Fundamentos de psicobiologia resumen castellano by Julen Garcia

Fundamentos de psicobiologia Ana Moreno Alcázar

María Isabel Naya López 2009/2010

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 MODULO I PSICOBIOLOGIA (ORIGENES, METODOS Y TECNICAS UTILIZADAS). La psicobiologia es la disciplina de objeto de estudio de la cual es la conducta y la cognición pero atendiendo a las bases biológicas subyacentes. Utilizando el método científico, la psicobiologia tiene como objeto de estudio la conducta, en tanto que esta aborda como un proceso biológico. Siendo la psicobiologia utilizada como un método científico y tiene objeto de estudio propio. La psicobiologia, por lo tanto se estudia las bases biológicas relacionadas con los resultados con el comportamiento. Que definen el acierto como la conducta en términos psicobiologicos. La psicobiologia pretende estudiar el comportamiento observable y los procesos cognitivos son un conjunto de las fases sucesivas de un fenómeno biológico. Las principales ventajas de trabajar con animales como sujetos experimentales es que se pretende el control exhaustivo del historial del individuo. Los inconvenientes de trabajar con animales en psicobiologia es que hay ciertas diferencias estructurales y funcionales entre las especies que pueden hacer que los resultados no sean exactamente extrapolables. Las técnicas invasivas son aquellas las cuales introducen elementos al organismo del sujeto experimental. Técnicas no invasivas son las técnicas que no introducen ningún elemento en el organismo del sujeto y por extensión estos métodos no son ni nocivos ni molestos. El estudio del sistema nervioso (SN) se puede efectuar utilizando sujetos vivos o bien haciendo un análisis post mortem, los estudios en vivo pretenden estudiar en directo el funcionamiento del SN. La cirugía estrereotaxica es un procedimiento quirúrgico que permite acceder a las estructuras del celebro con el objetivo de implantar dispositivos que le permitirán el estudio. El atlas de la estrereotaxia utiliza para localizar estructuras celébrales, en este atlas cada hoja representa una sección del celebro en el que aparecen las estructuras celébrales correspondientes a cada posición del celebro. -

Artero posterior: estructuras celébrales que se encuentran por delante de la bregma o por detrás de la bregma. Lateralidad: estructuras celébrales que se encuentran para la izquierda o para la derecha del bregma. Profundidad: marca a que profundidad se encuentran las estructuras celébrales respeto a la parte superior del cráneo, donde se encuentra el bregma.

El aparato de la estrereotaxia, es un aparato que consta de un soporte por la cabeza que este se mueva durante la cirugía y un soporte instrumental donde se colocara el elemento que incidirá al celebro. 2

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 1- Cuando se efectúan el registro de una sola unidad se puede estudiar tanto la actividad intracelular de esta célula, como la actividad extracelular. 2- Los registros de múltiples unidades permiten captar las señales eléctricas de un gran número de neuronas. Microdialisi es una técnica que permite registrar la actividad química del SN. Las técnicas de registros permiten estudiar los cambios eléctricos y químicos que se producen al celebro cuando el sujeto efectúa una faena. 1- La estimulación eléctrica se hace mediante electrodos implantados en las áreas concretas del celebro. 2- La estimulación química se produce inyectante determinantes sustancias en áreas concretas del celebro con una cánula. Las técnicas de estimulación cerebral, tanto electrónicas como químicas presentan que al estudiar en quinta conducta participa el área que hemos estimulado. El electroencefalograma (EEG) permite registrar la actividad eléctrica cerebral de una manera global en tiempo real utilizando una serie de electrodos estratégicamente de las diferentes zonas del cuero cabelludo. Electromiagrama (EMG) recoge la información sobre el grado de la tensión muscular con electrodos situados en la superficie del grupo muscular que interese. Electrooculograma (EOG) registra el movimiento de los ojos cuando se sitúan los electrodos alrededor de los ojos. Electrocardiograma (ECG) que registra la actividad cardiaca mediante unos electrodos situados en diferentes zonas del pecho y de la tensión arterial. Las técnicas de registro psicofisiologico permiten estudiar la actividad del sistema nervioso central (SNC) mediante técnicas de registro situadas a la superficie corporal. Técnicas farmacológicas: La vía oral es la más lenta ya que ha de pasar por el aparato digestivo antes de ser absorbida por el sistema nervioso. Las vías inaladas y intravenosa son más rápidas por estas vías permiten que lleguen antes al sistema nervioso. Técnicas histológicas a parte de usarlas para la implantación de estereotaxica permiten estudiar la anotomía cerebral. Técnica de los trazados de conexiones que permiten estudiar las aferencias y eferencias de las áreas. 3

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 Técnicas immunocitoquimicas son un tipo de técnicas histológicas que permiten identificar elementos del sistema nervioso como órganos celulares, neurotransmisores, encimas de síntesis o de degradación de neurotransmisores, receptores por neuroimagenes. La autoradiografia es una técnica que consiste en marcar radiactivamente una sustancia que se ligara a un elemento del sistema nervioso. Hibridación in situ esta técnica de una manera indirecta de las síntesis de la proteína, la que permite localizar la presencia de una secuencia de ARNm que posteriormente se transquibe en una proteína. Técnicas genéticas, la psicobiologia también estudia la participación de los genes de la conducta. Cosa que las técnicas genéticas en humanos se pueden utilizar en estudiar casos como el estudio en familias de adopción o de gemelos, basados en estudiar la concordancia de rasgos entre familiares o tipos de transmisión mediante arboles genéticos. Técnicas genéticas en animales. 1) Dentro de las técnicas de control de los aparejamientos hay: a) La crianza selectiva que se aparejan animales que expresan un rasgo de una manera similar entre ellos. b) Las cepas consanguíneas se aparejan hermanos entre de un gen concreto, durante diferentes generaciones. 2) Las técnicas que permiten manipular directamente el genoma que están siendo utilizados ampliamente en la actualidad. a) La técnica knock-out permite eliminar la expresión de un gen concreto, así se puede estudiar cual es la implantación de este gen en la conducta a partir de las consecuencias de su eliminación. b) En el caso de los animales transgénicos se introduce un gen de una especie por ejemplo la humana, en otra especie diferente como en un ratón.

En humanos se pueden utilizar bacterias de test en pruebas específicas que avalen los procesos de memoria, de aprendizaje, atención etc. En los animales se pueden observar la conducta natural del animal después de efectuar un procedimiento experimental como los anteriormente descritos. En las técnicas de la neuroimagen, que fue en 1970 cuando fueron apareciendo las primeras técnicas, que en este campo de estudio vino una gran revolución ya que se pudo comenzar a monitorizar las funciones celébrales de una manera más detallada y cuantitativa que como consecuencia hubo un gran avance en el diagnostico medico. 4

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 Resonancia magnética (RM) Se puede decir que la resonancia magnética es la técnica de neuroimagen que más se utiliza en el campo de las neurociencias.

La RM es la técnica por la cual se obtienen imágenes del interior de nuestro organismo a partir de unas ondas que emiten los átomos de hidrogeno en ser activados por ondas electromagnéticas. 1) Las imágenes T1 son más adecuadas para estudiar aspectos anatómicos: por lo tanto será útil comprobarlo cuando quieran observar patologías que se cursan con cambios morfológicos como por ejemplo tumores celébrales. 2) Al contrario de las imágenes T2 son más apropiadas utilizarlas para obtener información más de tipo fisiopatológica, como por ejemplo enfermedades neurodegenerativas. La RM más estructural que es una de las técnicas no invasivas funcional que permite registrar la actividad cerebral en vivo y además en un tiempo real. Tomografía de emisiones de positrones (TEP) La TEP es una técnica de neuroimagen funcional por la cual mediante la administración de un radiofármaco se pueden observar tanto patologías como el funcionamiento del metabolismo del organismo.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 Como hemos comentado en el principio del subapartado la TEP es una técnica que tiene una gran ampliación en el diagnostico clínico, en los ámbitos como la neurología, la psiquiatría, la oncología, etc. TEP y tumores celébrales: El tumor cerebral consiste en la formación de una masa en el interior del celebro como consecuencia del crecimiento descontrolado de determinadas células. TEP y las demencias: Hay diferentes demencias no obstante esta la demencia del Alzheimer que es la que mas predomina entre personas de edad más avanzadas. Tomografía axial computarizada (TAC) El TAC es otra de las técnicas de neuroimagen que se utiliza para el diagnostico clínico que permite observar el interior de nuestro organismo a partir de cortes milimétricos transversales cefalocaudal o mediante la utilización de rayos X.

Cuando observamos una imagen hecha de un TAC, apreciamos que las estructuras con más densidad, como los huesos o en la sangre en abundancia, que presentan un color brillante, mientras que las estructuras o tejidos menos densos, como la grasa o el líquido cefalorraquídeo aparecen en tonos oscuros. Electroencefalografía (EEG) La electroencefalografía (EEG) es una técnica que permite registrar la actividad eléctrica cerebral del sujeto en diferentes procesos cognitivos, motores y hasta todo sensoriales.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 1) Ondas α (alfa): su frecuencia se encuentra entre los 8 y los 13 Hz. Se suelen registrar en estados en los cuales el sujeto se encuentra despierto con los ojos cerrados y relajado en un ambiente libre de estímulos inesperados.

