Fisiología nerviosa

SISTEMA NERVIOSO
El sistema nervioso es una red de tejidos, que fisiológicamente se le reconocen tres funciones básicas:
 Sensitiva: Percepción de los estímulos externos (luz, sonidos, sabores, olores, dolor, presión, temperatura, entre otros) y estímulos procedentes del interior del organismo (dolor orgánico o neuropático, distensión visceral, detección de pH sanguíneo o niveles de oxigeno y dióxido de carbono)
 Integración: Consiste en procesar la información captada en los receptores sensitivos, almacenar algunos aspectos de ella, coordinar y emitir una respuesta frente a la misma.
 Motora: Respuesta efectora frente a la información. Los efectores pueden ser musculares (estriado, cardíaco, liso) o glandulares.
Para cumplir estás funciones, el sistema nervioso se dispone en órganos centrales (encéfalo y médula espinal) y estructuras periféricas denominadas nervios. Las fibras nerviosas que llevan información desde la periferia al sistema nervioso central se llaman aferentes, mientras que aquellas que llevan información desde el sistema nervioso central a la periferia (órganos efectores -músculos o glándulas-) se llaman fibras eferentes.
La neurona
Es la unidad anatómica y funcional del tejido nervioso, especializada en la recepción de información del medio (estímulos), transmisión del impulso nervioso y generación de respuesta. Las neuronas se encuentran rodeadas de células no excitables, la neuroglía o glía, que cumple las funciones de soporte, nutrición, defensa y regulación de la composición del material intercelular. Las partes de una neurona son:
1. El soma o cuerpo neuronal: Estructura celular compuesta por un gran núcleo, citoplasma, neurofibrillas, organelos y gránulos de Nissl.
2. Prolongaciones citoplasmáticas
2.1. Dendritas: Son extensiones del soma, constituyen una gran superficie de recepción para la neurona y de conducción centrípeta (el impulso entra por ellas).
2.2. Axón o cilindroeje: Estructura única, larga, no ramificada y de conducción centrífuga (por el que sale el impulso nervioso). Se encuentra envuelto por una vaina de mielina que actúa como aislante y aumenta la velocidad de transmisión.
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Fisiología básica de la neurona
Las neuronas pueden recibir, transmitir y enviar impulsos eléctricos (impulso nervioso), los cuales en las sinapsis se transforman en “impulsos químicos” que llevan la información hacia otra neurona o bien, hacia un efector específico (por ejemplo, músculo, glándula) donde se generará una respuesta.
La conducción nerviosa está asociada con fenómenos eléctricos. La diferencia en la cantidad de carga eléctrica entre una regíón de carga positiva y una regíón de carga negativa se llama potencial eléctrico. Las membranas plasmáticas tienen una diferencia de potencial eléctrico -el potencial de membrana-
En el que el lado interno de la membrana es negativo respecto al lado externo. El potencial eléctrico neuronal es posible por la diferencia de concentración intracelular y extracelular de diversos iones, principalmente el potasio (K+) y el sodio (Na+), cuyo movimiento entre un compartimiento y otro, está regulado por diversos factores tales como: difusión simple, atracción o repulsión de cargas según su polaridad y las propiedades de la membrana neuronal, que la hace impermeable a las partículas iónicas requiriéndose proteínas transportadoras (difusión facilitada) o transporte activo (bomba sodio-potasio).
La diferencia de voltaje entre el lado externo e interno de la membrana (diferencia de potencial) constituye el llamado potencial de reposo de la membrana. Cuando el axón es estimulado, el interior se carga positivamente con relación al exterior, es decir, se produce una inversión de la polaridad, lo cual se denomina potencial de acción. El potencial de acción que se desplaza a lo largo de la membrana representa el impulso nervioso.
Una vez iniciado el impulso nervioso, la inversión transitoria de la polaridad mantiene un movimiento continuo a lo largo de todo el axón, es decir se autopropaga o renueva mediante los cambios iónicos señalados, donde el sodio tiene un papel crucial. El impulso se mueve siempre en una sola dirección porque el segmento de axón situado “detrás” del sitio donde se produjo el potencial de acción tiene un breve período refractario durante el cual los canales de sodio no se abren, de modo que el potencial de acción no puede retroceder.
En las fibras nerviosas mielinizadas, la vaina de mielina hace que la propagación del impulso nervioso sea más rápida, por cuanto la membrana del axón, sólo entra en contacto con el líquido intersticial en las zonas correspondientes a los nodos de Ranvier, concentrándose en esta área todos los canales iónicos y bombas sodio-potasio. De esta forma, los potenciales de acción se pueden generar solo en los nodos y el impulso salta de nodo e nodo, acelerándose la conducción.
