El documento aborda el estudio del sistema nervioso, destacando la función y la diversidad de las neuronas y las células gliales, así como los mecanismos de señalización neural. Se detalla la anatomía de componentes del sistema nervioso, los tipos de sinapsis y los diferentes neurotransmisores involucrados en la transmisión de información. Además, se analizan los procesos funcionales y biológicos que subyacen al funcionamiento neuronal y la importancia de la genética en enfermedades neurológicas.

1. ESCUELA : NOMBRES NEUROPSICOLOGÍA I PRIMER BIMESTRE FECHA : Lic. Byron Bustamante OCTUBRE 2008 – FEBRERO 2009 PSICOLOGÍA

2. CAPÍTULO I “ESTUDIO DEL SISTEMA NERVIOSO” El sistema nervioso (SN) puede ser estudiado desde: Genética Biología (Molecular, celular, conductual) Anatomía Fisiología

3. CELULAS DEL S.N. NEURONAS: unidad funcional, especializada e independiente. NEUROGLIAS (Glías, Células de Sostén): similitud con las neuronas, no participan directamente en señalamiento nervioso. Ambas forman los circuitos neurales, que procesan información específica.

4. TIPOS DE SISTEMAS NEURALES SENSITIVOS: presentan información del organismo y del entorno. MOTORES: organizan y generan acciones ASOCIATIVOS: Vinculan sensación y movimiento. Básicos para funciones de orden superior. (percepción, atención, cognición, emoción, pensamiento)

5. GENÉTICA Y ENCÉFALO 35.000 genes en el genoma humano. La mayoría se expresan en el encéfalo en desarrollo y en el adulto. Mutaciones Genéticas.- pueden explicar aspectos de enfermedades como: Huntington, Parkinson, Alzheimer, Depresión, Esquizofrenia. La explicación genética no explica por completo el funcionamiento del S.N.

6. ESTUDIO DE LA NEURONA TEORIA RETICULAR: neuronas conectadas por nexos protoplasmáticos DOCTRINA DE LA NEURONA: son entidades separadas que se comunican por sinápsis. ERA ELECTRÓNICA.- Microscopios electrónicos y otras técnicas, permitieron ver a la neurona como “Funcionalmente independiente”

7. NEURONAS Especializadas en el señalamiento eléctrico en largas distancias y en comunicación intercelular. Diferencian de otras células por el citoesqueleto. (Filamentos, túbulos, motores vesiculares) Estabilidad y funcionamiento de las prolongaciones neuronales y de la sinapsis. Exocitosis y endocitosis. Crecimiento de axones y dendritas. Tráfico de componentes de membrana y orgánulos

8. COMPOSICIÓN DE LA NEURONA DENDRITAS: Diana de aferencias sinápticas. Función receptora e integradora de información El # de aferencias de neurona depende de la complejidad de arborización dendrítica. AXÓN: especializada en conducción de señales hacia terminaciones sinápticas (Botones) CORTOS en inter-neuronas. LARGOS en neuronas de proyección. SOMA: Cuerpo celular que contiene el núcleo y orgánulos similares a otras células.

9. NEUROGLIALES Más numerosas que las neuronas. Funciones: Sostén Definir contactos sinápticos Mantener capacidad de señalización, medio iónico de células Modular velocidad de propagación y acción sináptica Controlar captación de neurotransmisores Andamiaje para desarrollo neuronal Recuperación de lesiones.

10. TIPOS DE GLIAS ASTROCITOS.- (Encéfalo y médula), aspecto estrellado. Mantienen entorno químico apropiado para señalamiento OLIGODENDROCITOS.- (SNC), producen mielina, influye en velocidad de transmisión. (Schwan SNP) MICROGLIALES.- Células limpiadores (Lesión o recambio), segregan moleculas de señalización (Inflamación) influyen en muerte y supervivencia neuronal

11. CÉLULAS DIANAS Nerviosas del encéfalo Nerviosas de la médula espinal Ganglios autónomos Músculos Glandulas

12. DIVERSIDAD CELULAR DEL S.N. 100.000 Millones de neuronas (1/3 glías) S.N. mayor variedad de células que otro sistema (expresión genética) Diversidad celular, depende la capacidad del sistema para formar redes y para generar conductas sofisticadas.

13. GANGLIOS.- somas de neuronas del SNP, más glias. NERVIOS.- axones periféricos, envueltos por mielina (Schwan) NUCLEOS.- Acumulación de neuronas con conexiones y funciones similares (SNC) TRACTOS.- Axones del SNC (Símil de nervios) COMISURAS.- tractos que cruzan la línea media del encéfalo SUSTANCIA GRIS.- acumulación de cuerpos celulares y neuropilos de encéfalo y médula. SUSTANCIA BLANCA.- resultado de contenido lípido de mielina, tractos axónico y comisuras.

