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viernes, 24 de agosto de 2018

El papel funcional de la corteza motora primaria y la corteza premotora




La corteza motora primaria, también denominada corteza agranular o M1, es la región cerebral que conecta con las motoneuronas y hace que los músculos se muevan. En ella nace la vía piramidal, que proyecta principalmente sobre la parte del cuerpo contralateral.

Para ejecutar movimientos con precisión no es suficiente con mandar la orden motora a los músculos. Una vez decidida la acción que queremos ejecutar, es necesaria la selección de los movimientos adecuados, la planificación de la secuencia de los músculos correspondientes. El área motora suplementaria (AMS) se ha relacionado con la preparación, selección del movimiento y la decisión de empezar el movimiento en respuesta a las contingencias externas y a la motivación del sujeto. Esta área desempeña un papel importante en la organización de secuencias de movimientos complejos, y se relaciona con la codificación de la aparición de eventos motores relacionados con cambios del contexto en el entorno. La porción anterior del AMS sería el punto donde se transmitiría información de áreas límbicas y prefrontales a otras áreas motoras. Estudios de neuroimagen muestran que el AMS también está relacionada con la planificación de movimientos bimanuales.

La corteza premotora está situada justo delante de la corteza motora primaria, a la que envía órdenes. Estudios con registros unicelulares en la corteza del primate han mostrado como la región ventral de la corteza premotora contiene neuronas que disparan durante la ejecución de acciones específicas como hacer la pinza o rasgar un trozo de papel. Estos resultados sugieren que en la corteza premotora podría hallarse la base de un mecanismo donde se representan algunas acciones básicas. Otros estudios han mostrado actividad en la corteza premotora durante la observación de acciones, similar a la que encontramos durante la ejecución de las mismas. A ésta área, junto con otras regiones parietales también relacionadas con la ejecución y observación, se les ha denominado sistema espejoLa mera observación del acto motor permite el acceso a toda la información relacionada con la representación de ese movimiento.

En conclusión, en el AMS se encontraría una representación motora del plan en su nivel más abstracto (secuenciando los distintos componentes); después, en la corteza premotora, se codificarían los distintos movimientos necesarios para ejecutar el plan motor y posteriormente, en la corteza motora primaria se ejecutarían las órdenes para mover los músculos.

Estas dos áreas también se diferencian por su papel en la iniciación de movimientos guiados por metas externas o internas. En nuestra vida diaria, distintas acciones compiten a la hora de ser ejecutadas y nuestro organismo consigue un equilibrio entre las distintas acciones posibles a realizar, sobre todo aquellas guiadas de forma interna.



Fuente información:

Calvo Merino, B., Neurología Cognitiva, Sanz y Torres, Uned, 2014.







viernes, 16 de marzo de 2018

Las neuronas, formas delicadas y elegante



"[Las neuronas son] células de formas delicadas y elegantes, las misteriosas mariposas del alma, cuyo batir de alas quién sabe si esclarecerá algún día el secreto de la vida mental." Ramón y Cajal










Las neuronas o células nerviosas son las unidades funcionales fundamentales del sistema nervioso. 

Nuestra conducta, nuestra cognición, depende en última instancia de su funcionamiento y de cómo son capaces de relacionarse entre ellas y con otros tejidos de nuestro organismo.

Cada neurona es capaz de recoger información que proviene de otra u otras neuronas, así como de su entorno; procesar información y enviarla a otras neuronas nerviosas o tejidos efectores con los que conecta.

Toda neurona posee la misma información genética que cualquiera otra célula del organismo e integra los mismos elementos estructurales funcionales y realiza las mismas funciones básicas. Sin embargo, para ejercer su acción funcional especializada (recepción, procesamiento y transmisión de la información) posee algunas características estructurales y funcionales que la diferencian de otras células del cuerpo.


La característica de la membrana de la neurona

La membrana de la neurona muestra unas propiedades únicas para que las células nerviosas puedan responder a los estímulos que proviene de su entorno o de otras neuronas, así como para que el impulso o información generados en ella puedan viajar hasta otras células o tejidos con los que conecta.

