Neurofisiología introducción - Igualada PDF

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NEUROFISI SIO OLOGÍA Percepción: interpretación consciente del estímulo sensorial hecha en la corteza cerebral. Sensación: estímulo sensorial que no llega a ser interpretado al quedarse en noveles subcorticales. El contacto con el mundo exterior e interior se realiza mediante receptores sensoriales (los sentidos). Es nuestra realidad, porque es lo que percibimos a partir de nuestros sentidos → cuánto es real y cuánto una percepción de nuestros sentidos. La neurofisiología es una ciencia que ha avanzado muchísimo estos últimos años, pero hay aún preguntas que no se pueden responder como: ¿el cerebro puede explicar la función del cerebro? Es decir, no sabemos si todo lo que atribuimos al cerebro realmente lo hace este. El profesional de la salud aborda a la persona des la perspectiva biopsicológica. Cada individuo procesa información correctamente o la sesga en base a sus creencias, valores, atribuciones… en base a sus vivencias, personalidad, situación del mundo…

Las neuronas La neurona es la unidad básica del SN. Es una estructura que tiene como función transmitir información entre los SNC y los SNP mediante la transmisiones de señales nerviosas a través de sus cuerpos Las actividades del sistema nervioso se ponen en marcha cuando las experiencias sensitivas excitan los receptores sensitivos. Estas experiencias sensitivas pueden desencadenar reacciones inmediatas en el encéfalo o almacenarse su recuerdo. Muchas veces los problemas en el movimiento están causados más por la parte sensitiva que no la motora: no se percibe.

Efectores El SNC, como consecuencia, solo puede generar una contracción muscular del músculo esquelético o liso o puede secretar sustancias mediante glándulas endocrinas y exocrinas. Este tiene una función integradora → elabora información que llega al SNC y la respuesta somática o mental de esta. Este, descarta el 99% de la información que le llega, porque la actividad metabólica necesaria para analizarla toda sería demasiado para el cerebro (se calienta y se sobreexplota). Por eso, el cerebro selecciona, integra y adecua la información que necesita. Sinapsis: comunicación entre neuronas. Esta puede estar facilitada o inhibida por señales que vienen de otras zonas. Finalmente, esta neurona es capaz de bloquear o amplificar señales, es decir, las puede seleccionar.

Almacenamiento de la información: memoria La información sensitiva puede almacenarse para futuras respuestas. Existe un proceso de facilitación, es decir, cuando la información atraviesa una serie de neuronas (sinapsis), la siguiente vez lo hará con mayor facilidad. Un recuerdo es un experiencia sensitiva o perceptiva en ausencia de estímulo El cerebro ante una nueva situación sensorial la compara con las anteriores (memoria) para escoger la mejor respuesta y perfeccionar lo aprendido.

Sistema somático Des del SNP va por el nervio somático a: la médula espinal a todos sus niveles, bulbo, protuberancia y mesencéfalo, cerebelo, tálamo y áreas de corteza renal → a mayor nivel, más sofisticada es la respuesta.

Niveles del sistema nervioso central 1. Medular → el más básico 2. Subcortical o encefálico inferior 3. Cortical o encefálico superior A mayor nivel, más sofisticado

Nivel medular Trabaja a través de reflejos: primero habrá un estímulo para generar una respuesta estereotipada → delante de un mismo estímulo yo siempre tendré una misa respuesta. Se encargará de los reflejos de: la marcha, retirada, miotático y vasculares, digestivos, excreción urinaria…

Nivel subcortical La elaboración de un estímulo suele ser más compleja. Hay reflejos, pero la elaboración de la información será más sofisticada. Las estructuras que los forman son: bulbo, protuberancia, mesencéfalo, hipotálamo, tálamo, cerebelo y ganglios basales. Sus funciones son: control de la PA, respiración, balance y equilibrio, salivación y emociones.

Nivel cortical -

Nunca funciona sola, siempre está asociada a estructuras subcorticales Es un almacén de recuerdos Hace que sea más preciso el funcionamiento cortical Nos permite razonar, pensar, interpretar, entender lo abstracto…

