Celulas Nerviosas

   

Transmisión de Señales Nerviosas

La información se transmite mediante cambios de polaridad en las membranas de las células, debido a la presencia de neurotransmisores que alteran la concentración iónica del interior celular. En animales poco evolucionados, la transmisión del impulso nervioso se genera sin presencia de neurotransmisores.

En el interior de la neurona existen proteínas e iones con carga negativa. Esta diferencia de concentración de iones produce también una diferencia de potencial entre el exterior de la membrana y el interior celular. El valor que se alcanza es de unos -70 milivoltios (negativo el interior con respecto al valor de cargas positivas del exterior).

Esta variación entre el exterior y el interior se alcanza por el funcionamiento de la bomba de sodio/potasio (Na⁺/K⁺)

La bomba de Na⁺/K⁺ gasta ATP. Expulsa tres iones de sodio que se encontraban en el interior de la neurona e introduce dos iones de potasio que se encontraban en el exterior. Los iones sodio no pueden volver a entrar en la neurona, debido a que la membrana es impermeable al sodio. Por ello, la concentración de iones sodio en el exterior es elevada. Además, se pierden 3 cargas positivas cada vez que funciona la bomba de Na⁺/K⁺, aunque entren dos cargas de potasio. Esto hace que en el exterior haya más cargas positivas que en el interior, creando una diferencia de potencial. Se dice que la neurona se encuentra en potencial de reposo, dispuesta a recibir un impulso nervioso.

 

Cuando el impulso nervioso llega a una neurona en estado de reposo la membrana se despolariza, abriéndose los canales para el sodio. Como la concentración de sodio es muy elevada en el exterior, cuando los canales para el sodio se abren se invierte la polaridad, con lo que el interior de la neurona alcanza un valor electropositivo, respecto del exterior. Si la despolarización provoca un cambio de potencial de 120 milivoltios más de los que tenía el interior se dice que se ha alcanzado el potencial de acción, que supone la transmisión del impulso nervioso a la siguiente neurona, ya que se crean las condiciones necesarias en el interior celular como para poder secretar neurotransmisor a la zona de contacto entre neuronas.

La transmisión del impulso nervioso sigue la Ley del todo o nada. Esto quiere decir que, si la despolarización de la membrana no alcanza un potencial mínimo, denominado potencial umbral, no se transmite el impulso nervioso, pero, aunque este potencial sea rebasado en mucho, sólo se envía un impulso nervioso, siempre de la misma intensidad.

 

La sinapsis neuronal es la zona de transmisión de impulsos nerviosos eléctricos entre dos células nerviosas (neuronas) o entre una neurona y una glándula o célula muscular. Una conexión sináptica entre una neurona y una célula muscular se denomina unión neuromuscular, mientras que la transmisión sináptica es el proceso por el que las células nerviosas se comunican entre sí.

La sinapsis en realidad se trata de un pequeño espacio que separa las neuronas y consta de:

• Una terminación presináptica que contiene neurotransmisores, mitocondrias y otros orgánulos celulares
• Una terminación postsináptica que contiene receptores para neurotransmisores
• Una hendidura sináptica o espacio entre las terminaciones presináptica y postsináptica.

Para que se produzca la comunicación entre las neuronas, un impulso eléctrico debe viajar por un axón hasta la terminal sináptica. En general, las sinapsis sólo dejan pasar la información en un solo sentido. Por ello, en cualquier sinapsis hay una neurona presináptica y una neurona postsináptica. El espacio que queda entre las dos neuronas se llama espacio sináptico.

 

Organización de Conexiones Sinápticas

El cerebro humano contiene alrededor de 100 mil millones de neuronas (o células nerviosas) y muchas más neuroglias (o células gliales) que sirven para apoyar y proteger a las neuronas. Cada neurona puede estar conectada hasta a 10.000 neuronas, transmitiéndose señales entre sí a través de hasta 1.000 billones de conexiones sinápticas, lo que equivale, según algunas estimaciones, a una computadora con un procesador de 1 billón de bits por segundo. Se cree que la capacidad de memoria del cerebro humano varía de entre 1 a 1,000 terabytes.

Convergencia y divergencia

La divergencia y la convergencia de las conexiones neurales son un principio básico de la organización del cerebro. Por ejemplo, la divergencia permite que la información recogida por un único receptor sensorial se distribuya en muchas áreas del cerebro. La convergencia, por su parte, permite que las neuronas que se encargan de contraer la musculatura reciban la suma de la información de muchas neuronas.

Hablamos de divergencia sináptica cuando la información de un axón se transmite a muchas neuronas postsinápticas. De este modo, se amplifica la información.

Hablamos de convergencia sináptica cuando varios botones terminales hacen sinapsis sobre una misma neurona. Estas informaciones convergentes se integran en una sola respuesta postsináptica.

