Fundamentos Neuropsicológicos de la Conducta

1. Nombre de la materia: Bases neuropsicológicas de la conducta
Semestre: Primero
Nombre del maestro: Psic. José Ángel Martínez Montero
Nombre del Alumno: Erik de Jesús Hernández Hernández
Transmisión neuromuscular
Naturaleza de las sustancias transmisoras

2. TRANSMISION NEUROMUSCULAR
La sinapsis es la unión entre neuronas, que ocurre a través de un espacio de unos 30 a 50
nm de largo, denominado hendidura sináptica, que permite que las células se
comuniquen entre sí, por medio de sustancias químicas llamadas neurotransmisores.
Toda membrana celular tiene una diferencia de potencial eléctrico entre el interior
(negativo) y el exterior (positivo); este es el potencial de reposo, de aproximadamente -70
mV, y está determinado por la permeabilidad selectiva de la membrana a ciertos iones. La
diferencia (o gradiente) en la composición de iones dentro y fuera de la membrana es
mantenida por bombas de iones, que mantienen una concentración casi constante de iones
inorgánicos dentro de la célula. La bomba Na+-K+-ATPasa extrae sodio desde el interior
celular hacia el espacio extracelular e introduce potasio desde el mismo hacia la célula,
consumiendo energía en forma de ATP (adenosín trifosfato).
Las neuronas se comunican mediante impulsos eléctricos llamados potenciales de acción,
señales auto-regeneradas que tienden a propagarse a través de la neurona y su axón. Este
potencial es una despolarización del tipo todo o nada de alrededor de 100 mV. Los canales
de Na+ (sodio) de la membrana neuronal responden abriéndose (activándose), de modo
que se produce mayor despolarización. Conforme el impulso cede, ocurre la
repolarización rápida, en primer término, y luego, de forma más lenta. El potencial de
membrana regresa al de reposo. El potencial de acción tiende a durar unos pocos
milisegundos. Durante el comienzo del potencial existe un periodo refractario de
excitabilidad disminuida; uno es el periodo refractario absoluto, durante el cual no
pueden generarse más potenciales de acción; en el periodo refractario relativo un segundo
potencial puede ocurrir, pero la velocidad de conducción disminuye y aumenta el umbral
para que se produzca otro potencial de acción.
En axones que no tienen mielina (amielínicos) el potencial de acción viaja de forma
continua. La activación de los canales de Na+ constituye la fase de despolarización y la de
los canales de K+ produce la repolarización. En axones mielínicos, la mielina tiene alta
resistencia y baja capacitancia, por lo que actúa como aislante. Es interrumpido
periódicamente por brechas conocidas como nodos de Ranvier, partes en donde el axón
está expuesto. Los canales de Na+ y de K+ sensibles al voltaje no se distribuyen
uniformemente: los canales de Na+ se agrupan densamente en los nodos de Ranvier, en
tanto que los de K+ se localizan en la membrana axonal intermodal o paranodal (cubierta
por mielina). El potencial de acción salta de un nodo al siguiente, (a esto se le conoce como
conducción saltatoria) requiriendo menos energía y aumentando la velocidad de
conducción.

