Las actividades del SN se desarrollan gracias a la actividad de un amplio entramado de células nerviosas, neuronas y neuroglias (que proporciona soporte y cobertura), el tejido nervioso está constituido por estos últimos, los vasos sanguíneos y las meninges no se consideran tejido nervioso.

La neurona es una célula altamente especializada  que no se divide después de la vida embrionaria. Es una célula capaz de recibir información, integrarla , seleccionarla e informar a otras células.

Constituido por con sus correspondientes prolongaciones, que forman la sustancia gris y la sustancia blanca. Ambos tipos de células recibieron esta denominación por el anatomista alemán del siglo XIX, Rudolph Virchow.

Iguales a cables eléctricos

Las neuronas son las células magnas del sistema nervioso y como ya se mencionó están altamente especializadas en la transmisión de estímulos, mientras que las neuroglias son células nerviosas que facilitan la actividad de las neuronas además de dar soporte.

La neurona se podría comparar con un cable eléctrico: en un extremo del cable hay un interruptor que es activado por otra neurona; este interruptor detona una señal que recorre el cable (corriente eléctrica), lo cual produce algún efecto (p. ej., se enciende una luz o, en el caso neuronal, se activa otra neurona o se activan las glándulas y músculos). Al igual que los interruptores de luz de una casa, la neurona está encendida o apagada.

Con unos cuantos elementos adicionales de información las neuronas pueden ya sea para excitar o inhibir a otra neurona.

La neurona es la unidad estructural y funcional del sistema nervioso. Está formada por cuatro regiones características: el soma (cuerpo celular nervioso), las dendritas, el axón y la sinapsis, entre otros elementos que se abordaran de manera general.

Regiones de la neurona

Soma o cuerpo celular nervioso

El soma es el centro metabólico de la célula y contiene el núcleo celular. El núcleo se localiza en el centro del soma, y el citoplasma que rodea inmediatamente al núcleo se denomina pericarión.

El núcleo (“nuez”) que es la central eléctrica: éste contiene el nucléolo (que fabrica los ribosomas implicados en la síntesis de proteína) y los cromosomas (el material genético; ADN). Cuando el nucléolo está activo, porciones de los cromosomas (genes) crean otra molécula compleja denominada ácido ribonucleico mensajero (ARNm;).

Este ARNm contiene una copia de la información genética almacenada en ese lugar; después deja la membrana y se une a los ribosomas, donde causa la producción de proteínas.

Estas proteínas son importantes en la estructura y funcionamiento celular; en particular, sirven como enzimas que dirigen los procesos químicos de una célula. La principal función del cuerpo celular es ejecutar el mantenimiento necesario para preservar el funcionamiento de la neurona (p. ej., convertir los nutrientes en energía).

Además de albergar el núcleo, el soma alberga diversos orgánulos, entre los que destacan el retículo endoplásmico rugoso (RER); corpúsculo de Nissl; un gran aparato de Golgi perinuclear, mitocondrias abundantes, y un sistema bien desarrollado de microtúbulos, microfilamentos y neurofilamentos.

Membrana celular de la neurona

Las neuronas se comunican modulando el potencial de membrana mediante su despolarización y repolarización, de modo que una onda de despolarización se transmite a lo largo de las proyecciones de la neurona hasta llegar a otra neurona, célula muscular o célula de una glándula atreves de una unión especializada conocida como sinapsis.

Hay una diferencia en el potencial eléctrico, de aproximadamente 70 mV (L.Clark; N. Boustros y Mendez; 2010), entre la membrana celular de la neurona en reposo aunque Geneser (1998) menciona que es de  90mV.

 Esto se debe a un exceso de aniones (Iones con carga negativa) en el interior de la membrana, en relación con el exterior. Tres procesos son responsables de esta diferencia: una bomba iónica, la difusión simple y la carga electrostática.

Las bombas son moléculas proteicas presentes en las membranas celulares que utilizan energía (del trifosfato de adenosina) para mover iones contra gradientes de concentración.

Estas están polarizadas estrictamente de modo que la cara interna es menos positiva que la externa debido a la diferencia entre las concentraciones iónicas; concretamente, la concentración de iones Na+ y Cles mayor fuera de la célula que en su interior, mientras que la concentración de iones K+ es más alta dentro de la célula que fuera de ella.

