Las Neuronas Las Neuronas y los y los

NeurotransmiNeurotransmisores sores Por: Alejandro La Rosa

Dopamina

L - Glutamato

Noradrenalina

Serotonina

GABA

Acetilcolina

Neurotransmisores

NEURONAS

Diferencias Estructura Cuerpo Celular Clasificación

Axones Dendritas

NeuronasNeuronas Las células del sistema nervioso Las células del sistema nervioso

especializadas en la obtención y transmisión especializadas en la obtención y transmisión de datos son las neuronas, que para ello de datos son las neuronas, que para ello utilizan procesos electroquímicos. Las utilizan procesos electroquímicos. Las neuronas están siempre recogiendo y neuronas están siempre recogiendo y evaluando información sobre el estado evaluando información sobre el estado interno del organismo y del ambiente externo interno del organismo y del ambiente externo e intercambiándola entre sí (comunicación e intercambiándola entre sí (comunicación neuronal) para que las necesidades de la neuronal) para que las necesidades de la persona puedan ser suplidas.persona puedan ser suplidas.

NeuronasNeuronas Tenemos alrededor de cien billones de Tenemos alrededor de cien billones de

neuronas (100.000.000.000.000), el tamaño neuronas (100.000.000.000.000), el tamaño de las mismas puede oscilar entre 4 y 100 de las mismas puede oscilar entre 4 y 100 micras y su forma puede ser variada. La micras y su forma puede ser variada. La estructura de una neurona se asemeja a la estructura de una neurona se asemeja a la de las demás células del cuerpo de las demás células del cuerpo

Poseen extensiones especializadas Poseen extensiones especializadas llamadas dendritas, que reciben llamadas dendritas, que reciben información, y axones, que la transmiten.información, y axones, que la transmiten.

Presentan estructuras específicas, como las Presentan estructuras específicas, como las sinapsis, así como sustancias químicas sinapsis, así como sustancias químicas específicas, como los neurotransmisores.específicas, como los neurotransmisores.

AXONES AXONES DENDRITAS DENDRITAS

Función: Función: Llevan información Llevan información al cuerpo celular al cuerpo celular

Portan información Portan información del cuerpo celular del cuerpo celular

Superficie: Superficie: Lisa Lisa Irregular (espinas Irregular (espinas dendríticas) dendríticas)

Abundancia: Abundancia: Normalmente, existe Normalmente, existe apenas uno en cada apenas uno en cada

célulacélula

Existen muchas Existen muchas dendritas en cada dendritas en cada

célula célula

Cobertura: Cobertura: Pueden estar Pueden estar recubiertos de recubiertos de

mielinamielina

No están No están recubiertas de recubiertas de

mielinamielinaSe ramifican: Se ramifican: A lo largo del cuerpo A lo largo del cuerpo

celularcelularAlrededor del Alrededor del cuerpo celularcuerpo celular

Diferencias entre Axones y Diferencias entre Axones y DendritasDendritas

Estructura de la NeuronaEstructura de la Neurona Dendritas:Dendritas: Principales unidades receptoras de la Principales unidades receptoras de la

neuronaneurona Cuerpo celularCuerpo celular NúcleoNúcleo: unidad que contiene la información : unidad que contiene la información

genéticagenética AxonesAxones: principales unidades conductoras de la : principales unidades conductoras de la

neuronaneurona Terminales presinápticosTerminales presinápticos: región en que las : región en que las

ramificaciones de los axones de una neurona ramificaciones de los axones de una neurona (presináptica) transmiten señales a otra neurona (presináptica) transmiten señales a otra neurona (postsináptica). Las ramificaciones de un único (postsináptica). Las ramificaciones de un único axón pueden formar sinapsis con otras mil axón pueden formar sinapsis con otras mil neuronas.neuronas.

Capa de mielina:Capa de mielina: Sustancia grasa que ayuda a Sustancia grasa que ayuda a los axones a los axones a

transmitir mensajes con mayor rapidez.transmitir mensajes con mayor rapidez.

Estructura de la Estructura de la NeuronaNeurona

Cuerpo Celular de la Cuerpo Celular de la NeuronaNeurona

Núcleo:Núcleo: - Está recubierto de una membrana y en él se - Está recubierto de una membrana y en él se

encuentra el material genético (cromosomas) y la encuentra el material genético (cromosomas) y la información para el desarrollo de la célula y la información para el desarrollo de la célula y la síntesis de las proteínas necesarias para su sustento síntesis de las proteínas necesarias para su sustento y supervivencia.y supervivencia.

