Clase 10 Fisiología - Neurofisiología Sensitivo 1 (IG:@doctor.paiva)

Introducción a la Neurofisiología

Resumen de la sección: En esta clase, el estudiante Eduardo País introduce el tema de la neurofisiología y su división en neurofisiología sensitiva y motora. Se abordarán temas como las generalidades del sistema nervioso, los tipos de sinapsis, la anatomía fisiológica, la liberación de neurotransmisores, las proteínas receptoras y los mecanismos de excitación e inhibición neuronal.

Generalidades del Sistema Nervioso Central

• El sistema nervioso consta de dos sistemas: el sensitivo o aferente que transmite información desde la periferia hacia el sistema nervioso central, y el motor o eferente que lleva información desde el sistema nervioso central hacia la periferia.

• La unidad fundamental funcional del sistema nervioso central es la neurona. El cuerpo celular contiene el núcleo y se extiende en un axón y dendritas.

• Existen aproximadamente 100 mil millones de neuronas en nuestro cuerpo.

• Las sinapsis son los puntos de comunicación entre las neuronas. Hay terminales presinápticas (de donde provienen las fibras nerviosas) y terminales postsinápticas (neuronas receptoras).

• La hendidura sináptica es el espacio entre las terminales presinápticas y postsinápticas.

Tipos de Sinapsis

• Existen dos tipos principales de sinapsis: química y eléctrica.

• En la sinapsis química, las neuronas segregan neurotransmisores que actúan como mensajeros químicos para transmitir información entre ellas.

• Algunos neurotransmisores importantes son la acetilcolina, noradrenalina, adrenalina, histamina y glutamato.

• En la sinapsis eléctrica, no se requiere de neurotransmisores y la comunicación se realiza a través de canales iónicos abiertos.

Sinapsis Química

Resumen de la sección: Se explora en detalle el proceso de la sinapsis química, donde las neuronas utilizan neurotransmisores para transmitir información entre ellas.

• Las neuronas presinápticas segregan neurotransmisores en vesículas que se liberan en la hendidura sináptica.

• Los neurotransmisores se unen a receptores en las neuronas postsinápticas, lo que desencadena una respuesta neuronal.

• La sinapsis química es más común que la sinapsis eléctrica en nuestro cuerpo.

• Algunos ejemplos de neurotransmisores son la acetilcolina, noradrenalina y glutamato.

Sinapsis Eléctrica

Resumen de la sección: Se explica el funcionamiento de las sinapsis eléctricas, donde no hay necesidad de neurotransmisores y la comunicación ocurre a través de corrientes eléctricas directas.

• En las sinapsis eléctricas, los canales iónicos abiertos permiten el flujo directo de electricidad entre células adyacentes.

• La hendidura sináptica es más pequeña en las sinapsis eléctricas y no hay necesidad de sustancias químicas para transmitir información.

• Las sinapsis eléctricas son más rápidas que las sinapsis químicas.

Neurotransmisores

Resumen de la sección: Se mencionan algunos neurotransmisores importantes y su papel en el sistema nervioso.

• Los neurotransmisores son sustancias químicas que actúan como mensajeros entre las neuronas.

• Se han descubierto más de 40 neurotransmisores importantes, incluyendo la acetilcolina, noradrenalina, adrenalina, histamina y glutamato.

• Cada neurotransmisor tiene funciones específicas en el cuerpo.

Potencial de Acción y Sinapsis Eléctrica

Resumen de la Sección: En esta sección se explora el potencial de acción y la sinapsis eléctrica en las neuronas.

Anatomía Fisiológica de las Sinapsis

• Las sinapsis eléctricas son más rápidas que las sinapsis químicas y no requieren neurotransmisores.

• Los botones sinápticos se encuentran en las dendritas y el soma de las neuronas.

• El 80-95% de los botones sinápticos están en las dendritas, mientras que el 5-20% están en el axón.

• Los botones sinápticos pueden ser excitadores o inhibidores dependiendo del estímulo.

Liberación de Vesículas Transmisoras

• La liberación de vesículas transmisoras ocurre gracias a la entrada de calcio en la neurona presináptica.

• Los canales de calcio dependientes del voltaje se abren durante una despolarización en la membrana presináptica.

• La entrada de calcio desencadena la exocitosis de las vesículas transmisoras hacia la hendidura sináptica.

• Las proteínas receptoras en la neurona postsináptica reciben los neurotransmisores liberados.

Liberación del Transmisor y Función del Calcio

Resumen de la Sección: Esta sección explora cómo se libera el transmisor desde el terminal presináptico hacia la hendidura sináptica y analiza la función del calcio en este proceso.

Liberación del Transmisor

• La despolarización de la neurona presináptica provoca la apertura de los canales de calcio dependientes del voltaje.

• El calcio es esencial para la liberación del transmisor desde el terminal presináptico hacia la hendidura sináptica.

• Las vesículas transmisoras se fusionan con la membrana y liberan su contenido en la hendidura sináptica.

Función del Calcio

• El calcio juega un papel importante en la exocitosis de las vesículas transmisoras.

• Las mitocondrias aportan ATP para la síntesis de neurotransmisores como la acetilcolina.

• La abundancia de vesículas transmisoras puede indicar una mayor actividad en el aparato de Golgi.

Recepción del Transmisor y Apertura de Canales Iónicos

Resumen de la Sección: En esta sección se explora cómo se recibe el transmisor en la neurona postsináptica y cómo se produce la apertura de los canales iónicos.

