Definición y tipología de las neuronas
Definición: Las neuronas son células especializadas en recibir, conducir y transmitir señales electroquímicas; habiendo una gran variedad de formas y tamaños, pero la mayoría son similares a las que se ilustran en la figura 2. A las neuronas las podemos clasificar de la siguiente manera (Fig. 1):
- Según la cantidad de procesos (es decir proyecciones, o prolongaciones) que surgen de su cuerpo células:
1. Neurona unipolar solo cuenta con un proceso, es el tipo de neurona más simple, del soma sale una sola prolongación que se puede ramificar en muchas ramas una de estas sirve de axón y las demás funcionan como estructuras dendríticas de recepción no tienen dendritas que salgan del soma.
2. Neurona bipolar cuenta con dos procesos, tiene dos prolongaciones y a veces es complicado saber cuál es el axón o las dendritas.
3.
Neurona multipolar tiene más de dos procesos, la
mayoría de las neuronas son así. Del soma sale el axón y varias ramificaciones dendritas.
- Por definición:
1. Interneuronas pueden ser neuronas con axones cortos o sin axón; integran la actividad neuronal que sucede dentro de una solo estructura cerebral. Procesan información localmente y la transmiten de un lugar a otro del sistema nervioso central. Además son las de mayor número.
2. Sensoriales conducen información desde la periferia hasta el sistema nervioso central por lo que son fibras aferentes.
3.
Motoras llevan información desde el sistema
nervioso central hasta la periferia (músculos y glándulas) por lo tanto son
fibras eferentes. Asimismo suelen ser neuronas multipolares Golgi.
Fig.1. Tipos de neuronas. Fuente:Pinel y Ramos (2007).
Anatomía externa de la neurona
Como podemos observar en la
figura 2 se describe la estructura exterior de las neuronas que consiste en:
·
Centro metabólico de la neurona conocido como
Cuerpo Celular o Soma Neuronal en el cual se fabrican las moléculas y se llevan
a cabo las actividades fundamentales de la célula nerviosa;
·
Membrana Celular semipermeable que rodea a la
neurona;
·
Dendritas prolongaciones cortas que surgen del
cuerpo celular y reciben la mayoría de los contactos sinápticos de otras
neuronas;
·
Cono Axónico es la región en forma triangular en
la unión del axón y el cuerpo celular;
·
Axón es la prolongación larga y estrecha que
surge del cuerpo celular tiene como función principal conducir información
codificada en forma de potenciales de acción permitiendo que la información
pueda viajar desde el soma hasta el botón terminal;
·
Mielina es el aislamiento graso alrededor de
muchos axones;
·
Nódulos Ranvier puntos de unión entre segmentos
de mielina;
·
Botones Terminales terminaciones semejantes a
botones pertenecientes a las ramas de los axónes que liberan sustancias
químicas en la sinapsis.
· Sinapsis puntos de contacto entre neuronas adyacentes a través de los que se transmiten las señales químicas.
Fig.2. Estructura externa de una neurona típica. Fuente: Pinel y Ramos (2007)
Anatomía interna de la neurona
Observando la figura 3 encontramos
que la estructura interna de una neurona es la siguiente:
·
Retículo endoplásmico sistema de membranas
plegadas en el soma neuronal, las porciones rugosas (las que contienen
ribosomas) intervienen en la síntesis de proteínas, las lisas (las que no
contienen ribosomas) participan en la síntesis de grasas.
·
Citoplasma fluido translúcido en el interior de
la célula.
·
Ribosomas estructuras celulares internas en las que
se sintetizan las proteínas, se localizan en el retículo endoplásmico.
·
Aparato de Golgi sistema de membranas que
empaqueta las moléculas en vesículas.
·
Núcleo estructura esférica localizada en el soma
neuronal que contiene ADN.
·
Mitocondrias centros de liberación de energía
aeróbica (que consume oxígeno).
·
Microtúbulos filamentos encargados del
transporte rápido de material por toda la neurona.
·
Vesículas Sinápticas paquetes membranosos
esféricos que almacenan moléculas de neurotransmisor listas para ser liberadas,
se localizan cerca de las sinapsis.
·
Neurotransmisores Moléculas que liberan las
neuronas activas e incluyen en la actividad de otras células.
