Capítulo 46 Organización del sistema nervioso, funciones básicas de las sinapsis y

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Organización del sistema nervioso, 
funciones básicas de las sinapsis, 
“sustancias transmisoras” 
Capítulo 45
Diseño general del sistema nervioso
 El SNC contiene aproximadamente 
100.000 millones de neuronas
 Las sinapsis neuronales por lo general 
circulan sólo en sentido anterógrado 
(del axón de una neurona, a las 
terminales dendríticas de otra).
Porción sensitiva del sistema 
nervioso: Receptores sensitivos
 zonas sensitivas del SNC:
1) Médula espinal 
2) Formación reticular del bulbo 
raquídeo, la protuberancia y el 
mesencéfalo.
3) Cerebelo
4) Tálamo 
5) Áreas de la corteza cerebral 
Porción motora del sistema 
nervioso: Efectores
 La principal función del SN consiste en 
regular las diversas actividades del 
organismo:
2) Contracción del músculo esquelético
3) Contracción del músculo liso 
visceral
4) Secreción de sustancias químicas 
activas por las glándulas endocrinas 
y exocrinas 
 La contracción muscular se controla 
mediante múltiples niveles del SNC:
1) La médula espinal
2) Formación reticular del bulbo 
raquídeo, la protuberancia y el 
mesencéfalo.
3) Ganglios basales
4) Cerebelo
5) Corteza motora
Procesamiento de la información: 
función “integradora” del sistema nervioso
 El encéfalo descarta más del 99% de la 
información sensitiva recibida.
 Cuando la información sensitiva excita 
la mente, de inmediato es enviada 
hacia las regiones motoras e 
integradoras del encéfalo para ser 
procesada y así llegar a una respecta 
adecuada para el estímulo 
Almacenamiento de la información: 
Memoria
 Cada vez que un estímulo atraviesa 
una secuencia de sinapsis, éstas 
adquieren mayor facilidad para 
transmitir la misma señal la 
próxima vez que atraviese la vía 
sináptica, este proceso es llamado 
Facilitación.
 
 Cuando las señales recorren las 
mismas vías sinápticas un gran 
número de veces, su facilitación se 
vuelve tan grande que incluso señales 
originadas en el encéfalo pueden 
desencadenar la transmisión de 
información a través de las sinapsis, 
aun si no hubo estimulación previa de 
las mismas. 
Principales niveles de función del 
sistema nervioso central
 Nivel medular: La médula no sólo es una 
simple vía de conducción, ya que origina 
funciones altamente organizadas, por 
ejemplo: 
 Movimientos de la marcha
 Movimientos reflejos ante un estímulo 
doloroso
 La rigidez de las piernas para sostener el 
tronco
 Reflejos del control de los vasos 
sanguíneos, movimientos digestivos, 
excreción urinaria
 Nivel encefálico inferior o subcortical: 
Controla la mayor parte de las actividades 
inconcientes del organismo, entre ellas: 
 Regulación de la presión arterial
 Respiración
 Control del equilibrio
 Nivel encefálico cortical: La corteza 
cerebral no realiza funciones por si sola, 
siempre lo hace asociada a los niveles 
inferiores del SN.
 La corteza cerebral es importante para los 
procesos del pensamiento y para 
coordinar el funcionamiento de los centros 
encefálicos inferiores. 
Sinapsis del sistema nervioso central
 Tipos de sinapsis:
 Químicas
 Eléctricas
 Sinapsis química: La primera neurona 
secreta una sustancia química 
(neurotransmisor) en la terminación 
nerviosa para unirse a los receptores de 
la siguiente neurona para inhibirla, 
excitarla o modificar su conducción.
 Las sinapsis químicas siempre 
conducen los impulsos nerviosos en 
una sola dirección, desde la neurona 
que libera el neurotransmisor (neurona 
presináptica), hasta la neurona donde 
actúa (neurona postsináptica). 
 Sinapsis eléctrica: Su principal 
característica es la presencia de 
canales fluidos que conducen la 
electricidad desde una neurona hacia 
la siguiente. Existen pocos tipos de 
estas sinapsis en el sistema nervioso 
de los humanos. 