2) Ondas β (beta): su frecuencia oscila entre los 14 y los 30 Hz, se suelen registrar cuando el sujetó esta en vigilia haciendo alguna actividad que le suponga estar en alerta o en tensión. 3) Ondas Θ (theta) su frecuencia se encuentra entre los 4 y los 7 Hz. Suelen aparecer en estados de sueño. 4) Ondas & (delta): su frecuencia se encuentra por encima de los 3.5 Hz, aparecen en estados de sueño profundo y en algunas patologías celébrales. La epilepsia es una enfermedad del sistema nervioso central que se manifiesta en forma de crisis inesperadas como consecuencia de una actividad eléctrica excesiva de determinadas neuronas celébrales. Entre ellas están la epilepsia generalizada, en este tipo de epilepsia el aumento de actividad eléctrica incluye todo el celebro. Magnetoencelografia (MEG) Igual que la electroencelografia, la Magnetoencelografia (MEG) es una técnica de neuroimagen funcional no invasiva que permite registrar la actividad cerebral. Cuando las ventajas de esta técnica permite medir las señales neuronales en un tiempo real. Por eso mismo el ser un instrumento muy sensible, puede registrar diferentes artefactos, tanto medioambientales como los provocados ferro magnéticos, cosa que constituye una de sus principales limitaciones o desventajas. Las aplicaciones químicas son en la MEG que se utiliza para el diagnostico o evaluación de diferentes patologías entre ellos las siguientes: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Epilepsia Estudios vasculares Traumatismos craneoencefálicos Migrañas Enfermedades neuronegerativas, como la enfermedad de alzhéimer o el Parkinson Trastornos psiquiátricos como depresión o esquizofrenia Tumores

a) El test de wada. También conocido con el nombre de test amital intracarotidi, este test es una prueba que se aplica a aquellas personas que se han de someter a una operación quirúrgica para extirpar un tumor o un poco convulsivo.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 b) Estimulación cortical intraoperatoria. Posibilita la realización de un mapa funcional preciso para la corteza cerebral expuesta en una craneotomía, tanto por determinar las zonas funcionalmente significativas. Estimulación magnética transcraneal (EMT) A diferencia de la electroencelografia o la Magnetoencelografia, la estimulación eléctrica transcraneal (EMT) no registra la actividad cerebral, sino que es una técnica no invasiva que consiste en inducir una corriente al celebro mediante un campo magnético con el objetivo de generar un beneficio terapéutico estableciendo relaciones casuales entre la actividad cerebral y comportamiento. La EMT es una técnica que por medio de un campo magnético induce una corriente al cerebro a fin de establecer relaciones casuales entre la actividad cerebral y de conducta. EMT y el trastorno obsesivocompulsivo (TOC) 1) Obsesiones: consisten en ideas, pensamientos, impulsos o imágenes recurrentes y persistentes que invaden el pensamiento del sujeto y son vinculadas como repugnantes o sin sentido. 2) Compulsiones: conductos repetitivos finalistas y intencionadas que se efectúan como respuesta a una obsesión. EMT y la depresión No obstante esto, la zona que más se ha con la EMT estimula áreas con relación a la depresión que ha estado en la corteza prefrontal dorsolateral, ya que los estudios con neuroimagen muestras que los pacientes deprimidos presentan una hipofrontidad y un flujo sanguíneo reducido a lóbulos frontales. Estimulación eléctrica cortical (EEC) La estimulación eléctrica cortical (EEC) es una técnica que se utiliza básicamente en el ámbito de la neurocirugía, es decir, cuando un paciente ha de ser sometido a una intervención quirúrgica cerebral. Hay diferentes topologías de electrodos: Los strips que son conformados por una tira en que se puede entre dos y ocho contactos. Las mantas que son rectangulares o cuadradas y los contactos oscilas entre los 8 y los 64. 1) Positivas: son aquellos que en estimular por ejemplo, la área motriz primaria o suplementaria, el resultado es un movimiento involuntario de algún musculo del organismo. 2) Negativas: cuando en estimular alguna área cortical la función que tiene esta que se ve irrumpida como por ejemplo, dislexia, anomias, etc. 8

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 MODULO II LAS CELULAS DEL SISTEMA NERVIOSO El nuestro sistema nervioso (SN) está formado por diferentes tipos de células: las neuronas o las células gliales o de soporte. Soma, axón y dendritas:

Soma o cuerpo celular: El soma o cuerpo celular es el centro metabólico donde se fabrican las moléculas y se realizan las actividades fundamentales para mantener la vida y la función de la célula nerviosa. Contiene el núcleo de la célula: en el núcleo encontramos el nucléolo y los cromosomas, siendo el nucléolo la fábrica de ribosomas. Axón: El axón es la única prolongación larga que sale del soma. El diámetro de los axones varía entre 0,2 y 25 µm. su principal función es la de conducir información codificada en forma de potenciales de acción, permitiendo que la información pueda viajar desde el soma hasta el botón terminal. Dendritas: Las dendritas son ramificaciones que surgen del cuerpo celular o soma, siendo su principal función la de recibir información de otras neurona.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 Los órganos y partículas citoplasmáticas que tienen en las neuronas son los mismos que el resto de las células, ya que todavía que su distribución es diferente en el soma, dendritas o axón. Juntamente con aquellos órganos, las neuronas también tienen un esqueleto, el citoesqueleto con dos funciones principales: Estructural: da rigidez y forma a la neurona Transporte: participa en el transporte de sustancias y vesículas a lo largo de las dendritas sobretodo del axón. El transporte a lo largo del axón se puede realizar en dos direcciones: anterograda o retrograda. El transporte en dirección anterograda implica el movimiento de partículas desde el soma hasta los botones terminales. El transporte en dirección retrograda implica el movimiento de partículas desde el terminal axonico hasta el soma.

Fibras mielíticas y amieliticas Axones mielíticos: los axones mielíticos están recubiertos por una sustancia de tipo de grasas llamada mielina. La mielina está formada principalmente por lípidos, la cual como estos son aislantes, no condúcela corriente eléctrica. Las zonas del axón que no están envueltas de mielina se llaman nódulos de ranvier y son las únicas zonas que no están aisladas y donde el axón está expuesto al medio extracelular. Axones amieliticos: están parcialmente recubiertos de mielina, una única célula de glía, de schwann u oligondendrocito, medio envuelve axones de diferentes neuronas, de manera que parte del axón está recubierto y parte no. Clasificación de las neuronas

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 a) Neuronas unipolares: son neuronas más simples y que predominan en el sistema nervioso de los invertebrados. Sale del soma una sola prolongación que se puede ramificar en muchas ramificaciones.

b) Las neuronas bipolares: del cuerpo celular salen dos prolongaciones que en ocasiones, es difícil saber cuál de las prolongaciones es el axón y cuál es la dendrita. Estas neuronas se encuentran principalmente en los sistemas sensoriales como en el caso de las células bipolares de la retina.

c) Neuronas multipolares: son de tipo más común en el SN de los vertebrados. Según la longitud tipos Golgi I y Golgi II. Tipo Golgi I son neuronas multipolares de axón largo. Son neuronas tipo Golgi I y las células piramidales de la corteza cerebral y las células de purkinje del celebro.

Tipo Golgi II: son neuronas de multipolares de axón corto y por lo tanto establecen contactos con las neuronas más próximas. 11

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a) Neuronas sensoriales: llevan la información desde la periferia hasta SNC y por lo tanto son fibras aferentes al SNC. Una fibra aferente del SNC es una fibra que lleva información hacia el SNC. b) Neuronas motoras: llevan la información hasta la periferia, por lo tanto, son fibras eferentes del SNC hasta las células efectoras de la periferia, generalmente son neuronas multipolares tipo Golgi I. c) Interneuronas: son el tipo de neuronas más abundantes; son todas las otras neuronas que no son ni sensoriales ni motoras, estas neuronas procesan información localmente y transmiten de un lugar a otro del SNC. Las células gliales o de soporte se encuentran alrededor de las neuronas y desarrollan funciones muy importantes como por ejemplo proporcionar soporte estructural y metabolico a las neuronas. En el sistema nervioso central (SNC) encontramos tres tipos de células gliales siguientes: Astrocitos Microglia Oligodendrocitos En el sistema nervioso periférico (SNP) encontramos el tipo de célula glial siguiente: Células de schawnn

Los Astrocitos: son las células gliales mas abundantes y se denominan de esta manera por su forma estrellada. De su cuerpo celular salen múltiples extensiones de cara a todas las direcciones.

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Principales funciones de los Astrocitos: Soporte estructural: los Astrocitos se encuentran entre las neuronas y proporcionan soporte físico a las neuronas y consistencia al encéfalo. Separación y aislamiento de las neuronas: estas células fijan las neuronas en un lugar concreto manteniendo una distancia entre ellas para evitar así que se mezclen los mensajes neuronales. La captación de transmisores químicos: los neurotransmisores pueden ser captados y almacenados en los Astrocitos. Reparación y regeneración: al contrario que las neuronas, las células gliales mantienen su capacidad de dividirse a lo largo de la vida. Suministro de nutrientes a la neurona: parece que los Astrocitos podrían ser el enlace entre el sistema circulatorio y las neuronas. La Microglia son células pequeñas que se encuentran en todo el sistema nervioso central.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 Principales funciones de la Microglia a) Fagocitar rechazos neuronales. b) Proteger el SNC delante de microorganismos invasores. c) Intervenir en los procesos de inflamación cerebral después de una lesión o daño. La Microglia actúa como una célula fagocita y protege el celebro de microorganismos invasores. Los Oligodendrocitos: una de su característica muy importante de este tipo célula es que únicamente se encuentra en el SNC. Principales funciones de los Oligodendrocitos Forman la capa de mielina de los axones del SNC: uno solo oligondendrocito puede mienalizar diferentes segmentos de un axón o puede tener diferentes prolongaciones. Los Oligodendrocitos forman la baina de mielina en el SNC. Las células de Schawnn están localizadas únicamente en el SNP a diferencia de los Oligodendrocitos, estas células se enrollan al entorno de un segmento de axón y le proporcionan una capa de mielina. En el sistema nervioso periférico (SNP) las células de schawnn hacen las mismas funciones que las diferentes células gliales del (SNC). Estas funciones son las siguientes: Como los Astrocitos, se sitúan entre las neuronas, como en la Microglia fagocitan los restos en el caso de una lesión en los nervios periféricos. Las células de schawnn hacen desde un punto de vista periférico (SNP) las mismas funciones que las células gliales del (SNC). La membrana de la neurona es la estructura que define en los límites de la neurona que separa el líquido del interior de las neuronas y del exterior. La membrana consiste en una doble capa de moléculas lipiquidas que se frotan en diferentes tipos de moléculas proteínicas con funciones especiales. Los canales pueden ser de dos tipos: pasivos (siempre están abiertos) y activos (nada más se abren de manera transitoria en determinadas circunstancias). Potencial de la membrana cuando hablamos de él hacemos referencia a una diferencia de carga eléctrica que se produce entre el interior y el exterior celular a causa de una serie de moléculas. 1) La fuerza de la difusión hace referencia al movimiento que hacen las moléculas para desplazarse de regiones donde se encuentran en concentraciones de otras regiones de concentración baja.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 2) La fuerza electroestática hace referencia a la atracción de repulso de las partículas entre ellas en función de su carga eléctrica. Cuando una neurona esta en reposo este potencial se llama potencial de reposo. El potencial de reposo es cuando las neuronas no están activas es decir que no reciben ni conducen información, por lo tanto se dice que el potencial de reposo se encuentra entre -60 y -70 mV. En el fluido intracelular y extracelular hay diversos iones importantes: Aniones orgánicos (Aˉ) principalmente son proteínas con carga negativa. Iones de cloro: CIˉ Iones de sodio: Na⁺ Iones de potasio: K⁺ Como ya hemos dicho, la distribución de estos iones en los dos lados de la membrana no es simétrica, porque la membrana es semipermeable y no permite el paso de algunos de estos iones. El K⁺ se distribuye intentando llegar al equilibrio es decir aquel momento en el cual las fuerzas eléctricas y las químicas se igualan, el valor del potencial de equilibrio del K⁺ es de -90 mV cuando la diferencia de potencial entre los dos lados de la membrana es de -90 mV, las fuerzas eléctricas que empujan el K⁺ para el interior son iguales. Como ya hemos comentado, la permeabilidad de la membrana Na⁺ es baja mientras la neurona esta en reposo. Cambios en el potencial de membrana como recordamos hay una diferencias de potencial entre el interior y el exterior celular, de manera que la membrana separa cargas positivas y negativas.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 En primer lugar, nos proponemos a presentar una pareja de conceptos importantes: Despolarización: cuando el potencial de la membrana tiene un valor negativo que el potencial de reposo -55 mV

0 mV Despolarización de la membrana

-70 mV 0 mV 0 mV

En condiciones de reposo el potencial de membrana se mantiene constante

Hiperpolaritzacion: cuando el potencial de membrana tiene un valor mas negativo que el potencial de acción -90 mV.