Nucléolos:Nucléolos: - Producen ribosomas (organelas compuestas de - Producen ribosomas (organelas compuestas de

ácido ribonucleico y proteínas) necesarios para que ácido ribonucleico y proteínas) necesarios para que el material genético sea transcrito en las proteínas.el material genético sea transcrito en las proteínas.

Cuerpos de Nissl:Cuerpos de Nissl: - Son grupos de ribosomas utilizados para la - Son grupos de ribosomas utilizados para la

producción de proteínas.producción de proteínas. Aparato de Golgi:Aparato de Golgi: - Estructura celular responsable de la segregación - Estructura celular responsable de la segregación

de glicoproteínas y mucopolisacáridos.de glicoproteínas y mucopolisacáridos.

Cuerpo Celular de la Cuerpo Celular de la NeuronaNeurona

Retícula endoplasmática:Retícula endoplasmática: - Sistema de tubos utilizados para el transporte dentro - Sistema de tubos utilizados para el transporte dentro

del citoplasma (todo lo que existe dentro de la célula, del citoplasma (todo lo que existe dentro de la célula, fuera del núcleo). La presencia o no de ribosomas fuera del núcleo). La presencia o no de ribosomas caracteriza el tipo de retícula endoplasmática: si hay caracteriza el tipo de retícula endoplasmática: si hay ribosomas, se trata de la retícula endoplasmática ribosomas, se trata de la retícula endoplasmática rugosa, importante para la síntesis de las proteínas; si rugosa, importante para la síntesis de las proteínas; si no los hay, se trata de la retícula endoplasmática lisa.no los hay, se trata de la retícula endoplasmática lisa.

Microfilamentos/microtúbulos:Microfilamentos/microtúbulos: - Sistema responsable del transporte de materiales - Sistema responsable del transporte de materiales

dentro de la neurona y que también puede ser utilizado dentro de la neurona y que también puede ser utilizado en la estructura de la célula.en la estructura de la célula.

Mitocondria:Mitocondria: - Es un organelo que produce la energía necesaria - Es un organelo que produce la energía necesaria

para las actividades celulares. Es la fuente generadora para las actividades celulares. Es la fuente generadora de ATP (energía).de ATP (energía).

Cuerpo Celular de la Cuerpo Celular de la NeuronaNeurona

Clasificación de las Clasificación de las NeuronasNeuronas Una forma de clasificar las neuronas es según el Una forma de clasificar las neuronas es según el

número de extensiones que salen del soma (cuerpo número de extensiones que salen del soma (cuerpo celular):celular):

Neuronas Bipolares:Neuronas Bipolares: - Tienen dos procesos que se extienden desde el soma - Tienen dos procesos que se extienden desde el soma

(ejemplos: células de la retina, células del epitelio (ejemplos: células de la retina, células del epitelio olfativo). olfativo).

Neuronas Pseudounipolares: Neuronas Pseudounipolares: - (ejemplo: células del ganglio basal dorsal). En - (ejemplo: células del ganglio basal dorsal). En

realidad, estas células tienen dos axones en lugar de realidad, estas células tienen dos axones en lugar de un axón y una dendrita. Un axón se extiende un axón y una dendrita. Un axón se extiende centralmente hacia la médula espinal, y el otro lo centralmente hacia la médula espinal, y el otro lo hace hacia la piel o el músculo. hace hacia la piel o el músculo.

Neuronas Multipolares:Neuronas Multipolares: - Tienen muchos procesos que salen del soma. Sin - Tienen muchos procesos que salen del soma. Sin

embargo, cada neurona sólo tiene un axón (ejemplos: embargo, cada neurona sólo tiene un axón (ejemplos: neuronas motoras medulares, neuronas piramidales, neuronas motoras medulares, neuronas piramidales, células de Purkinje). células de Purkinje).

Comunicación neuronalComunicación neuronal Una neurona capta determinada información y la Una neurona capta determinada información y la

transforma en impulsos nerviosos que son transforma en impulsos nerviosos que son trasmitidos a otra neurona, estableciendo una trasmitidos a otra neurona, estableciendo una cadena de comunicación en la red neuronal.cadena de comunicación en la red neuronal.