Sinapsis: transmisión de información Tipos de sinapsis 1. Químicas: señales unidireccionales (neurona presináptica a postsináptica) presentes en la mayoría de las neuronas del SNC donde la neurona presináptica libera un neurotransmisor que puede excitar, inhibir o sensibilizar la neurona postsináptica. Los neurotransmisores más frecuentes son: adrenalina, noradrenalina, acetilcolina, histamina, GABA, serotonina y glutamato. 2. Eléctricas: señales bidireccionales donde las neuronas adyacentes están unidas por uniones de hendidura (canales iónicos) que conectan el citoplasma de una neurona con el de la otra. La neurona Estructura formada por dendritas, soma y axón donde encontramos terminales presinápticos (soma/dendritas). Además, tiene mitocondrias y vesículas transmisoras con neurotransmisores. - Neurona presináptica: transmite la información postsináptica. - Neuronas postsinápticas: reciben la información presináptica. En esta neurona habrá receptores transmembrana en su mb que producirán la apertura de los canales iónicos mediante dos posibles mecanismos: o

Activación de los canales iónicos por receptores ionotrópicos: son receptores de respuesta rápida que dependen de la presencia de NT (si no hay se cierran). Pueden ser catiónicos (K+ → excitación neural porque aumenta el potencial de mb) o aniónicos (Cl- → inhibición neural porque disminuye el potencial de mb).

o

Activación de canales iónicos por receptores metabotróicos: son receptores de respuesta prolongada (puede durar meses). Si yo estimulo una neurona por segundos mensajeros, habrá un aumento de la síntesis de alguna proteínas i, por eso, tarda más tiempo. La más características es la G. Las funciones de estos receptores son: apertura de canales iónicos específicos o activación del AMPc o GMPc, activación de enzimas intracelulares o de la transcripción génica.

Neurotransmisores Se pueden clasificar en dos grandes grupos: - Transmisión de acción rápida y molécula pequeña: de clase I (acetilcolina), clase II (aminas), clase III (aa) o clase IV (óxido nítrico). Se sintetizan en el citoplasma del terminal presináptico. En estos, la vesícula donde viaja el NT se reutiliza después de liberar el contenido (que tiene acción sobre los receptores ionotrópicos) → ejemplos son: acetilcolina y noradrenalina (excitación neuronal), dopamina, GABA y serotonina (inhibición neuronal). - Neuropéptidos: transmisores de acción lenta o factores de crecimiento: hormonas liberadoras hipotalámicas, péptidos hipofisiarios, péptidos que actúan sobre el intestino y encéfalo o neuropéptidos procedentes de otros tejidos. Se sintetizan en el SOMA, transportándose por corriente axónica al terminal presináptico con una v = cm/día. Estas, en cambio, cuando liberan el contenido no se reutilizan (autólisis), pero producen acciones duraderas en las neuronas postsinápticas donde las acciones pueden duras días, meses o años.

Fenómenos eléctricos durante la excitación neuronal Las neuronas tienen un potencial de mb en reposo de -65 mV i un potencial postsináptico excitador (PPSE → el que se crea cuando se estimula una neurona). Se tiene que positivizar el potencial de mb para generar excitación (-65 mV → -45 mV) mediante la estimulación de una mb presináptica que genere una apertura de los canales i entren los iones positivos. Para esto es necesario más de un botón presináptico para generar el potencial suficiente para un estímulo. Es decir, las neuronas están estimuladas por varios botones presinápticos (sumación). Generación del potencial de acción en el axón Si el PPSE aumenta lo suficiente, generará un potencial de acción que comienza en el segmento inicial del axón porque es donde hay mayor concentración de canales iónicos. El potencial de acción irá en sentido anterógrado por el axón y retrógrado en sentido del soma. Esto solo posará si se llega a un potencial de -45 mV. Si produzco una inhibición será un potencial postsináptico inhibidor (PPSI).

Fenómenos eléctricos durante la inhibición neuronal Las sinapsis inhibidoras permiten entra Cl- i salir K+ (hiperpolarización). Para que haya una se tiene que volver más negativo el potencial de mb. Este fenómeno se llama PPSI: potencial postsináptico inhibidor, donde se necesita que el potencial baje de -65 mV a -70 mV, sino no hará inhibición.

Inhibición presináptica Es un tipo de inhibición que se produce en terminales presinápticos ante que la señal llegue a la sinapsis. Aquí, se libera una sustancia inhibidora en las fibrillas nerviosas presinápticas antes de que sus propias terminaciones acaben sobre la neurona postsináptica. En general, el GABA hacer entrar el Cl- en las fibrillas y anulan la entrada de Na+ que produciría la despolarización. Es importante en las vías sensitivas, evitando la propagación lateral del estímulo.

Evolución temporal de los potenciales postsinápticos Cuando yo produzco una excitación o inhibición de la neurona, los canales iónicos estarán abiertos durante 1-2 ms, dándonos 15 ms donde los canales se irán cerrando poco a poco.

