Células Gliales

Tipos de Neuroglias: Soporte y Protección a la Neurona

Astrocitos: Se ubican junto a ciertos capilares del cerebro y forman la barrera hematoencefálica.

Microglias: Actúan frente a la inflamación y daños del tejido nervioso.

Oligodendrocitos: Forman la Vaina de Mielina en el sistema nervioso central.

Células de Schwann: Forman la Vaina de Mielina en el sistema nervioso periférico.

Células Ependimales: Detectan cambios en la composición del líquido cerebroespinal y evocan las respuestas de compensación adecuada.

Impulso Nervioso (Dirección Unidireccional)

El funcionamiento de las neuronas está determinado por alteraciones electroquímicas que ocurren en la membrana plasmática. Un impulso nervioso puede ser dividido en varias fases:

1. Potencial de reposo
2. Potencial de acción
3. Desplazamiento del potencial de acción a lo largo del axón
4. Transmisión sináptica

La membrana plasmática de la neurona es la estructura que permite el paso del impulso nervioso; éste corresponde a una onda de despolarización, en que iones Sodio y iones Potasio entran y salen de la membrana a través de canales iónicos.

Canales iónicos:

• Activados por voltaje
• Activados por ligando

El potencial de acción: Es un fenómeno electroquímico producido por cambios en la concentración de iones Sodio, entre el medio extra e intracelular.

Cambios de la permeabilidad de la membrana, provocados por estímulos umbrales, generan un potencial de acción de acuerdo a la Ley del todo o nada.

Despolarización y repolarización:

• Se abren los canales iónicos
• Ingresan los iones sodio
• Cambio del valor de potencial de reposo: -70mV a +35mV
• Se produce la onda de despolarización
• Se cierran los canales para el sodio y se abren los del potasio
• Repolarización: Actúa la Bomba de sodio y Potasio

Características del Potencial de Acción

A) Umbral de Excitación: Intensidad mínima que debe tener un estímulo para ser capaz de generar un potencial de acción en la neurona. De acuerdo a esto existen 3 clases de estímulos según su intensidad:

• Estímulo Umbral: Es aquel que tiene la intensidad mínima necesaria para generar un potencial de acción.
• Estímulo Subumbral: Tiene una intensidad inferior al mínimo necesario para generar un potencial de acción.
• Estímulo Supraumbral: Tiene una intensidad mayor al mínimo necesario y también es capaz de generar potencial de acción.

B) Ley del todo o nada: Una vez desencadenado un potencial de acción en cualquier punto de la membrana, el proceso de despolarización viaja por toda la membrana si las condiciones son las adecuadas, o no lo hace en absoluto.

C) Conducción del Impulso: En las neuronas que carecen de vaina de mielina se habla de una conducción continua porque el potencial de acción va despolarizando toda la membrana neuronal.

Las neuronas con vaina de mielina presentan una conducción saltatoria.

Factores que Afectan la Conducción del Impulso Nervioso: La velocidad del impulso nervioso se determina por los siguientes factores:

• Presencia de Vaina de Mielina: Hace más rápido el potencial de acción. Las fibras amielínicas conducen a 0,25 m/seg y las mielínicas hasta 100 m/seg.
• Diámetro del Axón: A mayor diámetro mayor es la velocidad de conducción.
• Temperatura: Cuando las fibras nerviosas están a mayor temperatura conducen el impulso nervioso a mayor velocidad, cuando están frías conducen el impulso a velocidad inferior.

La sinapsis interneuronal es la zona especializada de contacto entre neuronas a través de la cual se produce la transmisión unidireccional del impulso nervioso desde la neurona transmisora (neurona presináptica) a la neurona receptora (neurona postsináptica).

Clasificación de las Sinapsis

1. Según la localización de los elementos presináptico y postsináptico: Sinapsis axo-somáticas, sinapsis axo-dendríticas, sinapsis axo-axónicas, sinapsis dendro-somáticas, sinapsis dendro-dendríticas, sinapsis dendro-axónicas, sinapsis somato-somáticas, sinapsis somato-dendríticas, sinapsis somato-axónicas.
2. Según el mecanismo de transmisión del impulso nervioso: Sinapsis químicas y eléctricas.
3. Según el efecto producido en la membrana postsináptica: Sinapsis excitadoras e inhibidoras.