O mV

En condiciones de reposo el potencial de la membrana se mantiene constante

-70 mV Hiperpolaritzacion de la membrana

Potencial local es un pequeño cambio en el potencial de la membrana que se produce en un punto de la membrana cuando llega un estimulo débil. Cuando se produce una estimulación eléctrica sobre un punto de la membrana, cambia el número de cargas positivas y negativas que revisten la membrana en aquel punto. Potencial de acción hasta ahora hemos visto que cuando aplicamos un estimulo débil sobre un punto del axón, pero que pasa cuando una estimulación que cuando se aplica es más intensa en este caso se puede producir un potencial de acción.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 Los potenciales de acción son los impulsos eléctricos que hacen servir las neuronas para comunicarse.

Los potenciales de acción son cambios en el potencial de la membrana que se produce cuando llega un estimulo intenso. El cambio en el potencial de la membrana se produce sin pérdida de intensidad. El potencial de acción consta de tres fases: despolarización, repolarizacion y Hiperporarizacion. El proceso completo es el siguiente: La membrana esta en reposo y recibe un estimulo Comienza la despolarización Después comienza la base de repolarizacion La última fase es la Hiperporarizacion Para acabar el potencial de membrana recupera el valor del potencial de reposo

+40 mV

0 mV

Despolarización

Repolarizacion

-70 mV Hiperpolaritzacion

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 Ahora explicaremos los fundamentos iónicos de estas fases, es decir cuáles son los movimientos iónicos a través de la membrana que son los responsables de la fase de la despolarización, repolarizacion y Hiperpolaritzacion.

a) ¿Por qué se produce la despolarización durante el potencial de acción? Por tal de que se desencadene un potencial de acción es necesaria una estimulación intensa que produzca una despolarización de la membrana. El inicio del potencial de acción con un cambio en la permeabilidad de la membrana al Na⁺, para una abertura de canales Na⁺ dependientes de voltaje. b) ¿Porque el potencial de membrana no llega al potencial de equilibrio del Na⁺? Porque la conductancia del K⁺ comienza a disminuir la conductancia del Na⁺. Por lo tanto, el K⁺ comienza a salir de la neurona y compensa la entrada del Na⁺ y hace que el potencial de membrana no llegue a los +55 mV. c) ¿Por qué se produce la repolarizacion? Cuando aumenta la conductancia del K⁺ y disminuye los iones del K⁺ se produce una repolarizacion de membrana, la cual va recuperando su negatividad interna. Fuerzas químicas: la concentración de K⁺ es más grande en el interior y por lo tanto estas fuerzas hacen por salir. Fuerzas eléctricas: la entrada masiva de Na⁺ ha hecho que el interior adquiera valores positivos.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 d) ¿Por qué se produce la Hiperporarizacion? Como acabamos de comentar, cuando la membrana recupera el valor del potencial de reposo, la conductancia del K⁺ continua siendo elevada y esto hace que el K⁺ continúe saliendo de la neurona y haciendo que la membrana se hiperpolarize. El potencial de acción sigue la ley del todo o nada que postula que un potencial de acción se produce o no se produce, si se desencadena, se transmitirá a lo largo de todo el axón conservando siempre la misma medida o intensidad. Periodos refractarios: cuando el punto de la membrana se ha producido un potencial de acción no se puede volver a producir otro en el mismo lugar al momento sino que ha de pasar un periodo de tiempo. Periodo refractario: es el tiempo que ha de transcurrir después de un potencial de acción para que el estimulo del lindar sea capaz de producir un nuevo potencial de acción. Periodo refractario absoluto: es la parte del periodo refractario en la cual por muy alta que sea la intensidad del estimulo no se produce un potencial de acción. Periodo refractario relativo: es la parte del periodo refractario en la cual, si la estimulación es bastante intensa, se consigue de producir un nuevo potencial de acción, por lo tanto es un periodo en el cual el lindar que se descarga es más elevado. La conducción fisiológica del axón desde un extremo más cercano al cuerpo celular hasta el extremo de los botones terminales (dirección ortodrómica), pero también tiene la capacidad de conducir los potenciales de acción en una dirección opuesta (dirección antidromica).

Tanto el potencial de acción en las fibras mielíticas nada más se puede producir en los nódulos de ranvier. Los potenciales de acción son axones mielíticos nada mas nada mas que se autogeneran en los nódulos de ranvier.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 La velocidad de conducción es más grande ya que se reducen las corrientes iónicas de la transmembrana, es decir el intercambio de iones entre el fluido intracelular y el extracelular. Otra ventaja es la económica, la conducción saltatoria requiere menos energía. Como que hay menos intercambios entre los fluidos intracelular y extracelular, la bomba de Na⁺ - k⁺ ha de trabajar menos. Diámetro del axón: la velocidad del es directamente proporcional al diámetro del axón. Mienitzacion: la velocidad de conducción es más grande en fibras mielíticas, las fibras mielíticas raramente tienen un diámetro superior a 20 µm.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 MODULO III COMUNICACIÓN NEURONAL (transmisión sináptica) Sinapsis: el término significa conexión que fue introducido por Charles Sherrington en 1897 que había sido descrito por Ramón y Cajal, que la visualizo al microscopio por primera vez. Llamamos sinapsis a la zona especializada donde se transmite la información entre las dos neuronas o entre la neurona y la célula efectora. La sinapsis nada mas dejan pasar la información en un sentido. En cualquier sinapsis hay una neurona presinaptica y la neurona postsinaptica, el espacio que queda entre las dos neuronas que se llama espacio sináptico.

Hablamos de divergencia cual la información de un solo botón terminal se transmite a muchas dendritas postsinapticas.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 Podemos clasificar las sinapsis según diferentes criterios: 1) Según el tipo de células involucrables. Neurona-neurona: tanto la célula presinaptica con la postsinaptica son neuronas, son las sinapsis del sistema nervioso central. Neurona- célula muscular: también conocida como unión neuromuscular. Una celular muscular es innervada por una motoneurona. Neurona-célula secretora: la célula presinaptica es una neurona y la postsinaptica secreta algún tipo de sustancia como hormonas. 2) Según los efectos postsinapticos. Sinapsis excitadoras: como resultados de la transición de la información se observa una despolarización en la membrana de la célula postsinaptica. Sinapsis inhibidoras: la información que se transmite desde la neurona presinaptica hiperporariza la membrana de la célula postsinaptica. 3)

Según la forma de transmisión de información. Sinapsis eléctricas: representan una pequeña fracción del total de la sinapsis, la información se transmite por medio de corrientes locales ya que la membrana del botón presinaptico. Sinapsis química: son las más frecuentes. La transición sináptica esta mienalizada para liberar las sustancias químicas, por lo tanto de la neurona presinaptica que interaccionan con las moléculas especificas de la célula postsinaptica.

4) Según el lugar de contacto. Sinapsis axosomaticas: un axón hace sinapsis sobre el soma de la neurona postsinaptica. Sinapsis axodendriticas: un axón hace sinapsis sobre una dendrita postsinaptica. Sinapsis axoaxonicas: un axón hace sinapsis sobre un axón postsinaptico.

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Electrofisiología: se llama potencial excitador postsinaptico (PEP) la despolarización de la membrana postsinaptica que se observa en las sinapsis excitadoras. a) Características del PEP: su amplitud es proporcional a la intensidad de la estimulación que el provoca. A causa que los PEP son unos tipos de potencia local, estos se propagan por la membrana de la célula de manera electrónica. b) Los PEP puede originar potencial de acción: si la neurona postsinaptica recibe una estimulación de suficiente intensidad, el PEP se propagara de manera electrónica hasta llegar al segmento inicial del axón.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 Algunas sinapsis no transmiten información excitadora, sino que transmiten información inhibidora y reduciendo la posibilidad que se produzca un potencial de acción en la neurona postsinaptica. La inhibición postsinaptica se produce una inhibición directa de la neurona postsinaptica. Se llama potencial inhibidor postsinaptico (PIP) la hiperpolarizacion de la membrana postsinaptica que se observa en la inhibición postsinaptica. a) Características del PIP: como los PEP, los PIP son un tipo de potencial local y por lo tanto se propagan por la membrana de manera electrónica, hasta desaparecer. b) Bases iónicas de los PIP: como en el caso de los PEP los PIP se originan por la abertura de canales iónicos controlados por ligando. Los PIP se producen por abertura de canales CIˉ o de canales de K⁺.