Anatomía fisiológica de la sinapsis
 La neurona se compone de 3 partes:
 Soma o cuerpo neuronal: Contiene la 
mayor parte del citoplasma y organelos 
 Axón: se extiende hasta un nervio 
periférico
 Dendritas: Pequeñas prolongaciones del 
soma 
 En las dendritas y parte del soma de la 
neurona se encuentran los terminales 
presinapticos. Esta separado del soma por 
un pequeño espacio llamado hendidura 
sináptica.
 El terminal presinaptico contiene 2 
estructuras principales: 
 Mitocondrias
 Vesículas transmisoras
 Las vesículas transmisoras liberan el 
neurotransmisor en la hendidura 
sináptica, donde se une a los 
receptores de la neurona 
postsináptica.
 Las mitocondrias producen energía 
en forma de ATP para sintetizar el 
neurotransmisor. 
 La membrana del terminal 
presináptico posee canales de calcio 
dependientes de voltaje, que se 
activan cuando se despolariza la 
neurona. Esto provoca la entrada de 
iones calcio al interior de la 
membrana.
 La cantidad de iones que penetran la 
membrana es proporcional a la 
cantidad de neurotransmisor liberado. 
 
Proteínas receptoras
 Se encuentran en la membrana de 
las neuronas postsinápticas.
 Están formadas por un componente 
de unión donde se fija el 
neurotransmisor, y un componente 
que atraviesa toda la membrana. 
Este puede ser:
 Un canal iónico
 Activador de segundo mensajero 
Canales iónicos
 Canales catiónicos: están 
revestidos de cargas negativas que 
atraen iones sodio, pero repelen a 
los aniones.
 Canales aniónicos: Permiten el 
paso de iones cloruro cuando su 
diámetro es lo suficientemente 
grande.
 Un neurotransmisor que abre los 
canales catiónicos es un transmisor 
excitador
 Un neurotransmisor que abre los 
canales aniónicos es un transmisor 
inhibidor. 
Segundo mensajero
 El sistema de “segundo mensajero” 
permite una excitación o inhibición 
a largo plazo.
 El mas frecuente es el sistema de 
la proteína G, una proteína unida a 
la porción intramembranal del 
receptor. 
Excitación 
1. Apertura de los canales de sodio para 
permitir la entrada de cargas positivas 
dentro de la neurona postsináptica.
2. Depresión de la conducción mediante los 
canales de cloruro o potasio, lo que 
reduce la difusión de aniones hacia el 
interior, o de los iones potasio al exterior. 
3. Cambios del metabolismo de la neurona 
para excitar la actividad celular
Inhibición 
1. Apertura de los canales de cloruro que 
permite la difusión de aniones desde el 
exterior hacia el interior de la neurona lo 
que aumenta la negatividad en el interior 
de la célula.
2. Aumento de la difusión de iones potasio 
fuera de la célula para aumentar aun más 
la negatividad de la célula
3. Activación de enzimas receptoras que 
inhiben las funciones metabólicas de la 
neurona. 
SUSTANCIAS QUÍMICAS QUE 
ACTÚAN COMO TRANSMISORES 
SINÁPTICOS
a) Acción rápida y molécula pequeña:
Clase I
 Acetilcolina
Clase II (aminas)
 Noradrenalina
 Adrenalina
 Dopamina
 Serotonina
 Histamina
Clase III (aminoácidos)
 Acido gama – aminobutírico (GABA)
 Glicina
 Glutamato
 Aspartato
Clase IV 
 Óxido Nítrico
SUSTANCIAS QUÍMICAS QUE ACTÚAN 
COMO TRANSMISORES SINÁPTICOS
1. Hormonas liberadoras 
hipotalámicas
 Tirotropina
 Luteinizante
 Somatostatina (inhibe la 
hormona del crecimiento)
2. Péptidos hipofisiarios
 ACTH
 Betaendorfina
 Estimulador de los melanocitos 
alfa
 Prolactina
 Luteinizante
 Tirotropina
 Hormona de crecimiento
 Vasopresina
 Oxitocina
3. Péptidos que actúan sobre el 
intestino y el encéfalo
 Leucina – encefalina
 Metionina – encefalina
 Sustancia P
 Gastrina
 Colecistocinina
 Polipéptido intestinal vasoactivo 
(VIP)
 Factor de crecimiento nervioso
 Factor neurotrópico derivado del 
cerebro
 Neurotensina
 Insulinay Glucagón
4. Procedentes de otros tejidos
 Angiotensina I
 Bradicinina
 Carnosina
 Péptido del sueño
 Calcitonina
b) Neuropéptidos, transmisores de acción lenta o factores 
de crecimiento
Características generales de los 
transmisores de molécula pequeña y 
acción rápida
 Se sintetizan en el citoplasma del terminal 
presináptico, donde son absorbidos por 
transporte activo por las numerosas 
vesículas transmisoras.
