Tema 3 - Universidad de Alcalá

UNIVERSIDAD DE ALCALÁ
¿Cómo funciona nuestro cerebro?
2015
https://www.youtube.com/watch?v=MK8fxmgrwp
4
TEMA 3. Índice
3.1. Potencial de membrana
3.1.1 Potencial de reposo
3.1.2 Potencial de acción
3.2. Sinapsis
3.2.1 Sinapsis eléctrica
3.2.2 Sinapsis química
3.3 Neurotransmisores
COORDINAR
RESPUESTA
ADQUIRIR
Miliseg
MEMORIA
DISCRIMINAR
CÉLULAS DEL SISTEMA NERVIOSO:
NEURONAS:
FLUJO DE INFORMACIÓN
Cajal también pone de manifiesto un
importante concepto que es la polarización
nerviosa. El tráfico es en un único sentido:
Dendrita------Soma------Axón
Cl
K
FLUIDO EXTERIOR
Na
FLUIDO INTERIOR
K
Na
Cl
TRASPORTADORES
CANALES
RECEPTORES
BOMBAS
MEMBRANAS
CANALES
• Canales Pasivos:
Son aquellos que están siempre abiertos y permiten el paso de moléculas constantemente.
• Canales dependientes de voltaje:
Son canales que solo se abren cuando llega a ellos una corriente eléctrica, mientras no llega
permanecen cerrados.
• Bombas de canales:
Son canales que permiten el paso de iones pero con gasto de energía.
BOMBA DE SODIO/POTASIO
MEMBRANAS
INTERIOR
Na
Na
Na
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
EXTERIOR
-
K
K
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
INTERIOR
K
K
-
EXTERIOR
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
POLARIZACIÓN
Na
Na
Na
DESPOLARIZACIÓN
INTERIOR
Na
Na
Na
K
K
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
EXTERIOR
-
DESPOLARIZACIÓN
Cuando se genera un impulso nervioso, la neurona en estado de
reposo hace que su membrana se despolariza, abriéndose los
canales para el sodio.
Na
Na
Na
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.
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.
https://www.youtube.com/watch?v=Es0jSDcyP0I
Santiago
Ramón y Cajal
Doctrina de la
neurona
Fisiólogo Charles
Sherintong las
denominó
SINAPSIS
NEURONA
PRESINAPTICA
ESPACIO
SINÁPTICO
NEURONA
PROTSINAPTICA
TIPOS DE SINAPSIS
SINAPSIS ELÉCTRICA
SINAPSIS QUÍMICA
UNIÓN NEUROMOTORA
SINAPSIS
ELÉCTRICA
1.- Puede ser bidireccional dependiendo de que
miembro de la pareja acopla sea invadido por el
potencial de acción.
2.- Es tremendamente rápida ya que no presenta la
demora de la sinapsis química.
3.- Coordina la señalización celular y metabólica de
las neuronas conectadas
• Su función es la de asegurar la
actividad sincrónica de las neuronas
que presentan una acción común.
• Centro inspiratorio de la médula
oblongata, en donde todas las
células exhiben una descarga
sincrónica durante la inspiración.
• Circuitos neuronales que controlan
las sacudidas oculares, en donde la
mirada pasa rápidamente de un
objeto de interés a otro.
• Control de la secreción de
neurohormonas en el hipotálamo.
De tal forma que la secreción de la
hormona al torrente sanguíneo se
realice a la vez.
SINAPSIS
QUÍMICA
NEURONA
PRESINAPTICA
NEUROTRANSMISORES
ESPACIO
SINÁPTICO
RECEPTORES
NEURONA
PROTSINAPTICA
Otto Loewi (1926)
https://www.youtube.com/watch?v=MK8fxmgrwp
4
https://www.youtube.com/watch?v=eJzaBWyRzac
UNIÓN
NEUROMUSCULAR
Sensorimotor structure of Drosophila larva phototaxis
PNAS -2013
http://ocw.unican.es/ciencias-de-la-salud/fisiologia-humana2011-g367/material-de-clase/bloque-tematico-1.-fisiologia-delaparato/tema-2.-propiedades-electricas-del-corazon/tema-2.propiedades-electricas-del-corazon/skinless_view
https://www.youtube.com/watch?v=Es0jSDcyP0I
RECEPTORES
Como hemos vistos los neurotransmisores provocan una respuesta eléctrica en las neuronas postsináptica
al unirse a un grupo de proteínas denominadas receptores de los neurotransmisores.
CLASES DE RECEPTORES DE NEUROTRANSMISORES:
IONOTRÓPICOS:
Aquellos en los cuales el propio receptor es un canal iónico.
Producen respuestas postsinaptica muy rápidas y de corta
duración.
METABOTRÓPICOS: Aquellos donde el receptor y el canal iónico que perite el
paso de los iones son elementos diferentes. Producen
respuestas sinápticas más lentas aunque esta pueden durar
más tiempo.