Sinapsis Química

• Síntesis del neurotransmisor
• Liberación del neurotransmisor
• Interacción neurotransmisor-receptor postsináptico
• Excitación de la neurona postsináptica
• Inhibición de la neurona postsináptica
• Generación de mensajeros intracelulares e intercelulares
• Inactivación del neurotransmisor

Patologías Asociadas a la Vaina de Mielina

Esclerosis Múltiple:

• Deterioro de la vaina de mielina.
• Disminución de la velocidad de conducción.
• Dificultad para coordinar los movimientos.

Síndrome de Guillain-Barré:

• La vaina de mielina es destruida por acción de compuestos tóxicos.

Se presenta como una serie de sacos o bolsas aplanadas y túbulos membranosos, cuya localización y extensión es variable, y depende de la actividad metabólica particular de la célula.

La membrana que constituye sacos y túbulos es bastante semejante en composición química, ultraestructura y dimensiones a la membrana plasmática, pero presenta asociadas una gran cantidad de enzimas para sus funciones específicas.

Enzimas: glucosa 6 fosfatasa, ATPasa dependiente del calcio y enzimas de síntesis de fosfolípidos y esteroides.

FUNCIONES:

1. Circulación intracelular de sustancias que no se liberan al hialoplasma.
2. Síntesis de lípidos:
   • Fosfolípidos, esfingomielina, colesterol.
   • Síntesis de derivados lipídicos: Hormonas esteroideas, quilomicrones intestinales, lipoproteínas en el hígado, síntesis de ácidos biliares.

Síntesis de Hormonas Esteroideas

Colesterol > Pregnenolona > Testosterona
Estradiol
Aldosterona > mitocondria > Corticosterona
Cortisol
Desoxicortisol

La secreción esteroidea se difunde al citoplasma y atraviesa la membrana plasmática liberándose a los capilares sanguíneos.

Síntesis de Quilomicrones

Los quilomicrones constan de triglicéridos, fosfoglicéridos, y colesterol que al unirse a las proteínas forman lipoproteínas. En su síntesis participan RER y REL. En los enterocitos hay RER y REL entremezclados en la parte apical. Estas membranas forman vesículas que van al Golgi desde donde las lipoproteínas son segregadas como vesículas al espacio extracelular.

Síntesis de Lipoproteínas en el Hígado

Cuando los quilomicrones llegan por la sangre al hígado son degradados en glicerol y ácidos grasos por las células de Kupffer de los sinusoides hepáticos. Estos entran en el hepatocito y forman lipoproteínas.

Síntesis de ácidos biliares: Son también derivados lipídicos que se sintetizan en el REL de los hepatocitos a partir del colesterol. La secreción se vierte a los canalículos biliares. No se sabe si interviene el Complejo de Golgi, la secreción se difunde por el citoplasma y no es transportada por membrana.

C) Detoxificación de ciertas drogas, es decir anulación de sus efectos farmacológicos por modificaciones en su estructura química.

Las sustancias tóxicas se inactivan en la membrana del REL mediante enzimas que transfieren oxígeno (Oxigenasas), convirtiendo esos tóxicos en sustancias menos tóxicas y fácil de excretar. Los productos tóxicos liposolubles del metabolismo también se degradan en el intestino, riñones, piel y pulmones.

D) Regulación del nivel de calcio: lo libera o lo secuestra según las necesidades de la célula.

Glucogenólisis: Degradación del glucógeno pues abunda en las cercanías del REL cuyas membranas contienen la enzima glucosa 6 fosfatasa encargada de su degradación hasta glucosa.

Retículo Endoplasmático Rugoso

Ribosomas adheridos a la membrana por subunidad mayor. Su distribución es variable y depende de la actividad metabólica particular de la célula. Es también llamado Ergastoplasma o sustancia basófila; en las células nerviosas se le denomina sustancia tigroide o corpúsculos de Nissl.

FUNCIONES:

1. Circulación intracelular de sustancias que no se liberan al citoplasma.
2. Síntesis de proteínas, realizada por los ribosomas o polisomas. Las proteínas formadas entran a los sacos membranosos y siguen circulando por el sistema vacuolar citoplasmático. Las proteínas que se producen en el RER son de 2 tipos:
   • Enzimas hidrolíticas que van a formar parte de los lisosomas.
   • Proteínas de secreción, a las que también el aparato de Golgi proveerá de una membrana para su salida de la célula.