 El potencial de acción presináptico los 
libera a la hendidura sináptica por 
exocitosis. Dura el proceso milisegundos.
 Pueden ser inhibidores (ión potasio y 
cloruro) o excitadores (ión sodio) de la 
conductancia
Características de la Acetilcolina
 Se sintetiza en el terminal presináptico a 
partir de acetil CoA y colina en presencia 
de la enzima acetiltransferasa de colina
 En la sinapsis se degrada por la enzima 
colinesterasa en acetato y colina.
 La enzima colinesterasa esta en el retículo 
formado por proteoglucano que rellena el 
espacio de la hendidura sináptica
Características de la Acetilcolina cont.
 Se segrega por las neuronas de:
b) Terminales de las células piramidales de la 
corteza motora
c) Ganglios basales
d) Preganglionares del sistema nervioso autónomo
e) Motoneuronas músculo – esquelético
f) Posganglionares del sistema nervioso 
parasimpático
g) Algunas posganglionares del sistema nervioso 
simpático.
La Acetilcolina en la mayoría de los casos es 
excitadora.
 
NORADRENALINA
Se segrega :
 En muchas neuronas del tallo cerebral 
sobre todo en el locus ceruleus de la 
protuberancia (aumenta el nivel de 
vigilia)
 En la mayoría de las neuronas 
posganglionares del sistema nervioso 
simpático.
La noradrenalina puede ser excitadora o 
inhibidora
DOPAMINA
 Se segrega en las neuronas de la 
sustancia negra (mesencéfalo)
 Su acción fundamental es en la 
región estriatal de los ganglios 
basales
 Es inhibitoria
GLICINA
 Se segrega sobre todo en la 
sinapsis de la médula espinal
 Es inhibitoria
GABA
 Se segrega en las terminales 
nerviosas de la médula espinal, 
cerebelo, ganglios basales y corteza 
cerebral.
 Es inhibitoria
GLUTAMATO
 Se segrega en las terminales 
presinápticas de las vias sensitivas 
que penetran en el sistema nervioso 
central
 Es excitatorio
SEROTONINA
 Se segrega en los núcleos del rafe 
medio del tallo cerebral ( bulbo 
raquídeo, protuberancia anular, 
mesencéfalo),hipotálamo 
(diencéfalo), médula espinal (astas 
dorsales o posteriores).
 Es inhibitoria de las vias del dolor
 Inhibe el estado de ánimo 
provocando sueño
OXIDO NITRICO
 Se segrega en las terminaciones nerviosas 
responsables de la conducta a largo plazo ( lóbulo 
frontal, temporal, circuito límbico) y de la 
memoria (hipocampo)
 Se sintetiza al instante que se necesita, es decir, 
no se almacena
 No se libera en paquetes vesiculares sino se libera 
de los terminales presinápticos en segundos
 En las neuronas postsinápticas solo modifica las 
funciones metabólicas intraneuronales
NEUROPÉPTIDOS 
(neurotransmisor lento)
 Se sintetizan en los ribosomas del 
soma neuronal, penetran en el 
retículo endoplásmico y 
posteriormente en el aparato de 
Golgi
 La proteína formadora se fragmenta
 El aparato de Golgi lo introduce en 
minúsculas vesículas que se liberan 
hacia el citoplasma
NEUROPÉPTIDOS cont.
