TEM7 - Bases de la comunicación Neuronal

Question 1

¿Cuántas neuronas se estima que hay en el SN humano?

¿Cuántas conexiones se estima que puede establecer una neurona?

Answer 1

Cien mil millones.

De 1.000 a 10.000 mil contactos. Aunque hay neuronas muy grandes, como las de Purkinje, que pueden establecer hasta 150.000.

Question 2

¿Qué diferencia a las neuronas de otras células de nuestro cuerpo?

Answer 2

Que son capaces de general señales eléctricas para comunicarse (otras células, como las cardiacas o las musculares, pueden producir señales eléctricas, pero no las utilizan para comunicarse entre sí

Question 3

Potencial de Membrana

Answer 3

= V_m = Voltaje de membrana

El potencial de membrana representa la diferencia de carga eléctrica entre el interior y el exterior celular, es el resultado del equilibrio entre dos fuerzas - fuerza de difusión y presión electrostática.

Puede adoptar diferentes valores según la situación en la que se encuentre la neurona:

• Neurona inactiva - el potencial de membrana adopta un valor negativo que constituye el potencial de reposo (-60 / -70 mV)
• Neurona hiperpolarizada - (-80/-90 mV) - más carga negativa en el interior. Neurona todavía más inactiva
• Neurona despolarizada - (-50/-20 mV en interior). En este caso, el potencial de membrana adopta un valor diferente que se denomina potencial de acción o impulso nervioso.

Question 4

¿Cómo se originan los cambios que se producen en la distribución de las cargas eléctricas a ambos lados de la membrana?

Answer 4

Estos cambios se deben a los movimientos que experimentan diversos iones a través de la membrana, movimientos afectados por dos fuerzas - una de carácter químico (= difusión) y otra de carácter eléctrico (presión electrostática)

Question 5

Potencial de acción (o impulso nervioso)

Answer 5

El potencial de acción es una rápida inversión del potencial de membrana, que adopta un valor positivo de 50 mV, y constituye el mensaje transportado por el axón desde el cuerpo celular hasta los botones terminales

Se origina en el cono axónico y constituye el elemento básico del código o “lenguaje” que utilizan las neuronas para transmitir información.

Question 6

Permeabilidad de la membrana neuronal

Answer 6

En estado de reposo, la membrana es:

• Con respecto a los cationes - Es mucho más permeable al K+ que al Na+ - unas 30 o 40 veces más. Aunque esto no significa que sea totalmente permeable al K+.
• Respecto a los aniones, su permeabilidad al Cl- es intermedia respecto a los cationes mencionados, pero es impermeable a los aniones orgánicos intracelulares (A-)

Por eso, en estado de reposo, los iones de K+ y Cl- pueden atravesar la barrera. Los de Na tienen más dificultad y los aniones orgánicos se queda en el interior -por lo tanto, el gradiente electroquímico únicamente determinará el movimiento de aquellos iones a los que la barrera es permeable.

Question 7

Cambios del potencial de membrana durante el potencial de acción

Answer 7

Para que se dispare un potencial de acción es necesario que la despolarización inicial tenga una magnitud determinada.

Si a partir del potencial de reposo (-70 mV) el cambio en la diferencia de potencial es:

• Más negativo - se produce hiperpolarización
• < 15 mV (es decir, que el potencial de membrana queda en -70 /-55 mV) - La neurona no responde. No se produce potencial de acción, solo se producen pequeñas despolarizaciones.
• > 15 mV (a partir de -55 mV) - Potencial de acción - se alcanza el umbral de excitación, y el potencial de membrana adopta progresivamente un valor positivo de aprox. +50 MV en 1 milisegundo, para posteriormente volver a adoptar, 1 milisegundo después, un valor negativo de aprox. -90 mV, retornando posteriormente al valor del potencial de reposo de -70 mV.

Question 8

Fase de despolarización o fase ascendente

Answer 8

El periodo en el que se produce la despolarización y la rápida inversión del potencial de membrana hasta alcanzar el valor de +50 mV.

Question 9

Fase de repolarización o fase descendente

Answer 9

Período en el que potencial de membrana vuelve a adquirir el valor negativo del potencial de reposo. Es decir, la neurona vuelve a polarizarse negativamente.

Question 10

Capacitancia

Answer 10

Propiedad de la membrana neuronal (bicapa lipídica) para acumular cargas positivas eléctricas de un signo en un lado y cargas de signo opuesto en el lado contrario = (los iones se acumulan en la parte interna y externa de la membrana).