3. La terminación axonal posee vesículas presinápticas. Cuando ocurre un potencial de
acción, se activan canales de Ca2+ en la membrana presináptica, el Ca2+ ingresa a la
terminación, produciéndose fosforilación de unas proteínas llamadas sinapsinas, con lo
que se propicia la fusión de las vesículas con la membrana presináptica y la liberación de
su contenido, los neurotransmisores, mediante exocitosis, al espacio sináptico. Esto explica
el retraso de 0.5 a 1 ms en la sinapsis química.
Un tipo de sinapsis especializada, la unión neuromuscular (o mioneural), se forma donde
la rama terminal de un axón motor entra en contacto con la fibra muscular. Las
ramificaciones de dicho axón forman en su extremo un área elíptica llamada placa motora
terminal. El sarcolema (la membrana plasmática de la fibra muscular) se repliega en una
placa o aparato subneural.
Una placa terminal humana promedio contiene alrededor de 15 a 40 millones de
receptores para acetilcolina. Cada impulso nervioso libera cerca de 60 vesículas de
acetilcolina y cada vesícula contiene alrededor de 10 000 moléculas del neurotransmisor.
Esta cantidad es suficiente para activar alrededor de 10 veces el número de receptores de
acetilcolina que se requieren para producir un potencial completo de placa terminal.
Generalmente una fibra muscular recibe una sola rama del axón motor. Cuando una
neurona motora es excitada, se propaga un potencial de acción a lo largo del axón y todas
sus ramas hacia las fibras musculares que inerva. Estos elementos (las fibras y las ramas
del axón) conforman la unidad motora, que determina la mayor o menor contracción
simultánea de fibras dentro del músculo esquelético.
En los músculos empleados para tareas de precisión, p. ej., los músculos extraoculares, los
músculos interóseos o los intrínsecos de la laringe, cada neurona motora inerva solo cerca
de 10 fibras musculares; en cambio, en un músculo largo de alguna extremidad, una
neurona motora puede inervar varios cientos de fibras musculares.
Cuando se produce un potencial de acción en la placa motora terminal se libera el
neurotransmisor acetilcolina desde las vesículas sinápticas que la contienen hacia la
hendidura sináptica de 30 a 50 nm que separa la terminación nerviosa del sarcolema. La
acetilcolina se une rápidamente a receptores específicos (nicotínicos) localizados en los
pliegues de la unión de la membrana de la fibra muscular, originando un aumento casi
instantáneo de la permeabilidad y conductancia de la membrana postsináptica para el Na+
y el K+. Esto produce una despolarización local (potencial de placa terminal), el cual da
origen a un potencial de acción en las áreas que rodean el sarcolema. La actividad del
neurotransmisor termina rápidamente por la acción de la enzima acetilcolinesterasa,
encontrada cerca de los pliegues del sarcolema o en la hendidura sináptica, y que se
encarga de degradar a la acetilcolina en colina y acetato, los cuales pueden ser recaptados
por la terminación presinática para su posterior utilización.

4. Los potenciales de acción son conducidos radialmente al interior de la fibra muscular a
través de los túbulos T, extensiones del sarcolema. Esto permite que todas las partes de la
fibra muscular sean activadas con rapidez casi sincrónicamente.
El acoplamiento excitación-contracción es el proceso mediante el cual un potencial de
acción dispara la liberación de calcio desde las cisternas terminales del retículo
sarcoplásmico hacia el citosol. Se activa un interruptor sensible al calcio en los
miofilamentos delgados y cuando los miofilamentos de actina y miosina se unen se
produce la contracción muscular.
Al terminar la excitación nerviosa, la membrana de los túbulos T se repolariza, cesa la
liberación de calcio, los iones Ca2+ son activamente transportados de nuevo a las reservas
de calsecuestrina por medio de bombas de Ca2+-ATPasa, y el músculo se relaja.
Tomado de Van de Graaff Human Anatomy. 6th Ed. McGraw Hill, 2002.
Mitocondrias
Vesículas sinápticas
Hendidura sináptica Sarcolema
Placa motora terminal
Axón de neurona motora
Placa motora terminal

