Las Neuronas: Unidades Fundamentales del Sistema Nervioso

Las neuronas son las células que actúan como unidades anatómicas y fisiológicas del sistema nervioso.

Esto significa que el sistema nervioso funciona gracias a que cada una de estas células actúa como un transmisor y elaborador individual de respuestas a los estímulos del ambiente. La suma de la actividad de todas las neuronas constituye lo que conocemos como el funcionamiento del sistema nervioso.

Estructura de la Neurona

Las neuronas están conformadas por las siguientes partes principales:

• Soma: Es el cuerpo de la neurona. Aquí se encuentra el núcleo, que controla el funcionamiento celular; los orgánulos citoplasmáticos (como las mitocondrias, esenciales para el metabolismo); los microtúbulos (pequeños tubos que mantienen la forma celular, actuando como un mini esqueleto); las neurofibrillas (que ayudan a transportar sustancias y mantener la estructura); y la sustancia de Nissl (donde se sintetizan las proteínas).
• Dendritas: Son extensiones ramificadas del soma que reciben señales de otras neuronas, sirviendo como puntos de conexión.
• Axón: Es una prolongación alargada que se origina en el soma y transmite los impulsos nerviosos hacia otras neuronas o hacia células efectoras (como músculos o glándulas). Su longitud varía enormemente. En su extremo distal se ramifica formando los botones terminales o nódulos sinápticos. Los axones del sistema nervioso periférico suelen estar cubiertos por células de Schwann, que producen la vaina de mielina, una sustancia grasa aislante similar al recubrimiento de un cable eléctrico. Esta vaina presenta interrupciones llamadas nódulos de Ranvier. La mielina confiere el color blanco a la sustancia blanca del sistema nervioso, mientras que los somas neuronales (sin mielina) forman la sustancia gris.

Tipos de Neuronas

Las neuronas se pueden clasificar según su estructura (ramificación) y su función.

Clasificación según su Ramificación

• Unipolares: Del soma parte una única prolongación que actúa como axón y dendrita.
• Seudounipolares: Del soma parte una prolongación que se divide en dos: una rama periférica (dendrítica) y una rama central (axónica).
• Bipolares: Del soma parten dos prolongaciones: un axón y una dendrita.
• Multipolares: Del soma parten un axón y múltiples dendritas. Son las más comunes.

Clasificación según su Función

• Sensoriales (Aferentes): Transforman los estímulos ambientales (luz, sonido, presión, etc.) en impulsos nerviosos y los transmiten hacia la médula espinal o el cerebro.
• De Asociación (Interneuronas): Conectan unas neuronas con otras, formando circuitos complejos dentro del sistema nervioso central. Sirven como puntos de relevo.
• Motoras (Eferentes): Transmiten los impulsos nerviosos desde la médula espinal o el cerebro hasta los efectores (músculos o glándulas), generando una respuesta.

El Impulso Nervioso

Hemos mencionado el impulso nervioso como la forma de transmisión de información en el sistema nervioso. Veamos en qué consiste.

Las fibras nerviosas (axones) pueden ser mielínicas (cubiertas por mielina) o amielínicas (sin mielina).

Conducción en Fibras Amielínicas

Para entender la conducción, primero consideremos una neurona en reposo. En el interior de la membrana celular predominan los iones potasio (K+, positivos), iones cloro (Cl-, negativos), proteínas y otras sustancias con carga negativa. En el exterior, predominan los iones sodio (Na+, positivos) e iones cloro (Cl-, negativos). Esta distribución desigual de cargas genera una diferencia de potencial eléctrico a través de la membrana, con el interior más negativo que el exterior. Este es el potencial de reposo.

Cuando llega un estímulo suficiente, la permeabilidad de la membrana al sodio aumenta drásticamente. Los iones sodio (Na+) entran masivamente al interior de la célula. Posteriormente, los iones potasio (K+) salen. La entrada de sodio invierte la polaridad de la membrana: el interior se vuelve positivo respecto al exterior. Esta inversión es la despolarización y genera el potencial de acción, que es el impulso nervioso propiamente dicho.