Question 11

Excitabilidad

Answer 11

Capacidad de las células para responder a las señales eléctricas. Es típica de las neuronas, pero también de otras células como las cardíacas o las musculares.

Question 12

Gradiente electroquímico

Answer 12

Los movimientos de los iones a través de la membrana lipídica se ven afectados por dos fuerzas:

• Una de carácter químico - la fuerza de difusión, que determina el movimiento de las partículas desde las regiones de mayor concentración hacia las de menor concentración
• Una de carácter eléctrico - la presión electrostática ejerce una fuerza de repulsión entre partículas con la misma carga eléctrica y una fuera de atracción entre cargas eléctricas de distinto signo.

Cuando el movimiento de una partícula a través de la membrana se ve afectado tanto por la fuerza eléctrica como por la química se dice que depende del gradiente electroquímico. (Aunque este no es el único determinante del movimiento de iones - también está la permeabilidad de la membrana)

Question 13

Fuerza de difusión

Answer 13

Hace que los iones se muevan de un lugar de mayor concentración a otro de menor concentración.

Si la membrana fuese totalmente permeable a un ión, el interior y el exterior llegarían a igualar concentraciones.

Question 14

Umbral de excitación

Answer 14

El valor del voltaje a partir del cual se desencadena un potencial de acción.

Question 15

Periodo refractario absoluto

Answer 15

Fase descendente del potencial de acción, en el que los canales de Na+ se vuelven inactivos, pero los de K+ siguen abiertos - impulsados por el gradiente electroquímico, salen de la neurona disminuyendo poco a poco las cargas positivas en el interior celular.

Cuando el potencial de membrana adopta el valor de +50 mV, los canales de sodio regulados por voltaje pasan a un estado de inactivación, por lo que deja de pasar Na+ al interior y la neurona no puede generar un nuevo potencial de acción.

Question 16

Periodo refractario relativo

Answer 16

Periodo final de la fase descendente del potencial del acción en el que la neurona está hiperpolarizada (-90 mV) - porque la permeabilidad de la membrana al paso de iones de K+ es mayor que la que presenta en estado de reposo - y que es capaz de responder a una nueva información, pero necesita una mayor magnitud de despolarización para generar el potencial de acción (de unos 35 mV en vez que 15)

Question 17

¿Qué son las uniones hendidas?

Answer 17

Zonas de contacto entre neuronas en sinapsis eléctricas. Los canales iónicos de ambas neuronas están muy cerca, por lo que puede

Question 18

Vesículas sinápticas

Answer 18

Pequeños sacos de membrana en los botones terminales de la neurona presináptica en los que se almacenan los neurotransmisores.

Question 19

Zonas activas

Answer 19

Zonas agrupadas cerca de la membrana presináptica donde se produce la liberación de las vesículas sinápticas

Question 20

¿Qué son los potenciales postsinápticos?

Answer 20

Cambios en el potencial de la membrana postsináptica debido a las apertura de canales iónicos controlados por neurotransmisores.

Si el potencial de membrana se despolariza - (menos negativo) = PEP (potenciales excitadores postsinápticos) - los neurotransmisores involucrados se denominan excitadores y estas sinapsis son sinapsis excitadoras

Si el potencial de membrana se hiperpolariza - (más negativos) = PIP (potenciales inhibitorios postsinápticos) - sinapsis inhibidoras

Question 21

¿Por qué decimos que los potenciales postsinápticos son potenciales locales? ¿Qué otro término se utiliza?

Answer 21

Son potenciales locales, graduados o decrecientes.

Y la razón es porque aunque son grandes en el sitio donde han sido generados, van decayendo progresivamente desde su punto de origen a causa de una pérdida de corriente (por canales difusos que participan en la permeabilidad natural que tienen las membranas neuronales a todo tipo de iones)

Question 22

PEP

Answer 22

Potencial postsináptico excitatorio = Despolarización de la membrana receptora

No garantizan un potencial de acción, pero aumentan la posibilidad de que este se produzca.

Question 23

PIP

Answer 23

Potencial postsináptico inhibitorio = Hiperpolarización de la membrana receptora.

No evitan obligatoriamente el disparo de un potencial de acción, pero disminuyen las posibilidades de que este se produzca.