El impulso nervioso después se propia también al El impulso nervioso después se propia también al axón, que es la terminal transmisora de la neurona axón, que es la terminal transmisora de la neurona en que se encuentra. De ahí en adelante, y como no en que se encuentra. De ahí en adelante, y como no hay continuidad celular entre una neurona y otra, la hay continuidad celular entre una neurona y otra, la transmisión del impulso nervioso tendrá lugar en la transmisión del impulso nervioso tendrá lugar en la sinapsis, que es un lugar especialmente destinado a sinapsis, que es un lugar especialmente destinado a la propagación de información entre neuronas. la propagación de información entre neuronas.

Una vez en la sinapsis, la neurona trasmisora libera Una vez en la sinapsis, la neurona trasmisora libera el impulso nervioso en la cavidad presináptica, pero el impulso nervioso en la cavidad presináptica, pero necesita de un “empujoncito” para llegar a la necesita de un “empujoncito” para llegar a la terminal receptora de otra neurona, denominada terminal receptora de otra neurona, denominada dendrita, y este “empujoncito” es dado por los dendrita, y este “empujoncito” es dado por los neurotransmisores, que bien podemos llamar neurotransmisores, que bien podemos llamar “mensajeros del cerebro”.“mensajeros del cerebro”.

Elementos de comunicación Elementos de comunicación neuronalneuronal Sinapsis:Sinapsis:

- Estructura en la cual acontece el cambio de información entre - Estructura en la cual acontece el cambio de información entre las neuronas.las neuronas.

Neurona presináptica o transmisor:Neurona presináptica o transmisor: - Neurona que va a transmitir una información- Neurona que va a transmitir una información Neurona postsináptica o receptor:Neurona postsináptica o receptor: - Neurona que a recibir la información- Neurona que a recibir la información Impulso Nervioso:Impulso Nervioso: - Información recibida por la neurona y que, codificada, se - Información recibida por la neurona y que, codificada, se

propaga dentro de la neurona a través de fenómenos eléctricos. propaga dentro de la neurona a través de fenómenos eléctricos. Cavidad presináptica:Cavidad presináptica: - Espacio de la sinapsis que separa las membranas de las células - Espacio de la sinapsis que separa las membranas de las células

transmisoras y receptoras. Está lleno de fluido sináptico. La señal transmisoras y receptoras. Está lleno de fluido sináptico. La señal eléctricamente liberada por la neurona presináptica en este eléctricamente liberada por la neurona presináptica en este espacio no puede traspasar sus límites.espacio no puede traspasar sus límites.

Neurotransmisores:Neurotransmisores: - Sustancias químicas especiales liberadas por la membrana - Sustancias químicas especiales liberadas por la membrana

emisora presináptica que se difunden hasta los receptores de la emisora presináptica que se difunden hasta los receptores de la membrana de la neurona receptora postsináptica. Los membrana de la neurona receptora postsináptica. Los neurotransmisores permiten que los impulsos nerviosos de una neurotransmisores permiten que los impulsos nerviosos de una célula influyan en los impulsos nerviosos de otra y, así, las células célula influyan en los impulsos nerviosos de otra y, así, las células del cerebro pueden dialogar, por así decirlo.del cerebro pueden dialogar, por así decirlo.

Sinapsis: zona especializada de contacto entre las neuronas donde tiene lugar la transmisión de la información.

→ zona de contacto especializada entre una célula presináptica y una célula

postsináptica (nerviosa, muscular o glandular), siendo el flujo de información de la 1ª a la 2ª.

→ Tipos:

• Eléctricas: poco frecuentes en mamíferos

• Químicas: la inmensa mayoría

Tipos de SinapsisTipos de Sinapsis Eléctrica:Eléctrica: Permite la transferencia directa de la corriente iónica de Permite la transferencia directa de la corriente iónica de

una célula a otra y tiene lugar en localizaciones especiales una célula a otra y tiene lugar en localizaciones especiales llamadas uniones, que son canales que permiten a los iones llamadas uniones, que son canales que permiten a los iones pasar directamente del citoplasma de una célula al pasar directamente del citoplasma de una célula al citoplasma de otra, proporcionando una transmisión muy citoplasma de otra, proporcionando una transmisión muy rápida. rápida.