El soma

Es el lugar en el que se llevan a cabo las funciones metabólicas fundamentales de la neurona, orientadas a mantener la vida de la célula y las funciones que ésta realiza.

Las dendritas

Son ramificaciones o procesos que surgen del soma neuronal y que dan una apariencia arbórea. Constituyen el área principal por el cual la neurona recibe la información que proviene de otras que directamente conectan con ella, así como de su entorno a través de receptores especializados situados en distintos lugares de su membrana plasmática.

La ramificación y extensión del árbol dendrítico, así como el número de espinas dendríticas, determina la cantidad de información que recibe una neurona, habiéndose demostrado que determinados factores, tanto del ambiente externo como interno del organismo pueden modificar el número de estas espinas y la extensión del árbol dendrítico.

El axón

El axón surge del soma en un segmento inicial algo más grueso, el cono axónico. Su función es integrar la información que le llega de la neurona, para, posteriormente, transmitirla a lo largo del axón hasta ser liberada hacia otra célula.

Estudios recientes indican que también se da la síntesis proteica en axones en desarrollo y tras lesiones. 

Las fibras nerviosas se pueden clasificar atendiendo a si poseen o no una vaina o envoltura conocida como mielina (envoltura lipídica). Las fibras mielínicas o mielinizadas son axones que representan una velocidad de conducción elevada o media. Por otra parte, los axones amielínicos presentan velocidad lenta. 

Las fibras nerviosas tienden a agruparse en haces, tractos o fascículos (en el Sistema Nervioso Central) y en nervios (en el Sistema Nervioso Periférico).
Entre cada porción de la vaina de mielina existe un espacio en el cual el axón entra en contacto directo con el fluido extracelular (nodos de Ranvier). Gracias a la presencia de estos espacios, el impulso se propaga a más velocidad a lo largo de las fibras mielínicas que a lo largo de las amielínicas y la propagación se lleva a cabo por conducción electrotónica.

La proteína cinesina ayuda al transporte de vesículas que contienen macromoléculas como los neurotransmisores y mitocondrias. La proteína dineína, participa en la conducción de factores que son captados cerca del terminal axónico y forman parte de un sistema de reciclado y eliminación de productos de desecho del terminal axónico.











domingo, 26 de marzo de 2017

Dos sistemas parecidos y relacionados, pero diferentes

El sistema hormonal


Las glándulas endocrinas vierten a la sangre moléculas o mensajeros químicos denominados hormonas. La sangre los distribuye por todo el cuerpo, aunque solo tiene efecto sobre algunos órganos conocidos como diana. Las hormonas están más tiempo en la sangre que lo que dura un impulso nervioso.

El hipotálamo dirige el funcionamiento de la hipófisis mediante los factores liberadores, las neurohormonas. 














  • La epífisis o glándula pineal, es la encargada de controlar el ciclo diario y el sueño a través de la melatonina. 
  • La hipófisis o glándula pituitaria, cuyas hormonas dirigen la actividad de otras glándulas endocrinas: las gonadotropas sobre los órganos sexuales; la hormona estimuladora de la tiroides o tirotropa (TSH) sobre la tiroides; la adenocorticotropa (ADTH) sobre las glándulas suprarrenales. Además, la oxitocina activa las contracciones del útero en el parto; la prolactina favorece la producción de leche en la mujer; la hormona antidiurética controla la pérdida de agua en la orina, y la hormona somatotropa o del crecimiento activa el alargamiento de los huesos.


Otras glándulas endocrinas fuera del encéfalo: 
  • Tiroides (regula a través de la tiroxina y aumenta el calcio en los huesos a través de la calcitonina
  • Paratiroides ( a través de la hormona paratiroidea regula también el calcio en el organismo)
  • Glándulas suprarrenales ( a través del cortisol o cortisona actúan y preparan el organismo con la adrenalina y en los riñones a través de la aldosterona)
  •  Islotes pancreáticos (controlan los niveles de glucosa en sangre a través del glucagón e insulina)
  • Gónadas (ovarios, que producen estrógeno y progesterona y testículos, que producen testosterona).