Sumación espacial: umbral de disparo La descarga de un solo terminal presináptico produce un PPSE de 0,5-1 mV, pero para llegar al umbral de disparo necesito 10-20 mV. Si descargamos varios terminales presinápticos al mismo tiempo en diferentes lugares de la neurona, sus efectos se sumarán y, por lo tanto, podremos llegar al umbral de disparo y producir el potencial de membrana.

Sumación temporal: umbral de disparo Descargas sucesivas de un solo terminal presináptico. Si en el transcurso de los 15 ms en los que se van cerrando los canales aún podré llegar al umbral de disparo con un solo terminal presináptico, ja que este liberará mucho iones (estímulos creados constantemente por un único botón presináptico).

Sumación simultánea de PPSE y PPSI En una misma neurona le puede llegar a la vez un PPSE y un PPSI. Si tienen la misma potencia sus efectos tienden a neutralizarse.

Facilitación Puede ser que el PPSE no llegue al umbral de disparo pero que se modifique el potencial de mb. SI después de un rato llega otro PPSE puede ser que si se llegue gracias a la suma de este con el anterior.

Características de la transmisión sináptica Fatiga de la transmisión sináptica Es un mecanismo protector contra el exceso de actividad neural que protege contra la hiperexcitabilidad. Cuando las sinapsis excitadoras reciben estímulos repetidos a un ritmo elevado, el número de descargas de la neurona postsináptica es muy alto al principio, pero la frecuencia de disparo va bajando progresivamente por el agotamiento de las reservas de sustancia transmisora en los terminales presinápticos. Efectos de la acidosis y alcalosis Acidosis → disminuye la actividad neuronal. Alcalosis → aumenta la excitabilidad neuronal. Efectos de la hipoxia Unos segundos de hipoxia puede causar una ausencia completa de excitabilidad. Efecto de los fármacos La cafeína, teofilina y teobromina aumentan la excitabilidad neuronal.

Rece cep ptores sse ensitivos, circuitos neuronal ale es p paara el procesamiento de la información Nuestras percepciones de las señales del cuerpo y del mundo que nos rodea están mediadas por un complejo sistema de receptores sensitivos que detectan estímulos como el tacto, el sonido, la luz, el dolor, el frío y el calor. El propósito del presente capítulo consiste en exponer los mecanismos básicos por los que estos receptores transforman los estímulos sensitivos en señales nerviosas que a continuación son enviadas y procesadas en el sistema nervioso central. 1. Tipos de receptores sensitivos y estímulos que detectan a. Mecanorreceptores → detectan la compresión o compresión mecánica propia y de tejidos adyacentes b. Termorreceptores → detectan los cambios de temperatura c. Nociceptores → receptores del dolor físico o químico en los tejidos d. Receptores electromagnéticos o fotorreceptores → detectan los cambios de luz e. Quimiorreceptores → detectan cambios químicos externos o internos (olfato, gusto, pH, [O2]…) 2. Sensibilidad diferencial de los receptores La sensibilidad diferencial es aquella que permite diferenciar un tipo de receptor de otro, por ejemplo, un termorreceptor será muy sensible a cambios de temperatura, pero muy poco (casi nulo) para cambios de pH en el organismo y no responden frente a estos. 3. Modalidad sensitiva Es el tipo de sensación que percibimos nosotros: dolor, visión, sonido, tacto y olor. Importante: las fibras nerviosas solo envían impulsos, pero estos se envían por fascículos nerviosos a diferentes zonas del SNC según el tipo de modalidad sensitiva → principio de la línea marcada 4. ¿Cómo se cambian los estímulos sensitivos a impulsos nerviosos? a. Se recibe un potencial receptor: cambio en el potencial eléctrico de mb de los receptores sensitivos gracias a excitación por estímulos sensitivos → cambio en la permeabilidad de la mb para variar el potencial transmembrana (diferencia de potencial entre las cargas del LIC y el LEC) b. El potencial receptor llega al potencial umbral: cambio de potencial mínimo para desencadenar un potencial de acción (impulso eléctrico: onda de descarga eléctrica que se transporta a lo largo de la membrana celular) → Importante: a mayor fuerza del estímulo que supera el potencial umbral, mayor frecuencia del potencial de acción (número de veces que se repite por unidad de tiempo) y amplitud del potencial del receptor (potencia del estímulo). 5. Adaptación de los receptores Los receptores son capaces de adaptarse a estímulos iguales en intensidad y frecuencia de forma parcial y total: se va disminuyendo la intensidad y frecuencia para, incluso, hacerlos desaparecer → esta capacidad de adaptación varía según el tipo de receptor sensitivo. Los inadaptables son aquellos que tardan h y días. a. ¿Cómo se adaptan? → diferente según del receptor que estemos hablando. Los clasificamos en receptores de: i. Adaptación lenta: siguen transmitiendo impulsos al cerebro mientras dure el estímulo para mantenerlo constantemente informado de la relación organismo-medio → receptores tónicos