ELIMINACIÓN DE NEUROTRANSMISORES:
RECAPTACIÓN
DIFUSIÓN
DEGRADACIÓN ENZIMÁTICA
ELIMINACIÓN DE NEUROTRANSMISORES:
RECAPTACIÓN
Es probablemente el mecanismo más utilizado para la eliminación de los neurotransmisores
de las hendiduras sinápticas. En las terminaciones presinápticas existen una serie de proteínas
de membrana que tienen gran afinidad por los distintos neurotransmisores y son capaces de
eliminarlos muy eficientemente
ELIMINACIÓN DE NEUROTRANSMISORES:
DIFUSIÓN
Los neurotransmisores pueden difundir por la hendidura sináptica hacia el exterior
para ser captados por células gliales
ELIMINACIÓN DE NEUROTRANSMISORES:
DEGRADACIÓN ENZIMÁTICA
Los neurotransmisores pueden ser degradados o destruidos por enzimas. Estás son secretadas
especialmente por los astrocitos cercanos a la sinapsis, aunque también
pueden ser liberados por la neurona postsináptica.
Un ejemplo son las enzimas que eliminan la acetil colina de la uniones neuromusculares
De esa manera se limita la acción de la acetil colina a unos milisegundos
NEUROTRANSMISORES
CARACTERÍSTICAS:
1.- La sustancia ha de estar presente en una neurona presinaptica.
2.- La liberación del neurotransmisor ha de ser dependiente de una
despolarización de la membrana, es decir ha de ser dependiente de un
impulso nervioso que implica cambios en los niveles de los iones calcio tanto
dentro como fuera de la neurona
3.- Se han de presentar receptores específicos para esas moléculas en la
neurona potsináptica.
METABOLISMO DE NEUROTRANSMISORES:
VESÍCULAS
NEUROTRANSMISOR
TIPOS DE NEUROTRANSMISORES:
Excitatorios
Morfina
Neuropéptidos
Inhibitorios
Endorfina
Encefalina
Glicina
GABA
Aminoácidos
Glutamato
Aspartato
Catecolamina
Dopamina
Noradrenalina
Moléculas
pequeñas
Aminas biógenas
Adrenalina
Serotonina
Acetilcolina
Purinas
Histamina
TIPOS DE NEUROTRANSMISORES:
ACETILCOLINA:
1.- Primer identificado. Otto Loewi (colinérgicas)
2.- EXCITATORIO (tb inhibitorio)
3.- Síntesis: Metabolitos de glucosa (colina y Acetil CoA) en la neurona
presinaptica
4.- Receptores (muscarínicos y nicotínicos)
5.- Destrucción enzimas acetilcolinesterasa en postsinapticas
6.- Neurotransmisor muy abundante implicado
6.1 Unión neuromuscular
6.2 Memoria, concentración , cognición
6.3 Regulación del ciclo sueño/vigilia
GLUTAMATO:
1.- Muy importante función normal del encéfalo (glutaminérgicas)
2.- EXCITATORIO (75% transmisiones excitatorias)
3.- Síntesis: No atraviesa la BHE. Síntesis cerebro
3.1 Células gliales: glutamina---Presinaptica captación transformación
3.2 Metabolitos de glucosa en la neurona presinaptica
4.- Receptores (NMDA, AMPA, kainato y Glut)
5.- Eliminado por receptación células gliales
6.- Neurotransmisor muy abundante implicado
6.1 Activación del sistema de protección
6.2 Concentraciones levadas ----- Daño
https://www.youtube.com/watch?v=TOIcagopD-s
GABA:
1.- Principal localización encéfalo.
1.1 Mayoritariamente cerebelo (GABAérgicas)
1.2 Corteza, hipocampo y estructuras límbicas
2.- INHIBITORIO (abren canales de Cl)
3.- Síntesis: A partir de glutamato
4.- Receptores (GABAa y GABAb)
5.- Eliminado por receptación células gliales (astrocitos) o presinapticas
6.- Implicado
6.1 Inhibir actividad neuronal
6.2 Disfunción : epilepsia, esquizofrenia, Párkinson y Huntington
DOPAMINANA:
1.- Principal localización encéfalo.