Origen de la señal

Duración típica

Amplitud

Carácter

Forma de propagación

Abertura de canales iónicos

Dependencia de los canales iónicos

Potencial de acción PEP

Por integración de PEP y PIP En respuesta a estimulación presinaptica

1-2 ms

Despolarización de unos 100 mV

Todo y nada digital

Activa regenerativa

Voltaje (despolarización)

10-100 ms

Desporalizacion de <1 a> 20 mV

Local pasiva

Ligando (neurotransmisor)

PIP

En respuesta a estimulación presinaptica

10-100 ms

Hiperporarizacion de <1 a > 15 mV

Proporciona l a la estimulació n analógica Proporciona l a la estimulació n analógica

Primero, canales Na⁺ después de K⁺ Canales de Na⁺/ K⁺

Canales de Cio canales de K⁺

Ligando (neurotransmisor)

Local pasiva

La inhibición presinaptica: en este caso, la reducción de la respuesta postsinaptica se produce por la inhibición de la activación de la neurona presinaptica por una tercera neurona. La tercera neurona establece una sinapsis axoaxonica sobre el terminal de la neurona presinaptica. Inhibición postsinaptica Inhibición directa de la neurona postsinaptica mediante sinapsis inhibidoras, que producen los PIP. Son de corta durada (8-15ms). Se inhibe cualquier información que legue a la neurona postsinaptica.

Inhibición presinaptica Una sinapsis axoaxonica disminuye la libertad de los neurotransmisores del espacio sináptico y disminuye la amplitud del PEP postsinaptico. Son de larga duración (200ms) Nada se inhibe la información que llega por una vía y no se alteran del resto de información.

El segmento inicial es la zona de la membrana neural que tiene el lindar más bajo para producir potenciales de acción, a causa que es la zona donde hay más concentración de canales Na⁺ controlados por voltajes. a) Integración al segmento inicial: en general el PEP causada por la descarga por un solo terminal presinaptico no es suficiente para producir un potencial de acción a la neurona postsinaptica. 24

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 b) Codificación de la señal al seguimiento inicial: es poco usual observar la generación de un único potencial de acción seguido. La duración más grande de los PEP se traduce en una duración más grande del tren de potenciales de acción. Sumacion temporal y espacial: las neuronas tienen capacidad de integrar informaciones que llegan en momentos o lugares diferentes (PEP y PIP). a) Sumacion temporal: se producen cuando llegan diversas informaciones a una misma sinapsis en momentos cercanos. b) Sumacion espacial: se produce cuando llegan informaciones al mismo tiempo de lugares diferentes de la neurona postsinaptica. Sinapsis química, en las células están separadas por un espacio sináptico. Unión neuromuscular: la unión neuromuscular o sinapsis entre una neurona y una fibra muscular, ha estado muy estudiada a causa que la medida de las prolongaciones postsinapticos que permite inserirlas instrumentos de registro con cierta facilidad.

Sinapsis del sistema nervioso central a) Sinapsis de tipo Gray I: suelen ser excitadores y axodendriticas, el neurotransmisor se almacena en vesículas esféricas de unos 40 mm de diámetro y las zonas de libertad de los neurotransmisores. b) Sinapsis de tipo Gray II: suelen ser inhibidores y si se observan sobre los segmentos iniciales de las dendritas o sobre el soma. c) Sinapsis de paso: son un tipo de sinapsis que observa en el sistema nervioso central y en el sistema nervioso autónomo.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 La sinapsis eléctrica: las membranas de las células están en contacto por medio de unas zonas que se conocen como uniones íntimas. Cada canal de la unión íntima está formada por dos hemicanales que se llamaban conexiones situación a las membranas de dos células que es justaposan en el espacio sináptico. Sinapsis eléctrica Espacio extracelular reducido. Continuidad citoplasmática entre las neuronas presinaptica y la postsinaptica. La información se transmite mediante la corriente iónica. No hay vesículas al botón sinápticos. Cada vez que haya asimetría anatómica entre los canales de membrana de las dos células. Casi nunca no hay retraso sináptico. La transmisión de la información puede ser tanto unidireccional como bidireccional. Permiten la activación sincronizada de diversas células. Interconectan neuronas involucradas en el control de conductas estereotipadas, invariables.

Sinapsis química Espacio extracelular más grande. continuidad citoplasmática.

hay

La información se transmite mediante una substancia química. Hay vesículas al botón sinápticos. No se necesita esta simetría. Hay retraso sináptico significativo (como mínimo 0,3 ms, veces de 1 a 5 ms o más). La transmisión de la información es unidireccional (en sentido ortodrómico). Muchas más variables y modulables por la experiencia (plasticidad sináptica. Interconectan neuronas que controlan conducta variable y compleja.

a) Bases iónicas del libramiento del neurotransmisor: ni el Na⁺ ni el K⁺, los dos iones son responsables del potencial de acción, son necesarios por los libramientos del neurotransmisor. b) El neurotransmisor se almacena en vesículas sinápticas: cada una de estas vesículas almacena un quantum de neurotransmisor, una cantidad que equivale a diversos miles de moléculas, observado por un microscopio electrónico, la membrana de las zonas activa se ve gorda y densa. c) La libertad del neurotransmisor se hace por exocitosi a las zonas activas: para liberar el neurotransmisor, las vesículas sinápticas han de fusionarse con la membrana presinaptica. Las vesículas se unen en el citoesqueleto por medio de unas proteínas conocidas como a sinapsis I.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 d) Las vesículas sinápticas se reciclan: durante la exocitosi, la membrana de la vesícula se integra a la membrana presinaptica, de manera que esta última aumenta su superficie a medida que se fusionan más vesículas. La despolarización de la membrana presinaptica actúa indirectamente sobre el aliberamiento del neurotransmisor, permitiendo la abertura de canales de Ca²⁺ controlados por voltaje. Es donde la entrada de Ca²⁺ el que controla el liberamiento del neurotransmisor. a) Degradación enzimática: consiste en degradar, romper las moléculas del neurotransmisor. Los productos resultantes de esta degradación se llaman metabolismo, generalmente pasan a la sangre y después se eliminan por la orina. b) Recaptacion: es el mecanismo más común de inactivación de los neurotransmisores, el neurotransmisor es recaptado por el botón terminal gracias a un mecanismo de transporte activo de alta afinidad.

1) Receptores acoblados a canales iónicos (inotrópicos): los receptores inotrópicos son aquellos que están acoblados al canal, de manera que cuando un ligando se une al receptor se produce una abertura inmediata del canal. El receptor y el canal iónico forman un complejo de receptor-canal.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 2) Receptores asociados a sistemas según mensajeros (metabotropicos): el neurotransmisor activa un receptor que no está acoblado directamente al canal iónico. Los receptores metabotropicos de una sola subunidad de siete dominios transmembranosos, que se encuentra acoplada a una proteína, que recibe el nombre de proteína G, formada por tres subunidadades, α, β, γ, una molécula de GDP asociada (concretamente a la subunidad α). Hay que tener en cuenta tres cosas respeto a los sistemas según los mensajeros cuando actúan sobre la abertura de canales iónicos: La activación de los segundos mensajeros produce la abertura de más de un canal iónico. El receptor no está acoplado al canal y se puede dar el caso que los receptores sean a cierta distancia del receptor. El hecho de que activen estas vías de señalización intracelular ara que la respuesta de abertura sea más lenta que en el caso de los receptores ionotrópicos en que la respuesta es inmediata. Vía de la AMPc: cualquier ligando se une al receptor, la subunidad α se disasocia de las subunidades β-γ, intercambia la molécula GDP (difosfato de guanosina) que tenia acoplada por otra de GTP (trisosfato de guanosina). En este momento, las subunidades β-γ también desligan del receptor. Vía de IP₃: en esta vía la abertura de los canales de membrana se produce por el aumento del calcio intracelular intercedida por segundos mensajeros. La proteína reguladora que se une a la subunidad α es la fosfolipasa C (PLC). Su activación transforma un fosfolipido de membrana, el fosfatidilinositol 4,5-bitosfasto (PIP₂), en dacilglicerol (DAG) y el trisosfato de inositol (IP₃). Autoreceptores y heteroreceptores: los receptores presinapticos se pueden diferenciar en autoreceptores y heteroreceptores. Cuando los receptores presinapticos reconocen la sustancia que libera el mismo terminal sináptico, se llama autoreceptor. Cuando los receptores presinapticos reconocen neurotransmisores liberados por otras neuronas se llaman heteroreceptores. ¿Cómo actúan los receptores presinapticos? 1) El mecanismo de acción de los receptores presinapticos no es diferente de los receptores postsinapticos, por lo tanto, modificaran la permeabilidad de la membrana presinaptica a determinados iones abriendo o cerrando canales iónicos. 2) A más cuando el neurotransmisor se une a receptores presinapticos puede activar sistemas según mensajeros, como el AMPc.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 Los autoreceptores: el caso de los autoreceptores es especialmente interesante, en aumentar el liberamiento del neurotransmisor y por lo tanto, aumentar el aliberamiento del neurotransmisor y por lo tanto en aumentar también a) La inhibición presinaptica: podemos hablar de tres mecanismos de inhibición presinaptica, generalmente mediante la activación de sistemas de segundos mensajeros, que son los siguientes: Cierre de canales Ca²⁺ y abertura simultanea de canales K⁺ activados por voltaje. Abertura de canales CIˉ. Inhibición directa de la maquinaria de liberamiento del neurotransmisor. b) Facilitación presinaptica: en este caso, se produce un aumento de entrada de Ca²⁺. De esta manera se amplía la duración del potencial de acción y se permite que los canales Ca²⁺ estén abiertos durante más tiempo. Los neurotransmisores cambian la permeabilidad de membrana por algún ion que se observa un PEP o un PIP de corta duración. Los neuromoduladores no actúan necesariamente en los canales iónicos. Por ejemplo pueden fosforilar proteínas intracelulares o modificar la concentración del Ca²⁺. Neurotransmisores Neuromodulares Actúan sobre los receptores Actúan sobre los receptores ionotrópicos y metabotopricos. metabotroticos Abren canales iónicos No actúan necesariamente sobre canales iónicos. Su función es modificar la Múltiples funciones mediante permeabilidad de la membrana por la activación de encima de algún ion. intracelulares. La respuesta del PEP o PIP Tiene una latencia de tiene una latencia corta 0.5-1 segundos y el efecto puede ms y el efecto dura de 10 a 100 durar minutos, horas o días. ms.

1) Coexistencia: de las sustancias en el mismo botón sináptico. 2) Coaliberamiento: de las sustancias. 3) Existencia de receptores específicos (presinapticos i/o postsinapticos) para cada una de las sustancias liberadas. Cambios a largo terminio: los neuromoduladores, por medio de los sistemas de segundos mensajeros, pueden influir sobre múltiples procesos bioquímicos intracelulares. El ADN (acido desoxirribonucleico) de las células contiene la información genética del organismo.