Regiones especializadas en la membrana:

Hay cuatro regiones especializadas en la membrana celular de la neurona

• La región receptiva, representada por las dendritas y, en menor grado, el cuerpo celular de la neurona. Cuando la membrana de la dendrita está despolarizada una onda eléctrica se transmite de la dendrita hacia la membrana del cuerpo celular y el cono axónico a medida que la onda se extiende por la membrana de la dendrita y el cuerpo celular, la amplitud del voltaje disminuye debido a la resistencia inherente en la membrana.

• La región que dispara el potencial de acción  de todo o nada está representada por el cono axónico. Si la onda despolarizante de la dendrita es de magnitud suficiente al llegar a éste, se produce el potencial de acción de todo o nada en el segmento inicial del axón.

• La región de «conductancia» de la membrana celular de neurona está representada por el axón, cuando el axón está mielinizado, no hay canales iónicos de sodio y la señal eléctrica debe pasar por el citoplasma al siguiente nodo de Ranvier. La membrana celular de la neurona en el nodo contiene muchos canales iónicos donde se renueva el potencial de acción.

• La región de salida de la neurona está representada  por la terminal del axón.

Dendritas

Las dendritas son prolongaciones ramificadas, generalmente cortas, que reciben señales de otras neuronas. La mayoría de las neuronas del SNC posee varias dendritas y, por tanto, tiene una forma multipolar. Al extenderse en varias direcciones, las dendritas permiten que la neurona pueda recibir impulsos de orígenes diversos.

Las proyecciones celulares encargadas de la recepción de estímulos tanto externos como internos, suelen ramificarse y pueden arborizarse para recibir estímulos de diverso origen de manera simultánea, que transmiten en forma de impulso hacia el cuerpo celular. Una misma neurona suele poseer varias dendritas, cada una de las cuales contiene orgánulos, aunque carece del aparato de Golgi, en sus regiones proximales. Las proyecciones se ensanchan en las proximidades del soma y se estrechan conforme se alejan de él.

Procesos de estimulacion en las dendritas

El árbol dendrítico puede tener contacto hasta con otras 100.000 neuronas. La fuerza de la estimulación recibida por las dendritas se suma a través de dos procesos:

a) Sumación espacial, que puede sumar varias señales débiles que provienen de una población local de neuronas de contacto (es decir, pequeñas cantidades de neurotransmisores emitidos por varios botones terminales axonales) en una sola señal grande (esta activación simultánea se combina para enviar una señal fuerte al cono axonal)

b) Sumación temporal, que puede convertir una serie de señales débiles y rápidas provenientes de una sola neurona (lo cual da por resultado la liberación sucesiva de un neurotransmisor a lo largo de un periodo: del orden de milisegundos) para producir una señal más grande. La acumulación de señales que ingresan a la neurona se transmite entonces al cuerpo celular (soma) y al cono axonal: luego la neurona emite una descarga o no. La apariencia gris del encéfalo es el resultado del denso conjunto de cuerpos celulares y dendritas.

La señal entrante viaja desde las dendritas (y también a veces desde el soma, que puede recibir directamente la entrada de señales) como un potencial graduado (es decir, su fuerza está en proporción con la activación a través de la estimulación de los neurotransmisores liberados al nivel presináptico): sólo es en el cono axonal que el potencial de acción asume sus características de todo o nada.

Axón

Cada neurona tiene un solo axón; esta prolongación, cuya longitud puede variar considerablemente dependiendo del tipo de neurona, típicamente conduce impulsos que se alejan del cuerpo celular. Algunas neuronas no tienen axones, por lo que sus dendritas conducen señales en ambas direcciones. Los axones de las neuronas eferentes de la médula espinal y el encéfalo están situados en los nervios raquídeos y craneales y terminan en fibras musculares estriadas o en células nerviosas de ganglios autonómicos. El término neurita se aplica a cualquier tipo de prolongación neuronal, ya sea un axón o una dendrita.

El axón, conduce los estímulos de forma centrífuga. La estructura del axón es similar a un cable eléctrico; es posible que se extienda a una distancia muy larga (p. ej., desde la corteza cerebral a las regiones inferiores de la médula espinal) y que se divida en varias ramas. Lleva el potencial de acción que surge en el cono axonal hasta las terminaciones (botones).

Muchos axones están cubiertos por una vaina de tejido graso (es decir, la vaina de mielina que proporcionan los oligodendrocitos en SNC; y las células de Schwann cumplen con una función parecida en el SNP). Esta vaina satisface varias funciones. Primero, protege al axón de otras células, garantizando que la señal eléctrica no se disperse a las células circundantes y, segundo, sirve para aumentar la velocidad del potencial de acción.