(acción lenta)
 Se transportan por el axón en todas 
direcciones (corriente axónica) a 
una velocidad de centímetros al día 
 Se vacían en las terminales 
neuronales al recibir un potencial de 
acción
 La vesícula no se reutiliza (autólisis)
NEUROPÉPTIDOS cont.
(acción lenta)
 La cantidad que se libera es muy 
escasa pero muy potente y 
duradera (dias, meses o años) 
Ejemplo: cierre prolongado de los 
canales de calcio, activación o 
desactivación de genes en el 
núcleo, etc.
Fenómenos eléctricos durante la 
Excitación Neuronal
 Potencial de Membrana en Reposo del 
Soma Neuronal
 Potencial de -65mV, menos negativo que en fibras 
nerviosas y musculares (-90mV).
 Voltaje más bajo importante para el control del grado 
de excitabilidad.
 Más excitable de lo normal.
Fenómenos eléctricos durante la 
Excitación Neuronal
 Diferencias de concentración iónica a través de la 
membrana en el soma neuronal.
 Concentraciones de Na+,K+ normales.
 Concentración de Cl- distinta: alta en líquido extracelular y baja 
en intracelular.
 Alta permeabilidad de la membrana a Cl-.
 Bajo voltaje en el interior expulsa iones cloruro al exterior.
 Potencial de Nernst: 
FEM (mV)= +/- 61 x log( concentración en el interior/c. exterior)
 Potencial de membrana mantenido por potenciales de Nerst de 
cada ión (Na+, K+ y Cl-) y sus respectivas bombas.
 Líquido intracelular de la neurona contiene una sustancia 
electrolítica muy conductora produciendo una distribución 
uniforme del potencial eléctrico.
Fenómenos eléctricos durante la 
Excitación Neuronal
 Efecto de la excitación sináptica sobre la 
membrana postsináptica.
1. Neurona en reposo
• Terminal presináptico en reposo.
2. Transmisor excitador segregado 
(neurona excitada).
• Transmisor actúa sobre receptor 
aumentando permeabilidad al 
Na+.
• Na+ sólo difunde hacia dentro.
• Cambia potencial de membrana 
en reposo de -65 a -45mV 
(potencial postsináptico 
excitador).
Fenómenos eléctricos durante la 
Excitación Neuronal
 Efecto de la excitación sináptica sobre la 
membrana postsináptica.
2. Neurona Excitada.
• Potencial de acción no inicia en el soma, sino en el axón, debido a 
que en el soma no existen canales de sodio dependientes de voltaje.
• Potencial postsináptico excitador de +20 mV.
Fenómenos eléctricos durante la 
Inhibición Neuronal
 Inhibición Presináptica.
 Provocada por liberación de una sustancia inhibidora de 
las fibras nerviosas presinápticas.
 Generalmente es GABA.
 Apertura de canales aniónicos (Cl-) anula efecto 
excitador del Na+.
Fenómenos eléctricos durante la 
Inhibición Neuronal
 Evolución Temporal de Potenciales 
Presinápticos.
• Se requieren 
varias sinapsis 
para producir un 
potencial de 
acción.
• Se debe superar el 
umbral de disparo 
para producir un 
potencial de 
acción, esto se 
logra a través de la 
sumación espacial 
y temporal. 
Funciones especiales de la dendritas 
para excitar neuronas
 Campo espacial de excitación de las dendritas 
amplio.
• Dendritas se extienden de 500 a 
1000 micrómetros.
• No transmiten potenciales de 
acción.
• Transmiten corrientes 
electrotónicas hacia el soma.
• Regulación de corrientes 
electrotónicas (excitación e 
inhibición).
• Conducción decreciente.
• Efecto de sumación similar a los 
somas neuronales.
Efectos del pH y fármacos en la 
transmisión sináptica
 La alcalosis aumenta la excitabilidad
 La acidosis disminuye la excitabilidad
 La hipoxia puede interrumpir la excitabilidad 
neuronal.
 Fármacos como la cafeína, teofilina y 
teobromina, incrementan la excitabilidad 
neuronal 
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