Capítulo 46. Diseño general del sistema nervioso
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¿Cuál es la unidad funcional básica del sistema nervioso central?
La neurona, célula que recibe señales, las integra y transmite información a otras células mediante sus conexiones.
¿Cuántas neuronas contiene aproximadamente el sistema nervioso central humano según Guyton y Hall?
Entre 80.000 y 100.000 millones de neuronas.
¿Por medio de qué estructuras recibe principalmente señales de entrada una neurona?
Por las sinapsis situadas fundamentalmente en las dendritas y también en el soma celular.
¿Cuántas conexiones sinápticas procedentes de fibras aferentes puede recibir una neurona?
Según el tipo de neurona, desde unos cientos hasta aproximadamente 200.000 conexiones sinápticas.
¿Por qué se considera que el axón constituye la principal vía de salida de una neurona?
Porque la señal de salida viaja por el axón, que abandona la neurona y puede dividirse en numerosas ramas dirigidas a otras zonas del sistema nervioso o a la periferia corporal.
¿Qué diferencia funcional existe entre las dendritas y el axón de una neurona?
Las dendritas reciben principalmente señales de entrada; el axón conduce la señal de salida hacia otras células o regiones.
¿Qué función cumple la porción sensitiva del sistema nervioso?
Detecta información del medio externo y del interior del organismo mediante receptores sensitivos y la transmite hacia el sistema nervioso central.
¿Qué tipos de experiencias pueden activar los receptores sensitivos?
Experiencias visuales, auditivas, táctiles y otras modalidades sensitivas que informan sobre el estado del organismo y su entorno.
¿Qué es la porción somática del sistema sensitivo?
La porción que transmite información sensitiva desde receptores distribuidos por la superficie corporal y desde algunas estructuras profundas.
¿Hacia qué regiones principales puede distribuirse la información sensitiva que entra en el sistema nervioso central?
1) Médula espinal a todos sus niveles; 2) formación reticular del bulbo raquídeo, la protuberancia y el mesencéfalo; 3) cerebelo; 4) tálamo; y 5) áreas de la corteza cerebral.
¿Por qué la información sensitiva se distribuye hacia varias regiones del sistema nervioso central?
Porque distintas regiones participan en el procesamiento, la integración y la utilización de la información sensitiva para generar respuestas apropiadas.
¿Cuál es la misión principal del sistema nervioso?
Regular las diversas actividades del organismo mediante el procesamiento de información y el control de respuestas corporales.
¿Cuáles son los tres tipos principales de actividad que controla la porción motora del sistema nervioso?
1) Contracción de los músculos esqueléticos; 2) contracción de la musculatura lisa visceral; y 3) secreción de sustancias químicas activas por las glándulas exocrinas y endocrinas.
¿Qué son los efectores del sistema nervioso?
Son las estructuras anatómicas que ejecutan las funciones dictadas por las señales nerviosas; principalmente músculos y glándulas.
¿Por qué los músculos y las glándulas reciben el nombre de efectores?
Porque producen la respuesta final ante las señales de control del sistema nervioso, mediante contracción muscular o secreción.
¿En qué niveles del sistema nervioso central pueden controlarse los músculos esqueléticos?
En la médula espinal, la formación reticular del bulbo raquídeo, la protuberancia y el mesencéfalo, los ganglios basales, el cerebelo y la corteza motora.
¿Qué diferencia existe entre la porción sensitiva y la porción motora del sistema nervioso?
La porción sensitiva lleva información desde los receptores hacia el sistema nervioso central; la porción motora dirige señales hacia los efectores para producir respuestas.
¿Qué significa que el sistema nervioso cumple una función integradora?
Significa que selecciona, procesa e interpreta la información recibida y la canaliza hacia las regiones que deben generar una respuesta o participar en su almacenamiento.
¿Qué proporción de la información sensitiva recibida descarta el encéfalo por carecer de interés o importancia, según el capítulo?
