Neurulación y desarrollo neuronal: procesos clave del crecimiento axonal, sinapsis y neurotransmisores

Neurobiología: neurulación, crecimiento axonal y sinapsis

1. Esquematice el proceso de neurulación explicando cada paso

Neurulación (paso de placa neural a tubo neural):

• Placa neural: estructura ectodérmica que se forma en la línea media del embrión.
• Invaginación de la placa: la placa neural se pliega y forma el surco neural.
• Crestas neurales: bordes de la placa que se elevan y, al cerrarse el surco, forman las crestas neurales.
• Cierre del tubo neural: la fusión de los pliegues neurales da lugar al tubo neural, precursor del sistema nervioso central.
• Formación de somitas: los mesodermos paravertebrales forman somitas (a veces escrito "somitos"), que contribuyen a la formación de las vértebras y otras estructuras musculoesqueléticas.

4. Caracterice una neurona y las diferentes tipos de células gliales

Neurona: célula especializada en la transmisión de información. Componentes principales: dendritas, soma (cuerpo celular), axón y terminal sináptico.

Células gliales:

• Microglía: células inmunitarias del sistema nervioso, con función de defensa y fagocitosis.
• Macroglía: incluye a las siguientes células:
  • Oligodendrocitos: forman la mielina en el sistema nervioso central.
  • Astrocitos: participan en soporte metabólico, regulación del ambiente extracelular y barrera hematoencefálica.
  • Células de Schwann: forman la mielina en el sistema nervioso periférico.

6. Cuadro comparativo con los neurotransmisores que utiliza cada uno de los sistemas

Sistema simpático: neurotransmisores principales: acetilcolina (fibras preganglionares) y noradrenalina (fibras posganglionares en la mayoría de los órganos; en algunas estructuras como las glándulas sudoríparas la posganglionar libera acetilcolina). En general inerva musculatura lisa y cardíaca así como glándulas.

Sistema parasimpático: neurotransmisor principal: acetilcolina en fibras pre y posganglionares; inerva fundamentalmente glándulas, músculo liso y corazón.

7. Esquematice el crecimiento axonal según Langley

Langley propuso que un axón crece y se guía por señales moleculares del entorno que pueden ser atraedoras o repulsivas, permitiendo que el axón alcance su diana específica.

8. Explique la teoría de Sperry

Sperry formuló la idea de que los axones se dirigen de manera específica hacia su objetivo mediante un mapa químico preestablecido; esta hipótesis se conoce como teoría de la quimioespecificidad (señales químicas guían a los axones hacia su destino correcto).

9. Nombre y explique las señales medioambientales que guían al cono de crecimiento

Señales que guían al cono de crecimiento:

• Adherencia: interacciones con moléculas de la matriz extracelular y con otras células que permiten anclaje y avance.
• Fasciculación: tendencia de los axones a crecer juntos formando fascículos; los conos de crecimiento se adhieren entre sí.
• Quimiotaxis: señales químicas attractivas o repulsivas que orientan el crecimiento axonal.
• Repulsión o inhibición: señales que obligan al axón a desviarse o detenerse frente a ciertas regiones.
• Inhibición por contacto: contacto físico con ciertos tipos celulares o moléculas que impide el avance en esa dirección.

10. ¿Qué es el cono de crecimiento y cómo está compuesto?

El cono de crecimiento es la estructura más distal del axón responsable de explorar el ambiente y guiar el crecimiento axonal. Está compuesto por:

• Filópodos: prolongaciones delgadas ricas en actina que dan capacidad sensitiva y de exploración al axón.
• Lamelipodios: estructuras aplanadas que participan en la motilidad y en la interacción con el sustrato, dando un aspecto erizado al cono.
• Núcleo central: región más proximal del cono donde se localizan orgánulos y microtúbulos que soportan el transporte axonal.

11. Explique el proceso de crecimiento del cono axonal

El cono de crecimiento guía al axón mediante la detección e integración de múltiples señales (adhesivas, quimiotácticas y mecánicas). Las dinámicas del citoesqueleto (actina y microtúbulos) permiten la extensión y la retractación de filópodos y lamelipodios, y la interacción con receptores de membrana traduce las señales ambientales en cambios de dirección y crecimiento.

12. Nombre las características y funciones de las distintas moléculas de adhesión existentes

Moleculas de adhesión y sus funciones:

• Selectinas: participan en interacciones célula-célula, especialmente en procesos de adhesión dinámica; clásicamente descritas en el sistema inmunitario.
• Cadherinas: moléculas dependientes de calcio (Ca2+), median adhesión célula-célula y son importantes en la formación de sinapsis y en el reconocimiento célula-célula.
• Moléculas de la familia de las inmunoglobulinas (CAMs de la familia de inmunoglobulinas): median adhesión célula-célula y la interacción con la matriz y otras células durante el desarrollo neural.
• Integrinas: receptores transmembrana que conectan la matriz extracelular con el citoesqueleto e inician cascadas de señalización química que regulan crecimiento, supervivencia y migración celular.

13. Cuadro comparativo entre la sinapsis química y la sinapsis eléctrica

14. Nombre las características y funciones de los distintos neurotransmisores existentes

Acetilcolina (ACh): puede ser excitatoria en la unión neuromuscular y en varias sinapsis del sistema nervioso central y periférico; interviene en la contracción muscular y en procesos de atención y memoria en el SNC.

Glutamato: principal neurotransmisor excitatorio en el sistema nervioso central. Receptores: NMDA y receptores no NMDA (como AMPA y kainato), esenciales en plasticidad sináptica.

GABA (ácido gamma-aminobutírico): principal neurotransmisor inhibidor en el cerebro; actúa a través de receptores como GABA-A (canal iónico) y GABA-B (receptor acoplado a proteína G), regulando la excitabilidad neuronal.