LA NEURONA

1. LA NEURONA Y SUS FENÓMENOS ELÉCTRICOS

1.1 La Neurona:

 Es un tipo de células del sistema nervioso cuya principal función es la excitabilidad eléctrica de su membrana plasmática. Están especializadas en la recepción de estímulos y conducción del impulso nervioso entre ellas o con otros tipos celulares como, por ejemplo, las fibras musculares de la placa motora. Altamente diferenciadas, la mayoría de las neuronas no se dividen una vez alcanzada su madurez; no obstante, una minoría sí lo hace.

Las neuronas presentan unas características morfológicas típicas que sustentan sus funciones: Un cuerpo celular, llamado soma central; una o varias prolongaciones cortas que generalmente transmiten impulsos hacia el soma celular, denominadas dendrita; y una prolongación larga, denominada axón, que conduce los impulsos desde el soma hacia otra neurona u órgano diana.

Una neurona típica consta de:

-Núcleo Celular: Situado en el cuerpo celular, suele ocupar una posición central y es muy visible, especialmente en las neuronas pequeñas. Contiene uno o dos nucléolos prominentes, así como una cromatina  dispersa, lo que da idea de la relativamente alta actividad transcripcional de este tipo celular. La envoltura nuclear, con multitud de poros nucleares, posee una lámina nuclear muy desarrollada.

-El soma o pericarion: Es el cuerpo celular de la neurona, el cual contiene el núcleo rodeado por el citoplasma, en el cual se hallan los típicos orgánelos:

• Los cuerpos de Nissl, que son condensaciones de retículo endoplasmático rugoso (RER); con ribosomas asociados; también aparecen ribosomas en disolución en el citosol y poliribosomas.

• Un retículo endoplasmático liso (REL)

• Se encuentra el citoesqueleto formado por neurofibrillas hechas de filamentos intermedios y microtubulos que participan en el movimiento de materiales entre el cuerpo y el axón

• Un aparato de Golgi 

• Numerosas mitocondrias

                         

Las Dendritas: son ramificaciones que proceden del soma neuronal que consisten en proyecciones citoplasmáticas envueltas por una membrana plasmática sin envoltura de mielina. En ocasiones, poseen un contorno irregular, desarrollando espinas. Sus orgánulos y componentes característicos son: muchos microtúbulos y pocos neurofilamentos, ambos dispuestos en haces paralelos; muchas mitocondrias; grumos de Nissl, más abundantes en la zona adyacente al soma; retículo endoplasmático liso, especialmente en forma de vesículas relacionadas con la sinapsis.

El axón: es una prolongación del soma neuronal recubierta por una o más células de Schwann en el sistema nervioso periferico de vertebrados, con producción o no de mielina. Puede dividirse, de forma centrífuga al pericarion en: cono axónico, segmento inicial, resto del axón.

• Cono axónico: Adyacente al pericarion, es muy visible en las neuronas de gran tamaño. En él se observa la progresiva desaparición de los grumos de Nissl y la abundancia de microtúbulos y neurofilamentos que, en esta zona, se organizan en haces paralelos que se proyectarán a lo largo del axón.

• Segmento inicial: En él comienza la mielinización externa. En el citoplasma, a esa altura se detecta una zona rica en material electronodenso en continuidad con la membrana plasmática, constituido por material filamentoso y partículas densas; se asume que interviene en la generación del potencial de acción que transmitirá la señal sináptica. En cuanto al citoesqueleto, posee esta zona la organización propia del resto del axón. 

• Resto del axón: En esta sección comienzan a aparecer los módulos de Ranvier y las sinapsis.

FUNCIÓN DE LAS NEURONAS:

Las neuronas tienen la capacidad de comunicarse con precisión, rapidez y a larga distancia con otras células, ya sean nerviosas, musculares o glandulares. A través de las neuronas se transmiten señales eléctricas denominadas impulsos nerviosos.

Estos impulsos nerviosos viajan por toda la neurona comenzando por las dendritas hasta llegar a los botones terminales, que se pueden conectar con otra neurona, fibras musculares o glándulas. La conexión entre una neurona y otra se denomina sinapsis.

Las neuronas conforman e interconectan los tres componentes del sistema nervioso: sensitivo, motor e integrador o mixto; de esta manera, un estímulo que es captado en alguna región sensorial entrega cierta información que es conducida a través de las neuronas y es analizada por el componente integrador, el cual puede elaborar una respuesta, cuya señal es conducida a través de las neuronas. Dicha respuesta es ejecutada mediante una acción motora, como la contracción muscular o secreción glandular.