14. CIRCUITOS NEURALES CIRCUITOS.- procesan tipos específicos de información. NEUROPILO.- formado por dendritas, terminaciones de axones y glias.(se produce la conectividad sináptica). NEURONAS SEGÚN FUNCION EN EL CIRCUITO NEURAL AFERENTES EFERENTES INTERNEURONAS Información hacia encéfalo y médula Información lejos de la médula, encéfalo o circuito Participan en circuitos locales del circuito. Distancia corta.

16. DIVISIÓN MOTORA VISCERAL PREGANGLIONARES: Tronco encefálico y médula. Sinapsis con ganglios autónomos (Musculo liso, cardiaco y glándulas) Conductas involuntarias. SIMPÁTICA: a lo largo de la columna o delante de ella (Pone en alerta) PARASIMPÁTICA: ganglios al interior de órganos que inervan. (regresa a equilibrio) ENTÉRICO: Ganglios y neuronas en el Sistema digestivo.

17. HEMISFERIOS, DIENCÉFALO, CEREBELO, TRONCO ENCEFÁLICO Y MÉDULA (SNC) Análisis e integración de información sensitivo-motora. COMP. SENSITIVO COMPONENTE MOTOR GANGLIOS, NERVIOS SENSITIVOS Y RECEPTORES SENSITIVOS S. VISCERAL Simpático Parasimpático Entérico Ganglios y nervios autónomos MEDIO AMBIENTE MÚSCULOS LISOS, CARDIACO Y GLÁNDULAS S. SOMÁTICO NERVIOS MOTORES MÚSCULOS ESTRIADOS

19. TRONCO DEL ENCÉFALO Rodea el cuarto ventrículo y el acueducto cerebral. Contienen los núcleos craneales (nervios sensitivos y motores craneales) Conducto de información sensitiva hacia el encéfalo anterior, o desde este información motora. Funciones: control de frecuencia cardiaca, respiración, presión arterial, nivel de conciencia.

20. N OMBRE FUNCIÓN I OLFATORIO Sentido del olfato II ÓPTICO Visión III OCULOMOTOR Movimientos oculares, constricción pupila, acomodación, párpados IV TROCLEAR Movimientos oculares. V TRIGEMINAL Sensibilidad rostro, boca, cornea. Movimiento masticar. VI ABDUCENS Movimiento ocular VII FACIAL Movimiento de expresión facial, gusto de parte anterior de la lengua, glándulas lacrimales y salivales. VIII AUDITIVO Audición y equilibrio. IX GLOSOFARÍNGEO Sensibilidad faríngea, gusto de porción posterior de lengua, baroreceptores carótidas. X VAGO Funciones autónomas intestino, sensibilidad faringe, cuerdas vocales y deglución. XI ESPINAL ACCESORIO Músculos de hombros y cuello XII HIPOGLOSO Movimientos de la lengua.

21. CEREBELO Parte del tronco encefálico. Cara dorsal del tronco. Esencial para la coordinación y la planificación del movimiento, para aprendizaje de tareas motoras y el almacenamiento de esta información.

22. ENCÉFALO ANTERIOR Dos hemisferios unidos por el cuerpo calloso (4 LÓBULOS) CIRCUNVOLUCIONES: Crestas de tejido cortical plegado. SURCOS: hendiduras que dividen las circunvoluciones. SURCO CENTRAL.- divide L. Frontal y parietal. A sus lados las circunvoluciones precentral (corteza motora primaria) y postcentral(corteza somatosensitiva)

23. ESTRUCTURAS PROFUNDAS DEL ENCEFALO ANTERIOR GANGLIOS BASALES.- Procesos motores y cognitivos. HIPOCAMPO.- memoria (temporal) AMIGDALA.- conducta emocional (temporal) BULBOS OLFATORIOS.- procesamiento de información quimio-sensitiva nasal. (frontal) TÁLAMO: Área de relevo crítica para información sensitiva. HIPOTÁLAMO: debajo del tálamo, funciones homeostáticas (alimentación, líquidos, temperatura)

24. UNIDAD I “ SEÑALIZACIÓN NEURAL”

25. TÉRMINOS IMPORTANTES POTENCIAL DE REPOSO.- Potencial negativo menor a un voltio, producto de más K en el interior que Na. POTENCIAL DE RECEPTOR.- Activación de neuronas sensitivas por estímulos externos. POTENCIALES SINÁPTICOS.- generados por activación sináptica, para transmitir información de una neurona a otra. POTENCIAL DE ACCIÓN.- sistema de refuerzo que se desarrolla en el axón, para trasmitir información a largas distancias.