Fig.3. Estructura Interna de la neurona. Fuente: Pinel y Ramos (2007)
Estructura y funcionamiento de la membrana celular
La membrana celular de la neurona está formada por una doble capa lipídica (dos capas de moléculas grasas (ver figura 4). Insertadas en esta doble capa lipídica se encuentran numerosas moléculas proteicas que contribuyen la base de muchas de las propiedades funcionales de la membrana celular. Algunas proteínas de membrana son proteínas de canal, a través de las cuales pueden pasar determinadas moléculas. Otras son proteínas señal, que transmiten una señal al interior de la neurona cuando moléculas específicas se unen a ellas en la superficie externa de la membrana.
Fig.4 Estructura de la membrana celular. Fuente: Pinel y Ramos (2007)
Potenciales de membrana (incluir los iones)
El potencial de membrana contempla
una diferencia de carga eléctrica que se genera entre la parte de dentro y
fuera de la neurona, ya que existe una seria de iones (moléculas), que tienen
diferentes cargas –positivas o negativas-, y que se encuentran en diversas
cantidades en el interior y exterior de la célula. Esta diferencia de iones se
debe a que la membrana celular es semipermeable y por lo tanto no deja pasar
todas las moléculas con la misma facilidad. La diferencia de carga eléctrica se
provoca por dos tipos de fuerzas opuestas entre sí.
Fuerza de difusión: tiene la
naturaleza química y hace referencia al movimiento que realizan las moléculas
para desplazarse de regiones donde se encuentran en altas concentraciones a
regiones de baja concentración.
Fuerza electrostática: tiene una
naturaleza eléctrica. Hace referencia a la atracción o repulsión de las partículas
entre sí de acuerdo con su carga eléctrica; por lo tanto iones de cargas
opuestas se atraen e iones de cargas iguales se repelen.
El movimiento de los iones queda
influido por los campos eléctricos. Si recordamos que la membrana de la neurona
es semipermeable y deja pasar a unos iones y a otros no; este proceso afectara
la distribución del resto, es decir los que sí logran pasar se van a distribuir
de forma asimétrica a los costados de la membrana, lo que genera el potencial
eléctrico entre los dos lados de la membrana.
Tipos de iones
IONES EN AMBOS LADOS DE LA MENBRANA |
DISTRIBUCIÓN DE IONES EN REPOSO |
PERMEA BILIDAD IÓNICA DE LA MENBRANA EN REPOSO |
AIONES ORGANICOS (A-) (proteínas con carga
negativa) |
AIONES ORGANICOS EN EL FLUIDO INTRACELULAR K+ EN EL FLUIDO INTRACELULAR Na+ y CI- EN EL FLUIDO EXTRACELULAR |
LA MENBRANA ES MUCHO MAS PERMEABLE AL K+ QUE AL
Na+ EL GRADO DE PERMEABILIDAD AL CI- ES INTERMEDIO, CON RESPECTO A LOS OTROS DOS CATIONES LA MEMBRANA ES IMPERMEABLE AL RESTO DE LOS AIONES PROTEÍCOS |
Procesos de sinapsis
Para hablar de la sinapsis
debemos saber que cuando las neuronas disparan señales liberan sus tancias
químicas que se llaman neurotransmisores (NT) de sus botones terminales, mismos
que difunden a lo largo de la hendidura sináptica o espacio sináptico para
interactuar con moléculas receptoras especializadas de las membranas receptoras
de siguiente neurona del circuito.
Una vez que los neurotransmisores
se unen a los receptores post sinápticos, entonces puede suceder lo siguiente:
1. Despolarización:
disminuir el potencial de membrana en reposo de -70 a 67mV.
2. Hiperpolarizar:
incrementar el potencial de membrana en reposo de -70 a 72 mV.
Por lo cual a las
despolarizaciones post sinápticas se les denomina potenciales excitadores post
sinápticos (PEP), debido a que incrementan la posibilidad de que la neurona
descargue. Por lo que a las hiperpolarizaciones post sinápticas se llaman
potenciales inhibidores post sinápticos (PIP), por que reducen la probabilidad
de que la neurona dispare.
Recordemos que la neurona
contiene un tipo de fluido conductor eléctrico (fluido citoplasmático o
intracelular), mismo que está cercado por el aislamiento eléctrico (membrana).
Las neuronas y el ambiente
externo se pueden dividir en conductores y aislantes. Las membranas tienen una
gran habilidad para almacenar cargas eléctricas de forma breve y las corrientes
pasivas que fluyen a través de una neurona pueden llegar a un punto determinado
del axón (a su cono), para realizar la
activación sináptica de la neurona y generar el denominado potencial de acción.