Question 24

Proceso de liberación del neurotransmisor

Answer 24

Se necesita un potencial de acción que despolarice la membrana del botón terminal. Cuando esto sucede, se abren canales iónicos (de Ca+) dependientes de voltaje:

• Canal tipo L - permanece abierto todo el tiempo que dura la despolarización - capacidad de inactivación baja
• Canales tipo N y P - se inactivan más rápidamente una vez despolarizada la membrana. Su participación en la liberación de neurotransmisores parece ser más importante que la de los canales tipo L.

El calcio facilita la unión de las vesículas sinápticas a las zonas densas de la membrana lo cual conduce a su fusión con la misma para liberar su contenido en la hendidura sináptica.

Question 25

¿Qué tipo de iones hacen falta para que pueda llevarse a cabo la recaptación?

Answer 25

Iones de Na+

Los neurotransmisores son transportados al interior del botón terminal junto con los iones de Na+ gracias al gradiente de concentración que empuja a estos iones a través de la membrana neuronal

Question 26

Receptores ionotrópicos

Answer 26

Canales iónicos controlados por neurotransmisores en los que la activación del receptor conlleva la apertura directa del canal

Question 27

Receptores matabotrópicos

Answer 27

La activación del receptor pone en marcha una serie de mecanismos que pueden abrir canales iónicos de forma indirecta mediante cambios bioquímicos en el metabolismo celular.

Sus efectos están mediados por unas proteínas insertadas en la membrana celular denominadas proteínas G

Question 28

¿De qué depende el que se produca un PEP o un PIP en la membrana postsináptica?

Answer 28

Depende del tipo de canales iónicos que se abren en respuesta a la activación del receptor.

• Si se abren canales de Ca+ o Na+, la membrana se despolariza y se produce un PEP.
• Si se abren canales de K+ o Cl-, se hiperpolarizará y se desencadenará un PIP

Por esto, un mismo neurotransmisor podrá desencadenar PEP o PIP en función del receptor al que se una - acetilcolina - PEP (unión neuromuscular) y PIP (músculo cardiaco)

Question 29

Autorreceptores

Answer 29

Receptores presinápticos asociados a proteínas G

Question 30

ADMc

Answer 30

Adenosín Monofosfato Cíclico

Sistema de segundos mensajeros que es activado tras la unión del neurotransmisor al receptor PRESINÁPTICO, y a través de un sistema de autorreceptores y proteínas G, y que, mediante una serie de cambios bioquímicos en la neurona presináptica, interrumpe o inhibe la síntesis del neurotransmisor y, de esta forma, autorregula una excesiva excitación o inhibición producida por un neurotransmisor.

Question 31

¿Qué parte de la neurona tiene el umbral de excitación más bajo? ¿Por qué?

Answer 31

El cono axónico

Porque aquí existe una alta concentración de canales iónicos de Na+ y K+ regulados por voltaje

Question 32

¿Qué zonas de la neurona son no excitables desde el punto de vista eléctrico?

Answer 32

Zonas de membrana que corresponden a dendritas y soma celular

Question 33

Aminas

Answer 33

Compuestos químicos orgánicos que se consideran como derivados del amoníaco (NH₃) y resultan de la sustitución de uno o varios de los hidrógenos de la molécula de amoníaco por otros sustituyentes o radicales.

Según se sustituyen uno, dos o tres hidrógenos, las aminas son primarias, secundarias o terciarias, respectivamente

Question 34

Dopamina

Answer 34

Amina biógena de fórmula C₈H₁₁NO₂, englobada dentro de las catecolaminas, sintetizada a partir del aminoácido tirosina.

Se sintetiza en los cuerpos neuronales del área tegmental ventral y de la sustancia negra (ambas situadas en el tronco del encéfalo).

Desde ahí, se envían proyecciones dopaminérgicas hacia diferentes zonas del SN, principalmente hacia en encéfalo anterior.

Question 35

Tipos de neurotrasmisotes

Answer 35

Actualmente se admite que existen cuatro grandes clases de neurotransmisores que difieren entre sí por sus propiedades químicas y sus efectos:

• Acetilcolina
• Aminas biógenas
• Aminoácidos transmisores
• Neuropéptidos

Question 36

Acetilcolina

Answer 36

Primer neurotransmisor identificado y caracterizado.

Se encuentra tanto en el SNC como en el SNP.