26. HIPERPOLARIZACIÓN.- hacer mas negativo el potencial de membrana DESPOLARIZACIÓN.- corriente de polaridad opuesta, potencial mas positivo que el de reposo. POTENCIAL UMBRAL.- nivel de potencial de membrana suficiente para producir potencial de acción.

27. POTENCIAL DE ACCIÓN Acontecimiento eléctrico que trasporta señales. Onda auto regenerada, inicia en el botón axónico hasta los contactos sinápticos. Respuesta activa generada por la neurona, cambio breve de negativo a positivo en el potencial trans-membrana Todo o nada.

28. CARACTERÍSTICAS DE LA MEMBRANA Hay diferencias en las concentraciones de iones específicos. (Transportadores activos) Son selectivamente permeables a algunos iones (Canales iónicos) Equilibrio electroquímico inicial. (potencial de equilibrio)

29. Potencial de reposo (negativo) K+ Membrana se despolariza (permeabilidad al Na+ aumenta transitoriamente) Pasa el umbral. Desarrolla potencial de acción. Restablece permeabilidad al K+ Retorno al potencial de reposo.

30. Un potencial de membrana negativo en reposo es resultado del flujo de K. Un potencial de acción por un aumento transitorio de permeabilidad al Na. Elevación de permeabilidad al K, repolariza, luego retorna al nivel de reposo. (Polarizado)

31. PERMEABILIDAD Y VOLTAJE Elevación rápida y transitoria de permeabilidad al NA. Elevación más lenta y sostenida al K. Ambas son dependientes del voltaje. Ejem. La despolarización del potencial de membrana hasta el nivel umbral, permite un aumento rápido y sostenido de permeabilidad al Na.

32. La conductancia al Na y K, cambian con el tiempo. Necesitan tiempo para activarse. Al K, tiene un retardo inicial. Al Na, alcanza su punto máximo más rápido. Son dependientes de voltaje, ambas aumentan a medida de que se despolariza la membrana. Neurona se despolariza por: activación de conductancia a Na, activación de conductancia a K, inactivación de conductancia a Na.

33. RECONSTRUCCIÓN DE POTENCIAL DE ACCIÓN Potencial de acción es auto-sostenido o regenerativo. La despolarización de membrana activa con rapidez un ciclo de retroalimentación positiva (Depende de conductancia de Na) Seguido por activación mas lenta de un circuito de retroalimentación negativa (despolarización activa una conductancia al K) Repolarización de membrana

34. SEÑALIZACIÓN A LARGA DISTANCIA Flujo pasivo de corriente: en ausencia de potencial de acción. (disminuye con el tiempo y la distancia) Flujo activo de corriente: presencia de potencial de acción (Nodos de Ranvier) PERIODO REFRACTARIO: intervalo de tiempo durante el cual un axón no produce potenciales de acción. PROPAGACIÓN SALTATORIA: de nodo en nodo.

35. La conducción del potencial de acción requiere el flujo pasivo y activo de corriente. Los axones de conducción rápida son mas grandes que los de conducción lenta. La mielina acelera mucho la conducción del potencial de acción. Los potenciales de acción se generan en los Nodos de Ranvier. Los canales de Na, se abren localmente en respuesta a estímulos.

36. ESCLEROSIS MULTIPLE Producto de regiones desmielinizadas e inflamaciones axónicas. Inicia 20 a 40 años. Inicios bruscos con deficit neurologicos persitentes. Ceguera monocular, debilidad motora, sensaciones anormales, mareos. (depende de areas afectadas)

37. CANALES Y TRANSPORTADORES Proteínas de la membrana que crean y mantienen gradientes (Transportadores Activos) Dan origen a cambios selectivos en la permeabilidad a los iones. Con puerta de voltaje. (potencial de membrana) Con puerta de ligando. (señales químicas) Estiramiento y calor. (deformación y calor)

38. PROPIEDADES CANALES Permiten a los iones atravesar la membrana a altas velocidades. Deben utilizar los gradientes electroquímicos para generar corrientes iónicas. Na y K, fluyen en forma independiente, los canales deben discriminar los iones. Capaces de sensar el voltaje y abrirse cuando el voltaje sobrepasa el umbral. (sensor de voltaje y mecanismo de inactivación) CORRIENTES MICROSCÓPICAS.- a través de canales. Corrientes Macroscópicas.- a través de membrana.