El potencial de acción no es permanente. La bomba sodio-potasio (un mecanismo de transporte activo) expulsa activamente los iones sodio que entraron e introduce los iones potasio que salieron, restaurando las concentraciones iónicas iniciales. Este proceso se llama repolarización y devuelve la membrana a su potencial de reposo.

La despolarización en un punto de la membrana provoca la despolarización del punto adyacente, propagándose como una onda a lo largo de todo el axón. Tras la repolarización, existe un breve lapso (milisegundos) llamado período refractario, durante el cual la neurona no puede generar otro potencial de acción. Este período limita la frecuencia máxima de disparo de la neurona.

La velocidad de conducción varía (aproximadamente entre 1 m/s y 100 m/s). Las neuronas operan bajo la Ley del Todo o Nada: si el estímulo alcanza el umbral necesario para generar un potencial de acción, la respuesta (el potencial de acción) siempre tendrá la misma amplitud, independientemente de la intensidad del estímulo supraumbral. Lo que varía es la frecuencia de los impulsos (número de impulsos por segundo), que depende de la intensidad y duración del estímulo y de la velocidad de recuperación de la neurona. Teóricamente, las neuronas más rápidas podrían transmitir hasta unos 2500 impulsos por segundo.

Conducción en Fibras Mielínicas

En las fibras cubiertas de mielina, la despolarización solo ocurre en los nódulos de Ranvier (las zonas sin mielina). El potencial de acción «salta» de un nódulo al siguiente, un proceso llamado conducción saltatoria. Esto permite una transmisión del impulso nervioso mucho más rápida y eficiente energéticamente que en las fibras amielínicas.

La Sinapsis: Comunicación entre Neuronas

La sinapsis es la unión funcional entre dos neuronas, o entre una neurona y una célula efectora, que permite el paso del impulso nervioso.

Las neuronas no están en contacto físico directo; existe un pequeño espacio llamado hendidura sináptica. La neurona que envía la señal es la neurona presináptica, y la que la recibe es la neurona postsináptica.

Cuando el potencial de acción llega a los botones terminales (o sinápticos) de la neurona presináptica, provoca la entrada de iones calcio (Ca++) en la terminal. Este calcio facilita la fusión de las vesículas sinápticas (pequeñas bolsas llenas de neurotransmisores) con la membrana presináptica. Los neurotransmisores son liberados a la hendidura sináptica, la atraviesan y se unen a receptores específicos en la membrana de la neurona postsináptica. Esta unión provoca un cambio en la permeabilidad iónica de la membrana postsináptica, generando una respuesta que puede ser excitatoria (provocando una despolarización) o inhibitoria, y continuando (o modulando) así la transmisión de la señal.

Tipos de Sinapsis según Conexión

• Axodendríticas: El axón de la neurona presináptica conecta con una dendrita de la neurona postsináptica (las más comunes).
• Axosomáticas: El axón conecta con el soma de la neurona postsináptica.
• Axoaxónicas: El axón conecta con el axón de la neurona postsináptica (suelen tener funciones moduladoras).

Una sola neurona puede recibir miles de sinapsis (entre 10.000 y 100.000) y su axón puede establecer una cantidad similar de conexiones. Las sinapsis son plásticas: pueden fortalecerse con el uso frecuente o debilitarse e incluso desaparecer con el desuso. Esta plasticidad es fundamental para el aprendizaje y la memoria.

La Unión Neuromuscular: Conexión con los Efectores

Cuando una fibra nerviosa motora llega a un músculo (el efector), la conexión funciona de manera similar a una sinapsis interneuronal. La diferencia principal estriba en que la célula postsináptica es una fibra muscular. La terminal del axón motor en la unión con el músculo se denomina placa motora. La liberación del neurotransmisor (generalmente acetilcolina en la unión neuromuscular esquelética) provoca la despolarización de la membrana muscular y, finalmente, la contracción del músculo.