Fisiología molecular T7: fisiología del sistema nervioso

¿Cómo se pueden clasificar las neuronas?

• Sensoriales: sienten un cambio (no hay nadie que les envíe la señal) → ojos, orejas, lengua, piel… en el cerebro son traducidos como sensaciones

• Relevo: comunicación neurona-neurona, por una parte la neurona tiene las dendritas (antena, donde reciben las señales) mientras que por la otra tienen la terminal presináptica (donde envían la señal) → permiten que las neuronas motores y las sensoriales se comuniquen

• Motoras: se conecta a un músculo  causando movimiento.

¿Cuál será el proceso si miramos la temperatura del agua de la ducha?

Las neuronas sensoriales, a través de los receptores de Tª de la piel detectan la Tª y envían la información al cerebro. Del cerebro, las neuronas relevo envían esta información a las motoras para que se muevan (cambiar Tª del grifo).

¿Cómo se divide el sistema nervioso?

• Sistema nervioso central (SNC)

• Sistema nervioso periférico (SND)

¿Cuál es la función principal del sistema nervioso central (CNS)?

La memoria

¿Qué quiere decir que haya plasticidad sináptica?

Significa que cada vez que utilizamos una neurona se potencia, por lo que cuando más la utilices más fuerte se hará (como un músculo) → el cerebro cambia cuando aprendemos.

¿El corazón tiene que ver con el amor?

No, las emociones tienen que ver el sistema límbico (cerebro).

Corazón → cordis

Verdadero o falso: dependiendo del organismo, la “organización” del cerebro cambia

Verdadero → ejemplo: el córtex (pensamiento) del humano es mucho más grande que el del ratón, pero el bulbo olfactorio es mucho más grande en ratones.

Verdadero o falso: todas las partes del cerebro hacen las mismas funciones

Falso: el cerebro tiene diferentes partes interconectadas con funciones diferentes

Verdadero o falso: el cerebelo permite la coordinación de movimientos

Verdadero

¿Cuál es la función de la glándula pineal?

Detecta cantidad de luz para decidir si estar dormidos o despiertos modulando cantidad de melatonina (hormona)→ cuando no hay luz secreta melatonina para que el cuerpo se prepare para dormir (ritmo circadiano).

¿Cuál es la función del hipotálamo?

Unir el sistema nervioso con el sistema endocrino (hormonal) a través de la glándula pituitaria. Secreta ciertas neurohormonas y controla la Tª, el hambre, ciertos comportamientos, el sueño, los ritmos circadianos…

¿Cuál es la función del núcleo accúmbens?

Es el centro del placer.

¿Cuál es la función del córtex?

Recibe, integra y procesa información.

¿Qué es el ritmo circadiano?

Son los cambios físicos, mentales y conductuales que experimenta el organismo en un ciclo de 24h:

• Patrones de sueño

• Liberación de hormonas

• Apetito y digestión

• Tª

¿Por qué dormimos?

• Reparar tejidos

• Reorganizar conocimiento que se ha aprendido durante el día

• …

¿Cuándo están altos los niveles de melatonina y cuándo los de cortisol?

• Cortisol: durante la mañana

• Melatonina: durante la noche

¿Qué es el cortisol?

Es una hormona que tiene efecto en todos los órganos y tejidos del cuerpo, ayuda a:

• Responder a estrés

• Reducir la inflamación

Verdadero o falso: la producción del cortisol está poco regulada

Falso

¿Qué provoca un aumento de cortisol?

• Aumento de glucosa en la sangre: estimula la glucólisis e inhibe el consumo de glucosa

• Aumento de aminoácidos en la sangre: estimula la degradación de proteínas

• Aumento de ácidos grasos: estimula la lipolisis

¿Qué ocurre cuando tienes jet-lag?

Perturbas el ritmo circadiano, cambio de una hora ya es suficiente.

¿En qué se divide el sistema nervioso periférico?

