Células del sistema nervioso: neurona, glía. Interacción neuroglial

Funciones del sistema nervioso
transducción de señales :
1. recepción – de señales externas e internas,
vía órganos de los sentidos y nocireceptores
2. integración- de la información (SNC-cerebro y
médula espinal)
3. respuesta- motora (órganos efectores vía
sistema nervioso periférico y músculos) y
humoral (sistema endocrino)
• Santiago Ramón y
Cajal (1852-1934),
Histólogo español,
estructura del sistema
nervioso.
• Anatomía de las
neuronas
• 1012 neuronas en el
cerebro
Teoría neuronal.- El SN está formado por células
individualizadas que contactan entre ellas en puntos
especializados (sinapsis). 1000-10.000 sinapsis/neurona
La neurona es la unidad funcional del
sistema nervioso
• Ciclo Celular. Las neuronas no se dividen, pero hay
formación de nuevas neuronas durante la vida adulta a
partir de células troncales (neurogénesis postnatal)
• El cerebro expresa el más alto porcentaje de la
información genetica codificada en el DNA. Se expresan
alrededor de 100.000 mRNA distintos, lo que es 10-20
más que en el riñón y en el hígado.
• Esto se debe a la gran variedad de tipos neuronales; y
también a que cada una de las 1012neuronas que
existen en un cerebro expresan más genes que cada
célula hepática o renal.
¿ Qué tipos de proteinas expresa el cerebro ?
2. La neurona sintetiza tres clases de proteinas:
a) Proteinas que se sintetizan en el citosol y quedan alli;
b) proteinas que se sintetizan en el citosol y son
transportadas al nucleo, peroxisoma y mitocondrias;
c) proteinas que se sintetizan en el RER
Proteínas neuronales
• Proteínas de membrana: canales iónicos,
receptores, etc
• Proteínas citoplasmáticas: organelas,
enzimas, etc
• Proteínas de secreción (NT, neuropéptidos)
• Proteínas del citoesqueleto:
microfilamentos (actina), filamentos
intermedios, microtúbulos (tubulina)
- Flujo axonal anterogrado. El axoplasma
(citoesqueleto y proteinas solubles) se transporta
lentamente. Dos componentes cinéticos:
a) el lento se mueve a un ritmo de de 0.2-2.5 mm/dia,
y transporta las formas solubles de las proteinas del
citoesqueleto.
b) el más rapido se mueve a 5 mm/dia, y transporta
una mezcla de proteinas: actina, clatrina, enzimas,
etc.
- Transporte retrógrado
Es rápido (aprox. 200 mm/dia). Transporta
materiales desde la terminal hasta el soma para
degradación o reutilización. Son paquetes rodeados
de membranas formados por endocitosis y que
pertenecen al sistema lisosomal.
Transporte de virus (herpes, rabia, polio)y
toxinas (tetanos) desde los nervios periféricos.
Transporte de organelas
Proteínas de unión a MT: dineina y kinesina
diferentes tipos de neuronas
A) Multipolar
B) Bipolar
Neuronas sensoriales o bipolares portan mensajes desde los órganos
de los sentidos al sistema nervioso central (SNC)
Neuronas motoras o multipolares llevan señales desde el SNC
músculos y glándulas (neuronas motoras de la médula espinal,
neuronas piramidales,etc)
Las neuronas
exhiben
excitabilidad.
Las propiedades
electrofisiológicas de
la neurona residen
en su membrana
plasmática, donde
poseen canales de
Na y K dependientes
de voltaje
La membrana está polarizada
El interior de la célula tiene carga negativa; vs el exterior,
que tiene carga positiva
Se abren canales de Na+ tq el Na+ difunde hacia
el interior ( -70 mV a +58 mV). Despolarización
(cambios en la carga eléctrica de la célula)
Se cierran los canales de Na+ y se abren los
canales de K+.El K+ sale al exterior.
el interior se torna nuevamente (-).
Repolarización.
PA.- Umbral
Es “de todo o nada”
2-3 mseg
(-75mV)
Período refractario.- tiempo que sucede antes que un
nuevo PA pueda gatillar nuevos cambios de corriente
En la neurona hay varios
puntos (sinápsis) con
diferentes potenciales, lo que
crea una corriente entre estos
puntos (impulso nervioso).
El impulso activa los canales
que estan adelante y esta
miniregión de la membrana se
depolariza (PA2).
Sinapsis eléctrica:
Estructura:
- Mediadas por la formación de uniones en
hendidura (gap junction).
-transmision muy rápida. Velocidad es
importante para ciertos mecanismos (por ej.
reacción de escape).
Sinapsis química
- 20-40 nm espacio intersinaptico
- las membranas pre- y post-sinapticas
presentan diferenciaciones diferentes
(membranas asimétricas).
- Citoplasma pre-sináptico: vesiculas
sinápticas que contienen unas 1000 ó
más moleculas de neurotransmisor.
-Potencial de acción presináptico gatilla
exocitosis y liberación de NT.
-NT se une a receptores presentes en
membrana postsinática, lo cual a su vez
gatilla apertura de canales iónicos,
transmitiendo la depolarización en la
membrana postsináptica.
Neurotrasmisores
• acetilcolina.... Unión neuro-muscular (Contracción
muscular.)