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Por tal que una sustancia química pueda ser considerada como un neurotransmisor que ha de cumplir una serie de requisitos: Presencia: la sustancia candidata de estar presente dentro de las neuronas a partir de las cuales será liberada. Síntesis: en estas mismas neuronas que han de existir encimas que sinteticen esta sustancia y precursores y otros compuestos que forman parte de la ruta de biosíntesis. Liberamiento: cuando el potencial de acción llega al terminal sináptico en cuestión, esta sustancia ha de ser liberada de manera dependiente de la entrada de Ca²⁺. Inactivación: han de existir mecanismos por la inactivación de la sustancia candidata. Identificación de la acción: -

Cuando la sustancia candidata se administra exógenamente al espacio sináptico, la neurona postsinaptica ha de mostrar la misma respuesta que cuando estimula eléctricamente la neurona presinaptica.

Si un agente modifica la transmisión sináptica mediada por la sustancia candidata, se observa la misma modificación que si la sustancia se administra exógenamente.

Presencia de receptores: se ha de demostrar la existencia de receptores para la substancia candidata a la zona sináptica. Los efectos de las sustancias químicas exógenas dependerán de los sistemas de neurotransmisión cómo interactúan y de su mecanismo en acción. 30

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 1) Interacción directa con los receptores del neurotransmisor: algunas sustancias se pueden unir a los receptores presinapticos o postsinapticos de un sistema de neurotransmisión. Estas sustancias se llaman ligando. Los ligando se pueden unir al receptor de los diferentes afinidades. Agonismo: es la respuesta provocada por una sustancia que tiene afinidad y la eficacia por un receptor, de manera que sus efectos imitan o suman a los ligando endógenos. Antagonismo: es el efecto provocado por una sustancia que tiene afinidad para el receptor peri una eficacia nula. 2) Otras acciones: en general, los efectos sobre un sistema de neurotransmisor serán facilitadores que facilitan su acción e inhibidores cuando la impiden. Sistemas de neurotransmisión: acetilcolina (I): Todas las vías nerviosas que utiliza la ACh como el neurotransmisor reciben el nombre de colinérgicas. Síntesis: la ACh se sintetiza a partir del acetil coencina A (ACoA) y la colina, gracias a la acción de la encima colina acetilttransferasa (CAT).

Por lo que hace la regulación de la síntesis de la ACh, la disponibilidad de colina más síntesis de ACh hay:

Almacenaje y liberamiento: una vez liberada la ACh se puede almacenar en vesículas o quedar libre de citoplasma de la célula. Inactivación: la forma de inactivación de ACh es por degradación enzimática al espacio sináptico, la encima degradadora se llama acetilcolinesterasa (AChE). El proceso de degradación es el siguiente:

El 50% de la colina resultante de la degradación es rescatada nuevamente por una proteína transportadora específica situada en la célula presinaptica. Sistemas de neurotransmisión: acetilcolina (II)

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 En este segundo subapartado dedicado a la acetilcolina, estudiaremos los receptores, la farmacología, la localización y las funciones de los principales sistemas colinérgicos. Receptores: la ACh tiene dos familias de receptores: nicotínicos y muscarinicos. El receptor nicotínico: es inotrópico. De hecho es el receptor que se usa como modelo de los receptores ionotrópicos, ya que fue el primero receptor aislado, clonado y caracterizado que actúa a tanto escala presinaptica como postsinaptica. El receptor muscaritico: es un receptor metabotropico. Su localización puede ser tanto postsinaptica como presinaptica, la activación presinaptica suele dar lugar a una inhibición de liberamiento del neurotransmisor.

Farmacología: por medios de diferentes mecanismos de acción, hay diversas substancias exógenas que pueden facilitar o inhibir la transmisión colinérgica. Efectos de la droga

Nombre de la droga

Inhibición de la captación de la colina Bloqueo del liberamiento de ACh Estimulación del liberamiento del ACh Agonismo de los receptores nicotínicos Antagonismo de los receptores nicotínicos Agonismo de los receptores muscarismicos Antagonismo de los receptores muscarimicos Inhibición acetilcolinesrasa

Hemicolinium Toxina botulínica Veneno de la araña viuda negra Nicotina Curare

Efectos sobre la transmisión sináptica colinérgica Inhibición Inhibición Facilitación Facilitación Inhibición

Muscarina

Facilitación

Atropina

Inhibición

Neostigmina

Facilitación

Algunas de estas substancias tienen aplicaciones terapéuticas, pero en la mayoría de los casos también pueden ser perjudiciales hasta pueden llegar a causar la muerte. 32

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 Localización y funciones: a) Sistema nervioso periférico: la ACh es la principal substancia transmisora del sistema nervioso periférico, cuando es liberada a la unión neuromuscular, estimula la contracción de los músculos y permite hacer los movimientos. b) Sistema nervioso central: el origen de estos botones terminales celigerneticos se localizan por todo el celebro, el origen de estos botones terminales se encuentra generalmente en una de estas tres localizaciones: protuberancia, procesenfalo basal y el área septal medial. El efecto de la ACh suele ser inhibidor.

c) Disfunciones coligerneticas: tiene dos partes: Miastenia gravis: que es una enfermedad hereditaria de carácter autoinmune. El sistema inmunitario no reconoce como propios los receptores nicotínicos de la unión neuromuscular y los destruye. Enfermedad de Alzheimer: es una enfermedad neurodegenerativa que causa el deterioro progresivo de las funciones cognitivas y la alteración conductual. Es más frecuente en personas de edad avanzada pero puede empezar a partir de los 40 a los 50 años. La causa aun es desconocida, pero hay una pérdida significativa de neuronas.

Sistemas de neurotransmisión: catecolaminas (I) Las catecolaminas pertenecen a una familia de sustancias transmisoras más grandes, las monoaminas. Los neurotransmisores catecolaminergeticos son tres: la dopamina, la noradredalina y la adrenalina. Síntesis de catecolaminas: las catecolaminas se sintetizan a partir del aminoácido tirosina. La tirosina es un aminoácido esencial es decir que hemos de obtener a partir de la dieta. 33

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 A lo que hace a la regulacion de la sintesis de las catecolaminas, la tirosina hidroxilasa se localiza en el citoplasma de la neurona.

Almacenaje y liberamiento: las catecolaminas son almacenadas en vesículas gracias a una proteína transportadora de alta afinidad y son liberadas en el espacio sináptico por medio de un proceso de exocitosi Ca²⁺ dependiente. De esta manera, la dopamina se metaboliza en noradredalina al interior de las vesículas y no al citoplasma. Inactivación: la inactivación de las catecolaminas se produce por medio de dos mecanismos que le siguen: a) Recaptacion para el terminal presinaptico: este es el principal mecanismo de inactivación de las catecolaminas. b) Degradación enzimática: el citoplasma de las neuronas, concretamente a la pared de la mitocondrias, se encuentran la encima monoamino-oxidasa (MAO). Sistemas de neurotransmisión: catecolaminas (II) En este sistema dedica a las catecolaminas estudiaremos los receptores, la farmacología y la localización y funciones de los principales sistemas catecolaminergicos. Receptores: los receptores de la catecolaminas son metabotropicos. a) Noradredalina y adrenalina: la noradredalina y la adrenalina comparten los mismos receptores, que se llaman adrenergeticos. α₁: se subdividen en tres tipos de A, B y D. tiempo atrás se identifico un cuarto subtipo, el C, pero estudios posteriores fueron descartados que fueran un subtipo deferente de los ya identificados. α₂: se subdividen en tres tipos A, B y C, pueden actuar como receptores presinapticos, inhibiendo en general el liberamiento de neurotransmisión. β: se subdividen en tres tipos: 1, 2 y 3. Suelen ser postsinaptico, pero pueden actuar presinaptico, en este caso, facilitan del liberamiento del neurotransmisor.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 Dopamina: hay cinco receptores dopaminergicos (D₁ a D₅), todos de tipos metobotropico, que se pueden dividir en dos familias: la familia D₁ y la familia D₂. Los subtipos menos abundantes son los D₃, D₄ y D₅. Familia D₁: incluye los receptores D₁ y D₅, son postsinapticos. Acoblados a proteína G. Familia D₂: incluye los receptores D₂, D₃ y D₄, acoblados a proteínas G., pueden ser presinapticos y postsinapticos; si son presinapticos inhibida del liberamiento del neurotransmisor. Farmacología: la transmisión catecolaminergica se puede afectar actuando en diferentes puntos del ciclo de síntesis y del liberamiento de estos neurotransmisores. Efectos de la droga

Nombre de la droga

Inhibición de almacenaje en vesículas Inhibición de la recaptacion. Inhibición del MAO Facilitación del liberamiento Agonista de los receptores α₂ Antagonismo de los receptores β Antagonismo de los receptores Dα

Reserpina Cocaína, anfetamina, imipramina Clorgilina, deprenil Anfetamina Clonidina Propanolol Clorpromacina, haloperidol

Efectos sobre la transmisión sináptica catecolaminergica. Inhibición Facilitación Facilitación Facilitación Inhibición Inhibición Inhibición

a) Noradredalina y adrenalina: pueden actuar como neurotransmisores en el sistema nervioso central y como hormonas liberadas en el torrente sanguíneo. b) Dopamina: se encuentra en el sistema nervioso central, principalmente localizada los tres sistemas funcionales siguientes: Sistema nigroestriado: los somas de las neuronas dopaminergicas se localizan en a la sustancia negra, un núcleo del tronco del encéfalo y proyectan sus axones a los ganglios basales Sistema mesolimbico: los somas se encuentran en el área tegmental ventral, una región troncoencefelatica. Sistema mesocortical: los somas también se encuentran localizados en el área tegmental ventral y los axones proyectan a la corteza prefrontal. c) Disfunciones catelolaminergicos: Enfermedad de Parkinson: es un trastorno caracterizados por temblores, rigidez en las extremidades, problemas de equilibrio, dificultades en iniciar los movimientos y en algunos casos trastornos cognitivos. Depresión: durante muchos años se han hecho hipótesis sobre si la depresión podía ser consecuencia de una disminución de noradredalina cerebral. A 35