• Sistema autonómico nervioso: comunica los órganos internos con las glándulas → no se controla

  • División simpática: estar activo y alerta

  • División parasimpática: descansar y digerir

• Sistema somático nervioso: comunica los órganos de los sentidos con los músculos voluntarios → se controla

  • Sistema nervioso sensorial (afarente): de los sentidos hacia el cerebro

  • Sistema nervioso motor (eferente): del cerebro a los músculos

¿Qué es un nervio y de qué está formado?

Un nervio es una serie de axones

Los axones miabilizados están recubiertos por una membrana llamada endoneturium. Los diferentes axones forman un fascículo, recubierto por perineurium. Los diferentes fascículos forman un vaso sanguíneo, y el conjunto está envuelto por epinerium.

Diferencia entre el sistema nervioso somático y el sistema nervioso autonómico:

• Somático: bajo control voluntario

  • transmite señales desde los sentidos hacia el cerebro → afarente

  • transmite señales del cerebro a órganos (como los músculos) → eferente

• Autonómico: sistema autorregulado que no pasa por el cerebro, influencia la función de órganos fuera del control voluntario → ritmo cardíaco, funciones del sistema digestivo, respiración…

  • simpático

  • parasimpático

Verdadero o falso: El sistema nervioso simpático (SNS) prepara al cuerpo para “fight or flight”

Verdadero:

• Aumenta la frecuencia cardíaca y la presión arterial

• Detiene la digestión (cesa la peristalsis)

• Libera glucosa a la sangre (glucólisis)

¿Cuál es la función del sistema nervioso parasimpático (PNS)?

Promueve la relajación, la recuperación y el ahorro de energía:

• Disminuye la frecuencia cardíaca y la presión arterial

• Activa/estimula la digestión y la peristalsis

• Promueve la absorción de nutrientes

Verdadero o falso: los reflejos pasan por el cerebro

Falso

¿Qué es un reflejo?

Es una respuesta rápida e involuntaria a un estímulo. No pasan por el cerebro, por lo que permiten responder rápido a cambios del entorno.

Ej: receptor del dolor → médula espinal → músculo emite respuesta → arco reflejo

Directamente desde la médula se emite la respuesta, después de hacer el reflejo se procesa por el cerebro

Verdadero o falso: todos los reflejos son somáticos

Falso, también hay autonómicos.

¿Qué es un arco reflejo?

Es el camino neuronal que controla un reflejo. En vertebrados, hay algunas neuronas sensoriales que no pasan al cerebro sino a la médula espinal, permitiendo una acción más rápida.

Verdadero o falso: cuando tenemos más reflejos es cuando somos bebés

Verdadero

¿Por qué la gente estornuda cuando mira al sol?

Porque dos reflejos se han juntado

• Disminución/aumento de luz: dilatación/contracción de pupilas

• Nariz nota polvo: estornudar

En vez de una respuesta, se encienden las dos.

¿Qué permiten percibir los receptores?

El exterior (luz, sonido, tactor…) y el interior (cómo están funcionando los órganos…).

Los receptores es lo primero que se estimula.

¿Qué es la transducción sensorial?

Es el proceso de como nuestro sistema nervioso convierte un estímulo del exterior (luz, sonido, olor…) en una señal eléctrica que el cerebro pueda entender.

¿Cuáles son los pasos de la transducción sensorial?

1. Cambio físico-químico en el ambiente

2. Alteración de la estructura de la membrana

3. Apertura o cierre de canales iónicos

4. Cambio en el potencial de membrana

5. Potencial de acción transmite la información

Tipos de receptores sensoriales: 6 (9)

• Visión

• Oído

• Balance

• Gusto

• Olfato

• Piel

  • Mecanoreceptores: tacto

  • Termoreceptores: Tª

  • Nocireceptores: dolor

• Propioreceptores: nuestra posición

¿Cuáles son los receptores de la visión en la retina?