Se sintetiza en los núcleos septales y en los núcleos basales de Meynert, desde donde se envían proyecciones a todo el encéfalo

Efecto tanto excitador como inhibidor (depende de las proteínas receptoras)

Sus receptores - receptores colinérgicos - muscarínicos y nicotínicos

Question 37

Aminas biógenas

Answer 37

Dos clases:

Catecolaminas -

• dopamina,
• noradrenalina (=norepinefrina)
• adrenalina (=epinefrina)

Serotonina

Question 38

Dopamina

Answer 38

• es una catecolamina - DA (C₈H₁₁NO₂)
• se sintetiza fundamentalmente en los cuerpos neuronales del área tegmental ventral y de la sustancia negra, ambas situadas en el tronco del encéfalo.
• envía proyecciones dopaminérgicas hacia diferentes partes del SN, principalmente hacia el encéfalo anterior.

5 receptores dopaminérgicos = D₁, D₂, D₃, D₄, y D₅.

Question 39

Noradrenalina

Answer 39

• Es una catecolamina
• Se sintetiza principalmente el el locus coeruleus, situado en el tronco del encéfalo.

5 receptores noradrenérgicos = α₁, α₂, β₁, β₂ y β₃.

Question 40

Adrenalina

Answer 40

• Es una catecolamina
• Se sintetiza a partir de la noradrenalina en los botones terminales de las neuronas del SNC y también es sintetizada en la médula adrenal.

Question 41

Serotonina

Answer 41

• 5 hidroxitriptamina (5-HT)
• Se sintetiza fundamentalmente en los núcleos del rafe del tronco del encéfalo, desde donde se envían proyecciones serotoninérgicas a diversas regiones del SNC y la médula espinal

7 receptores serotoninérgicos = 5HT₁, 5HT₂, 5HT₃, 5HT₄, 5HT₅, 5HT₆ y 5HT₇.

Question 42

Aminoácidos transmisores

Answer 42

Son los principales neurotransmisores excitadores e inhibidores del SN

• Excitadores - glutamato y aspartato
• Inhibidores - Ácido gamma-amonobutírico (GABA) - (es exclusivamente neurotransmisor) y Glicina

(El glutamato, el aspartato y la glicina, además de ser neurotransmisores, participan en numerosas funciones celulares)

Participan en la mayoría de las sinapsis, a través de receptores ionotrópicos.

Question 43

Receptores de aminoácidos transmisores

Answer 43

Receptores del glutamato - NMDA (n-metil D-aspartato) y AMPA.

Receptores del GABA - GABA-A y GABA-B.

La activación de los receptores AMPA y NMDA parece tener una importante función en la mediación de procesos relacionados con la memoria y la muerte neuronal que se produce en algunas enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer

Question 44

Neuropéptidos

Answer 44

Neurotransmisores muy numerosos que se localizan en todos los circuitos nerviosos en mayor o menor grado.

Formados por cadenas de aminoácidos, cuya composición oscila entre 3 y 40 aminoácidos.

Entre sus numerosas funciones encontramos:

• Ingesta de comida y bebida,
• el comportamiento sexual
• procesos de aprendizaje y memoria,
• respuestas del organismo a situaciones estresantes
• control del dolor, como es el caso de los péptidos opioides endógenos y la sustancia P.

Question 45

Receptores opioides

Answer 45

acoplados a proteínas G =

• receptores μOR (mu),
• receptores δOR (delta)
• receptores κOR (kappa)

Question 46

Sistema cannabinoide endógeno

Answer 46

Constituido por

receptores específicos:

CB1 - localizado en SNC, en terminales nerviosos periféricos y diversos órganos internos -

CB2 - principalmente en células y tejidos del sistema inmunitario

y por ligandos (endocannabinoides) que se unen a estos receptores.

Question 47

Anandamina

Answer 47

(del sánscrito ananda = felicidad interior)

El primer endocannabinoide descrito

Question 48

Endocannabinoides

Answer 48

Ligandos endógenos capaces de unirse a receptores para cannabinoides y desencadenar diversas respuestas fisiológicas.

Question 49

Sustancias antagonistas

Answer 49

Sustancias que actúan en los receptores postsinápticos e impiden la unión del neurotransmisor.

Dos tipos de antagonismo:

• Antagonismo irreversible - la sustancia se une tan fuertemente al receptor que prácticamente llega a destruirlo
• Antagonismo reversible - la sustancia bloqueante se separa del receptor con el tiempo (ej. atropina = antagonista de los receptores muscarínicos de la acetilcolina, o el haloperidol = fármaco antipsicótico antagonista de los receptores de dopamina)

Question 50

Sustancias agonistas

Answer 50

Se unen al receptor imitando la acción del neurotransmisor.

La muscarina y la nicotina son agonistas de los receptores muscarínicos y nicotínicos de la acetilcolina.