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 favor de esta hipótesis se ha observado que los fármacos que inhiben la MAO como la clorgilina o el deprenil. Esquizofrenia: se ha postulado también durante mucho tiempo que la esquizofrenia es debida a un exceso de actividad dopaninergica, concretamente a la vía dopaminergica mesocortical. Trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDHA): la importancia de los sistemas catecolaminergicos en el TDAH es demostrada por el hecho que los fármacos estimulantes, como las anfetaminas, mejoran la simplomatologia, ya que potencian la neurotransmisión doparminergica y noradrenergica. Refuerzo y adición: las substancias que potencian la neurotransmisión dopaminergica de la vía mesolimbica producen sensaciones agradables. Ansiedad: la estimulación eléctrica del locus ceruleus producen los síntomas fisiológicos de la ansiedad. El uso de agonistas α₂ que actuaran sobre los autoreceptores, permiten eliminar la sintomatología somática de la ansiedad. Sistemas de neurotransmisor: serotonina (I) La serótina o 5-hidroxitriptamina (5-HT), es una indolamina y también forma parte del grupo de las monoaminas. Tiene un papel muy importante en la contracción de la musculatura lisa, por que controla la movilidad intestinal y el tono vascular. La 5-HT se sintetiza en el citoplasma del terminal sináptico. Este proceso depende de la disponibilidad de triptófano. Sistemas de neurotransmisor serotonina (II) En este segundo subapartado a la serotonina (5-HT), nos vemos los receptores, su farmacología y su localización. De los receptores de la 5-HT, el receptor 5-HT, es único ionotrópicos. Hay otros tipos de receptores para la 5-HT pero su funcionamiento es menos conocido. Farmacología: se puede actuar sobre la neurotransmisión serotoninergica a diferentes niveles que son los siguientes: Síntesis: la para el cloro-fenilalanina (PCPA) inhibe la encima triptófano hidroxilasa, de manera que no permite sintetizar 5-HT. Almacenaje: el almacenaje en vesículas se puede inhibir con reserpina. Inactivación: los inhibidores de la MAO facilitan la neurotransmisión serotoninergica ya que la MAO es la encima de la 5-HT. 36

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 Agonistas: las drogas alucinógenas y en especial la dietilamida de acido lisérgico (LSD) actúan sobre el sistema serotoninergico, posiblemente como agonistas de los receptores 5-HT₂. Localización: a) La localización: las neuronas serotoninergicas tienen sus somas en una estructura trocoencefalica conocida como núcleos de la rafe. Sistema del rafe dorsal: envía sus axones a la corteza y a los ganglios basales. Sistema del rafe medial: también envía a sus axones a la corteza y a una parte muy importante del sistema límbico. b) Funciones: las neuronas serotoninergicas de los núcleos del rafe parece que están relacionados con la integración de las respuestas necesarias para producir una respuesta motora. c) Disfunciones serotoninergicas: Depresión: como ya hemos comentado, muchos de los antidepresivos clásicos, también actúan sobre la 5-HT. De hecho, durante mucho tiempo se han utilizado los inhibidores selectivos de la de serotonina (ISRS) como a tratamiento para la depresión ya que nos mostraban como los más efectivos. Trastorno afectivo estacional: se trata de una depresión que se manifiesta en épocas de poca luz ambiental, como en el invierno, además del cuadro de la depresión se caracteriza también por un aumento de carbohidratos. Esquizofrenia: a la hora que el principal neurotransmisor implicado en la sintomatología de la esquizofrenia es la dopamina, se ha visto que las vías serotoninergicas ejercen un papel regulador sobre estas vías. Ansiedad: hay pruebas que fármacos que actúan como agonistas parciales de los receptores seroninergicos son buenos agentes ansiolíticos.

Sistemas de neurotransmisión: histamina La histamina se encuentra principalmente en las células del sistema inmunitario y se libera en las reacciones alérgicas o a las influencias causadas por lesión de los tejidos. Juntamente con las catecolaminas y la serotonina, la histamina forma parte del grupo de los moniminas.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 La síntesis de histamina depende de una única encima, que descarboxilla el aminoácido histidina a histamina. Almacenaje y liberamiento: una vez sintetizada, la histamina se almacena en las vesículas. Se libera la exocitosi en un proceso Ca²⁺ dependiendo. Inactivación: no es claro que si hago transportadores específicos para la recaptacion de la histamina a los terminales nerviosos. Receptores: se han identificados cuatro tipos de receptores de la histamina, todavía que uno de ellos no se encuentra en el sistema nervioso: H₁: es un receptor postsinaptico H₂: es un receptor postsinaptico H₃: es un receptor presinaptico, actúa como autoreceptor H₄: es el único que no se encuentra en el sistema nervioso Farmacología: los antihistamínicos se utilizan clínicamente para liberar los síntomas de las alergias. Pero también inducen la sedación, por que los antagonizan el receptor cerebral H₁, que tiene efectos excitadores. a) Localización: los somas de las neuronas histaminergicas se localizan principalmente en el núcleo tuberomanilar del hipotálamo. b) Funciones: la histamina regula la actividad de diferentes partes del sistema nervioso central, aumentando la excitabilidad de las neuronas sobre las cuales actúa. Sistemas de neurotransmisión: aminoácidos excitadores (I) El glucanato es del apartado son los principales neurotransmisores excitadores del sistema nervioso central. Síntesis: el glucanato es el apartado están implicado en múltiples procesos metabólicos de la célula. 1) A partir del metabolismo de la glucosa al ciclo de Krebs. 2) De otro camino surgirá la mayoría de glucanato y apartado que se usara como neurotransmisor. Almacenaje y liberamiento: una vez sintetizada, el glucanato y el apartado son almacenados en vesículas sinápticas. Este almacenamiento se hace unas proteínas transportadoras situadas a la membrana vesicular, con alta afinidad por estos aminoácidos. Inactivación: la inactivación de los aminoácidos excitadores es importadora para evitar los efectos neurotóxicos producidos por exceso de aminoácidos sobretodo del glucanato. 38

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 Sistemas de neurotransmisores: aminoácidos excitadores (II) En este segundo apartado dedicado a los aminoácidos excitadores, hablaremos de los receptores, su farmacología, la localización y las funciones de sus grupos neuronales. Receptores: los aminoácidos excitadores tienen tres tipos de receptores ionotrópicos y un receptor metabotroticos. 1) Diferenciamos dos grupos de receptores ionotrópicos, los no NMDA y los NMDA. a) Receptores no NMDA. Hay dos tipos de receptores no-NMDA, los receptores AMPA y los receptores tipos cainat. b) Receptores NMD. El receptor NMDA está acoblado a un canal iónico permeable al Ca²⁺. 2) Receptores metabotropicos: se han de identificar ocho tipos diferentes de receptores metabotropicos por el glucanato. Grupo I: subtipos mGluR₁ y mGluR₅, su activación es excitadora, via IP₃, son receptores postsinapticos. Grupo II y III: Subtipos del grupo II: mGluR₂, mGluR₃. Subtipos del grupo III: mGluR₄, mGluR₆, mGluR₇, mGluR₈ Son receptores tanto postsinapticos como presinapticos. 3) Los receptores para el apartado: se unen a los receptores NMDA; por ahora, no hay evidencias de que haiga un tipo de receptor exclusivo para el apartado. Estos neurotransmisores han estado relacionados especialmente con los fenómenos de plasticidad sináptica. Estos fenómenos son muy importantes durante el desarrollo del sistema nervioso. a) Plasticidad sináptica: potenciación a largo terminio y depresión a largo terminio. Los receptores NMDA y los no NMDA están implicados en un fenómeno plástico que se conoce como potenciación a largo terminio (LTP). La LTP consiste en un refuerzo de la transmisión sináptica entre dos neuronas que puede durar días o meses. La depresión a largo terminio es el proceso opuesto al de LTP. Sus mecanismos son menos conocidos, pero parece ser que en este caso se produce una disminución de fluido de Ca²⁺ que hace que los receptores sean menos sensibles. b) Disfunciones de la transmisión sináptica por aminoácidos excitadoras:

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 Esquema-hipoxia: los aminoácidos excitadores son unas neurotóxicas muy potentes. El exceso de libertad de estos neurotransmisores provoca muerte neuronal a causa de que la alta entrada de Ca²⁺. Epilepsia: es una enfermedad que se caracteriza por episodios de actividad controlada de las neuronas, eso ocasiona convulsiones y pérdida de consciencia. Trastornos de desarrollo y enfermedades neuronegerativas: diversos estudios han puesto de manifiesto que disfunciones del sistema glutamatergico, sobretodo su hiperactividad, que están implicados en la génesis de muchos trastornos del desarrollo como el autismo, psicopatológicos, como la esquizofrenia y neurodegenerativas como la esclerosi lateral. Sistemas de neurotransmisión: aminoácidos inhibidores (I) El GABA es el neurotransmisor inhibidor más importante de todo el sistema nervioso. Síntesis del GABA: se sintetiza a partir del metabolismo de la glucosa. La transmisión de la aketoglutarato, derivando de ciclo de Krebs, es el primero paso del proceso de síntesis:

Inactivación del GABA: una vez liberado el GABA al espacio sináptico, una proteína transportadora especifica recapta el GABA. Esta proteína se encuentra tanto en la membrana del terminal presinaptico como a la membrana de las células gliales que envuelven la sinapsis. Sistemas de neurotransmisores: aminoácidos inhibidores (II) En este segundo subapartado dedicado a los aminoácidos inhibidores, estudiaremos los receptores GABA, su farmacología y sus localizaciones y funciones. El GABA tiene tres tipos de receptores, dos ionotrópicos y uno metabotropico. El receptor GABA forma parte de un complejo macromolecular con los puntos de unión por otras sustancias entre ellas: 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)

El GABA Los barbitúricos Las benzodiacepinas Neuroesteroides El alcohol Los anestésicos inhibidos La picrotoxina

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 a) GABAA: como hemos comentado el GABA es el ligando responsable de la abertura del canal de CIˉ. El muscimol se comporta como un agonista al lugar de la unión del GABA, en consecuencia, también puede regular la abertura del canal iónico. b) El GABAB: se conoce muy poco sobre la farmacología del GABAB. Originalmente estos receptores se descubrieron por su insensibilidad al efecto antagonista de la bitilculin. El baclofen es un potente agonista selectivo de este receptor, que actúa como relajante muscular. c) GABAC: estos receptores no responden a los agonistas, antagonistas y moduladores preferentes por otros subtipos, como puede ser el baclofen, la biculina, los barbitúricos o las benzodiacepinas. Localización y función del GABA: las neuronas gabaergicas se encuentran con una alta concentración en el sistema nervioso de los mamíferos. Pueden diferenciar entre dos grandes grupos de neuronas gabaergicas siguientes: Interneuronas corticales: pequeñas neuronas que forman circuitos locales a la neocorteza donde se controlan la excitabilidad de las neuronas glutatamatergicas. Neuronas de proyección: diferencian en cuatro grandes grupos de neuronas gabaergicas de proyección: los que tienen el soma al cuerpo estriado dorsal, los que se proyectan desde la sustancia negra, las neuronas gabaergicas que intervienen en la corteza prefrontal provenientes del mesencéfalo, las células de purkinje que ponen en contacto con la corteza del cerebelo con los núcleos profundos de esta corteza.