Más del 99 % de la información sensitiva que recibe.
¿Qué sucede cuando una información sensitiva importante excita la mente?
La información se dirige hacia las regiones motoras e integradoras apropiadas del encéfalo para suscitar las respuestas correspondientes.
¿Qué función cumplen las sinapsis en el procesamiento de la información nerviosa?
Determinan las direcciones de propagación de las señales, regulan su transmisión y permiten seleccionar, bloquear, facilitar o distribuir la información.
¿Cómo pueden las sinapsis seleccionar las señales nerviosas?
Pueden bloquear señales débiles y permitir el paso de señales más potentes; en otras circunstancias, pueden seleccionar y amplificar señales débiles o distribuirlas en múltiples direcciones.
¿Cómo influyen las señales facilitadoras e inhibidoras sobre la transmisión sináptica?
Las señales facilitadoras aumentan la probabilidad de transmisión; las inhibidoras la reducen o pueden bloquearla.
¿Qué es la memoria desde el punto de vista funcional del sistema nervioso?
Es el almacenamiento de información adquirida mediante la experiencia, que puede utilizarse posteriormente para controlar actividades motoras y participar en el pensamiento.
¿Qué ocurre con la información sensitiva que no produce una respuesta motora inmediata?
Una parte importante puede almacenarse para controlar actividades motoras futuras y utilizarse en procesos posteriores de reflexión.
¿Dónde tiene lugar la mayor parte del almacenamiento de información nerviosa según el capítulo?
En la corteza cerebral, aunque las regiones basales del encéfalo y la médula espinal también pueden conservar pequeñas cantidades de información.
¿Qué es la facilitación sináptica relacionada con la memoria?
Es el aumento de la capacidad de determinadas sinapsis para transmitir un tipo de señal cuando esa misma secuencia de señales las ha atravesado previamente.
¿Cómo se relacionan los recuerdos almacenados con el procesamiento cerebral posterior?
Las experiencias nuevas se comparan con los recuerdos acumulados; estos ayudan a seleccionar la información importante y a dirigirla hacia regiones relacionadas con el almacenamiento o con la generación de respuestas inmediatas.
¿Cómo contribuye la memoria a la selección de información sensitiva?
Permite comparar la información nueva con experiencias previas y utilizar esa información almacenada para determinar qué señales son relevantes y cómo deben procesarse.
¿Con qué tipo de sistema nervioso se compara el funcionamiento de un ordenador sencillo?
Con los reflejos simples de la médula espinal, porque las señales de salida dependen directamente de las señales de entrada.
¿En qué se diferencia funcionalmente un ordenador complejo de uno sencillo según la analogía del capítulo?
En un sistema complejo, la salida depende tanto de las señales de entrada como de la información almacenada en la memoria, de forma semejante al procesamiento nervioso superior.
¿A qué componente del sistema nervioso equivale la unidad central de procesamiento de un ordenador complejo en la analogía del capítulo?
A los mecanismos cerebrales de control que dirigen secuencialmente la atención hacia diferentes razonamientos, sensaciones o actividades motoras.
¿Cuáles son los tres niveles principales de función del sistema nervioso central?
1) Nivel medular; 2) nivel encefálico inferior o subcortical; y 3) nivel encefálico superior o cortical.
¿Qué caracteriza al nivel medular del sistema nervioso central?
Contiene circuitos neuronales capaces de producir determinadas respuestas motoras y autónomas, incluidos movimientos de la marcha, reflejos de retirada, reflejos posturales y respuestas relacionadas con vasos sanguíneos, digestión y excreción urinaria.
¿Qué movimientos puede originar la médula espinal mediante sus circuitos neuronales?
Puede originar movimientos de la marcha, entre otras respuestas motoras coordinadas por circuitos medulares.
¿Cómo participa la médula espinal en los reflejos de retirada?