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La sinapsis es el lugar donde una neurona (célula presináptica) transmite los impulsos a otra (célula postsináptica). La porción terminal del axón de la neurona presinaptica (botón sináptico) contiene gran cantidad de mitocondrias y estructuras vesiculares llenas de sustancias químicas denominadas neurotransmisores La llegada del impulso nervioso transmitido a lo largo del axón hasta los botones sinápticos, provoca que los neurotransmisores sean vertidos en la hendidura sináptica, al tiempo que las mitocondrias suministran la energía necesaria para sintetizar nuevos neurotransmisores.
Los neurotransmisores (NT) liberados en la hendidura sináptica se unen a receptores específicos presentes en las células postsinápticas, los que al activarse modifican la conductancia de diversos iones desencadenando en ellas (si alcanza el potencial de acción requerido) sus efectos, al mismo tiempo que el neurotransmisor es destruido o removido para que su efecto no se repita.
La transmisión neurohumoral puede resumirse en etapas:
 Conducción axonal Pasaje de un impulso eléctrico (potencial de acción) a lo largo de la membrana plasmática de una célula excitable (la neurona)
 Transmisión sináptica Pasaje de impulsos a través de una uníón sináptica o neuroefectora.
De esta forma, el impulso nervioso originalmente eléctrico se transforma en un impulso químico que actuará sobre la membrana de la célula postsináptica.
Procesos fisiológicos en la sinapsis
Asociados al proceso de neurotransmisión en el terminal sináptico ocurren los siguientes procesos:
1. Captura del precursor: Se extrae de la circulación la materia prima (aminoácidos, azúcares u otros) con que se fabrica el neurotransmisor
2. Síntesis del neurotransmisor (NT)
3. Almacenamiento del neurotransmisor: Es envuelto y se forman vesículas
4. Liberación del NT: Mediante un proceso de transporte de masa es vertido al espacio sináptico
5. Uníón del neurotransmisor (NT) a su receptor (postsináptico) específico
6. Recaptura y metabolismo del NT: Para evitar que siga actuando sobre la membrana postsináptica.
Neurotransmisores y su clasificación
En el sistema nervioso central, un neurotransmisor es una biomolécula que transmite información de una neurona a otra neurona, las cuales se hayan unidas mediante una sinapsis. Durante la propagación del impulso nervioso, la neurona presináptica libera el neurotransmisor (NT), el cual atraviesa el espacio sináptico para fijarse a puntos específicos (receptores) de la neurona postsináptica provocando un cambio en su potencial de acción.
En el sistema nervioso periférico, la porción somática (nervios raquídeos, pares craneales) transmite información de la neurona presináptica a la membrana postsináptica del órgano efector, que en este caso es el músculo estriado.
Mientras que la fracción vegetativa o visceral (simpático, parasimpático) del sistema nervioso periférico, a diferencia del anterior, la neurona que parte del sistema nervioso central, se dirige a un conjunto de ganglios periféricos, donde se sitúan un segundo grupo de neuronas capaces de actuar de forma autónoma sobre sus efectores (músculo cardíaco, músculo liso, glándulas, músculos piloerectores) provocando actividad involuntaria. En todo caso, también existe una regulación central de estas funciones autonómas.
Considerando su composición química se pueden agrupar en:
1. Colínérgicos: Acetilcolina (Ach)  Es el neurotransmisor principal del sistema nervioso parasimpático y del sistema nervioso somático (neuromuscular)
2. Adrenérgico: Comprende varios subgrupos:
a. Catecolaminas: Adrenalina (epinefrina) y noradrenalina (norepinefrina). Se asocia a la transmisión nerviosa en el sistema nervioso simpático
b. Dopamina: Generado principalmente en el sistema nervioso central
c. Indolaminas: Serotonina, melatonina, histamina
3. Aminoacidérgicos: GABA, taurina, glicina, glutamato, aspartato
4. Peptidérgicos: Endorfinas, sustancia P, encefalina, vasopresina, oxitocina, somatostatina
5. Radicales libres: Oxido nítrico (NO2), Monóxido de carbono (CO), adenosin trifosfato (ATP), ácido araquidónico
Algunas de las funciones con los que se asocian los neurotransmisores (NT) previamente señalados se resumen en el cuadro siguiente:
Receptores y su clasificación
En los sistemas biológicos, el término receptor se refiere a moléculas, generalmente proteícas, presentes en la membrana citoplasmática celular o a nivel intracelular, como por ejemplo, en las membranas de las organelas celulares (mitocodrias, retículo endoplasmático), en el citoplasma o en el núcleo celular, a la que se unen específicamente las “moléculas señalizadoras” conocidas como neurotransmisores (NT) y hormonas. La uníón “molécula señalizadora-receptor” provoca una serie de reacciones en el interior de las células que da lugar a la “regulación o modificación funcional” de la actividad celular, de acuerdo al estímulo recibido y la influencia de otros factores (estado metabólico, por ejemplo).