2.- EXCITARIO/INHIBITORIO (abren canales de Cl)
3.- Síntesis: A partir de tirosina
4.- Receptores (GPCR de dos tipos D1 y D2)
5.- Recaptación neuronas presinápticas
6.- Implicado
6.1 Tres sistemas:
6.1.1 Negro estriado: Función motora
6.1.2 Mesolímbico: Función cognitiva y motivación
6.1.3 Hipotálamo e hipófisis: Regulación endocrina
6.2 Déficit epilepsia, esquizofrenia, Párkinson y trastorno hiperactivo de
déficit de atención
https://www.youtube.com/watch?v=laWdzc2j2XQ
NORADRENALINA Y ADRENALINA:
1.- Localización (SNC y SNP)
1.1 Tronco encefálico (SNC)
1.2 Locus ceruleos (suelo 4º ventrículo) (SNC)
1.3 Médula espinal (hacia vascular)
2.- EXITATORIO/INHIBITORIO
3.- Síntesis: A partir de tirosina
4.- Receptores (adrenérgico GPCR)
5.- Recaptación neuronas presinapticas
6.- Roles muy variados
6.1 Función:
Sueño y vigilia
Atención
Conducta alimentaria
Tensión arterial
Respuesta lucha/huida peligro
SEROTONINA:
1.- Principal localización principalmente encéfalo (rafe) también gastrointestinal
2.- EXCITATORIO
3.- Síntesis: A partir de triptófano dieta
4.- Receptores (5-HT)
5.- Eliminado enzimas
6.- Roles muy variados
6.1 Función:
6.2 Déficit ansiedad, apatía, miedo, insomnio
6.3 Aumento niveles circuitos: sensación de bienestar, relajación y
concentración
HISTAMINA:
1.- Principal localización hipotálamo con proyecciones a casi todo encéfalo y médula
2.- Neuromodulador de otros como GABA, dopamina
3.- Síntesis: A partir de L-Histidina (aminoácido)
4.- Receptores (H1-3)
5.- Eliminado enzimas
6.- Roles muy variados
6.1 Involucrada en:
Atención
Sueño/Vigilia
Reactividad del sistema vestibular
Constricción flujo sanguíneo
Los antihistamínicos que atraviesan la
BHE como la difenhidramina
(Benadryl@), actúa como sedante al
inferir con los roles de las histamina
sobre el despertar del SNC
CLOSTRIDIUM sp
TOXINA BOTULINICA:
TOXINA TETANICA:
CLOSTRIDIUM BOTULINUM
TOXINA BOTULINICA:
En cualquier caso la presencia de la
toxina puede producir parálisis de
las sinapsis neuromusculares
periféricas debido a la abolición de
la liberación de neurotransmisores.
Esta interferencia con la
transmisión neuromuscular hace
que el músculo esquelético se
debilite, y en los casos extremos
produce parálisis del diafragma y
otros músculos necesarios para la
respiración. Las toxinas también
pueden bloquear la sinapsis con que
inervan los músculos lisos
provocando disfunciones en las
vísceras
CLOSTRIDIUM TETANI
TOXINA TETANICA:
El tétanos es causado por la
contaminación de heridas
punzantes con las bacterias de
clostridium que producen la
toxina tetánica. Al contrario que
el botulismo, en el tétanos se
bloquen los neurotransmisores
inhibidores desde las
interneuronas de la médula
espinal. El efecto produce una
pérdida en la inhibición
sináptica sobre las neuronas
motoras espinales, lo que
provoca hiperexcitación del
músculo esquelético lo que se
traduce en contracciones
violentas de los músculos
afectados.
MENISPERMACEAE Y LOGANIACEAE
CURARE:
Indígenas del Amazonas, este veneno
se extrae de las raíces de una planta.
Al ser introducido al organismo
mediante la punta de una flecha, se
transporta a través de la circulación
hasta las sinapsis neuromusculares y
ahí, provoca el mismo efecto que el
veneno de la cobra, es decir;
antagoniza a los receptores de la
acetilcolina, con lo cual se impide la
interacción normal de este transmisor
con su receptor y se interrumpe la
comunicación nervio-músculo. El
resultado es la muerte por paro
respiratorio. Es por ello que las flechas
envenenadas con curare son mortales a
pesar de que no lesionen ninguna
víscera vital.
WEBS:
https://sites.google.com/site/cerebrohumanoycalculoracional/el-cerebro-humano/estructura-cerebral/neocorteza/corteza-cerebral-yareas-funcionales
http://ht.org.ar/histologia/NUEVAS%20UNIDADES/unidades/unidad4/imagenes/Placam1.jpg
http://blog.mhunters.com/wp-content/uploads/2015/01/Captura-de-pantalla-2015-01-29-a-las-14.54.04.png
https://www.youtube.com/watch?v=MK8fxmgrwp4
LIBROS:
Neurociencias 3ºEdición. Purves, Augustine, Fritzpatrick, Hall, LaMantia, McNamara and Williams. Editorial Médica
panamericana
ISBN: 978-84-9835-362-4. Impreso España. Dep. Legal: M-18.351-2010.
Neuroanatomía Clínica y Neurociencia 6º Edición: M.J. Turlough Fitzgerald, Gregory Gruener and Estomih Mtui Editorial
Elsevier Saunders
ISBN edición original: 978-0-7020-3738-2
ISBN edición española: 978-84-8086-965-2. Dep. Legal: B-9.195-2012
Principios de neurociencia 4º Edición: Eric R. Kandel, James H. Schwartz and Thomas M. Jessell. Editorial: McGraw-Hill.
Interamericana
ISBN: 84—486-0311-7 Dep. Legal: M. 15.495-2001
The Rat Brain . George Paxinos and Charles Watson. 6 Edición. Instereotaxic coordinates. Elsevier.
ISBN-13:978-0-12-547612-6
Neuropsicología Humana 5ºEdución. Kolb Whishaw. Editorial Paramericana
ISBN: 978-84-7903-914-1

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