ii. Adaptación rápida: se activan cuando cambia la intensidad del estímulo, dando información puntual → receptores de velocidad/movimiento/fásicos Los receptores tienen una función predictiva: capacidad de predecir el estado del organismo en situaciones futuras. 6. Fibras nerviosas que transmiten diferentes tipos de señales a. De transmisión rápida → mielínicas, tamaño grande y medio de nervios raquídeos (fibras A) b. De transmisión lenta → amielínicas, de tamaño pequeño de nervios periféricos y autónomos postganglionares (fibras C) A mayor diámetro de las fibras, mayor velocidad de conducción 7. Sumación espacial y sumación temporal La sumación espacial es el fenómeno que hace aumentar la intensidad de una señal de forma progresiva aumentando el número de fibras paralelas que intervienen y se ramifican en terminaciones nerviosas → campo receptor de la fibra: área que cubre una sola fibra que se ha ramificado La sumación temporal es la frecuencia con la que ocurren estos impulsos nerviosos que recorren la fibra. 8. Transmisión y procesamiento de las señales en grupos neuronales Grupo neuronal: conjunto de neuronas con su propia organización y procesamiento de señales que se conjuntan con el restos de grupos del SN, pero que a la vez tienen actividades semejantes. a. Transmisión de señales por los grupos neuronales - La organización de las neuronas se dispone a la izda. fibras de entrada ramificadas y a la dcha. las de salida → campo de estimulación: zona de la neurona que se estimula con las fibras de llegada - Existen estímulos excitadores (un gran nº de terminales presinápticos causan un potencial de acción en una neurona postsináptica) y estímulos facilitadores (fibras que no llegan al potencial umbral, pero aumentan las posibilidades de que las señales de otras fibras nerviosas exciten estas neuronas) - Existen zonas inhibidoras: área con ramas que inhiben a las neurona. b. Divergencia de las señales que atraviesan los grupos neuronales Divergencia: fenómeno por el que un estímulo débil acaba excitando a un gran nº de fibras nerviosas al pasar por un grupo neuronal. Tenemos dos tipos: i. Amplificadora: así como va pasando por neuronas, se va difundiendo a otras neuronas de forma progresiva ii. De múltiples fascículos: la información sigue dos destinos diferentes al llegar a un grupo neuronal c. Convergencia de señales Convergencia: un conjunto de estímulos de diferentes orígenes se juntan en una neurona para estimularla que permite aumentar la cantidad de información y obtener una respuesta más eficiente. Tenemos: i. Desde una sola fuente: los estímulos se originan a partir de un mismo fascículo de fibras. ii. Desde múltiples fuentes: los estímulos se originan a partir de diferentes fascículos de fibras. Circuito neuronal: la acción de una señal puede desencadenar otras señales 9. Prolongación de una señal por un grupo neuronal: > Posdescarga: descarga de salida prolongada provocada por una señal que penetra en un grupo neuronal. Este sucede por los siguientes mecanismo:

a. Posdescarga sináptica: después de la sinapsis b. Circuito reverberante u oscilatorio: la señal provoca un sistema de retroalimentación. Estos pueden emitir señales de forma continua gracias a: la descarga neuronal intrínseca continua (neuronas que continuamente emiten impulsos por encima del potencial umbral) o las señales reverberantes continuas (¿?). Estas también pueden ser emitidas de forma rítmica. 10. Inestabilidad y estabilidad de los circuitos neuronales El hecho de que el cerebro esté conectado con cualquier parte del cuerpo, de forma directa o indirecta, haría que cualquier excitación final del circuito lo volviese a excitar a él. Causando una ola de señales innecesarias que colapsaría el cerebro. Por eso, hay dos mecanismos que lo evitan: a. Mecanismos inhibidores para evitar la difusión excesiva de las señales por el cerebro. Hablamos de: circuitos de retroalimentación inhibidores que vuelven desde el extremo terminal de una vía hacia las neuronas excitadoras iniciales de esa misma vía y grupos neuronales que ejercen un control inhibidor global sobre regiones generalizadas del cerebro b. Fatiga sináptica: hacer que la transmisión sináptica se vuelva más débil cuanto más largo e intenso sea el periodo de excitación...