Los circuitos medulares pueden desencadenar la retirada de una parte del organismo ante un estímulo doloroso, sin que sea necesario que los centros superiores produzcan directamente cada componente de la respuesta.
¿Cómo contribuye la médula espinal al mantenimiento de la postura?
Puede generar reflejos que ponen rígidas las piernas para ayudar a sostener el tronco contra la gravedad.
¿Qué funciones autónomas pueden controlarse mediante circuitos medulares?
Determinados reflejos que regulan los vasos sanguíneos locales, los movimientos digestivos y la excreción urinaria.
¿Cómo suelen actuar los niveles superiores del sistema nervioso sobre los centros de control medulares?
En vez de enviar siempre señales directamente hacia la periferia, suelen dirigir señales a los centros medulares para que estos ejecuten sus funciones.
¿Qué estructuras forman parte del nivel encefálico inferior o subcortical?
El bulbo raquídeo, la protuberancia, el mesencéfalo, el hipotálamo, el tálamo, el cerebelo y los ganglios basales.
¿Qué tipo de actividades controla gran parte del nivel encefálico inferior o subcortical?
Gran parte de las actividades inconscientes del organismo.
¿Cómo se controla el equilibrio según la descripción del capítulo?
Mediante la acción combinada de las porciones más antiguas del cerebelo y la formación reticular del bulbo raquídeo, la protuberancia y el mesencéfalo.
¿Qué regiones participan en los reflejos de alimentación, como la salivación ante el sabor de la comida?
Regiones del bulbo raquídeo, la protuberancia, el mesencéfalo, la amígdala y el hipotálamo.
¿Qué demuestra la persistencia de determinados patrones emocionales después de una destrucción extensa de la corteza cerebral?
Que algunos patrones emocionales, como la ira, la excitación, las respuestas sexuales y las reacciones al dolor y al placer, pueden depender de estructuras encefálicas inferiores.
¿Qué caracteriza al nivel encefálico superior o cortical?
Participa de forma fundamental en la mayoría de los procesos del pensamiento, pero funciona asociado a los centros inferiores del sistema nervioso y no de manera independiente.
¿Por qué la corteza cerebral no puede funcionar por sí sola?
Porque depende de los centros encefálicos inferiores para funciones esenciales, entre ellas los mecanismos que mantienen la vigilia y permiten acceder a la información almacenada.
¿Qué papel desempeñan los centros encefálicos inferiores en relación con la corteza cerebral?
Contribuyen a mantener la vigilia y permiten que los mecanismos corticales utilicen la información almacenada para el razonamiento.
¿Cuáles son los dos tipos principales de sinapsis del sistema nervioso central?
Sinapsis químicas y sinapsis eléctricas.
¿Cuál es el tipo de sinapsis más utilizado para transmitir señales en el sistema nervioso central humano?
La sinapsis química.
¿Cómo se transmite una señal en una sinapsis química?
La neurona presináptica libera un neurotransmisor que actúa sobre proteínas receptoras de la neurona postsináptica.
¿Qué efectos puede producir un neurotransmisor sobre la neurona postsináptica?
Puede excitarla, inhibirla o modificar su sensibilidad de alguna otra manera.
¿Cómo se comunican directamente las células en una sinapsis eléctrica?
Sus citoplasmas se conectan mediante grupos de canales iónicos llamados uniones en hendidura, que permiten el movimiento de iones de una célula a otra.
¿Qué son las uniones en hendidura de las sinapsis eléctricas?
Son grupos de canales iónicos que conectan directamente los citoplasmas de células adyacentes.
¿Qué tipos de sinapsis pueden coexistir en el sistema nervioso central?
Sinapsis químicas y eléctricas.
¿Cómo se denominan la neurona que libera el neurotransmisor y la neurona que lo recibe?
La que libera el neurotransmisor es la neurona presináptica; la que lo recibe es la neurona postsináptica.
¿En qué consiste la conducción unidireccional de una sinapsis química?