Fotorreceptores: conos y bastones

• Bastones:

  • visión nocturna y visión periférica

  • más numerosos que los conos

  • más sensibles a la luz

• Conos:

  • visión detallada, en color y nítida

Cada una de estas células fotorreceptoras está conectada a una fibra nerviosa. Todas estas fibras nerviosas se agrupan y forman el nervio óptico, que transmite la información al cerebro.

¿Qué es la rodopsina?

Es un receptor sensible a la luz que está involucrado en la fototransducción. Se encuentra en los conos y bastones de la retina. Es un receptor acoplado a la proteína G.

Verdadero o falso: los conos se activan en la oscuridad y solo hacen posible distinguir entre negro, blanco y diferentes grises, permiten percibir contraste.

Falso, son los bastones. Los conos trabajan en entornos iluminados y hacen posible la visión a color. Hay tres tipos de conos: sensible a luz roja, sensible a luz verde y sensible a luz azul.

Daltonismo: problema en los conos

¿Cómo funcionan los receptores del oído?

Las ondas sonoras viajan hasta el oído y crean una vibración en el tímpano. Unos huesecillos diminutos (+ pequeños del cuerpo) amplifican la energía mecánica y la transmiten a la cóclea.

La cóclea contiene células ciliadas, que son receptores. La cóclea tiene líquido que vibra y mueve los cilios, esto provoca que se abran canales de potasio y de calcio dependientes de voltaje, causando una despolarización.

La señal se transmite a través del nervio auditivo (nervio coclear).

Verdadero o falso: hay auriculares que en vez de hacer vibrar el aire, lo pones encima de los huesos diminutos y hacen vibrar la cóclea

Verdadero

¿Dónde se encuentra el receptor del equilibrio?

En el oído interno.

¿Cómo se determina el equilibrio?

Por el nivel de fluido llamado endolfina o laberinto en el sistema vestibular, un complejo conjunto de tubos en el oído interno. Con el moviento, la endolfina se desplaza haciendo que los cílios se muevan, lo que provoca la apertura de los canales de los receptores, lo que lleva a que los potenciales de acción se propaguen desde las células ciliadas hasta el nervio auditivo. La velocidad del movimiento del fluido, más la calidad del mismo, proporciona más información sobre el movimiento.

El sistema vestibular tiene tres ejes diferentes, para saber como nos estamos moviendo en x,y,z.

¿Qué diferentes sabores incluyen los receptores del gusto?

• Dulce

• Salado

• Amargo

• Unami → glutamato

• Ácido

Amargo, dulce y unami → asociados a proteína G

¿Qué es una papila gustativa?

Es un conjunto de células gustativas que se alargan en una punta para crear un poro donde pueden entrar los estímulos. En el otro lado de las células gustativas, hay fibras nerviosas que transmiten el mensaje químico gustativo al cerebro.

Verdadero o falso: parte del gusto de la comida viene dado porque cuando comemos generamos partículas volátiles que llegan al olfato

Verdadero

¿Para qué sirve el olfato?

• Para huir de cosas nocivas (ej: depredadores)

• Percibir comida (ej: detectar presa)

Nos permite saber donde queremos y no queremos estar

¿Qué son los receptores olfativos?

Son quimiorreceptores expresados en las membranas celulares de las neuronas receptoras olfativas. Son responsables de detectar aromas.

Son receptores asociados a proteínas G.

¿Por qué los olores están conectados al hipocampo?

El núcleo del cerebro donde las células envían señales está conectado al hipocampo → tiene sentido, ya que queremos que los olores nos guíen a una experiencia negativa o que nos indiquen para que podamos huir de una negativa.

¿Cuál es el órgano más grande del cuerpo?

La piel.

Seguramente es donde tenemos más receptores

¿Cuáles son las funciones de la piel?

• Protección

• Termorregulación: sudor (calor) o piel de gallina (frío, los pelos se levantan para hacer capa de aire y que el aire de fuera no entre en contacto con el de dentro)

• Camuflaje (en otras especies)

• Sensación (receptores)

¿Cuáles son los receptores de la piel?