5. Tomado de Atlas de bolsillo de Fisiología, Silbernagl, S., Despopoulos. A. 5ª Ed. Harcourt. 2001

6. NATURALEZA DE LAS SUSTANCIAS TRANSMISORAS
Las neuronas se comunican entre sí por medio de neurotransmisores químicos, los cuales
actúan transitoriamente sobre receptores postsinápticos, y deben ser después removidos
de la hendidura sináptica.
Los neurotransmisores se almacenan en vesículas sinápticas dentro del axón terminal
presináptico, y son liberados por exocitosis cuando se produce estimulación nerviosa,
posteriormente a la apertura de canales de Ca2+ dependientes de voltaje en el nervio
terminal.
La manera más común de remover el transmisor después de liberado es la recaptura de
alta afinidad por transportadores específicos dentro de la terminal presináptica, o a través
de astrocitos perisinápticos (en el SNC), en un mecanismo de transporte activo secundario
dependiente de sodio, que usa la energía de la bomba Na+-K+-ATPasa. Otros mecanismos
de remoción del neurotransmisor son la degradación enzimática hacia metabolitos
inactivos, o la difusión lejos de la sinapsis hacia el espacio extracelular.
Acetilcolina
Fue uno de los primeros neurotransmisores descubiertos. Es sintetizada por la enzima
colina acetiltransferasa en la terminal presináptica. Es un transmisor en varios sitios del
SNC y SNP. Es responsable de la transmisión excitatoria en la unión neuromuscular (tipo
N, receptor nicotínico). También es transmisor en ganglios autónomos y es liberada por
neuronas simpáticas y parasimpáticas preganglionares. Las neuronas parasimpáticas
postganglionares, así como un tipo particular de axón simpático postganglionar (ej., las
fibras que inervan las glándulas sudoríparas) utilizan acetilcolina como transmisor (tipo
M, receptor muscarínico).
Dentro del SNC, se encuentra en neuronas que proyectan desde lo núcleos basales de
Meynert del prosencéfalo a la corteza cerebral, y desde el núcleo septal al hipocampo.
También hay neuronas colinérgicas en el tegmentum del tallo encefálico, que proyectan
hacia el hipocampo y el tálamo.
La acetilcolina se relaciona con el control del flujo sanguíneo cerebral, la actividad cortical,
el ciclo sueño-vigilia, funciones cognoscitivas y plasticidad cortical. Podría estar implicada
en la cognición mediante la formación de nuevos contactos sinápticos en el prosencéfalo.
Grandes pérdidas de neuronas colinérgicas se observan en desórdenes como enfermedad
de Parkinson, síndrome de Down, enfermedad de Alzheimer, síndrome de Korsakoff,
ingesta excesiva crónica de alcohol y trauma encefálico. Se ha visto postmortem una

7. reducción en la densidad de receptores muscarínicos en pacientes esquizofrénicos en la
corteza frontal, ganglios basales e hipocampo.
Catecolaminas
La noradrenalina (norepinefrina), la adrenalina (epinefrina) y la dopamina son formadas
por hidroxilación y descarboxilación del aminoácido esencial fenilalanina. La
feniletanolamina N-metil transferasa, enzima responsable de convertir norepinefrina en
epinefrina, se halla en altas concentraciones en la médula adrenal. La epinefrina se
encuentra sólo en unos sitios del SNC. La dopamina es sintetizada a partir de la
dihidroxifenilalanina (DOPA), por la hidroxilasa de tirosina y la DOPA descarboxilasa.
La norepinefrina es producida por hidroxilación de la dopamina. La dopamina y la
norepinefrina son inactivadas por la monoaminooxidasa (MAO) y la catecol-o-metil
transferasa (COMT).
Noradrenalina
Se localiza en el SNP en ganglios simpáticos, con proyecciones a todas las neuronas
simpáticas postganglionares excepto en las glándulas sudoríparas. En el SNC, se halla en
el locus ceruleus y el núcleo tegmental lateral. El primero se proyecta ampliamente hacia
la corteza, el hipocampo, el tálamo, el mesencéfalo, el cerebelo, el puente, el bulbo y la
médula espinal. Los del área tegmental lateral del tallo encefálico parecen ser
complementarios, proyectando axones a las regiones no inervadas por el locus ceruleus.
Las proyecciones de ambas zonas parecen tener un papel modulador en el ciclo sueño-
vigilia y en la activación cortical (estado de alerta), y pueden también regular la
sensibilidad de neuronas sensoriales.
La hiperactividad de noradrenalina puede producir insomnio, pérdida de peso,
irritabilidad, agitación y disminución del umbral al dolor. Su hiperactividad periférica
puede causar síntomas de ansiedad (p. ej., calambres musculares, taquicardia, aumento de
la presión arterial). Una disminución de noradrenalina se asocia con algunas formas de
depresión, y su aumento se ha asociado con manía. Su regulación anómala en el SNC está
implicada en el déficit de atención con hiperactividad. Su actividad paroxismal anormal en
el locus ceruleus podría resultar en ataques de pánico.
Dopamina
Las neuronas dopaminérgicas generalmente tienen efecto inhibitorio. Las neuronas
productoras de dopamina se proyectan desde la sustancia negra al núcleo caudado y
putamen (sistema nigroestriado, que se relaciona con la actividad motora de los ganglios