El sistema nervioso

El sistema nervioso obtiene información y detecta cambios tanto en el medio interno como en el externo, los valora y responde con órdenes a los músculos o glándulas. Las rutas que van desde los centros sensitivos a los centros de coordinación son las vías aferentes o sensitivas, mientras que las que se dirigen de los centros nerviosos a los órganos efectores son vías eferentes o motoras. Si una vía cumple ambas funciones, se denomina mixta.

En el encéfalo la información circula (la mayor parte del recorrido) en forma de impulso eléctrico por las membranas de las neuronas, pero al pasar de una neurona a otra, o al llegar al órgano efector, la información se transmite por mensajeros químicos, llamados en este caso neurotransmisores. 

Los neurotransmisores recorren un espacio muy pequeño, el espacio sináptico, entre la neurona y la membrana postsináptica del órgano efector.










Anatomía

El sistema nervioso central (SNC) lo forman las neuronas que tienen todas sus partes integradas en el encéfalo o en la médula espinal. El sistema nervioso periférico (SNP), son todas las neuronas que poseen alguna parte fuera de los dos órganos del sistema central. Incluye los nervios que salen fuera del encéfalo o de la médula y las neuronas periféricas

Los componentes del sistema nervioso

La neurona es la unidad estructural y funcional del sistema nervioso. Como el resto de células presenta membrana, citoplasma con orgánulos y núcleo. Sin embargo, su especialización como conductoras de los impulsos nerviosos hace que adopten un aspecto muy particular.












  • Cuerpo neural
Contiene el núcleo y la mayor parte del citoplasma y de los orgánulos. Suele formar parte de la llamada sustancia gris, frecuente en la médula y en el encéfalo.


  • Dendritas
Son prolongaciones, por lo general muy ramificadas, que contactan con otras neuronas, de las que reciben los impulsos nerviosos.


  • Axón
Es una prolongación del cuerpo neuronal. Algunos son muy largos y recorren amplias zonas del cuerpo hasta contactar con músculos y glándulas agrupados en conjuntos de fibras denominadas nervios. El axón es recorrido por el impulso nervioso hasta su extremo, que está en contacto con las dendritas de otra neurona, con un músculo o con una glándula. En muchos nervios, el axón está recubierto por una vaina de mielina, procedente de células acompañantes de las neuronas o células gliales, lo que acelera la velocidad del impulso. En el encéfalo y la médula, los axones forman la llamada sustancia blanca


El impulso nervioso

La información nerviosa se transmite por la neurona en forma de impulsos eléctricos muy breves. La neurona utiliza para ello dos iones abundantes en el organismo, el sodio (Na+) y el potasio (K+). Abre o cierra canales existentes en la membrana de la neurona de forma que esos iones entran o salen. Durante unos milisegundos varían las cargas eléctricas y el instante de diferencia anormal de cargas eléctricas es el impulso nervioso, que se desplaza velozmente a lo largo de la membrana desde las dendritas hasta el axón.

Entre una neurona y la siguiente, o entre una neurona y una célula efectora, el impulso se transmite mediante mensajeros químicos que se denominan neurotransmisores. Los neurotransmisores están contenidos en pequeñas vesículas que la neurona fabrica y almacena en el extremo del axón. Cuando el impulso nervioso llega a esa zona, las vesículas se fusionan con la cara interna de la membrana de la neurona en el botón terminal del axón y los neurotransmisores se vierten al pequeño espacio sináptico que hay entre la neurona y otra célula.

El paso del impulso nervioso entre una neurona y otra se denomina sinápsis.











Funcionalidad

El sistema nervioso se considera el tipo de órganos efectores que regula y los puntos de los que recibe información.

Las vías nerviosas encargadas de los automatismos reciben el nombre de sistema nervioso autónomo para diferenciarlo del somático, encargado de las vías conscientes sensoriales y motoras. Se regula así la frecuencia cardiaca, el ritmo respiratorio, la dilatación de la pupila y la acomodación visual, la salivación, la respuesta sexual, etc. Muchas de estas acciones pueden, además, tener otro control voluntario (por ejemplo, el ritmo respiratorio).

