cargas eléctricas ente el interior y el exterior de la célula. En el interior hay más cargas negativas

Question 9

¿Mediante que fenómenos se produce la señalización eléctrica?

Answer 9

El potencial de membrana en reposo suele encontrarse en torno a -70/-60mV. Los cambios breves en el voltaje por alteraciones en el flujo de la corriente a través de la membrana generan dos fenómenos diferentes:

• Despolarización: Baja la separación de cargas negativas en el interior y aumenta la capacidad de generar un impulso nervioso. Señal excitadora
• Hiperpolarización: Aumenta la separación de cargas por un aumento de la carga negativa interior y disminuye la capacidad de generar un PA. Señal inhibidora

Question 10

¿Cómo se indica la permeabilidad de una neurona?

Answer 10

Se dice que una neurona es permeable a un determinado ion su tiene un determinado número de canales iónicos:

• Pasivos: Abiertos en reposo
• Activos: Cerrados en reposo y regulados por ligando, voltaje, fosforilación o estímulos físicos

Question 11

¿A qué se debe el potencial de membrana negativo en reposo?

Answer 11

Se debe a:

• El flujo pasivo de los iones a través de la membrana plasmática. Existe una gran cantidad de canales que sacan potasio pero muy pocos que meten sodio
• Actividad hiperpolarizante de la bomba Na-K ATPasa
• Presencia de aniones orgánicos (A-) en el interior de la membrana

Question 12

Difusión del potasio

Answer 12

La membrana de la neurona es muy permeable al potasio en reposo, que tiende a salir fuera de la célula. El potencial de equilibrio para el propio potasio es el valor del potencial al cual las fuerzas introducen potasio y se alcanza el equilibrio. No se suele alcanzar pero el potencial de equilibrio del potasio y el de la membrana son similares. Cuanto mayor es la diferencia entre el potencial de equilibrio de un ion y el potencial de membrana, mayor será la fuerza electromotriz, de tal manera que cuando se abra alguna compuerta el ion va a poder entrar con facilidad. Para calcular el potencial de equilibrio de un ion se utiliza la ecuación de Nernst

Question 13

Determinación del potencial de membrana

Answer 13

El potencial de membrana, en reposo, está determinado por las contribuciones individuales combinadas del producto de cada ion. Si la membrana no es permeable a un ion, el valor de la permeabilidad de ese ion es 0. Se calcula utilizando la ecuación de Goldman

Question 14

Tipos de potenciales en el nervio

Answer 14

• Potenciales propagados por el axón (potenciales de acción o impulsos nerviosos)
• Potenciales no propagados o graduados (potenciales sinápticos, potenciales del receptor)

Question 15

Potenciales graduados

Answer 15

Son cambios locales de pequeña magnitud en el voltaje de membrana que se propagan decreciendo en intensidad gracias a la fuga de corriente a través de canales iónicos y a la resistencia citoplasmática. Su magnitud depende de la magnitud del estímulo y sufran fenómenos de sumación temporal y sumación espacial, por lo que si una reacciona recibe impulsos continuados en el tiempo o en diferentes partes de su estructura se suman sus potenciales. Pueden ser despolarizantes (excitador) o hiperpolarizantes (inhibidor). Se producen por señales químicas provenientes de otras neuronas que han abierto canales iónicos, permitiendo la entrada o salida de iones, o también por estímulos mecánicos sensoriales

Question 16

Potencial de acción/impulso nervioso

Answer 16

Son señales eléctricas rápidas de unos 100mV que se inician en el cono axónico (excepto en sensoriales que se inicia en el primer nódulo de Ranvier/zona gatillo) y se propagan a 2-100m/s. El PA es una señal regenerativa, ya que no se atenúa a medida que se aleja del lugar de inicio. Las señales son altamente estereotipadas y se requiere de un valor o potencial de umbral para reconocerlas (15-30mV). Después de la llegada de un PA se da un período refractario. Una vez generado el PA, existe un periodo por el cual la llegada de un nuevo estímulo no puede generar un PA porque la membrana está en estado refractario.

• Refractario absoluto: Desde el pico hasta dos tercios de la repolarización. Se produce por la inactivación de los canales de sodio en respuesta a la despolarización. Canal de sodio inactivo, aunque se aumente la I no se produce otro PA
• Refractario relativo: Último tercio de la repolarización y la hiperpolarización hasta la postpotencial. Se produce porque los canales de potasio dependientes de voltaje son más lentos que los del sodio en su cierre. Canal de K activo y canal de Na en reposo, si aumentas la I se puede producir otro PA

Question 17

Fases del PA

Answer 17

1. Reposo: donde la membrana es mucho más permeable al K que al Na
2. Despolarización: Fase de ascenso, la llegada del estímulo activa la apertura de canales activos de Na, por lo que se produce una reacción en cadena que aumenta las cargas positivas en el interior de la célula (ciclo de Hidkings)
3. Repolarización: Fase de descenso. Los valores de potencial de membrana vuelven a los valores de reposo rápidamente por el cierre de los canales de Na (inactivación al alcanzar el potencial de equilibrio del Na) y la activación de canales dependientes de voltaje del K, que lo sacan de la célula hacia el exterior
4. Hiperpolarización: Los valores bajan por debajo de los valores en reposo, porque los canales de K tardan más en cerrarse que lo de Na
5. Reposo: Las bombas de K introducen los iones que hayan salido en exceso durante la hiperpolarización y el potencial vuelve a sus valores basales

Question 18

Propagación del potencial de acción

Answer 18

El PA es de naturaleza autopropagada, lo que implica que se va repitiendo a lo largo de la neurona para propagarse por ella sin perder la intensidad hasta llegar a las terminaciones nerviosas. Esto se debe al flujo circular de corriente y a las despolarizaciones electrónicas sucesivas hasta el nivel de disparo por delante del PA. Al llegar el estímulo comienza a entrar Na en la célula (despolarización) y las cargas se distribuyen de forma circular a ambos lados de la zona que ha recibido el estímulo, produciendo el PA. El PA se va propagando hacia delante en la misma dirección, nunca hacia atrás, debido al periodo refractario. La propagación puede ser:

• Ortodrómica: Si se produce desde el cono axónico hasta las terminaciones nerviosas
• Antidrómica: Si se produce hacia el soma en las neuronas sensoriales

Question 19

Propagación en axones mielínicos

Answer 19

La creación del PA en la zona gatillo hace que se vaya abriendo canales de Na de cadena por toda la célula, despolarizando la membrana a niveles muy altos y rápidamente permitiendo que la intensidad del PA no disminuya mientras es conducido a lo largo del axón. Según va pasando el PA, los segmentos de membrana despolarizados se van repolarizando. En general los axones de mayor diámetro conducen mejor los PA

Question 20

Propagación en axones amielínicos

Answer 20

Los axones amielínicos conducen los PA más lentamente porque tienen bajar resistencia a la fuga de corriente, ya que la totalidad de la membrana axónica está en contacto con el líquido extracelular y tiene canales por los que la corriente puede escapar. En el caso de los axones mielínicos, la cantidad de membrana en contacto con el líquido extracelular es mínima y a penas se produce fuga de corriente. En estos axones, los PA pasan por regiones axónicas amielínicas y por nodos de Ranvier pero sólo se propagan por estos (conducción saltatoria), por lo que la célula no necesita despolarizar toda la membrana axónica, sólo los segmentos que no poseen mielina