8. basales), y desde el área tegmental ventral hacia el sistema límbico y la corteza cerebral
(proyecciones mesolímbica, funciones de recompensa y reforzamiento, y mesocortical,
funciones de cognición). También se han encontrado neuronas que contienen dopamina en
la retina y el sistema olfatorio (tal vez como filtro de las señales sensoriales).
En la enfermedad de Parkinson hay degeneración de las neuronas dopaminérgicas y la
sustancia negra. Las proyecciones mesolímbica y mesocortical pueden verse afectadas en
la esquizofrenia, en la cual se cree que hay excesiva estimulación dopaminérgica. Los
déficit cognitivos y de afectividad negativa en esta enfermedad podrían deberse a
insuficiencia de dopamina en el lóbulo frontal, mientras que los síntomas positivos (manía,
psicosis), se deberían a hiperfunción de dopamina en el cuerpo estriado.
Las anfetaminas aumentan la concentración de dopamina en la hendidura sináptica
acelerando su liberación desde las vesículas; la cocaína lo hace inhibiendo su recaptación.
Niveles bajos de dopamina pueden asociarse con patrones de disfunción alimentaria.
Un sistema dopaminérgico hiperactivo podría resultar en actividad motora incrementada,
y uno hipoactivo en actividad motora reducida (hipocinesia o acinesia).
Glutamato
Es el transmisor excitatorio principal en el cerebro y la médula espinal. Se han identificado
cuatro tipos de receptores postsinápticos para este transmisor, tres de los cuales son
ionotrópicos (ligados a canales iónicos). Los tipos kainato y AMPA (alfa-amino-5-hidroxi-
3-metil-4-isoxazol ácido propiónico) están ligados a canales de Na+; el receptor NMDA (N-
metil-D-aspartato) está ligado a un canal que es permeable a Na+ y Ca2+; un receptor es
metabotrópico. Cuando el glutamato se une al receptor se liberan segundos mensajeros IP3
(trifosfato de inositol) y DAG (diacilglicerol), lo que lleva a un incremento en los niveles de
calcio intracelular, activando un espectro de enzimas que alteran la estructura y función
neuronal, pudiendo incluso fortalecer la sinapsis, lo cual constituiría una base para la
memoria y el aprendizaje.
Se ha sugerido que la activación excesiva de sinapsis glutamatérgicas conduce a grandes
influjos de Ca2+ dentro de las células, produciendo muerte neuronal. Este mecanismo
excitotóxico de daño podría ocurrir en desórdenes como infarto y trauma del SNC y
posiblemente en enfermedades crónicas neurodegenerativas como la enfermedad de
Alzheimer.
Evidencia indirecta liga al glutamato con desórdenes de ansiedad y de estrés
postraumático. Sobreactividad del receptor NMDA con muerte neuronal en enfermedades
como enfermedad de Huntington y demencia asociada al VIH. Se ha observado un

9. aumento en los niveles de glutamato y disminución de los de GABA en la depresión
mayor, un aumento de glutamato en el córtex frontal y cingulado anterior en la ansiedad,
y una reducción de los receptores NMDA y la producción de glutamato en la
esquizofrenia, especialmente en el hipocampo y la corteza prefrontal dorsolateral.
Serotonina (5-hidroxi triptamina)
Las neuronas que contienen serotonina están presentes en el núcleo del rafé en el puente y
en el bulbo. Estas células son parte de la formación reticular y proyectan ampliamente
hacia la corteza y el hipocampo, ganglios basales, tálamo, cerebelo y médula espinal.
También pueden hallarse neuronas serotoninérgicas en el tracto gastrointestinal y
serotonina plaquetaria.
Es sintetizada a partir del aminoácido triptófano. Tiene efectos presores y
vasoconstrictores. Drogas como la reserpina pueden actuar liberando serotonina unida
dentro del cerebro. En pequeñas dosis el LSD, análogo estructural de la serotonina, puede
evocar síntomas mentales similares a los de la esquizofrenia.
Las neuronas serotoninérgicas y noradrenérgicas parecen tener un importante papel en el
nivel de conciencia. Lesiones del núcleo del rafé pueden producir insomnio en animales de
experimentación. También las neuronas serotoninérgicas podrían participar en la
modulación de las entradas sensoriales, particularmente del dolor. Los inhibidores
selectivos de recaptación de serotonina (ISRS), que incrementan la cantidad de serotonina
disponible en la membrana postsináptica, son usados como antidepresivos.
Se han relacionado niveles bajos de 5-HT con bulimia y preferencia de la ingesta de
carbohidratos en mujeres obesas, en tanto que altos niveles de la sustancia se asocian a
evitación del daño y comportamiento compulsivo. Altos niveles de serotonina plaquetaria
son un hallazgo temprano en el autismo. Bajos niveles han sido encontrados en el
alcoholismo, el aislamiento y la conducta antisocial. Podría estar alterada en desórdenes
de pánico, esquizofrenia, comportamiento agresivo y trastorno limítrofe de la
personalidad.
GABA (Ácido Gamma aminobutírico)
Se encuentra en cantidades significativas en la sustancia gris del cerebro y la médula
espinal. Es de carácter inhibitorio y probable responsable de la inhibición presináptica
(reduciendo la cantidad de neurotransmisor liberado de la membrana presináptica de otra
neurona). Se encuentra en la retina y el SNC, junto con la enzima que lo forma a partir del
ácido L-glutámico, la ácido glutámico descarboxilasa (GAD). Se han identificado 3