Los nervios que se dirigen desde los centros receptores internos hacia el sistema central forman parte del sistema nervioso autónomo. Aportan información visceral y del medio interno: temperatura, presión sanguínea, oxígeno en sangre, etc. Así se puede dar respuestas automáticas involuntarias o reflejos viscerales.

El sistema nervioso somático: Recibe información de los órganos sensoriales del cuerpo y envía órdenes a los efectores somáticos o músculos esqueléticos de contracción voluntaria.

Sistema nervioso autónomo o vegetativo. Recibe información de los receptores viscerales internos y lleva órdenes a los efectores autónomos o viscerales. Este sistema consta de los sistemas simpático y parasimpático. Las vías simpáticas y parasimpáticas tienen carácter antagónico, es decir, mientras unas activan una acción, las otras relajan o la inhiben. El sistema nervioso autónomo estimula órganos y sistemas mediante órdenes involuntarias procedentes del sistema nervioso central: del hipotálamo o del bulbo raquídeo (en el encéfalo) o de la médula espinal.

Constituye una doble red de nervios y ganglios:
  • El sistema nervioso simpático. Implicado en acciones de activación e incremento del gasto de energía. Pone al organismo en alerta. Usa adrenalina y noradrenalina como neurotransmisores.
  • El sistema nervioso parasimpático. Participa en acciones de relajación, normalidad y bajo gasto energético. Usa acetilcolina como neurotransmisor.
El sistema autónomo no es totalmente independiente del central, de manera que la mente consciente influye en él.


El sistema nervioso periférico


Es el conjunto complejo de nervios ramificados distribuidos por todo el cuerpo, que puede ser de tres tipos: aferentes o sensitivos, eferentes o motores y mixtos.






Está constituido por pares de nervios que salen y vuelven al sistema nervioso central. Cuando parten del encéfalo se denominan nervios craneales (12 pares de nervios que enlazan con zonas diferentes del encéfalo y se dirigen a distintas partes de la cabeza, recibiendo sensaciones o enviando órdenes), y cuando lo hacen desde la médula espinal, nervios raquídeos o espinales (son 31 pares de nervios que salen secuencialmente de distintas partes de la médula espinal, cada par presenta en su inserción a la médula dos ramas, una motora y otra sensorial, que se unen luego en un solo cordón nervioso que se ramifica en plexos nerviosos). En el trayecto de algunos nervios hay engrosamientos denominados ganglios nerviosos, formados por cuerpos neuronales donde se establecen las sinapsis de unas neuronas con otras y se puede controlar el recorrido del impulso.


El sistema nervioso central


El sistema nervioso central (SNC) está compuesto por el encéfalo y la médula espinal, ambos protegidos por dos estructuras:

La envoltura exterior es de hueso y dura. Es el cráneo, en el caso del encéfalo y la columna vertebral, en el de la médula.

La envoltura interior es blanda, y está formada por tres membranas denominadas meninges: duramadre, aracnoides y piamadre.

En el interior de estos órganos y entre las membranas está el líquido cefalorraquídeo, que sirve de protección contra los traumatismos.




El encéfalo



El encéfalo es la parte del sistema nervioso central que se encuentra en el interior del cráneo. Se trata de uno de los órganos mayores del cuerpo, con una masa media de 1,4 kg. En él residen los centros superiores de coordinación y la consciencia. 








La organización básica general del tejido nervioso en el encéfalo consiste en distribuir hacia la parte externa la sustancia gris, dejando la sustancia blanca en el interior.


El cerebro es la parte mayor que incluye,

Dos hemisferios cerebrales. Su superficie (la corteza cerebralestá formada por sustancia gris, constituida por cuerpos neuronales y células glialesEstá replegada superficialmente a través de circunvoluciones y cisuras, o surcos más profundos, que la dividen en lóbulos. La parte interna de los hemisferios está constituida por sustancia blanca, compuesta por axones que ponen en contacto unas zonas del encéfalo con otras.
El cuerpo calloso. Integrado por fibras nerviosas y comunica los dos hemisferios entre sí.
El sistema límbico, que rodea el cuerpo calloso.
El tálamo e hipotálamo. Dos estructuras de la parte interior e inferior del cerebro. Regulan la comunicación entre las diferentes partes del encéfalo y el sistema hormonal. El hipotálamo, conectado con la hipófisis, actúa también como glándula endocrina y es el que controla en gran medida el sistema hormonal.