Química:Química: En este tipo de sinapsis, la señal liberada de entrada es En este tipo de sinapsis, la señal liberada de entrada es

transmitida cuando una neurona libera un neurotransmisor transmitida cuando una neurona libera un neurotransmisor en la cavidad sináptica, lo cual es detectado por la segunda en la cavidad sináptica, lo cual es detectado por la segunda neurona a través de la activación de los receptores neurona a través de la activación de los receptores situados en el lado opuesto al lugar de la liberación. Los situados en el lado opuesto al lugar de la liberación. Los neurotransmisores son sustancias químicas producidas por neurotransmisores son sustancias químicas producidas por las neuronas y son utilizados para transmitir sinapsis las neuronas y son utilizados para transmitir sinapsis (impulsos nerviosos) a otras neuronas o a células no (impulsos nerviosos) a otras neuronas o a células no neuronales, como, por ejemplo, las del músculo del neuronales, como, por ejemplo, las del músculo del esqueleto, del miocardio o de la glándula epitelial. esqueleto, del miocardio o de la glándula epitelial.

Sinapsis eléctricas• El potencial de acción se transmite a la neurona postsináptica por el flujo directo de corriente: continuidad entre citoplasmas.• La distancia entre membranas es de unos 3 nm.•El flujo de corriente pasa a través de uniones comunicantes (gap junctions formadas por conexinas. Es bidireccional.• El hexámero de conexinas forma el conexón.• Función: desencadenar respuestas muy rápidas.

• Liberación de un neurotransmisor (NT) cuando llega el potencial de acción al terminal presináptico

• El NT difunde por la hendidura sináptica hasta encontrar los receptores postsinápticos

• Unidireccional

• Existe retraso sináptico (0,5 ms).

• Distancia entre membrana pre y postsináptica: 20-40 nm

Sinapsis químicas

Sinapsis químicasLiberación del NT:1. Llega el potencial de acción a la terminación

presináptica.2. Activación de canales de Ca+2 voltaje

dependientes.3. El aumento del Ca+2 citosólico provoca la

fusión con la MP de las vesículas de secreción preexistentes que contienen el NT.

4. Las vesículas liberan el NT a la hendidura sináptica (exocitosis).

5. Difusión del NT.6. Unión a receptores postsinápticos.7. Apertura de canales iónicos (Na+, K+ o Cl-):

despolarización o hiperpolarización.8. Potencial de acción postsináptico.

El NT se debe unir a proteínas receptoras específicas en la membrana postsináptica. Esta unión origina un cambio de conformación del receptor.

Dos principales categorías de receptores:• canales iónicos operados por ligando: receptores ionotrópicos

• receptores acoplados a proteínas G: receptores metabotrópicos

Sinapsis químicas: unión del NT al receptor

Los receptores median los cambios en el potencial de membrana de acuerdo con:

– La cantidad de NT liberado– El tiempo que el NT esté unido a su receptor

Existen dos tipos de potenciales postsinápticos:• PEPS – potencial excitatorio postsináptico: despolarización transitoria (apertura de canales Na+). Un solo PEPS no alcanza el umbral de disparo del potencial de acción.• PIPS – potencial inhibitorio postsináptico: la unión del NT a su receptor incrementa la permeabilidad a Cl- y K+, alejando a la membrana del potencial umbral.

Sinapsis químicas

Sinapsis químicas: tipos

• El NT puede conducir a PEPS o PIPS

Cada Sinapsis puede ser solo excitatoria o inhibitoria

• Potenciales Sinápticos Rápidos– Apertura directa de los canales químicos iónicos– Corta duración

• Potenciales Sinápticos Lentos– Involucran a proteínas G y segundos mensajeros– Pueden abrir o cerrar canales o cambiar la composición de proteínas de la neurona– Larga duración

Sinapsis químicas: tipos

Mientras el NT esté unido a su receptor se está produciendo el potencial (PEPS o PIPS), por tanto es necesario eliminar el NT ¿Cómo?:

Sinapsis químicas: eliminación del NT

difusión

degradación

recaptación

difusión

degradación

recaptación• Recaptación a la terminación nerviosa presináptica mediante transporte activo 2º (NT no peptídicos). •Degradación (proteólisis de neuropépidos).• Difusión lejos de la membrana postsinaptica.