Consiste en la transmisión de la señal desde la neurona presináptica, que secreta el neurotransmisor, hacia la neurona postsináptica, sobre la que actúa.
¿Qué importancia funcional tiene la conducción unidireccional de las sinapsis químicas?
Permite dirigir las señales hacia objetivos específicos y regiones determinadas del sistema nervioso y de la periferia.
¿Qué puede ocurrir con un impulso nervioso al atravesar una sucesión de neuronas del sistema nervioso central?
Puede bloquearse en la transmisión, convertirse en una cadena repetitiva a partir de un solo impulso o integrarse con impulsos de otras células para generar patrones complejos.
¿Cuáles son las tres partes fundamentales de una motoneurona anterior?
El soma o cuerpo celular, un único axón y las dendritas.
¿Qué función cumplen principalmente las dendritas de una motoneurona?
Constituyen prolongaciones ramificadas que reciben numerosas señales sinápticas.
¿Cuántos terminales presinápticos pueden encontrarse sobre las dendritas y el soma de una motoneurona anterior?
Entre 10.000 y 200.000 terminales presinápticos.
¿Qué porcentaje aproximado de los terminales presinápticos de una motoneurona anterior se encuentra en las dendritas?
Aproximadamente del 80 al 95%.
¿Qué porcentaje aproximado de los terminales presinápticos de una motoneurona anterior se encuentra en el soma?
Aproximadamente del 5 al 20%.
¿Cómo se denominan también los terminales presinápticos por su aspecto?
Botones terminales, botones, pies terminales o botones sinápticos.
¿Qué aspecto suelen tener los terminales presinápticos?
Suelen parecer pequeños botones redondos u ovalados.
¿Qué estructura separa el terminal presináptico de la neurona postsináptica?
La hendidura sináptica.
¿Cuáles son las dos estructuras internas importantes del terminal presináptico para la función sináptica?
Las vesículas transmisoras y las mitocondrias.
¿Qué contienen las vesículas transmisoras del terminal presináptico?
Contienen el neurotransmisor que se libera hacia la hendidura sináptica.
¿Qué función cumplen las mitocondrias del terminal presináptico?
Aportan ATP, que suministra energía para sintetizar más sustancia transmisora.
¿De qué depende que un neurotransmisor excite o inhiba a la neurona postsináptica?
Depende de la acción del neurotransmisor sobre los receptores presentes en la membrana postsináptica.
¿Todas las neuronas poseen el mismo número de terminales presinápticos?
No. El número puede variar desde unos pocos hasta aproximadamente 200.000, según la neurona.
¿En qué aspectos pueden diferenciarse otras neuronas de la motoneurona anterior?
En las dimensiones del soma, la longitud, el tamaño y el número de dendritas, la longitud y el tamaño del axón y el número de terminales presinápticos.
¿Qué tipo de canales iónicos abundan en la membrana presináptica?
Canales de calcio dependientes de voltaje.
¿Qué sucede con los canales de calcio presinápticos cuando llega un potencial de acción?
La despolarización abre los canales y permite la entrada de iones calcio en el terminal presináptico.
¿Qué efecto tiene la entrada de calcio en el terminal presináptico?
Desencadena la liberación de neurotransmisores hacia la hendidura sináptica.
¿De qué depende directamente la cantidad de neurotransmisor liberado por el terminal presináptico, según el capítulo?
Es directamente proporcional a la cantidad total de iones calcio que penetran en el terminal.
¿Con qué se unen los iones calcio después de entrar en el terminal presináptico?
Con moléculas proteicas especiales situadas en la cara interna de la membrana presináptica, en los puntos de liberación.
¿Qué ocurre cuando el calcio se une a las proteínas de los puntos de liberación?
Se desencadena la apertura de los puntos de liberación a través de la membrana y unas pocas vesículas transmisoras liberan su contenido hacia la hendidura sináptica después de cada potencial de acción.