El cerebelo
Está ubicado debajo y detrás del cerebro y recubierto parcialmente por él. Presenta pliegues superficiales, al igual que el cerebro. Como los hemisferios cerebrales, contiene una corteza de sustancia gris, con cuerpos neuronales, y un interior de fibras o sustancia blanca.


El tronco del encéfalo
Situado a continuación y debajo del cerebro, tiene continuidad con la médula espinal. Consta de varias partes, entre las que destaca el bulbo raquídeo, o zona por la que el encéfalo se une con la médula espinal. Además contiene algunos centros de control nervioso.


Las funciones del encéfalo

El encéfalo es una estructura muy compleja, cuyas funciones son, entre otras: la interpretación sensorial y la generación de órdenes motoras. Tienen lugar en la corteza cerebral. 

La identificación de las áreas sensoriales y motoras en la corteza cerebral puede representarse con los llamados homúnculos sensoriales y motores.




Lenguaje. Implica varias zonas cerebrales. La mayoría de los científicos afirma que el lenguaje y cerebro tienen una dependencia evolutiva, y que todos los lenguajes poseen una estructura común de base biológica.

Lógica, creatividad y lateralidad. Cada hemisferio controla la parte contraria del cuerpo. Las actividades lógicas y analíticas activan áreas del hemisferio izquierdo, mientras que las más creativas e imaginativas activan el derecho.

Emociones. Afectan principalmente a una amplia zona del interior del cerebro denominada sistema límbico, que incluye el hipocampo.

Aprendizaje, razonamiento y memoria. Las funciones cognitivas complejas abarcan muchas zonas, como el sistema límbico (recuerdos complejos y emocionales), el cerebelo (memoria de procesamiento) y áreas de la corteza y los lóbulos frontales.

Consciencia. Constituida  por los procesos que permiten el conocimiento de uno mismo y de la capacidad de acción sobre el entorno. Influye en diversas zonas, y sobre todo en la relación entre la corteza y el tronco encefálico. Además, depende de la interacción constante entre el sistema nervioso y el conjunto del cuerpo.



 La médula espinal

En la médula espinal, la organización del tejido nervioso es al contrario que en el cerebro: la sustancia gris se sitúa en el interior y la sustancia blanca hacia el exterior. 

En el centro de la médula, rodeado de sustancia gris, hay un tubo relleno de líquido cefalorraquídeo denominado epéndimo.



La médula sirve fundamentalmente para la transmisión de mensajes entre el encéfalo y las partes inferiores del cuerpo y puede elaborar respuestas automáticas rápidas, los actos reflejos.


Fuente bibliográfica:

- Biología y geología 3 ESO SM Savia. Unidad 5, La coordinación de nuestro organismo.
- Google Imágenes.













domingo, 27 de marzo de 2016

¿Qué es un neurotransmisor?



Un neurotransmisor (NT) es una sustancia química liberada selectivamente de una terminación nerviosa por un potencial de acción (PA), que interacciona con un receptor específico en una estructura adyacente y que, si se recibe en cantidad suficiente, produce una determinada respuesta fisiológica


Principales neurotransmisores:

Los aminoácidos glutamato y aspartato son los principales NT excitatorios del Sistema Nervioso Central (SNC). Están presentes en la corteza cerebral, el cerebelo y la médula espinal




El ácido g-aminobutírico (GABA) es el principal NT inhibitorio cerebral. Deriva del ácido glutámico, mediante la decarboxilación realizada por la glutamatodescarboxilasa.
Tras la interacción con los receptores específicos, el GABA es recaptado activamente por la terminación y metabolizado. 



