Estructura y Función del Sistema Nervioso Central
Mapa conceptual
La red de capilares del sistema nervioso central es crucial para su función y protección. La barrera hematoencefálica regula el intercambio de sustancias, mientras que la fisiología neuronal permite la respuesta a estímulos y el procesamiento de información. Los potenciales de acción y la transmisión sináptica son fundamentales en la comunicación neuronal.
Resumen
Esquema
Estructura y Función de los Capilares en el Sistema Nervioso Central
El sistema nervioso central (SNC) se distingue por su red extensa de capilares, fundamentales para su elevado requerimiento metabólico. Estos capilares están compuestos por células endoteliales que forman uniones estrechas, conocidas como uniones ocluyentes, que restringen el paso de sustancias entre el torrente sanguíneo y el tejido nervioso. El intercambio de sustancias se realiza de manera selectiva a través de las células endoteliales, lo que facilita un control meticuloso de las moléculas que entran y salen del SNC. Los astrocitos, situados en proximidad a los capilares, juegan un rol vital en la inducción de la barrera hematoencefálica al promover la formación de estas uniones ocluyentes, contribuyendo así a la integridad y funcionalidad de los capilares cerebrales.La Barrera Hematoencefálica y su Mecanismo de Protección
La barrera hematoencefálica (BHE) es una estructura selectiva que salvaguarda el SNC, facilitando el paso de sustancias esenciales y bloqueando agentes nocivos. Esta barrera es crucial para la homeostasis cerebral, regulando la entrada y salida de iones y nutrientes como la glucosa. Las moléculas polares y de gran tamaño generalmente no pueden atravesar la BHE sin ayuda, mientras que existen sistemas de transporte especializados que activamente transportan ciertas sustancias hacia adentro o hacia afuera del cerebro. Además, enzimas localizadas en el endotelio y en el espacio perivascular degradan compuestos perjudiciales. Gases como el oxígeno y el dióxido de carbono, el etanol y las hormonas liposolubles pueden difundir a través de la BHE, mientras que moléculas como el hierro requieren transportadores específicos, como la transferrina, para su ingreso al SNC.Fisiología Neuronal: Respuesta a Estímulos y Procesamiento de Información
El sistema nervioso es capaz de generar respuestas a estímulos tanto internos como externos, estructurado en divisiones aferente y eferente. La división aferente transmite señales sensoriales al SNC, donde se procesan y se generan respuestas que son enviadas a través de la división eferente hacia el sistema nervioso somático o autonómico. Las neuronas, unidades básicas del sistema nervioso, exhiben excitabilidad, reaccionando a estímulos con cambios en su potencial de membrana, y conectividad, facilitando la integración y transmisión de información. Una neurona típica consta de un polo receptor (dendritas), un cuerpo celular donde se integra la información, y un axón por el cual se transmite la señal hacia otras neuronas o tejidos efectores.Potencial de Membrana en Reposo y Cambios Durante la Actividad Neuronal
La membrana neuronal en reposo mantiene un potencial eléctrico negativo debido al desequilibrio en la distribución de iones, con canales iónicos selectivos que permiten el flujo de iones como el potasio y el sodio. La bomba de sodio-potasio ATPasa es fundamental para restablecer los gradientes iónicos después de la actividad neuronal. Durante la actividad neuronal, los canales iónicos sensibles al voltaje se abren en respuesta a cambios en el potencial de membrana, permitiendo la generación de potenciales de acción (PAs). Los potenciales graduados son respuestas locales que varían en magnitud con la intensidad del estímulo y pueden atenuarse con la distancia, mientras que los PAs son respuestas todo o nada que se propagan a lo largo del axón sin disminuir su amplitud.Propagación del Potencial de Acción y Periodo Refractario
El potencial de acción se propaga a lo largo del axón mediante un mecanismo de retroalimentación positiva que abre canales de sodio dependientes del voltaje. Tras alcanzar el pico de despolarización, los canales de sodio se cierran y los de potasio se abren, permitiendo la repolarización de la membrana. El periodo refractario absoluto es una fase durante la cual la neurona es incapaz de generar otro PA, garantizando la propagación unidireccional del impulso. En los axones mielinizados, la conducción es saltatoria, con los PAs regenerándose en los nodos de Ranvier, donde hay una alta densidad de canales de sodio y potasio.Codificación de la Intensidad del Estímulo y Transmisión Sináptica
La intensidad de un estímulo se codifica en la frecuencia de los potenciales de acción generados, con estímulos más fuertes provocando una mayor frecuencia de PAs. La transmisión sináptica permite la comunicación entre neuronas, donde los PAs inducen la liberación de neurotransmisores en la sinapsis química. Estos neurotransmisores se unen a receptores en la neurona postsináptica, desencadenando potenciales postsinápticos que pueden ser excitatorios o inhibitorios, dependiendo del tipo de receptor y neurotransmisor involucrado, y contribuyen a la integración sináptica y a la transmisión de señales en el sistema nervioso.
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Capilares en el Sistema Nervioso Central
Composición de los capilares
Los capilares están compuestos por células endoteliales que forman uniones estrechas
Función de los capilares
Los capilares permiten el intercambio selectivo de sustancias entre el torrente sanguíneo y el tejido nervioso
Papel de los astrocitos en la formación de la barrera hematoencefálica
Los astrocitos contribuyen a la integridad y funcionalidad de los capilares cerebrales al promover la formación de uniones ocluyentes
Barrera Hematoencefálica y su Mecanismo de Protección
Estructura de la barrera hematoencefálica
La barrera hematoencefálica es una estructura selectiva que protege el sistema nervioso central
Función de la barrera hematoencefálica
La barrera hematoencefálica regula la entrada y salida de sustancias esenciales y bloquea agentes nocivos
Mecanismos de transporte y degradación en la barrera hematoencefálica
La barrera hematoencefálica utiliza sistemas de transporte especializados y enzimas para regular el paso de sustancias
Fisiología Neuronal
División aferente y eferente del sistema nervioso
El sistema nervioso está estructurado en divisiones aferente y eferente, encargadas de transmitir señales sensoriales y generar respuestas
Estructura de las neuronas
Las neuronas están compuestas por dendritas, un cuerpo celular y un axón, y son responsables de la excitabilidad y conectividad del sistema nervioso
Potencial de membrana en reposo y cambios durante la actividad neuronal
La membrana neuronal en reposo mantiene un potencial eléctrico negativo y durante la actividad neuronal se generan potenciales de acción que se propagan a lo largo del axón
Propagación del Potencial de Acción y Transmisión Sináptica
Mecanismo de propagación del potencial de acción
El potencial de acción se propaga a lo largo del axón mediante un mecanismo de retroalimentación positiva que involucra canales de sodio y potasio
Periodo refractario y conducción saltatoria en axones mielinizados
El periodo refractario absoluto garantiza la propagación unidireccional del impulso y en los axones mielinizados la conducción es saltatoria
Codificación de la intensidad del estímulo y transmisión sináptica
La intensidad del estímulo se codifica en la frecuencia de los potenciales de acción y la transmisión sináptica permite la comunicación entre neuronas
Estructura y Función del Sistema Nervioso Central
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Características de las células endoteliales del SNC
Forman uniones estrechas llamadas ocluyentes, controlan selectivamente el paso de moléculas.
01
Función de las uniones ocluyentes
Restringen el paso de sustancias entre el torrente sanguíneo y el tejido nervioso.
02
Importancia del elevado requerimiento metabólico del SNC
Necesita una red extensa de capilares para el intercambio eficiente de nutrientes y desechos.