Una pérdida de mielina tiene consecuencias profundas (p. ej. en la esclerosis múltiple). La vaina no es continua sino que forma varios segmentos alargados. Las brechas en la vaina se conocen como nódulos de Ranvier. Estas brechas permiten que entre y salte energía al axón para incrementar la velocidad de la señal eléctrica. La materia blanca del encéfalo está formada por fascículos de axones, cada uno cubierto de una vaina de mielina (cuya apariencia es la de una sustancia grasa de color blanco).

Botones terminales

Los botones terminales son la parte “expresiva” de la neurona. Liberan sustancias químicas (llamadas neurotransmisores) que fluyen dentro de la brecha entre neuronas (la hendidura sináptica) para hablar con las dendritas (y también a veces con el soma y axón) de las neuronas vecinas. Entonces la siguiente neurona transmite la señal a otras neuronas o a los órganos efectores.

Las neuronas son muy pequeñas; los cuerpos celulares varían de 5 a 100 micras de diámetro (1 micra = 1/1 000 milímetros; es decir, 1 000 micras es igual a 1 mm). Las dendritas tienen unos cuantos cientos de micras de longitud. En contraste, el axón puede ser excesivamente largo (p. ej., desde la cabeza hasta la base de la médula espinal y desde la médula espinal hasta los pies y manos).

Hendidura sináptica

Las neuronas se comunican entre sí a través de señales intercelulares. Este proceso se logra a través de la liberación de un neurotransmisor en la hendidura sináptica (brecha; “sinapsis” proviene del griego “syn” que significa  juntos y haptein” que significa asir); es decir, entre el botón terminal de la neurona transmisora (presináptica) y la neurona receptora (postsináptica) (este espacio extracelular es muy pequeño, 30 a 50 nanómetros).

El neurotransmisor viaja a través de la brecha y “habla” con la célula vecina. En general, la neurona postsináptica “escucha”, pero a través de una variedad de medios farmacológicos puede lograrse que se vuelva sorda.

Los neurotransmisores pueden tener efectos excitadores (es decir, aumentando la probabilidad de que la neurona postsináptica, receptora, emita una descarga) o efectos inhibidores (es decir, disminuye la probabilidad de que se dé esa descarga); también pueden tener efectos moduladores (es decir, al modificar el funcionamiento de la transmisión sináptica); estos efectos se ven más adelante.

Las características químicas y físicas de cada sinapsis determinan la fuerza y polaridad de la nueva señal entrante (la potencial eléctrica no cruza esta brecha, sólo el neurotransmisor liberado en los botones terminales). La naturaleza de la sinapsis es responsable de la gran flexibilidad del encéfalo, pero también es un punto muy vulnerable en el procesamiento neuronal de información. Por ejemplo, cambiar la sustancia química en la hendidura sináptica puede cambiar la naturaleza inhibidora o excitadora del mensaje químico.

Los fármacos tienen importantes efectos en la producción y destrucción de estas sustancias químicas esenciales  por ejemplo el gas nervioso sarín causa la muerte porque neutraliza otra sustancia, la acetilcolinesterasa, que normalmente regula al neurotransmisor acetilcolina: su efecto letal es resultado del hecho de que, como consecuencia de la acción química en la sinapsis, cuando las neuronas emiten descargas, siguen detonando una respuesta en las neuronas vecinas y ya no es posible controlar los músculos (lo cual resulta en asfixia).

Vesículas

Las terminales presinápticas contienen vesículas (“pequeñas vasijas”) llenas de moléculas químicas (es decir, neurotransmisores). Cuando el potencial de acción llega a los botones terminales, una señal química obliga a las vesículas a fundirse con la membrana presináptica de la célula y luego a romperse y derramar su neurotransmisor en la hendidura sináptica. Una vez que la vesícula libera su neurotransmisor, y si éste ocupan número suficiente de receptores, entonces se activan las moléculas en la membrana postsináptica.

Sinapsis

La sinapsis es el complejo de unión entre la terminal del axón presináptica y el tejido postsináptico. Hay dos tipos de sinapsis: la sinapsis eléctrica y la sinapsis química.

Las sinapsis eléctricas ofrecen una unión electrotónica entre las neuronas y se hallan en las uniones de las hendiduras entre las neuronas. Permiten el paso bidireccional de iones directamente de una célula a otra. Las sinapsis eléctricas se hallan en situaciones en las que se necesita un comportamiento estereotipado rápido y son poco comunes en el sistema nervioso humano.