10. receptores: GABAA, GABAB Y GABAC. Las interneuronas que contienen GABA están
presentes en la corteza cerebral y el cerebelo y en muchos núcleos en el cerebro y la
médula espinal.
La droga baclofén actúa comko agonista en los receptores GABAB, sus acciones
inhibitorias pueden contribuir a su eficacia como agente antiespástico.
Los receptores GABAA parecen estar implicados en la respuesta aguda al alcohol, así como
en la dependencia y tolerancia al mismo. Se ha encontrado baja actividad de GABA o
disminución de sus niveles en la ansiedad y la depresión.
Neuropéptidos
Actúan como neuromoduladores de la acción de otros neurotransmisores, principalmente,
e incluyen hormonas gastrointestinales, hipofisiarias y factores de liberación
hipotalámicos. Son sintetizadas como precursores llamados prepropéptidos en el retículo
endoplásmico y son empaquetadas en vesículas en el axón terminal.
La sustancia P es un polipéptido hallado en altas concentraciones en la médula espinal y el
hipotálamo. En la médula espinal se localiza en fibras nerviosas aferentes involucradas en
la transmisión del dolor. Actúa a través del receptor NK1, acoplado a proteínas G, para
despolarizar lentamente neuronas en la médula espinal.
Endorfinas
Sustancias endógenas polipeptídicas similares a la morfina con capacidad para unirse a
receptores opiáceos en el cerebro. Pueden actuar como transmisores o moduladores
sinápticos. Parecen modular la transmisión de señales de dolor dentro de vías sensitivas.
Encefalinas
Pentapéptidos estrechamente relacionados, hallados en el cerebro, que también se unen a
receptores opiáceos. Son la metionina-encefalina (metencefalina) y la leucina-encefalina
(leuencefalina). La secuencia de aminoácidos de metencefalina se ha hallado en la alfa y
beta-endorfina, y la de beta-endorfina ha sido hallada en la beta-lipotrofina, un
polipéptido secretado por la glándula hipófisis anterior.

11. Óxido Nítrico
Es un gas radical libre que difunde a través de la membrana neuronal y activa células
postsinápticas mediante segundos mensajeros. Es sintetizado a partir del aminoácido L-
arginina por la óxido nítrico sintasa. Su liberación depende de calcio, aunque no se
almacene en vesículas sinápticas.
Antes de su papel como neurotransmisor fue conocido como la sustancia formada por los
macrófagos que les permitía matar células cancerosas. También fue identificado como el
factor relajante derivado del endotelio en vasos sanguíneos.
Es relativamente común en vías autonómicas periféricas, pero también se encuentra en el
cerebro, donde puede asociarse con el daño por hipoxia.
Ácido araquidónico
Es un ácido graso derivado de fosfolípidos de membrana cuando la fosfolipasa A2 es
activada por receptores dependientes de ligando. Luego, difunde retrográdamente para
afectar la célula presináptica, activando sistemas de segundos mensajeros.
Endocannabinoides
Moléculas lipídicas que también pueden alterar la función de la terminal presináptica. Son
los ligandos endógenos para los receptores que median los efectos del componente
psicoactivo de la marihuana, el tetrahidrocannabinol. Tienen 2 receptores cannabinoides,
CB1 y CB2. El CB1 es el receptor acoplado a proteína G más abundante en el cerebro.
BIBLIOGRAFÍA
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