Ansiedad: el GABA está relacionado con la ansiedad. Las benzodizepinas, que como hemos visto, facilitan la acción del GABA, se usan como fármacos ansiolíticos. Anticonvulsivo: el aumento de la transmisión gabaergica puede proteger de las convulsiones epilépticas. Corea de Huntington: se ha asociado también el GABA a la enfermedad neurogenerativa corea de Huntington. Se trata de una enfermedad incurable de carácter hereditario caracterizada por movimientos incontrolados, deterioramiento cognitivo progresivo, depresión y finalmente la muerte. Glicina: no se conocen grandes cosas sobre este neurotransmisor, la glicina actúa en la medula espinal y el troco del encéfalo. a) Síntesis, liberamiento y inactivación de la glicina: la glicina se sintetiza a partir del aminoácido serina, que deriva a la glucosa, gracias a la acción de la encima serina hidrometiltransferasa (SHMT), la glicina se inactiva por receptación mediante un transportador de alta afinidad situado a la neurona presinaptica y a las células gliales que envuelven la sinapsis. 41

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b) Receptores y farmacología: el receptor de la glicina es ionotrópico, formado por la combinación de subunidades. El veneno estricnina es antagonista más conocido, la administración de esta sustancia. Los neuropetidos son sintetizados en el soma de la neurona de acuerdo con la información genética contenida en el núcleo de la célula. En el interior de las vesículas se escinde en diferentes péptidos por la acción de determinadas péptidas. De esta manera a partir de un mismo precursor se pueden formar diversos péptidos con funciones diferentes. a) Liberamiento: el liberamiento de los neuropeptidos no es diferente del resto de neurotransmisores. Es decir se liberan por excitosi de manera Ca²⁺ dependiente. b) Inactivación: para lo que hace la inactivación, hasta ahora no se conoce ningún mecanismo de receptación para los neuropeptidos ni a la neurona presinaptica ni a las células gliales que envuelven la sinapsis. Las principales diferencias entre los neuropeptidos y el resto de sustancia neurotransmisores. Proceso bioquímico Síntesis Almacenaje

Liberamiento Inactivación Acción postsinaptica

Neuropeptidos Al soma de la neurona, por medio de los mecanismo de síntesis de proteínas. El aparado de Golgi, en vesículas grandes de núcleo denso. Siempre en sinapsis de paso Lenta y no especifica Lenta y duradera

Neurotransmisores clásicos Al terminal presinaptico desde el cual serán liberados Al terminal presinapticos, captados por las proteínas transportadoras, en vesículas pequeñas. En cualquier tipo de sinapsis Rápida y especifica Rápida o lenta

Las neuronas se pueden codificar su activación por medio de la frecuencia de los trenes de potenciales de acción. Pero además el patrón de actividad también puede servir para codificar diferentes estados de la neurona. a) Papel en la inhibición presinaptica: desde el punto de vista presinaptico, los receptores de los opacios están implicados en la inhibición presinaptica. Localización, funciones y farmacología de los opacios endógenos. a) Localización: los péptidos opacios actúan en regiones límbicas, hipotálamo, hipocampo, admidala y sustancia gris periaqueductal. b) Funciones: en el ámbito del sistema nervioso central, los péptidos opacios tienen múltiples funciones, las más destacadas son las siguientes: 42

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 Analgesia: pueden inhibir la actividad de las neuronas que transmiten la sensación del dolor, sobretodo de la medula espinal. Sedación: también pueden inhibir la actividad de neuronas de la formación reticular, una estructura del tronco del encéfalo implicada en la activación cortical. Efectos reforzantes: la administración de opacios produce sensación de tranquilidad y bienestar. Epilepsia y convulsiones: las fibras opiáceos del hipocampo y del lóbulo temporal parecen estar implicadas en la aparición de convulsiones y en la epilepsia. Aprendizaje y LTP: recientes estudios relacionan la activación de receptores opacios con el establecimiento de la LTP en el hipocampo. c) Farmacología: los derivados de los opios con la morfina, la cocaína, etc. Son potentes agonistas exógenos de los receptores opacios. La metadona: es un agonista de los receptores m. su efecto, pero es inicialmente más lento y durador. La naloxona y la naltrexona son agonistas competitivos de los receptores usan principalmente para tratar las sobredosis por opacios, que pueden causar la muerte. a) Sustancia P (SP): la SP actúa sobre la NK₁, un receptor metabotropico ligado a la vía de la IP₃. Se localiza a la medula espinal, ganglios basales y el tronco del encéfalo. b) Colecitoquinina (CCK): la CCK es una hormona intestinal que también se puede encontrar en el sistema nervioso central. c) Pectido intestinal vasoactivo (VIP): el VIP actúa sobre los receptores metabotropicos, activándolo la vía AMPc. d) Neuropeptidos Y (NPY): es también un péptido gastroestistenal. NPY actúa sobre los receptores metabotropicos, inhibiendo la vía de AMPc. e) Somatostatina: la Somatostatina actúa sobre receptores metabotropicos inhibiendo la acción de la AMPc. f)

Neurotensina: la neurotensina actúa sobre dos receptores metabotropicos ligados a la vía IP₃ especifica. Se localiza a la amígdala, hipotálamo, sustancia gris periaqueductal y el núcleo accumbens. 43

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 La mayor parte de la acción de las acciones de los sistemas purinergicos está mediados por la adenosina y la ATP (trifosfato de adenosina). a) Adenosina: al contrario que los neurotransmisores clásicos, la adenosina no se almacena en vesículas sinápticas, se trata de receptores metabotropicos y en la mayoría de casos presinapticos. b) ATP: la ATP se almacena en vesículas sinápticas desde donde es liberado, es frecuente su coliberamiento con acetilcolina y noradredalina. Gases solubles: las neuronas hacen servir al menos dos gases solubles para comunicarse entre sí. Se trata oxido nítrico (NO) y el monóxido de carbono (CO). El NO difiere del resto de los neurotransmisores en las características siguientes: -

No se almacena en vesículas No es liberado por exocitosi No tiene receptores específicos

Comunicación química no sináptica: hormonas Las hormonas pueden modificar los nuestros estados de ánimos y de nuestra conducta. También intervienen en el desarrollo y en las diferencias fases de nuestra vida, como la adolescencia y la vejez. Las hormonas son sustancias químicas liberadas al torrente sanguíneo por órganos especialidades nombrados glándulas endocrinas. Comunicación autocrina: Una célula secreta, una sustancia que une a receptores de la misma célula liberadora y que libera y regula su actividad. Comunicación paracrina: una señal química liberado por una célula es un difon por el espacio extracelular hasta la células próximas. Comunicación endocrina: una célula secretora se libera una sustancia química, que este aquí el caso recibe en el nombre de la hormona, al torrente sanguíneo. Hormonas periódicas y peptidicas: como el resto de proteínas y péptidos están formados por cadenas de aminoácidos. Hormonas esteroidalos: derivan del colesterol. Aminas: formadas por un solo aminoácido modificado. Mediante la interacción con los receptores de membrana asociados a sistemas de segundos mensajeros. Las hormonas esteroidales y las hormonas tiroidales atraviesan la membrana celular para interaccionar con los receptores localizados en el interior de la célula.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 Control nervioso: las glándulas secretoras pueden recibir aferencias nerviosas y liberar hormonas cuando son estimulados por los terminales sinápticas. Mecanismos de retroalimentación: la misma hormona liberada controla su subsiguiente liberada tanto de manera positiva como de manera negativa. Patrones rítmicos de secreción: las hormonas sigues los patrones de liberación de relacionadas con los ciclos de son vigilia, luz y oscuridad o los cambios estacionales.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 MODULO IV ANATOMIA DEL SISTEMA NERVIOSO El sistema nervioso tiene dos componentes principales separados anatómicamente, pero funcionalmente relacionados: el sistema nervioso central (SNC) y el sistema nervioso periférico (SNP).

El sistema nervioso central: (SNC) es la parte del SN que se encuentra en el interior de la vuelta del cráneo (encéfalo) y el interior del canal vertebral (medula). El SNC incluye el encéfalo y la medula espinal. Sistema nervioso periférico: (SNP) está formado por ganglios y nervios que se encuentran fuera de la vuelta craneal y del canal craneal y del canal vertebral y que comunican con el SNC con el resto de organismo, ya sea llevando información sensorial hacia el SNC o llevando órdenes desde el SNC hacia los órganos efectores (músculos y glándulas). El SNP está formado por los nervios periféricos: conjunto de axones en el SNP los ganglios: conjunto de somas. Los nervios pueden tener dos tipos funcionales siguientes: fibras aferentes y fibras eferentes. Los nervios craneales: son nervios que nacen en el encéfalo y que intervienen principalmente en la parte cefálica Los nervios espinales: el resto de los nervios, los que salen de la medula espinal. El sistema nervioso somático: todas las neuronas que llevan la información sensorial al SNC del medio del ambiente externo. Todas las neuronas motoras que envían órdenes desde el SNC hacia los músculos específicos. El sistema nervioso autónomo o vegetativo: las neuronas que llevan información sensorial a las vísceras, las neuronas que llevan las órdenes desde el SNC hacia las vísceras y algunas glándulas.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 El encéfalo y la medula espinal están organizados a lo largo de dos ejes del cuerpo: el eje rostrocaudal y el eje dorsoventral. Medial/lateral: Las estructuras que se encuentran próximas a la línea media que se denominan medianas. Las estructuras que se sitúan para fuera, hacia los costados se llaman laterales. Ipsilateral/contralateral: el término Ipsilateral designa estructuras que están al mismo laso de cuerpo y por lo tanto se habla de vías ipsilaterales cuando conectan zonas de mismo lado del cuerpo. El término contralateral hace referencia a las estructuras situadas al lado contrario del cuerpo. Aferente/eferente: las vías aferentes en el SNC son las vías que llevan información al SNC, las vías eferentes del SNC, son las vías que salen de SNC y llevan información a la periferia.