Recepción del Transmisor

• El transmisor liberado en la hendidura sináptica se une a los receptores específicos en la membrana postsináptica.

• La unión del transmisor al receptor desencadena una apertura del canal iónico correspondiente.

Apertura de Canales Iónicos

• Los canales iónicos permiten el flujo de iones a través de las membranas neuronales.

• La apertura de los canales iónicos está regulada por cambios en el voltaje o por ligandos específicos.

• La apertura de los canales iónicos permite el flujo de iones y la generación de potenciales postsinápticos.

Papel del Calcio en la Liberación del Transmisor

Resumen de la Sección: En esta sección se explora el papel crucial del calcio en la liberación del transmisor desde el terminal presináptico hacia la hendidura sináptica.

Despolarización y Entrada de Calcio

• Durante una despolarización, los canales de calcio dependientes del voltaje se abren en la membrana presináptica.

• La entrada de calcio desencadena la exocitosis de las vesículas transmisoras hacia la hendidura sináptica.

Función del Calcio

• El calcio es esencial para la liberación del transmisor desde el terminal presináptico.

• Las mitocondrias aportan ATP para la síntesis de neurotransmisores.

• La abundancia de vesículas transmisoras puede indicar una mayor actividad en el aparato de Golgi.

Transmisión sináptica y mecanismos de excitación e inhibición

Resumen de la sección: En esta sección, se explora el proceso de transmisión sináptica y los mecanismos que pueden llevar a la excitación o inhibición de una neurona. Se discuten los receptores y canales iónicos involucrados en estos procesos, así como los cambios en el metabolismo interno de las neuronas postsinápticas.

Mecanismos de excitación

• La apertura de los canales de sodio permite la entrada de iones positivos, lo que causa una despolarización y estimula la generación del potencial de acción.

• La excitación también puede ocurrir mediante la disminución de la conductancia a través del cierre de los canales de cloruro o potasio.

• Los cambios en el metabolismo interno, como el aumento del número de receptores excitadores, también pueden contribuir a la excitación neuronal.

Mecanismos de inhibición

• La inhibición puede lograrse mediante la apertura de canales de cloruro o potasio, lo que permite la salida o hiperpolarización celular.

• También se puede lograr mediante la activación de enzimas que inhiben las funciones metabólicas encargadas del aumento del número de receptores sinápticos inhibidores.

Potencial de acción y apertura del canal potasio

• Durante un potencial de acción, la entrada masiva de sodio a través de los canales dependientes de químicos causa una despolarización, seguida de una repolarización debido a la salida de potasio.

• La bomba de sodio-potasio ayuda a restablecer los gradientes iónicos mediante el intercambio activo de iones positivos y negativos.

• La apertura adicional de canales de potasio durante la repolarización provoca una pérdida adicional de cationes y una disminución del voltaje celular.

• Esta hiperpolarización puede aumentar el umbral necesario para excitar una célula, lo que resulta en una mayor inhibición neuronal.

Conclusiones

En esta sección se exploraron los mecanismos involucrados en la transmisión sináptica y cómo pueden llevar a la excitación o inhibición neuronal. Se discutió la apertura y cierre de canales iónicos, así como los cambios en el metabolismo interno y los efectos sobre el potencial de acción. Estos procesos son fundamentales para comprender cómo las neuronas se comunican entre sí y regulan su actividad.

Cambios en el Potencial de Reposo

Resumen de la sección: En esta sección se explican los cambios en el potencial de reposo de una célula neuronal y cómo afectan la excitabilidad celular.

Apertura de Canales de Cloruro

• La apertura de canales de cloruro causa una hiperpolarización, lo que significa que el potencial de reposo se vuelve más negativo.

• Esto requiere un estímulo mayor para desencadenar una despolarización y generar un potencial de acción.

• Ejemplos de canales de cloruro son los receptores GABA, que son inhibidores para la célula.

• Algunos fármacos como las benzodiacepinas, barbitúricos y alcoholes actúan sobre estos receptores.

Apertura de Canales de Sodio

• La apertura de canales de sodio causa una despolarización, lo que significa que el potencial de reposo se vuelve más positivo.

• Esto disminuye la cantidad necesaria del estímulo para desencadenar una despolarización y generar un potencial de acción.

• Personas con un estado de reposo cerca del umbral pueden ser más propensas a tener ataques epilépticos.

• Ejemplo: los receptores nicotínicos para acetilcolina causan entrada masiva de sodio.

Inhibición por Bloqueo de Canales de Calcio

• El bloqueo o cierre de los canales dependientes del voltaje impide la entrada del calcio a la neurona presináptica.

• Esto evita la liberación adecuada y regulada del contenido vesicular en la hendidura sináptica.

• Sin liberación de vesículas sinápticas, no hay estímulo ni inhibición en la transmisión neuronal.

• Ejemplo: la morfina actúa bloqueando los canales de calcio y afecta la transmisión neuronal.

Conclusiones

Resumen de la sección: Se presentan las conclusiones sobre los cambios en el potencial de reposo y su impacto en la excitabilidad celular.

• La apertura de canales de cloruro causa una hiperpolarización, requiriendo un estímulo mayor para desencadenar una despolarización.

• La apertura de canales de sodio causa una despolarización, disminuyendo el umbral necesario para generar un potencial de acción.

• El bloqueo de canales de calcio impide la liberación adecuada del contenido vesicular y afecta la transmisión neuronal.

• Estos mecanismos son importantes para regular la excitabilidad celular y pueden ser influenciados por fármacos.