Tipos de Sinapsis

El sistema nervioso humano usa varios neurotransmisores y neuroreceptores diferentes, y no todos funcionan de la misma manera. Podemos agrupar sinapsis en distintos tipos:

Según la forma de transmisión de la información

·         Sinapsis eléctricas: representan una pequeña fracción del total de sinapsis. En estas sinapsis, las membranas de las dos células se tocan y comparten proteínas. Esto permite que el potencial de acción pase directamente de una membrana a la siguiente. Son muy rápidos, pero no son muy abundantes y solo se encuentran en el corazón y el ojo.

·         Sinapsis químicas: son las más frecuentes. La transmisión sináptica está intercedida por la liberación de sustancias químicas, por parte de la neurona presináptica, que interaccionan con moléculas específicas de la célula postsináptica (receptores), lo que ocasiona cambios en el potencial de membrana postsináptico. Las sustancias químicas liberadas se llaman neurotransmisores.

Según los efectos postsinápticos

·         Sinapsis excitadoras: Estas sinapsis tienen neuroreceptores que son canales de sodio. Cuando los canales se abren, los iones positivos fluyen hacia adentro, causando una despolarización local y haciendo que un potencial de acción sea más probable. Los neurotransmisores típicos son la acetilcolina, el glutamato o el aspartato.

·         Sinapsis inhibidoras: Estas sinapsis tienen neuroreceptores que son canales de cloruro. Cuando los canales se abren, los iones negativos fluyen provocando una hiperpolarización local y haciendo menos probable un potencial de acción. Con estas sinapsis, un impulso en una neurona puede inhibir un impulso en la siguiente. Los neurotransmisores típicos son glicina o GABA.

Según el tipo de células involucradas

·         Neurona-neurona: tanto la célula presináptica como la postsináptica son neuronas. Son las sinapsis del sistema nervioso central.

·         Neurona-célula muscular: también conocida como unión neuromuscular. Una célula muscular (célula postsináptica) es inervada por una motoneurona (célula presináptica).

·         Neurona-célula secretora: la célula presináptica es una neurona y la postsináptica secreta algún tipo de sustancia, como hormonas. Un ejemplo sería la inervación de las células de la médula suprarrenal, que provocaría la liberación de adrenalina en el torrente sanguíneo.

Según el sitio de contacto

Diferentes tipos de sinapsis según el lugar de contacto.

Se puede dar cualquier combinación entre las tres regiones de la neurona (axón, soma y dendritas), pero las más frecuentes son las siguientes:

• Sinapsis axosomáticas: tienen un axón hace sinapsis sobre el soma de la neurona postsináptica. Frecuentemente son inhibidoras.
• Sinapsis axodendríticas: en este caso hay un axón que hace sinapsis sobre una dendrita postsináptica. La sinapsis se puede dar a la rama principal de la dendrita o en zonas especializadas de entrada, las espinas dendríticas. Frecuentemente son excitadoras.
• Sinapsis axoaxónicas: el axón hace sinapsis sobre un axón postsináptico. Suelen ser moduladoras de la cantidad de neurotransmisor que liberará el axón postsináptico sobre una tercera neurona.

Enfermedades que afectan la transmisión de señales nerviosas

Síndrome de Guillain-Barré

También denominada: Polineuritis idiopática agudas que afectan a la transmisión de señales nerviosas

La enfermedad puede producirse por una infección bacteriana o viral aguda.

Los síntomas comienzan como debilidad y hormigueo en los pies y las piernas que se extienden a la parte superior del cuerpo. También se puede producir parálisis.

Los tratamientos especiales para la sangre (el intercambio de plasma y la terapia de inmunoglobulina) pueden aliviar los síntomas. Se necesita fisioterapia.

Meningitis viral

También denominada: Meningitis

inflamación de las membranas de la médula espinal y el cerebro, usualmente a causa de una infección. La meningitis suele estar ocasionada por una infección viral, aunque también puede ser bacteriana o fúngica. Las vacunas pueden prevenir ciertos tipos de meningitis.

Los síntomas incluyen dolor de cabeza, fiebre y rigidez en el cuello.

Según la causa, la meningitis puede mejorar por sí sola, o puede ser grave y requerir tratamiento urgente con antibióticos. Las personas pueden sufrir:

Áreas de dolor: cuello, espalda o músculos

Todo el cuerpo: fiebre, escalofríos, fatiga, letargo, malestar o pérdida de apetito

Gastrointestinales: náusea o vómitos

Piel: erupciones eritematosas o erupciones rojas

También comunes: confusión, irritabilidad, sensibilidad a la luz, dolor de cabeza y cuello rígido, dolor de cabeza, falta de interés por alimentarse en bebés, frecuencia cardíaca rápida, lentitud, miedo a sonidos fuertes, respiración rápida o somnolencia

Esclerosis lateral amiotrófica

También denominada: ALS

En esta enfermedad, las células nerviosas se degradan, lo que reduce la funcionalidad en los músculos con los que se conectan. Se desconoce la causa.

El síntoma principal es la debilidad muscular.

Los medicamentos y la terapia pueden reducir el avance de la ELA y el malestar, pero no existe una cura.