• Aminas biogénicas (CNS):
epinefrina (adrenalina) y nor-epinefrina (noradrenalina) [catecholamines]... (contracción cardiaca)
depresión = niveles disminuidos de A y NA
serotonina y dopamina – conducta, atención, aprendizaje
• aminoácidos
– ASP & GLU - excitatorios (CNS)
– GLY & GABA - inhibitorios (Cl-)
• péptidos (neuropéptidos) – endorfinas, NPY, etc
Una neurona libera en sus dendritas y axón el mismo “set”
de NT y neuropéptidos (moduladores de la trasmisión
sináptica)
Tipos de sinapsis segun sitio de recepción
Sinapsis axo-somática:
-sinapsis excitatorias e inhibitorias
Sinapsis axodendrítica:
-Puede ser sobre el tronco de la
dendrita o sobre las espinas
dendriticas. Excitatorias.
Espina dendrítica: sitio
especializado de recepcion
sinaptica.
Sinápsis axo-axónica:
No tiene efecto sobre la neurona
(segunda) que inerva, sino que
indirectamente afecta a la tercera
neurona afectando la liberacion del
NT de la segunda neurona.
Inhibitorias.
Citología y fisiología de
las células de la
neuroglía. Sistema de
señales neurona-glía y
glía-neurona
1012 neuronas
Glia 10 veces más
numerosas que neurona
Representa el 50 % de la
masa cerebral
Ratio glia:neurona aumenta
en la evolución
Rudolf L. Virchow,
1821-1902
en 1846, diferencia entre neuronas y
otros tejidos intersticiales. Dió
nombre a neuroglia (nervwenkitt =
pegamento nervioso).
P. del Río Hortega,
,1882-1945
•
•
•
Desarrolla la tinción de
carbonato de plata
amoniacal
“tercer elemento” de Cajal
microglia and
oligodendroglia
La glía está constituida por diversos
tipos celulares
Microglia (derivan de células stem
hemopoiéticas)
Macroglia (derivan del ectodermo)
– Oligodendroglía
– Célula ependimaria
– Astroglía
– Célula Schwann (SNP)
Tipos de astrocitos
• Clasificación anatómica
Protoplásmico: se
encuentran en la sustancia
gris. Tienen muchos
procesos ramificados, que
terminan sobre vasos
sanguíneos, sinapsis y
axones
Tipos de astrocitos
• Clasificación anatómica
Fibroso: se encuentran
en la sustancia blanca.
Tienen procesos
delgados, no
ramificados que
terminan sobre vasos
sanguíneos.
Unidad vascular-neurona-glía
N
A
V
A
A
Los procesos de astrocitos adyacentes no se solapan. Dividen regiones
del cerebro en compartimentos separados, en diferentes dominios de un
astrocito individual (territorio de un astrocito).
unidad vascular-neurona-glía
Mediante acoplamiento, los astrocitos pueden
desarrollar funciones especiales:
Relación astrocito-soma neuronal
Se acoplan metabólicamente con la neurona
Relación astrocito-axón
Regulan la concentración de K+en el espacio
intercelular
Relación astrocito-terminal sináptica
Regulan la concentración NT en espacio intercelular
(homeostasis de espacio intercelular)
Modulan la actividad neuronal y la trasmisión
sináptica, mediante la secreción de compuestos
biológicamente activos.
Relación astrocito-vaso sanguíneo
Regulan el flujo vascular y el aporte de glucosa y
oxígeno a zonas cerebrales activas
Astrocitos regulan el flujo vascular y el aporte de glucosa y oxígeno a zonas
cerebrales activas
Por acción de Neurotrasmisores liberados por las neuronas, los
astrocitos secretan compuestos vasodilatadores y constrictores
Las células gliales forman un sincitio continuo
oligodendroglia
S-100
Proteína
mileníca
básica
Unidad funcional glía-axón
a. Mantenimiento de la
estructura axonal.
b. Propagación del potencial
de acción
5 m/sec (sin mielina)
100 m/sec (con mielina)
microglia
Son los macrófagos del SN.
Se activan en respuesta al daño, secretan compuestos que activan
los astrocitos y los promueven a secretar compuestos neurotróficos
de protección para las neuronas.
Las células ependimarias recubren los ventrículos cerebrales y el canal central
de la médula espinal
• Secretorio (OSC, PC), aporta moléculas al LCR
• No secretorio
alteración del neuroepitelio (SN embrionario) y epéndimo adulto producen
hidrocefalia y malformaciones de la corteza cerebral.
Rudolf Virchow,
1821-1902
Soporte estructural
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Homeostasis del microambiente cerebral
Aportan sustancias biologicamente activas a las
neuronas (acoplamiento metabólico)
Forman y modulan las sinapsis (plasticidad)
Regulan el flujo vascular
Barrera sangre-cerebro
Desarrollo neural (glía radial)
Regulan la actividad neuroendocrina
Barrera hematoencefálica
Las células endoteliales de los vasos sanguíneos se unen a través de uniones
estrechas, lo que impide el paso libre de sustancias desde el vaso sanguíneo
hacia el parénquima nervioso
Los astrocitos inducen las formación de uniones estrechas en el endotelio
capilar.
Las células troncales neurales
son células gliales
¿cúal es el rol de la neurona y glía
para producir un microambiente
neural favorable de
diferenciación?¿qué factores
regulan la diferenciación celular?
Tratamiento potencial
•Cancer
•Daño en la médula espinal
•Daño muscular
•Daño cardiaco
•Enfermedades neurodegenerativas