39. CANALES IÓNICOS (VOLTAJE) Identificados mas de 100 genes relacionados. Na.- Sensible al voltaje, da origen a potenciales de acción. (10 genes) (Anestesia) Ca.- Originan también potenciales de acción y especialmente la liberación de neurotransmisores. (16 genes) (ansiedad, cardiopatías) K.- mas diversos (100 genes)Generación del potencial de membrana en reposo. Cl.- En todo tipo de neurona (Excitabilidad, membrana en reposo, regular volumen celular).

40. CANALES IÓNICOS LIGANDO Responden a señales químicas (Importante los de fijación de neurotransmisores) Esenciales para la sinapsis, son menos selectivos y dos o mas iones pueden atravesar el canal. Principal función es convertir señales químicas en información eléctrica.

41. CANALES ACTIVADOS POR ESTIRAMIENTO Y CALOR Especializados en detecatar cambios de temperatura y a la distorición mecánica de la membrana plasmática. Básicos para receptores de estiramiento y reflejos de estiramiento neuromuscular. Por ejemplo: células ciliadas auditivas.

42. ESTRUCTURA DEL CANAL Proteínas.- integrales de la membrana. Dos dominios forman un poro central. Asa proteica en un dominio que selecciona los iones. Filtro de selectividad.- responsable de la permeabilidad selectiva. Sensor de voltaje.- regula la apertura del poro del canal.

43. TRANSPORTADORES ACTIVOS Generar y mantener gradientes de concentración iónica. Almacenan energía gradualmente. TIPOS: Bombas ATPasas (Bomba de Na y K) Intercambiadores de iones.- Depende de cambios de gradientes como fuente de energía.

44. BOMBA DE Na Y K Actividad representa 20 al 40% del consumo de energía del cerebro. El eflujo de Na, se asocia al influjo simultáneo de K dependiente de ATP. La bomba de Na y K es: ELECTROGÉNICA. PROPIEDADES: fijan tanto Na y K, posee sitios de fijación de ATP, fija Ouabaina (Bloquea la bomba). 3 Na hacia afuera, 2 K hacia adentro.

45. TRANSMISIÓN SINÁPTICA 100.000 millones de neuronas, se comunican por sinapsis. Existen: Eléctricas: corriente fluye a través de uniones de brecha. (canales especializados) Químicas: a través de neurotransmisores Más de 100 neurotransmisores identificados. Neurotransmisor: provoca respuestas postsinápticas al fijarse a receptores.

46. CICLO DEL NEUROTRANSMISOR

47. SINAPSIS ELÉCTRICAS Corriente fluye pasivamente a través de canales intercelulares de la unión en brecha. La transmisión puede ser bidireccional, la corriente fluye dependiendo de la neurona que sea invadida por el potencial de acción. Sincronizan la actividad eléctrica entre poblaciones neuronales.

48. SINAPSIS QUÍMICAS Se efectúa en las hendiduras sinápticas Presencia de vesículas sinápticas en la terminación presinaptica. (llenas de neurotransmisores)

49. PROCESO SINAPSIS QUIMICA Potencial de acción llega a la terminación presinaptica. Apertura de canales de Ca, dependiente de voltaje Se eleva la concentración de Ca en la terminación presinaptica. Fusión de las vesículas sinápticas con la membrana. Exocitosis.- Neurotransmisores liberados (SNARE) Unión con receptores específicos. Altera potencial de neurona postsinaptica. (inhibe o excita).

50. NEUROTRANSMISORES Se encuentran en las vesículas sinápticas. Modifican las propiedades eléctricas de células dianas. Tipos: De molécula pequeña: median acciones sinápticas rápidas. Neuropéptidos: modular funciones sinápticas en curso y más lentas. Cotransmisores ( mas de un neurotransmisor en la terminación nervioso).

51. CRITERIOS Sustancia debe estar presente en el interior de la neurona presináptica. La sustancia debe ser liberada en respuesta a la despolarización presináptica (Ca dependiente) Se deben presentar receptores específicos en la célula postsinaptica.

52. METABOLISMO DE N. MOLECULA PEQUEÑA Sintetizados en terminaciones nerviosas. (la enzimas se forman en el soma) Las enzimas son transportaras por el axón a través del transporte axónico lento. Los precursores son captados en las terminaciones por transportadores específicos (síntesis y empaquetamiento) Fusión y liberación de las vesículas. (exocitosis) Degradación, recaptación.