-El impulso nervioso

Las neuronas transmiten ondas de naturaleza eléctrica originadas como consecuencia de un cambio transitorio de la permeabilidad en la membrana plasmática. Su propagación se debe a la existencia de una diferencia de potencial de membrana entre la parte interna y externa de la célula. La carga de una célula inactiva se mantiene en valores negativos (el interior respecto al exterior) y varía dentro de unos estrechos márgenes. Cuando el potencial de membrana de una célula excitable se despolariza más allá de un cierto umbral, la célula genera un potencial de acción.

 Un potencial de acción es un cambio muy rápido en la polaridad de la membrana de negativo a positivo y vuelta a negativo, en un ciclo que dura unos milisegundos.

Se determina la diferencia de potencial por la diferencia absoluta entre las cargas positivas y negativas entre el interior y el exterior con relación a la membrana. Esta diferencia se computa por la carga aniónica y catiónica entre ambos lados de esta membrana de todos los iones existentes, principalmente.

 Sin embargo, cuando un canal iónico se abre, el tránsito iónico es a favor de su gradiente electroquímico, esto es, pretende equilibrar el número de iones, independientemente del potencial trasmembrana actual. Este mecanismo circunstancial de movimiento iónico permite el tránsito entre estados de polarización y despolarización.

-Neurosecreción:

Las células neurosecretoras son neuronas especializadas en la secreción de sustancias que, en vez de ser vertidas en la hendidura sináptica, lo hacen en capilares sanguíneos, por lo que sus productos son transportados por la sangre hacia los tejidos diana; esto es, actúan a través de una vía endocrina. Esta actividad está representada a lo largo de la diversidad zoológica: se encuentra en crustáceos, insectos, equinodermos, vertebrados, etc.

-Velocidad de transmisión del impulso:

El impulso nervioso se transmite a través de las dendritas y el axón. La velocidad de transmisión del impulso nervioso, depende fundamentalmente de la velocidad de conducción del axón, la cual depende a su vez del diámetro del axón y de la mielinización de éste.

 El axón lleva el impulso a una sola dirección y el impulso es transmitido de un espacio a otro. Las dendritas son las fibras nerviosas de una neurona, que reciben los impulsos provenientes desde otras neuronas. Los espacios entre un axón y una dendrita se denominan espacio sináptico.

-Redes neuronales:

Una red neuronal se define como una población de neuronas físicamente interconectadas o un grupo de neuronas aisladas que reciben señales que procesan a la manera de un circuito reconocible. La comunicación entre neuronas, que implica un proceso electroquímico, implica que, una vez que una neurona es excitada a partir de cierto umbral, ésta se despolariza transmitiendo a través de su axón una señal que excita a neuronas aledañas, y así sucesivamente. El sustento de la capacidad del sistema nervioso, por tanto, radica en dichas conexiones.

-Cerebro y neuronas:

El número de neuronas en el cerebro varía drásticamente según la especie estudiada. Se estima que cada cerebro humano posee en torno a 10 neuronas: es decir, unos cien mil millones. No obstante, Caenorhabditis elegans, un gusano nematodo muy empleado como animal modelo, posee sólo 302; y la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster, unas 300.000, que bastan para permitirle exhibir conductas complejas. La fácil manipulación en el laboratorio de estas especies,cuyo ciclo vital de vida es muy corto y cuyas condiciones de cultivo poco exigentes, permiten a los investigadores cientificos emplearlas para dilucidar el funcionamiento neuronal, puesto que el mecanismo básico de la actividad neuronal es común al de nuestra especie.

CLASIFICACIÓN:

1.Según la forma y el tamaño:

Célula piramidal, en verde (expresando GFP). Las células teñidas de color rojo son interneuronas GABA érgicas.

Las neuronas se clasifican en:

• Poliédricas: como las motoneuronas del asta anterior de la médula.

• Fusiformes: las que se encuentran en el doble ramillete de la corteza cerebral.

• Estrelladas: como las neuronas estrelladas de la corteza cerebral y las estrelladas, en cesta y Golgi del cerebelo.

• Esféricas: en ganglios espinales, simpáticos y parasimpáticos

• Piramidales: presentes en la corteza cerebral.