El RER está muy desarrollado en aquellas células con gran actividad secretora de proteínas, como los plasmocitos que fabrican anticuerpos, las células pancreáticas que fabrican enzimas digestivas, etc.

Las proteínas que se almacenan en el RER se utilizan para:

1. Formación de las membranas del REL y RER, envoltura nuclear, complejo de Golgi junto con enzimas que forman parte de estas membranas o que están contenidas en ellas.
2. Secreción Celular:
   Proteínas > sintetizadas en RER > Golgi > Vesículas > membrana plasmática
   Secreción constitutiva: Renovación de la membrana Plasmática, incluidos el glucocálix y proteínas periféricas externas y la secreción de algunos constituyentes de la matriz extracelular.
   Secreción celular regulada: Secreción de proteínas como enzimas digestivas y renovación de la membrana plasmática a partir de vesículas que forman los lisosomas.
3. Enzimas del tipo hidrolasas (lisosómicas) que pasan al Golgi para emitirse desde éste.

Las proteínas que se almacenan en el RER, se utilizan para:

• Formación de membranas del REL, RER, nuclear, Golgi.
• Secreción Celular:
  Secreción Celular Constitutiva: Implica la renovación de la membrana Plasmática.
  Secreción Celular Regulada: Secreción de enzimas y renovación de membrana.
• Enzimas del tipo hidrolasas:

Aparato de Golgi

Se presenta como un apilamiento de sacos aplanados, con bordes dilatados y vesículas y vacuolas ubicadas cerca de esos bordes. Todas estas estructuras están compuestas por membranas. El tamaño, la distribución dentro de la célula y otras características, como el número de sacos apilados de este sistema, varían de acuerdo al estado metabólico de la célula.

FUNCIONES:

1. Circulación intracelular de sustancias.
2. Síntesis de algunos hidratos de carbono de alto peso molecular: celulosa, polisacáridos complejos.
3. Conjugación de proteínas (provenientes del RER) e hidratos de carbono para formar glucoproteínas de secreción.
4. Concentración, condensación y empaquetamiento de sustancias de secreción dentro de una vesícula limitada por membrana.
5. Concentración y empaquetamiento de enzimas hidrolíticas (producidas por el RER) dentro de una vesícula limitada por membrana.
6. Formación del acrosoma:

Lisosomas

Se presentan como vesículas esféricas u ovales, limitadas por una unidad de membrana. Sus tamaños son muy variables, y pueden tener diámetros desde 0,025 hasta 0,5 micras o más.

Enzimas:

• Fosfatasas, interviene en la hidrólisis de fosfatos de moléculas orgánicas.
• Lipasas y fosfolipasas, intervienen en la hidrólisis de lípidos y fosfolípidos.
• Glucosidasas, interviene en la hidrólisis de polisacáridos simples y complejos.
• Catepsinas y otras proteasas, intervienen en la hidrólisis de proteínas.
• Nucleasas, interviene en la hidrólisis de ácidos nucleicos.

Las hidrolasas lisosomales (que funcionan a pH bajos) sólo actúan en presencia de sustancias a digerir. La membrana del lisosoma es normalmente estable pero, si es dañada (por ejemplo, por un tóxico), las enzimas que se liberan pueden degradar a todos los componentes celulares.

FUNCIONES:

Los lisosomas intervienen en la digestión celular. Las sustancias a digerir provienen de la misma célula (origen endógeno) o provenir, incorporadas desde el exterior por fago o pinocitosis (origen exógeno).

1. Entrada de la sustancia a la célula por endocitosis, con lo cual la sustancia queda incluida dentro de una vacuola endocítica.
2. Contacto y fusión entre las membranas de una vacuola fagocítica y un lisosoma primario.
3. A medida que transcurre la hidrólisis, los productos solubles atraviesan la membrana del lisosoma secundario y son aprovechados en el citoplasma.
4. Las sustancias no digeribles pueden acumularse en los lisosomas y permanecer en el citoplasma como cuerpos residuales, o bien pueden formar una vesícula de eliminación que vuelca los productos de desecho en el exterior de la célula por exocitosis.