La sinapsis química puede identificarse en una micrografía de electrones por la gran cantidad de vesículas agrupadas en la terminal del axón, en el lado presináptico de la hendidura.

Cada vesícula sináptica está llena de varios miles de moléculas de un neurotransmisor químico. La llegada del potencial de acción a la terminal del axón dispara una afluencia de iones de calcio por toda la membrana del axón hasta la terminal del axón. La afluencia de iones de calcio hace que las vesículas sinápticas, localizadas junto a la membrana presináptica, se fundan con ésta y liberen al neurotransmisor por la hendidura sináptica –proceso llamado exocitosis,  Permiten que el sistema nervioso pueda conectarse y controlar otros sistemas del cuerpo.

Los tipos de Sinapsis incluyen

• Sinapsis con axones (es decir, sinapsis axoaxónica)
• Con cuerpos celulares (es decir, una sinapsis axosomática)
• Sinapsis con dendritas (se conoce como sinapsis axodendrítica)
• Entre dos dendritas  (se le conoce como dendrodendrítica)

Impulso eléctrico

La información se transmite de las dendritas a los botones terminales en forma de señales eléctricas o impulsos. Dentro de la neurona existen dos formas principales de transmisión:

a) De las dendritas al cono axonal

b) Del cono axonal al botón terminal. como se verá más adelante, la naturaleza de estas señales eléctricas es diferente.

Potencial de reposo (polarización)

Cuando la neurona está en reposo (es decir, no hay una descarga), existe una diferencia en el potencial eléctrico medido en el interior y exterior del axón. El interior del axón (y el resto de la neurona) tiene carga negativa; el exterior tiene una carga relativamente positiva. Este potencial de reposos es de aproximadamente –70 milivoltios.

En este estado de reposo se dice que la membrana está polarizada (se ha comparado al interior y exterior del axón con los polos eléctricos negativo y positivo de una batería).

Potencial de acción (despolarización)

Cuando la neurona típica se activa (es decir, cuando las dendritas están químicamente activadas por el neurotransmisor liberado por otra neurona) se pone en movimiento una secuencia de cambios eléctricos y químicos. Esta activación reduce la diferencia en potencial eléctrico a un lado y otro de la membrana del axón. Se requiere una fuerza crítica del potencial eléctrico (cerca de –55 milivoltios en el ser humano). Una vez que la fuerza del estímulo es su ciente —conocida como umbral de respuesta— ocurre la respuesta de todo o nada (que inicia en el cono axonal).

Ahora bien, cuando ocurre esta respuesta de todo o nada, en lugar de que el potencial eléctrico aumente gradualmente en proporción con la fuerza de la señal entrante (lo cual ocurre desde las dendritas hasta el cono axonal), disminuye de manera abrupta y el potencial del interior de la célula cambia ahora de una carga negativa a una positiva.

Este destello nervioso tiene una duración muy breve (cerca de una milésima de segundo).

Después la neurona regresa a su estado potencial de reposo. Esta ola de excitación eléctrica viaja por el axón, lo cual se logra a través de que cada segmento del axón excite al segmento contiguo; entonces ese segmento se despolariza, excita al siguiente y así sucesivamente hasta que el potencial de acción alcanza los botones terminales y se libera el neurotransmisor a la hendidura sináptica y todo el proceso comienza de nuevo en otras neuronas. La ola de despolarización viaja con rapidez (unos 50 metros por segundo).

Ley de todo o nada

El axón emite la descarga o no la emite dependiendo del umbral crítico de respuesta alcanzado. Este potencial de acción (despolarizado) no se ve afectado por la fuerza del estímulo por encima del umbral. Esta es la ley de todo o nada de los potenciales de acción: como ocurre con el interruptor digital en una computadora, suceden o no y, cuando ocurren, su velocidad y fuerza siempre son iguales. La ley de todo o nada implica que la señal entrante no proporciona la energía para un potencial de acción.

Sin embargo, la intensidad del estímulo tiene un efecto sobre la descarga de la neurona. Aunque no afecta la fortaleza de una respuesta, sí afecta la tasa de descarga. Esta es la frecuencia del impulso de la respuesta. Algunas neuronas pueden emitir descargas 1000 veces por segundo. Además, diferentes neuronas tienen diversos umbrales de respuesta.