Si un único PEPS no induce un potencial de acción y un Si un único PEPS no induce un potencial de acción y un PIPS aleja a la membrana del umbral, ¿Cómo se PIPS aleja a la membrana del umbral, ¿Cómo se

produce un potencial de acción?produce un potencial de acción?

Integración sináptica

Circuitos neuronales

NeurotransmisoresNeurotransmisores Las neuronas se comunican entre sí a través de Las neuronas se comunican entre sí a través de

impulsos electroquímicos. El impulso nervioso impulsos electroquímicos. El impulso nervioso viaja desde el cuerpo hacia el axón hasta viaja desde el cuerpo hacia el axón hasta alcanzar una sinapsis, donde desencadena la alcanzar una sinapsis, donde desencadena la liberación de mensajeros químicos que se unen a liberación de mensajeros químicos que se unen a receptores específicos, transfiriendo la receptores específicos, transfiriendo la información y continuando su propagación. El información y continuando su propagación. El cerebro humano contiene decenas de billones de cerebro humano contiene decenas de billones de neuronas interrelacionadas por un número de neuronas interrelacionadas por un número de seis a la diez veces mayor de sinapsis. Existen seis a la diez veces mayor de sinapsis. Existen más de noventa neurotransmisores diferentes más de noventa neurotransmisores diferentes conocidos actuando en la sinapsis; sin embargo, conocidos actuando en la sinapsis; sin embargo, los seis más destacados son:los seis más destacados son:

AcetilcolinaAcetilcolina - Es el neurotransmisor más abundante y el principal en - Es el neurotransmisor más abundante y el principal en

la sinapsis neuromuscular, pues es la sustancia química la sinapsis neuromuscular, pues es la sustancia química que transmite los mensajes de los nervios periféricos a los que transmite los mensajes de los nervios periféricos a los músculos para que éstos se contraigan. Bajos niveles de músculos para que éstos se contraigan. Bajos niveles de acetilcolina pueden producir falta de atención y el olvido.acetilcolina pueden producir falta de atención y el olvido.

- El cuerpo fabrica acetilcolina a partir de la colina, la - El cuerpo fabrica acetilcolina a partir de la colina, la lecitina, el deanol (DMAE), de las vitaminas C, B1, B5, B6 lecitina, el deanol (DMAE), de las vitaminas C, B1, B5, B6 y de los minerales como el zinc y el calcio.y de los minerales como el zinc y el calcio.

NoradrenalinaNoradrenalina - También conocida como norepinefrina, estimula la - También conocida como norepinefrina, estimula la

liberación de grasas acumuladas y participa en el control liberación de grasas acumuladas y participa en el control de la liberación de hormonas relacionadas con la de la liberación de hormonas relacionadas con la felicidad, la libido, el apetito y el metabolismo corporal, felicidad, la libido, el apetito y el metabolismo corporal, además de estimular el proceso de memorización y además de estimular el proceso de memorización y mantener el funcionamiento del sistema inmunológico. mantener el funcionamiento del sistema inmunológico. Desempeña un importante papel en las relaciones en Desempeña un importante papel en las relaciones en situaciones de estrés, manteniéndonos alerta.situaciones de estrés, manteniéndonos alerta.

- Bajos niveles de noradrenalina pueden provocar un cuadro - Bajos niveles de noradrenalina pueden provocar un cuadro depresivo. La noradrenalina se sintetiza a partir de dos depresivo. La noradrenalina se sintetiza a partir de dos aminoácidos (L-fenilalanina y L-tirosina) además de las aminoácidos (L-fenilalanina y L-tirosina) además de las vitaminas C, B3, B6 y del cobre.vitaminas C, B3, B6 y del cobre.

DopaminaDopamina - Químicamente semejante a la noradrenalina y a la L-dopa - Químicamente semejante a la noradrenalina y a la L-dopa

(droga usada en el tratamiento de la dolencia del Parkinson), la (droga usada en el tratamiento de la dolencia del Parkinson), la dopamina afecta sobremanera al movimiento muscular, al dopamina afecta sobremanera al movimiento muscular, al crecimiento, a la recuperación de los tejidos y al crecimiento, a la recuperación de los tejidos y al funcionamiento del sistema inmunológico, además de estimular funcionamiento del sistema inmunológico, además de estimular la liberación de hormonas del crecimiento para la hipófisis la liberación de hormonas del crecimiento para la hipófisis (pituitaria). (pituitaria).