Evolución y Desarrollo SNC

Modelo de la biología de la conducta

Teorías de la Evolución: Las Ideas de Lamarck (1744 – 1829)

Es el primer científico que realizó un intento serio para explicar el proceso de la evolución. Este científico propuso, en 1800, una teoría para explicar el mecanismo del proceso evolutivo, basado en las siguientes ideas básicas:

• Las condiciones ambientales varían a lo largo del tiempo. Estos cambios ambientales crean nuevas necesidades a los seres vivos. Esta idea se traduce, a veces, en la expresión: «la función crea el órgano«.
• Las modificaciones o variaciones inducidas por el ambiente son transferidas por herencia a las generaciones siguientes. Con el tiempo toda la población habrá cambiado. Esto es lo que se conoce como «la herencia de los caracteres adquiridos«.
• Por otro lado, Lamarck afirmaba que el uso o la utilización de un órgano favorece su desarrollo, en tanto que la no- utilización o desuso puede conducir a su atrofia: uso y desuso.
  Debido al uso que hacen de él, el cuello de las jirafas se alarga. Esta característica adquirida es transmitida a la descendencia.

En la actualidad, la teoría de Lamarck no es aceptada, porque no se ha encontrado evidencia para apoyar la herencia de los caracteres adquiridos, como tampoco para sustentar la acción del ambiente sobre los seres vivos, tendiente a producir modificaciones adaptativas. De todas maneras, el mérito de Lamarck fue haber sido el primero en proponer una teoría de la evolución.

Selección Natural

En «El Origen de las Especies«, Darwin establece sus convicciones evolucionistas y propone una teoría que explica el proceso evolutivo a partir de las siguientes ideas básicas:

• Constancia numérica de los individuos de las especies. Se observa que a pesar de esta tendencia de aumento progresivo del número de individuos de las especies, el número de ellos permanece más o menos constante.
• La lucha por la Supervivencia. El medio ambiente puede influir en las probabilidades individuales de supervivencia. Entre todos los seres vivos y el medio ambiente existe una relación recíproca; el entorno proporciona alimentos, espacio y un territorio adecuado para la vida, pero también alberga animales depredadores. Por esto no hay población alguna cuyos individuos sobrevivan en su totalidad hasta poder reproducirse.
• Todos los organismos vivientes presentan variaciones. Cuando se observa la naturaleza, se advierte que no todos son exactamente iguales, siempre existen diferencias. Unos son más fuertes que otros, o corren más velozmente, o tienen un color que se adapta mejor al paisaje que los oculta u otras condiciones que los hacen algo diferentes de los demás de su especie. Podemos decir que algunos gozan de ciertas ventajas en la competencia por sobrevivir. Aquellos que tienen más probabilidades de sobrevivir gracias a esas características favorables, las transmiten a sus crías. En consecuencia, serán los mejor adaptados a su ambiente los que se reproducirán, dejando mayor número de descendientes. Es la denominada selección natural.

Sistema de Endomembranas

Comprende: REL, RER, envoltura nuclear, aparato reticular de Golgi, endosomas, lisosomas, vesículas secretorias y todo el sistema vesicular.

Retículo Endoplasmático Liso

Se presenta como una serie de sacos o bolsas aplanadas y túbulos membranosos, cuya localización y extensión es variable, y depende de la actividad metabólica particular de la célula.

La membrana que constituye sacos y túbulos es bastante semejante en composición química, ultraestructura y dimensiones a la membrana plasmática, pero presenta asociadas una gran cantidad de enzimas para sus funciones específicas.

Enzimas: glucosa 6 fosfatasa, ATPasa dependiente del calcio y enzimas de síntesis de fosfolípidos y esteroides.

FUNCIONES:

1. Circulación intracelular de sustancias que no se liberan al hialoplasma.
2. Síntesis de lípidos:
   Fosfolípidos, esfingomielina, colesterol.
   Síntesis de derivados lipídicos: Hormonas esteroideas, quilomicrones intestinales, lipoproteínas en el hígado, síntesis de ácidos biliares.
3. Síntesis de Hormonas Esteroideas