Como resulta evidente, los receptores biológicos están hechos para responder a sustancias señalizadoras naturales y específicas, no obstante, esta propiedad es usada en medicina para desarrollar fármacos que tengan la capacidad de unirse a esos mismos receptores orgánicos y aprovechan la función fisiológica de estos, bien sea, promovíéndola o imitándola (drogas agonistas) o inhibíéndola (drogas antagonistas) según se requiera.
SISTEMA NERVIOSO CENTRAL
Sistema nervioso central (SNC), conformado por:
1.- Encéfalo: Cerebro, cerebelo y tallo cerebral (Mesencéfalo, Protuberancia anular, bulbo raquídeo)  En el se integra y relaciona la información sensitiva aferente, se generan los pensamientos y emociones, se forma y almacena la memoria, genera los impulsos nerviosos que llevan a la contracción muscular y secreción glandular. Coordina las funciones del organismo
1.1. Cerebro: Es el lugar donde llegan las señales procedentes de los órganos de los sentidos, de las terminaciones nerviosas nociceptivas y propioceptivas, siendo por ende, el sitio donde se reconoce e interpreta la información sensorial, a la vez, que controla y coordina la motricidad (movimientos). Por otra parte, constituye el centro responsable de los pensamientos, la cognición, las emociones, la memoria y el aprendizaje. Considerando el aspecto funcional del cerebro, tenemos que este trabaja en base a sus dos hemisferios: derecho e izquierdo, y la corteza cerebral que los recubre.
 El hemisferio derecho recibe, elabora y expresa la información sensorial y espacial. Se relaciona con la creatividad y el arte. Controla el lado izquierdo del cuerpo.
 El hemisferio izquierdo recibe, elabora y expresa la información conceptual. Es el hemisferio lógico, matemático analítico y verbal. Controla el lado derecho del cuerpo, usualmente se encarga del lenguaje y el habla.
Cada hemisferio se subdivide en 4 lóbulos cerebrales, los cuales desde la perspectiva anatomo-funcional cumplen estas funciones:
 Lóbulo Frontal: Contiene la corteza motora primaria, en la cual se encuentran las neuronas que controlan la actividad motora-voluntaria. Las actividades cerebrales superiores, tales como: pensamiento, cognición, toma de decisiones, comportamiento, personalidad, tienen su asiento en este lóbulo. Además, integra conocimiento y emoción, regulando así al sistema límbico.
 Lóbulo Parietal: Aloja la corteza somatosensorial primaria, es decir, es una zona sensitiva y de orientación corporal del hemicuerpo contralateral. Además, está implicado en la capacidad matemática y aritmética, así como en la asociación de la lectura, la escritura y el habla.
 Lóbulo Temporal: Procesa los sonidos corresponde a la corteza auditiva. También se especializa en la recepción y comprensión del lenguaje, la memoria y el aprendizaje. Relaciona la información sensorial con emociones y afectos.
 Lóbulo Occipital: Procesa la información que llega de la retina (corteza visual), Discriminación del color y el movimiento, reconocimiento de las formas.
Las otras porciones del cerebro, forman el diencéfalo, que se divide en epitálamo, tálamo, subtálamo e hipotálamo. Algunas de estas estructuras actúan como vías integradoras. De esta forma, el hipotálamo, el hipocampo, la amígdala cerebral y el mesencéfalo, en su conjunto conforman el sistema límbico, el cual controla las emociones básicas (miedo, ira, aversión, sorpresa, alegría, tristeza), la respuesta adaptativa (temor, agresividad, rabia, rechazo, amor, protección) que surgen ante los estímulos emocionales, la respuesta física emocional,los instintos naurales (defensa, sobrevivencia, sexual, nutricio), las motivaciones, la conducta (comportamiento afectivo). Desde el punto de vista fisiológico, este sistema interacciona con el sistema nervioso autónomo y el sistema endocrino.
El hipotálamo cumple importantes funciones, tales como: regula la sed, regula el hambre y la saciedad, la temperatura corporal, el sueño y la vigilia. Está implicado en la activación de los mecanismos de la expresión emocional, así como, en las sensaciones de dolor y placer. Excita e integra las reacciones viscerales y somáticas de la emoción. Actúa como enlace entre el sistema nervioso y el endocrino, secretando factores que controlan la hipófisis (regulando así el sistema endocrino), además actúa como glándula al segregar oxitocina y hormona antidiurética.