• Mecanorreceptores: notan cambios mecánicos

• Termorreceptores: Tª 

• Nocirreceptores: dolor 

Los receptores están en todas las capas de la piel.

¿Qué son los corpúsculos de Pacini?

Son receptores de adaptación rápida que detectan cambios de presión bruscos y vibraciones en la piel.

Donde habrían las dendritas hay una bola que envuelve el axón. Cuando la bola se comprime, se abre el canal iónico y se despolariza la membrana, provocando un potencial de acción.

Verdadero o falso: la posición del cuerpo es un sentido

Falso, es un receptor: propiorreceptores

Gracias a estos receptores y a los del equilibrio nos podemos mover.

Tipos de receptores sensoriales:

• Mecanorreceptores: Contienen canales de deformación, sensibles a la deformación de la membrana en la que están insertos. Estas proteínas cambian su estructura terciaria cuando son sometidas a tensión. Están estrechamente asociados a los canales de sodio (normalmente).

• Fotorreceptores: Cierran canales de sodio dependientes de GMP cíclico. La llegada de un fotón activa una fosfodiesterasa que reduce el cGMP, y la célula se hiperpolariza.

• Termorreceptores: El cambio de temperatura afecta la intensidad de la bomba de sodio-potasio, de lo cual se deduce una despolarización en respuesta al frío y una hiperpolarización en respuesta al calor.

• Quimiorreceptores: Activan canales de varios tipos mediante la interacción de una molécula con las estructuras del canal, o con receptores asociados a él. Son de muchos tipos diferentes.

• Nociceptores: Receptores capaces de evaluar el daño tisular inducido por aplastamiento, calor o irritantes. Es un tipo de quimiorreceptor especializado en captar sustancias que aparecen en los tejidos debido a la ruptura celular.

¿Qué tipos de materia contiene la médula espinal?

• Materia gris: donde hay los somas de las neuronas

• Materia blanca: donde se proyectan los exones (miabilina: grasa queda blanca)

Verdadero o falso: un golpe en la cabeza puede hacer que la materia blanca se mueva respecto a la materia gris

Verdadero: puede hacer que los exones se separen de los somas, provocando un daño neurológico

¿De dónde proviene la palabra “glial”?

De glue

¿Qué son las células gliales?

Son células no neuronales en el sistema nervioso central (cerebro y médula espinal) y en el sistema nervioso periférico que no producen impulsos eléctricos. Mantienen la homeostasis y proporcionan soporte y protección a las neuronas.

• Sistema nervioso central: las células gliales incluyen oligodendrocitos, astrocitos y microglía.

• Sistema nervioso periférico: las células gliales incluyen células de Schwann.

Funciones de las células gliales:

• Envolver a las neuronas y mantenerlas en sitio

• Aislar neuronas: oligodendrocitos (CNS → envuelven más de un exón) y células Schwann (PNS) (miabilizar)

• Destruir patógenos y sacar neuronas muestras: microglía y astrocitos

• Proporcionar nutrienes y oxígeno a neuronas: astrocitos y oligodendrocitos

¿Qué es la microglía?

Población especializada de macrófagos en el CNS (específica del cerebro)

Funciones de los astrocitos:

• Soporte metabólico → contienen glucógeno, proporcionan a neuronas con nutrientes como el lactato cuando alto consumo de glucosa

• Reabsorción de NT → transportadores de NT (como glutamato y GABA)

• Regulación de la concentración de iones en el espacio extracelular → cuando las neuronas están activas, liberan potasio, astrocito eliminan el exceso

• Reparación del sistema nervioso

¿De qué sirve la membrana encefálica?

• Transporte activo y selectivo: deja pasar ciertas macromoléculas pero muchos NT aa tienen carga negativa, por lo que está barrera impide que lleguen al cerebro sin querer → problema/bueno con medicamentos

• Impide paso de patógenos

• Impide paso de anticuerpos