Aquí se generará la transmisión sináptica, que es el proceso de comunicación
interneuronal (entre neuronas). Fig 5.
Fig. 5. Anatomía de la sinapsis. Fuente: CCO
·
La sinapsis es una zona especializada en la que
se transmite la información entre dos neuronas o entre una neurona y una célula
efectora.
·
Las sinapsis solo dejan pasar la información en
un solo sentido.
·
En cualquier sinapsis hay una neurona pre
sináptica que envía la información y una neurona pos sináptica que recibe la
información.
·
El espacio que entre ambas neuronas se llama
espacio sináptico.
·
Cada neurona establece en promedio unas 1000 conexiones
sinápticas y recibe más o menos unas 10,000.
·
El encéfalo humano consta de más o menos 1011
neuronas, por lo que se calcula que se tienen alrededor de 10 a la cuarta
potencia de conexiones sinápticas, es decir, que hay más sinapsis en el encéfalo
que estrellas en la Vía Láctea.
·
La divergencia es cuando la información de un
solo botón terminal se transmite a una gran cantidad de dendritas pos
sinápticas. De tal forma que la información de un solo axón se amplifica a muchas
neuronas pos sinápticas
· La convergencia es cuando varios botones terminales realizan una sinapsis sobre una misma neurona. esto permite que las neuronas que se encargan de por ejemplo contraer la musculatura, reciban la suma de la información de una gran cantidad de neuronas.
Tipos de neurotransmisores
Las sustancias transmisoras en la
sinapsis son:
SUSTANCIA |
DESCRIPCIÓN |
Aminoácidos |
Son neurotransmisores de la mayoría de las sinapsis rápidas. Seles conoce como los ladrillos moleculares de las proteínas, tales como glutamato, aspartato, glicina y ácido gamma-aminobutírico (GABA). Los tres primeros se encuentran generalmente en las proteínas que consumimos mientras que GABA se sintetiza a partir de una sencilla modificación de la estructura del glutamato. El glumatato es un neurotransmisor excitador del
sistema nervioso central de los mamíferos y el GABA es el neurotransmisor
inhibidor predominante |
Monoaminas |
Son neurotranmisores de molécula pequeñase
sintetizan a partir de un solo aminoácido (mono-uno, amina). Además son un
poco más grandes que los aminoácidos y sus efectos tienden a ser más difusos. Asimismo se encuentran presentes en pequeños
grupos de neuronas cuyos cuerpos celulares se localizan en el tronco
encefálico, en su mayoría. Por ejemplo: Catecolaminas: dopamina, noradrenalina y
adrenalina que se sintetizan a partir de la tirosina, la cual se convierte en
dopamina. Las neuronas que libera noradrenalina tienen una enzima adicional
que convierte la dopamina en noradrenalina. Otra enzima convierte la
noradrenalina en adrenalina. Indolaminas: la serotonina es un compuesto orgánico,
que tiene una naturaleza solida e incolora. |
Gases solubles |
Son neurotransmisores de célula pequeña. Por ejemplo:
el monóxido de nitrógeno (óxido nítrico) y el monóxido de carbono. No actúan como los otros neurotransmisores, ya
que se generan en el citoplasma neuronal y se difunden inmediatamente, por medio
de la membrana celular al líquido extracelular y luego a las células vecinas.
Además, atraviesan fácilmente la membrana celular, debido a que son
liposolubles. |
Acetilcolina |
Es un neurotransmisor de molécula pequeña que
conforma su propia categoría. Se crea al unirse un grupo acetilo a una molécula
de colina. Asimismo, actúa sobre las uniones neuromusculares,
en muchas de las sinapsis del sistema nervioso central neurovegetativo y en
sinapsis de diversas partes del sistema nervioso central. |
Neuropéptidos |
Son péptidos que tienen un papel en la
neurotransmisión. Se tienen identificados cerca de 100 tipos. Por ejemplo,
las endorfinas que son opiáceos endógenos. |
REFERENCIAS
Colín, L y Carrillo, P. J. (2017). Histolgía y biología celular (3ra edición). México: editorial McGraw Hill. Recuperado de htt://accesmedicina.mhmedical.com/book.aspx?boo-kid=1995
Pinel, J.P.J. y Ramos Platón, M,J,(2017). Biopsicología. Madrid: Pearson Educación. https//elibro.net/es/ereader/ieu/85159?page=1
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