De este modo, un sonido débil activa a un número relativamente pequeño de neuronas y, por lo tanto, se percibe como sonido débil; un sonido mucho más alto activa a una población más grande de neuronas y por ello se percibe como más fuerte. En este sentido, la intensidad del estímulo conduce a una mayor actividad en las poblaciones de neuronas y por tanto se experimenta al nivel psicológico como de mayor intensidad.

Algunas neuronas tienen umbrales de respuesta muy bajos. Por ejemplo, es probable que las neuronas responsables de procesar los estímulos innatos asociados con temor (p. ej., serpientes) sean especialmente activas incluso cuando la energía física proveniente del objeto temido no sea más fuerte que aquella que proviene de una taza de té. Este ejemplo muestra la importancia de las neuronas que participan en la evaluación cognoscitiva de los estímulos de nidos en términos puramente físicos.

Tipos de Neuronas

Según morfología y organización de sus proyecciones  

Las neuronas pueden dividirse en tres grupos con arreglo a su morfología y la organización de sus proyecciones

• Las neuronas unipolares (neuronas seudounipolares) se localizan en el ganglio de la raíz dorsal y algunos ganglios de los nervios craneales. Poseen solamente una proyección; no obstante, esa única proyección se bifurca en una rama periférica que continúa hasta la célula a la que inerva y una rama central que accede al SNC. La rama periférica da lugar a terminaciones receptoras semejantes a una dendrita y su función es receptora. El impulso pasa al proceso central sin atravesar el cuerpo somático.
• Las neuronas bipolares se encuentran en el epitelio olfativo y los ganglios del nervio vestíbulo coclear. Poseen dos proyecciones: una dendrita y un axón.
•   Las neuronas multipolares son ubicuas, generalmente se trata de neuronas motoras, y se localizan en la médula espinal y la corteza cerebral y cerebelosa.

Según función 

Se distinguen tres clases de neuronas según su función:

• Las neuronas sensoriales (aferentes) son estimuladas por sus receptores dendríticos en la periferia para responder a los estímulos ambientales externos, y en el interior del organismo para responder a los estímulos ambientales internos y transmitir la información al SNC, donde será procesada.
• Las neuronas motoras (eferentes) parten del SNC y transmiten sus impulsos a otras neuronas, músculos y glándulas.
• Las interneuronas, exclusivas del SNC, actúan como intermediarias entre las neuronas sensoriales y las neuronas motoras; establecen e integran las actividades de los distintos circuitos neuronales.

En relación a la forma del cuerpo 

También se pueden dividir según la forma de su cuerpo

•  Neurona motora la médula espinal
•  Neurona piramidal de la corteza
• Neuronas sensitivas de los ganglios espinales
•  Neuronas de PURKINJE del cerebelo
•  Neurona granular

Por sinapsis 

 por la naturaleza de su sinapsis

• Axodendrítica: entre axón y dendrita
• Axosomática: entre axón y soma
• Axoaxónica: entre dos axones
• Dendrodendrıtica: entre dos dendritas

Células neurogliales

Las células neurogliales son, al menos, 10 veces más abundantes que las neuronas; a pesar de carecer de la capacidad de transmisión de los impulsos nerviosos, desempeñan la función clave de sostener y proteger a las neuronas al envolver su soma, dendritas y axones. A diferencia de las neuronas, las células neurogliales pueden sufrir divisiones celulares. Las células neurogliales que forman parte del SNC son los oligodendrocitos, la microglia, los astrocitos y las células ependimarias; las células de Schwann y las células de la neuroglia intervienen en el SNP.

El nervio

Los nervios están formados por haces de fibras nerviosas, algunas de ellas de naturaleza motora, originadas en las neuronas en las astas anteriores de la médula o del tallo cerebral, y sensitivas provenientes de los ganglios espinales o craneales.

Así estos están constituidos por un reagrupamiento fasciculado de fibras que conducen de forma centrífuga o centrípeta una información eléctrica codificada desde un centro nervioso hacia o desde la periferia. Los nervios periféricos están formados por nervios cerebroespinales y nervios simpáticos. Las fibras de las que están compuestos son las dendritas para la información sensitiva y los axones para la información motora. 

Conclusión

La neurona constituye la unidad estructural y funcional del sistema nervioso. actuando como el centro de comunicación y el sistema de datos de todo el cuerpo, toda la información se que se recibe es trasmitida por medio de las neuronas y una vez procesada son ellas las que reenvían esa información por su complejo y preciso mecanismo.

Referencias

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