53. METABOLISMO DE NEUROPÉTIDOS Síntesis de precursores y enzimas en el Soma. Enzimas y propéptidos son empaquetados en vesículas del aparato de Golgi. Transporte axónico rápido. Enzimas modifican los propéptidos para sintetizar los neurotransmisores péptidos. Fusión y liberación de las vesículas. (exocitosis) Degradación, recaptación.

54. CA Y SECRECION DE TRANSMISORES Reduce el tamaño del potencial de potencial de placa terminal (PPT) Disminuye la cantidad de vesículas que se fusionan con la membrana. La cantidad de neurotransmisores es sensible a la cantidad de Ca que ingresa Inyección de Ca en las terminaciones libera neurotransmisores en ausencia de potencial de acción Quelantes de Ca, impiden liberación de transmisor

55. ENFERMEDADES DE TERMINACIÒN SINPATICA MIASTENIA.- exocitosis y endocitosis de las vesículas sinápticas. BOTULISMO.- Clostridium, abolición de liberación de neurotransmisores. Neuronas motoras. Debilitante muscular (estriado, diafragma, lisos, visceral) (SNARE) TETANOS.- Clostridium, dirigida hacia interneuronas. Perdida de inhibición sináptica, hiperexcitación esquelética y contracciones. (SNARE)

56. CLASES DE POTENCIALES POSTSINÀPTICOS P.P. EXCITADORES.- aumentan la probabilidad de desarrollar un potencial de acción. P.P. INHIBIDORES.- disminuyen la probabilidad. Si el potencial de reversión es mas positivo que el umbral (excitación), si es mas negativo (inhibición) Los potenciales postsinápticos pueden sumarse, si la suma alcanza el umbral, despolariza y genera un potencial de acción.

57. RECEPTORES POSTSINÁPTICOS INOTROPICOS.- canales iónicos, fijan el neurotransmisor (canales iónicos con puerta de ligando) (respuestas rápidas) METABOTROPICOS.- Depende de pasos metabólicos. (proteína G) fijan un neurotransmisor y también proteína G.(Respuestas mas lentas)

58. NEUROTRANSMISOR NEUROMODULADOR Liberada por botones terminales Finalidad transmitir información. Son captados por receptores que se ubican a corta distancia. Producen potenciales postsinápticos (PPE y PPI) Liberada por botones terminales Efectos generalizados que no se limitan a la sinapsis Segregados en mayor cantidad Se difunden a mayores distancias. Modulan actividad de neuronas en partes específicas del cerebro.

60. NEUROTRANSMISOR CLASE ACETILCOLINA Excitador GLUTAMATO Excitador GABA Inhibidor GLICINA Inhibidor CATECOLAMINAS (adrenalina, noradrenalina, dopamina) Excitador SEROTONINA Excitador HISTAMINA Excitador ATP Excitador NEUROPEPTIDOS Excitador e inhibidor

61. ACETILCOLINA Sustancia del vago. Predominante en la unión neuromuscular (estriados, motor visceral) Relacionada con la Memoria, aprendizaje, control de sueño MOR. Receptores Nicotínicos ( Fibras musculares) y muscarinicos SNC, existen ambos receptores, pero más muscarínicos. Potenciales muy rápidos y de vida corta.

62. GLUTAMATO Excitatoria de neuronas encefálicas. Aumenta concentración de toxinas en caso de lesiones Precursor Glutamina (células gliales) Casi todas las neuronas son glutamatérgicas en el SNC.

63. GABA Y GLICINA Inhibitorios de encéfalo y médula. GABA.- en interneuronas del circuito local. Se sintetizan desde la glucosa, precursor el Glutamato (GABA) y serina (Glicina) Principales inhibidores.

64. SEROTONINA A partir del triptófano. Produce potenciales inhibitorios. Regula estado de ánimo, control del comer, dormir, alerta, agresividad, regula el dolor. Se localiza en las neuronas de Rafe, en el tronco encefálico superior. Se relaciona con: emociones, ritmo circadiano, motricidad, alerta. Depresión, ansiedad y esquizofrenia

65. HISTAMINA EXCITATORIO. Precursor la Histidina. Vesícula grande. Se encuentra en el hipotálamo. Media el despertar, atención, sistema vestibular.

66. DOPAMINA EXCITATORIO. Interviene en el movimiento, atención, aprendiza y adicciones. Precursor: Tirosina (LDOPA) Exceso: conducir a la esquizofrenia, su degeneración conduce al Parkinson.

67. GRACIAS POR SU ATENCIÓN Lic. Byron Bustamante. Ext. 2909 Email: bfbustamante@utpl.edu.ec