• Unipolares: son aquéllas desde las que nace sólo una prolongación que se bifurca y se comporta funcionalmente como un axón salvo en sus extremos ramificados en que la rama periférica reciben señales y funcionan como dendritas y transmiten el impulso sin que éste pase por el soma neuronal. Son típicas de los ganglios de invertebrados y de la retina.

• Bipolares: poseen un cuerpo celular alargado y de un extremo parte una dendrita y del otro el axón (solo puede haber uno por neurona). El núcleo de este tipo de neurona se encuentra ubicado en el centro de ésta, por lo que puede enviar señales hacia ambos polos de la misma.

• Multipolares: tienen una gran cantidad de dendritas que nacen del cuerpo celular. Ese tipo de células son la clásica neurona con prolongaciones pequeñas (dendritas) y una prolongación larga o axón. Representan la mayoría de las neuronas. Dentro de las multipolares, distinguimos entre las que son de tipo Golgi I, de axón largo, y las de tipo Golgi II, de axón corto. Las neuronas de proyección son del primer tipo, y las neuronas locales o interneuronas del segundo.

• Monopolar: son aquéllas en las cuales el cuerpo celular tiene una sola dendrita o neurita, que se divide a corta distancia del cuerpo celular en dos ramas, una que se dirige hacia una estructura periférica y otra que ingresa en el sistema nervioso central. Se hallan ejemplos de esta forma de neurona en el ganglio de la raíz posterior.

• Anaxónicas: son pequeñas. No se distinguen las dendritas de los axones. Se encuentran en el cerebro y órganos especiales de los sentidos.

• Axón muy largo o Golgi de tipo I. El axón se ramifica lejos del pericarion. Con axones de hasta 1 m.

• Axón corto o Golgi de tipo II. El axón se ramifica junto al soma celular.

2.Según la polaridad:

Las neuronas se clasifican en:

• Unipolares: son aquéllas desde las que nace sólo una prolongación que se bifurca y se comporta funcionalmente como un axón salvo en sus extremos ramificados en que la rama periférica reciben señales y funcionan como dendritas y transmiten el impulso sin que éste pase por el soma neuronal. Son típicas de los ganglios de invertebrados y de la retina.

• Bipolares: poseen un cuerpo celular alargado y de un extremo parte una dendrita y del otro el axón (solo puede haber uno por neurona). El núcleo de este tipo de neurona se encuentra ubicado en el centro de ésta, por lo que puede enviar señales hacia ambos polos de la misma.

• Multipolares: tienen una gran cantidad de dendritas que nacen del cuerpo celular. Ese tipo de células son la clásica neurona con prolongaciones pequeñas (dendritas) y una prolongación larga o axón. Representan la mayoría de las neuronas. 

• Pseudounipolares (monopolar): son aquéllas en las cuales el cuerpo celular tiene una sola dendrita o neurita, que se divide a corta distancia del cuerpo celular en dos ramas, motivo por cual también se les denomina pseudounipolares (pseudos en griego significa "falso"), una que se dirige hacia una estructura periférica y otra que ingresa en el sistema nervioso central. 

• Anaxónicas: son pequeñas. No se distinguen las dendritas de los axones. Se encuentran en el cerebro y órganos especiales de los sentidos.

3.Según las características de las neuritas

De acuerdo a la naturaleza del axón y de las dendritas, clasificamos a las neuronas en:

• Sin axón definido. Como las células amacrinas de la retina.
• Isodendríticas. Con dendritas rectilíneas que se ramifican de modo que las ramas hijas son más largas que las madres.

• Idiodendríticas. Con las dendritas organizadas dependiendo del tipo neuronal; por ejemplo, como las células de Purkinje del cerebelo.

• Alodendríticas. Intermedias entre los dos tipos anteriores.

4.Según el mediador químico:

      Las neuronas se clasifican en:

• Colinérgicas: Liberan acetilcolina.

• Noradrenérgicas: Liberan norepinefrina.

• Dopaminérgicas: Liberan dopamina.

• Serotoninérgicas: Liberan serotonina.

• GABAérgicas: Liberan GABA, es decir, ácido γ-aminobutírico.

5.Según la función:

Las neuronas pueden ser:

• Motoras: Son las encargadas de producir la contracción de la musculatura.

• Sensoriales: Reciben información del exterior, ej. Tacto, gusto, visión y la trasladan al sistema nervioso central.

• Interneuronas: Se encargan de conectar entre las dos diferentes neuronas. Son las responsables de funciones de percepción, aprendizaje, recuerdo, decisión y control de conductas complejas.