- La dopamina tiene un papel excepcionalmente importante en - La dopamina tiene un papel excepcionalmente importante en la parte superior del SNC. Las neuronas dopaminérgicas (que la parte superior del SNC. Las neuronas dopaminérgicas (que funcionan con el auxilio de la dopamina) pueden dividirse en funcionan con el auxilio de la dopamina) pueden dividirse en tres grupos, con diferentes funciones: reguladores de los tres grupos, con diferentes funciones: reguladores de los movimientos, reguladores del comportamiento emocional y movimientos, reguladores del comportamiento emocional y reguladores de las funciones relacionadas con el córtex reguladores de las funciones relacionadas con el córtex prefrontal, tales como la cognición, el comportamiento y el prefrontal, tales como la cognición, el comportamiento y el pensamiento abstracto, así como aspectos emocionales, pensamiento abstracto, así como aspectos emocionales, especialmente relacionados con el estrés.especialmente relacionados con el estrés.

- Niveles bajos de dopamina causan depresión y - Niveles bajos de dopamina causan depresión y enfermedad de Parkinson y los niveles altos se enfermedad de Parkinson y los niveles altos se asocian a cuadros de Esquizofrenia.asocian a cuadros de Esquizofrenia.

SerotoninaSerotonina - Neurotransmisor encontrado en altas - Neurotransmisor encontrado en altas

concentraciones de plaquetas sanguíneas, en el concentraciones de plaquetas sanguíneas, en el tracto gastrointestinal y en ciertas regiones del tracto gastrointestinal y en ciertas regiones del cerebro. Tiene una función importante en ciertas cerebro. Tiene una función importante en ciertas regiones del cerebro. Tiene una función regiones del cerebro. Tiene una función importante en la coagulación sanguínea, en la importante en la coagulación sanguínea, en la contracción cardiaca y en el desencadenamiento contracción cardiaca y en el desencadenamiento del sueño, además de ejercer funciones del sueño, además de ejercer funciones antidepresivas (los antidepresivos tricíclicos antidepresivas (los antidepresivos tricíclicos actúan aumentando los niveles cerebrales de actúan aumentando los niveles cerebrales de serotonina).serotonina).

Se sintetiza partir del aminoácido L-triptofano y Se sintetiza partir del aminoácido L-triptofano y constituye el precursor de la hormona pineal, la constituye el precursor de la hormona pineal, la melatonina, que es un regulador del reloj melatonina, que es un regulador del reloj biológico. biológico.

L-GlutamatoL-Glutamato - Representa la principal vía de biosíntesis del - Representa la principal vía de biosíntesis del

ácido gama-amino-butírico (GABA). Existe en altas ácido gama-amino-butírico (GABA). Existe en altas concentraciones en todo el SNC, ejerciendo concentraciones en todo el SNC, ejerciendo funciones de excitación e inhibición de las funciones de excitación e inhibición de las neuronas. Bajos niveles de L-glutamato implican neuronas. Bajos niveles de L-glutamato implican una disminución del rendimiento, tanto físico como una disminución del rendimiento, tanto físico como mental.mental.

GABAGABA - El ácido gama-amino-butírico, uno de los - El ácido gama-amino-butírico, uno de los

neurotransmisores más investigados, tiene una neurotransmisores más investigados, tiene una acción predominante inhibitoria sobre el SNC y acción predominante inhibitoria sobre el SNC y ejerce un papel importante en los procesos de ejerce un papel importante en los procesos de relajación, sedación y del sueño. Los relajantes relajación, sedación y del sueño. Los relajantes ansiolíticos del grupo diazepínico (Valium, ansiolíticos del grupo diazepínico (Valium, Librium, etc.) se unen a los receptores tipo GABA Librium, etc.) se unen a los receptores tipo GABA para efectuar su acción sedante. El GABA está para efectuar su acción sedante. El GABA está disponible como suplemento alimentario.disponible como suplemento alimentario.

Neurotransmisores más Neurotransmisores más importantesimportantes

Noradrenalina

Serotonina

GABA

L - Glutamato

Dopamina

Acetilcolina

NEUROTRANSMISORES