Fundamentos de la Neurofisiología: Células, Potenciales y Transmisión Sináptica

Células del Sistema Nervioso (S.N.)

El Sistema Nervioso tiene la misión de conectarnos con el ambiente para mantener la **homeostasis**.

Tipos celulares

  • Neuronas: Portadoras de información.
  • Neuroglias: Dan **soporte** a las neuronas.

Las neuronas se detuvieron en una etapa del ciclo celular llamada **G0**. Esto quiere decir que no se reproducen, ya que se privilegia su funcionamiento.

Estructura de la Neurona

  • Dendritas: Captan el **estímulo**.
  • Soma (Cuerpo celular): Se encuentra el núcleo y los organelos.
    • R.E.R (Cuerpos de Nissl): Contiene ribosomas, los cuales sintetizan **proteínas** para poder ser exportadas.
    • R.E.L (Aparato de Golgi): Almacena **neurotransmisores** en vesículas sinápticas y los transporta donde serán enviados.
  • Axón: Transmite el **impulso** hasta el teledendrón.
    • Lo envuelve la **mielina**, que protege y cubre.
    • Además, va dejando unos espacios llamados **Nodos de Ranvier**, lo que hace que el impulso viaje más rápido y con menos energía (conducción saltatoria).
  • Teledendrón: Contiene **botones sinápticos** y conecta con otra neurona.

Circuitos Neuronales

Explican el modo de hacer **sinapsis** entre diferentes neuronas. Estas conexiones presentan polaridad. Existen:

  • Convergentes
  • Divergentes
  • Paralelos
  • Lineales
  • Feedback (Retroalimentación)

Teoría de la Membrana y Potenciales

Concentraciones Iónicas

Esta teoría sirve para equilibrar las concentraciones de iones en la célula.

  • Hipotónico: Menor cantidad de iones con respecto a un ambiente.
  • Hipertónico: Mayor concentración de iones con respecto a un ambiente.
  • Isotónico: Igual concentración de iones.

Potencial de Reposo

Fuera de la membrana abunda el **Na+** (Sodio) y en el interior la concentración es baja con respecto al exterior.

Cuando la neurona está en reposo, un electrodo mide el voltaje de **-70 mV**.

El interior es negativo porque la neurona tiene Proteínas (-) y iones de Cloro (-) que son más abundantes que las cargas positivas del K+ y Na+. Por lo tanto, el interior es (-) y el exterior es (+) (**Polarización**).

Bomba Sodio-Potasio (Na+/K+)

Actúa en la membrana y utiliza **ATP** (necesita oxígeno). Es un proceso de **transporte activo** (ocupa energía).

Conclusión: Si la célula no tiene O₂ (Oxígeno), el ATP no funciona; si esto pasa, no hay energía y la bomba no funciona. La idea de la bomba es mantener la polaridad (**-70 mV**) expulsando los iones de Na+ que entran y reintroduciendo los K+.

Membrana Celular y Canales Iónicos

Cada ciertos tramos, la membrana tiene proteínas periféricas e integrales. Estas últimas se llaman **canales iónicos** (meten solo Na+ / salen solo K+).

Características de los canales iónicos:

  • Son **pasivos** (no usan energía).
  • Son **específicos**.
  • Tienen un solo sentido.
  • Se pueden bloquear.

Potencial de Acción

El **umbral de activación** de la célula es de **-55 mV**.

El estado de reposo tiene polarización, pero al activar los canales de Na+ ocurre una **despolarización** debido a que la carga (-70 mV) cambia hasta llegar al umbral de excitación y así produce un impulso.

Cuando esto pasa, los canales de Na+ se cierran y se abren los de K+. La carga eléctrica baja aún más que los (-70 mV); eso se llama **repolarización**.

Para volver al estado de reposo, la bomba actúa, en un periodo llamado **refractario**, volviendo al equilibrio (-70 mV).

En la despolarización, los impulsos se transmiten por los Nodos de Ranvier para que el viaje sea más rápido. La propagación produce un campo eléctrico bidireccional, que consigue abrir los canales de Na+ que están en reposo (porque está cerca del umbral).

Sinapsis: Comunicación Interneuronal

La sinapsis es la unión entre neuronas. Hay sinapsis **químicas** y **eléctricas** (inhibidora, excitatoria, facilitadora).

Tipos de Sinapsis Morfológicamente

  • Axosomática: Sinapsis axón-soma.
  • Axodendrítica: Sinapsis axón-dendrita.
  • Axoaxónica: Sinapsis axón-axón.

Proceso de Sinapsis Química

Llega un impulso al teledendrón, lo que produce que los canales de **Calcio (Ca²⁺)** se abran y entren. Esto estimula a las vesículas sinápticas a liberar **neurotransmisores** por **exocitosis** al espacio sináptico.

Estos neurotransmisores se adhieren a los canales respectivos de la neurona postsináptica. La entrada de estos iones modifica el potencial, provocando despolarización y el inicio del potencial de acción.

La neurona postsináptica reaccionará de forma inhibitoria o excitatoriamente. (Los neurotransmisores que quedan en el espacio sináptico serán **recaptados** por la neurona postsináptica para volver a utilizarlos en el futuro).

Sinapsis Inhibidora

Provoca la apertura de canales de **K+** (sale) o de **Cloro** (entra) o ambos a la vez, lo que provoca una **hiperpolarización** en la neurona postsináptica, aumentando el umbral, por lo que es más difícil activarlo. Detiene el avance del impulso para tomar energía y seguir funcionando, evitando la fatiga.

Sinapsis Excitatoria

Provoca la apertura en los canales de **Na+**, lo que causa un aumento en las cargas positivas de la neurona, acercándose al umbral y generando un **potencial de acción**.

Sinapsis Facilitadora

Son axoaxónicas. Disminuyen el umbral para permitir una sinapsis donde participan menos neurotransmisores. Ayuda a alcanzar el umbral más fácil.

Sinapsis Química vs. Eléctrica

En la sinapsis química se gasta menos energía y la velocidad es más lenta. Los canales que comunican la neurona postsináptica y presináptica se llaman **conexones** (permiten el flujo de iones).

Efecto de las Drogas en la Sinapsis

Las drogas pueden afectar sobre los neurotransmisores de varias maneras:

  • Intensificando o disminuyendo su emisión.
  • Imitándolos.
  • Produciendo nuevos NT de forma inhibida.
  • Interfiriendo en la reabsorción del axón.

Nicotina

Libera más **dopamina** (genera estado de alerta), mientras que otra sustancia bloquea la acción de la **MAO** (Monoaminooxidasa). No genera reposo debido a que la MAO no puede destruir la dopamina. Sus receptores se llaman **nicotínicos** y provocan acción.

Alcohol

Provoca **hiperpolarización** en la postsináptica, lo que lleva a la pérdida del control motor y la activación de la sensitiva. El **Glutamato** bajo los efectos del alcohol controla las emociones.

El alcohol se adhiere al receptor del Glutamato, y este cambia su forma. El Glutamato no se puede unir, no transmite señal, y no se realiza la acción (pérdida de memoria, daño en el funcionamiento del cerebro, pérdida de habilidad para dirigir acciones).

THC (Tetrahidrocannabinol)

Es el compuesto de la marihuana. Inhibe al **GABA**, por lo que excita y se libera dopamina (genera estado de alerta). La dopamina liberada estimula los sentimientos placenteros, relajados y produce sensaciones de bienestar. Puede crear dependencia.

El THC imita a la **anandamida**, solo que este tiene mayor duración.

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