¿Cuál es la secuencia básica de liberación del neurotransmisor en una sinapsis química?
Llega el potencial de acción, se abren los canales de calcio dependientes de voltaje, entra calcio, este actúa sobre proteínas de los puntos de liberación y se libera el neurotransmisor desde las vesículas.
¿Cuáles son los dos componentes importantes de una proteína receptora postsináptica?
Un componente de unión que sobresale hacia la hendidura sináptica y se une al neurotransmisor, y un componente intracelular que atraviesa la membrana postsináptica.
¿Cuáles son los dos mecanismos principales mediante los cuales se activan los receptores postsinápticos?
Por activación directa de canales iónicos o mediante la activación de un sistema de segundo mensajero.
¿Qué son los receptores ionotrópicos?
Son receptores de neurotransmisores que activan directamente canales iónicos.
¿Qué son los receptores metabotrópicos?
Son receptores de neurotransmisores que actúan mediante sistemas de segundos mensajeros.
¿Cuál es la diferencia fundamental entre los receptores ionotrópicos y los metabotrópicos?
Los ionotrópicos actúan directamente sobre canales iónicos; los metabotrópicos activan sistemas de segundos mensajeros que modifican funciones celulares.
¿Cuáles son los dos tipos principales de canales iónicos de la membrana neuronal postsináptica?
Canales catiónicos y canales aniónicos.
¿Qué iones pueden atravesar los canales catiónicos postsinápticos?
Principalmente sodio, aunque algunos también permiten el paso de potasio o calcio.
¿Qué iones atraviesan principalmente los canales aniónicos postsinápticos?
Principalmente cloruro.
¿Por qué los canales catiónicos que transportan sodio favorecen el paso de este ion?
Porque están revestidos de cargas negativas que atraen los iones sodio con carga positiva cuando el canal alcanza un diámetro suficiente.
¿Por qué los canales catiónicos descritos en el capítulo dificultan el paso de los iones cloruro?
Porque las cargas negativas que revisten el canal repelen los aniones.
¿Qué sucede cuando los canales aniónicos alcanzan un diámetro suficiente para permitir el paso de cloruro?
Los iones cloruro atraviesan el canal, mientras que los cationes sodio, potasio y calcio quedan retenidos principalmente porque sus iones hidratados son demasiado grandes.
¿Qué caracteriza a un neurotransmisor que abre canales catiónicos?
Se denomina transmisor excitador porque favorece una respuesta excitadora de la neurona postsináptica.
¿Qué caracteriza a un neurotransmisor que abre canales aniónicos permeables al cloruro?
Se denomina transmisor inhibidor porque permite la entrada de cargas negativas y favorece la inhibición neuronal.
¿Qué función pueden cumplir los sistemas de segundos mensajeros en la neurona postsináptica?
Producir efectos excitadores o inhibidores que pueden mantenerse durante más tiempo.
¿Qué proteínas participan en uno de los sistemas de segundos mensajeros más frecuentes?
Las proteínas G.
¿Cuáles son los componentes de un complejo de proteínas G inactivo descrito en el capítulo?
Una molécula de GDP y tres componentes proteicos: alfa (α), beta (β) y gamma (γ).
¿Qué función se atribuye al componente alfa de la proteína G?
Es la porción activadora de la proteína G.
¿Qué ocurre cuando el complejo de proteínas G permanece unido a GDP?
Permanece inactivo.
¿Qué sucede cuando un neurotransmisor activa el receptor asociado a una proteína G?
El receptor experimenta un cambio conformacional y el complejo α-GTP puede desprenderse y desplazarse por el citoplasma para ejercer sus efectos.
¿Qué funciones puede desencadenar la activación de una proteína G en la neurona postsináptica?
Puede abrir canales iónicos específicos, activar AMPc o GMPc, activar enzimas intracelulares o modificar la transcripción génica.
¿Qué significan las siglas AMPc?
Monofosfato de adenosina cíclico.