La glicina tiene una acción similar al GABA pero en las interneuronas de la médula espinal. Probablemente deriva del metabolismo de la serina










La serotonina (5-hidroxitriptamina) (5-HT) se origina en el núcleo del rafe y las neuronas de la línea media de la protuberancia y el mesencéfalo
Deriva de la hidroxilación del triptófano mediante la acción de la triptófano-hidroxilasa que produce 5-hidroxitriptófano; éste es descarboxilado, dando lugar a la serotonina. Los niveles de 5-HT están regulados por la captación de triptófano y por la acción de la monoaminooxidasa (MAO) intraneuronal.



 
La acetilcolina es el NT fundamental de las neuronas motoras bulbo-espinales, las fibras preganglionares autónomas, las fibras colinérgicas posganglionares (parasimpáticas) y muchos grupos neuronales del SNC (p. ej., ganglios basales y corteza motora). Se sintetiza a partir de la colina y la acetil-coenzima A mitocondrial, mediante la colinacetiltransferasa. 





La dopamina es el NT de algunas fibras nerviosas y periféricas y de muchas neuronas centrales (p.ej., en la sustancia negra, el diencéfalo, el área tegmental ventral y el hipotálamo). 

El aminoácido tirosina es captado por las neuronas dopaminérgicas y convertido en 3,4-dihidroxifenilalanina (dopa) por medio de la tirosina-hidroxilasa. La dopa se descarboxila hasta dopamina por la acción de la descarboxilasa de l-aminoácidos aromáticos. Tras ser liberada, la dopamina interactúa con los receptores dopaminérgicos y el complejo NT-receptor es captado de forma activa por las neuronas presinápticas. La tirosina-hidroxilasa y la MAO regulan las tasas de dopamina en la terminación nerviosa. 

La noradrenalina es el NT de la mayor parte de las fibras simpáticas posganglionares y muchas neuronas centrales (p. ej., en el locus ceruleus y el hipotálamo). El precursor es la tirosina, que se convierte en dopamina, ésta es hidroxilada por la dopamina b-hidroxilasa a noradrenalina. Cuando se libera, ésta interactúa con los receptores adrenérgicos, proceso que finaliza con su recaptación por las neuronas presinápticas, y su degradación por la MAO y por la catecol-O-metiltransferasa (COMT), que se localiza sobre todo a nivel extraneuronal. La tirosina-hidroxilasa y la MAO regulan los niveles intraneuronales de noradrenalina




La b-endorfina es un polipéptido que activa muchas neuronas (p. ej., en el hipotálamo, amígdala, tálamo y locus ceruleus). El cuerpo neuronal contiene un gran polipéptido denominado proopiomelanocortina, el precursor de varios neuropéptidos (p. ej., a, b y g-endorfinas). 

Este polipéptido es transportado a lo largo del axón y se divide en fragmentos específicos, uno de los cuales es la b-endorfina, que contiene 31 aminoácidos. Tras su liberación e interacción con los receptores opiáceos, se hidroliza por acción de peptidasas en varios péptidos menores y aminoácidos. 





La metencefalina y leuencefalina son pequeños péptidos presentes en muchas neuronas centrales (p. ej., en el globo pálido, tálamo, caudado y sustancia gris central). Su precursor es la proencefalina que se sintetiza en el cuerpo neuronal y después se divide en péptidos menores por la acción de peptidasas específicas. Los fragmentos resultantes incluyen dos encefalinas, compuestas por 5 aminoácidos cada una, con una metionina o leucina terminal, respectivamente. 


Tras su liberación e interacción con receptores peptidérgicos, son hidrolizadas hasta formar péptidos inactivos y aminoácidos, como son las dinorfinas y la sustancia P


Las dinorfinas son un grupo de 7 péptidos con una secuencia de aminoácidos similar, que coexisten geográficamente con las encefalinas. 

La sustancia P es otro péptido presente en las neuronas centrales (habénula, sustancia negra, ganglios basales, bulbo e hipotálamo) y en alta concentración en los ganglios de las raíces dorsales. Se libera por la acción de estímulos dolorosos aferentes. 



Otros NT cuyo papel ha sido establecido menos claramente son la histamina, la vasopresina,la somatostatina, el péptido intestinal vasoactivo, la carnosina, la bradicinina, la colecistocinina, la bombesina, el factor liberador de corticotropina, la neurotensina y, posiblemente, la adenosina.