Corte sagital: el corte sagital medial se hace verticalmente a lo largo de la línea media y divide el SN en dos mitades simetricas una a la derecha y una a la izquierda.

Corte horizontal: el corte horizontal se hace paralelo a la tierra y se divide el encéfalo en la parte superior e inferior.

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Corte frontal o coronal o transversal: un corte frontal es perpendicular al corte sagital y perpendicular a la tierra. Las meninges son tres membranas protectores que recubren el cerebelo y la medula espinal. De exterior a interior son: duramater, aracnoide y piamater. La duramadre estรก fijada a la superficie interna del crรกneo a la vez que la aracnoide estรก fijada a la cara interna de la duramadre. La piamater estรก fijada al tejido nervioso seguido a todo su contorno.

Duramater: de las tres meninges, la duramater es la membrana mรกs gorda y consistente y las otras son delgadas y delicadas. Para la duramater pasan numerosas arterias que llegaron al tejido nervioso. Aracnoide: la aracnoide esta enganchada a la duramater y sigue la forma general del celebro, pero sin entrar en el solo y pliegues de la superficies cerebral. El espacio entre el aracnoide y la piamater, es espacio subaracnodial, el pliegue de LCR.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 Piamater: es la membrana mas interna que está totalmente enganchada al tejido nervioso y resigue a su superficie en todos y cada uno de los pliegues. Sistema ventricular: tiene cuatro vesículas son estas: ventrículos laterales, tercer ventrículo, cuarto ventrículo y canal medular.

El liquido cefalorraquídeo (LCR) se llena tanto al espacio subaracnoidal con el sistema ventricular. Sistema cerebrovascular: son neuronas tipos celular que requieren mucho aportamiento de oxigeno. La formación del tubo neural: después de su formación, la ectoderma se hace más gruesa por la línea media donde sale la placa neural.

La parte anterior del tubo formara el encéfalo y el resto la medula espinal. La cavidad del tubo neural dará lugar al sistema ventricular del SNC. 49

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 Al final de la cuarta semana en el tubo neural se dirigen tres vesículas en la región cefálica: prosecenfalo, mesencéfalo, romboencefalo y una región caudal del tubo neural.

En la quinta semana, es posible distinguir cinco vesículas celébrales en el tubo neural que se distinguen cinco vesículas en la región cefálica: diencefalo, Telecefalo, mesencéfalo metencefalo, miencefalo y una prolongación caudal del tubo neural. La histogénesis consta de las fases siguientes: inducción, proliferación, migración, diferenciación, formación de vías y formación de conexiones y muerte celular.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 Proliferación: la proliferación es el proceso de división celular por la cual a partir de las pocas células que originalmente forman el tubo neural, se forman los milares de millones de neuronas y células de glía del SNC. Migración: es el proceso mediante el cual las neuronas se desplazan desde el lugar donde han dejado de dividirse hasta su destino final. La diferenciación es el proceso mediante el cual las neuronas van adquiriendo su morfología concreta y también sus mecanismos bioquímicos particulares. La formación de sinapsis comienza en una etapa muy primerenca del desarrollo, de manera que mientras unas neuronas todavía están proliferando de otros ya pueden formar sinapsis. En una primera fase, se produce una sobre producción de sinapsis, muchas de las cuales son provisionales y en una segunda fase se eliminan muchas de las que realizan de manera inicial y que se organizan el resto. Degradación neuronal: después de la sección de un axón de un grupo de axones se producen dos tipos de degeneración neuronal siguientes: Degeneración anterograda Degeneración retrograda El segmento distal es la parte del axón que se encuentra entre el corte y los terminales del axón. El segmento proximal es la parte del axón que se encuentra entre el corte y el cuerpo celular. La regeneración neuronal es el crecimiento de neuronas lesionadas. Las células de schawnn promueven la regeneración del SNP de los mamíferos y producen factores neurotroficos y moléculas de adhesión celular. La medula espinal es la división más caudal del SNC.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 La medula espinal está protegida por las vertebras, las meninges y el liquido cefalorraquídeo. Los nervios espinales, en la medula están envueltas lateralmente por los nervios espinales, axones de neuronas que entran y salen de la medula espinal y la comunican con el resto del cuerpo. De la medula entran y salen una treinta y uno parejas de nervios, uno por cada lado de la medula: 8 cervicales 12 torácicos 5 lumbares 5 sacros 1 cocico

Cada nervio espinal está formado por una raíz dorsal o posterior y una raíz ventral o anterior.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 Cada raíz dorsal, poco antes de unirse con la raíz ventral para formar un nervio espinal, se amplia y forma un ganglio. Las raíces dorsales son fibras aferentes que llevan información sensorial hacia la medula. Las raíces ventrales son fibras eferentes que llevan la información motora desde la medula hacia los músculos. Las secciones transversales de la medula espinal se muestran una clara división entre la sustancia blanca (exterior) y la sustancia gris (interior).

a) La sustancia gris: tiene forma de H en medio hay un canal central por donde circula el líquido cefalorraquídeo. Lamina

Núcleo

Niveles de la medula espinal

Función

Zona marginal

Todos

Células del trato espinotalamico

Sustancia gelatinosa

Todos

III-IV

Cuerpo de la baña dorsal

Todos

Transmisión de la información de dolor y temperatura Procesamiento sensorial

VII

Núcleo de Clarke

T1-L2

VII

Columna intermedio lateral

T1-L3

VII

Núcleo parasinaptico del sacro

S2-S4

IX IX

Núcleo accesorio Núcleo frénico

Bulbo- C5 C3-C5

Células del trato espino cerebelo posterior Neuronas preganglionares sinápticas Neuronas preganglionares parasinápticas Motoneuronas Motoneuronas

b) Sustancia blanca: se puede dividir en columnas: columnas dorsal, columnas lateral y columnas ventral. Está formada por axones ascendentes y descendentes que unen la medula con el encéfalo. c) La información sensorial: llega a la medula por medio de las neuronas sensoriales primarias, que tienen el soma en los ganglios dorsales y viajan por la raíz dorsal. d) La información motora: sale de la medula por los axones que viajan por la raíz ventral que intervienen los músculos esqueléticos. Los cuerpos celulares de estas neuronas se encuentran en las bañas ventrales de la sustancia gris de la medula. 53

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 Fascículos ascendentes: neuronas largas que se proyectan hacia el encéfalo. Fascículos descendentes: neuronas que se proyectan desde la corteza cerebral y núcleos del tronco hacia la sustancia gris de la medula. Fascículos propios: neuronas cortas que interconectan la medula a diferentes niveles. a) Tratos que viajan por la columna dorsal: los tratos que viajan por la columna dorsal son los fascículos de Goll y de Burdach. b) Tratos que viajan por la columna lateral: los tratos que viajan por la columna lateral son los siguientes: los fascículos espinotalamico lateral y anterior, el trato espinotalamico y el fascículo espinocerebeloso dorsal y ventral. c) Tratos espinotalamico lateral y anterior: el trato espinotalamico lateral que lleva información de dolor y temperatura y anterior al tacto protopatico y presión. d) Trato espinoreticular: el trato espinoreticular está formado por neuronas que responden a los mismos estímulos que las neuronas espinotalamicas. e) Otros tratos: podemos destacar los fascículos espinocerebelo dorsal y ventral que llevan al cerebelo, información propioceptiva inconsciente y de otros tratos que se dirigen a diferentes núcleos del encéfalo. 1) En primer lugar, un área que queda posterior al espacio ventricular. 2) En segundo lugar teniendo una zona que queda anterior al espacio ventricular. 3) En tercer y último lugar, a la superficie anterior del tronco, le quedan expuestas algunas estructuras que se trata de la base. Los nervios craneales o pares craneales entran y salen del tronco del encéfalo y la mayor parte llegan a estructuras de la cabeza, del cuello y proporcionan la inervación sensorial y motora. El nervio olfatorio (I) El nervio óptico (II) Motor ocular común (III) Patético o troclear (IV) Trigemin (V) Motor ocular externo (IV) Nervio facial (VII) Nervio vestibuloclear (VIII) 54

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 Nervio glosofaringe (IX) Nervio gandul (X) Nervio accesorio (XI) Nervio hipoglos (XII)

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 El locus coeruleus se encuentra principalmente en el ámbito de la protuberancia. Los núcleos de la rafe son diversos núcleos que forman una columna gris localizada en la línea media del tronco del encéfalo. El colicto inferior está relacionado con el proceso de la información auditiva que le llega por medio del lemnisco lateral. El colecto superior forma parte de la vía de procesante visual.

a) El lemnisco medial: es la continuación de los fascículos de Goll y Burdach que llevan información sobre el trato epicritico y propiocepcion consciente. b) Lemnisco lateral: es la principal vía auditiva ascendente.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 c) Fascículos espinotalamicos lateral y anterior: estos fascículos llevan la información del dolor, temperatura, tacto protopatico y presión. Las fibras aferentes de primer orden que llevan la información de dolor, tacto y presión acabando en la baña dorsal de la medula espinal. La fibra de segundo orden crece la línea mediana y forman los tratos espinotalamicos que suben hasta el tálamo. d) Otros fascículos espinocerebeloso antes de entrar al cerebelo pasamos por el tronco del encéfalo. El cerebelo es una estructura muy grande, localizada sobre los hemisferios cerebrales que envuelve la cara dorsal del tronco del encéfalo. La superficie del cerebelo se pueden observar dos hemisferios y una región central llamada vermis.

En el cerebelo distinguimos tres lóbulos: anterior, posterior y floculonodular. La corteza del cerebelo está organizada en las tres capas siguientes: Capa molecular Capa de células de purkinje Capa granular La capa granular es la más interna y está formada por dos tipos de Interneuronas, las células granulares y las células de Golgi. La capa molecular es la capa más externa y está formada por Interneuronas. La capa de las células de purkinje se localiza entre la capa molecular y la capa granular y está formada por única fila de somas de las células de purkinje. Los núcleos profundos del cerebelo en el interior del cerebelo entre la sustancia blanca se pueden localizar cuatro pares de núcleos.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 Los núcleos profundos del cerebelo son los siguientes: Núcleo fastigio Núcleo globo Núcleo enboliforme Núcleo dentado El cerebelo recibe una gran cantidad de aferencias que se originan en los puntos siguientes: 1. Medula espinal 2. El tronco del encéfalo 3. El órgano vesticular El tronco del encéfalo también envía información sensorial y motora al cerebelo. Las células de purkinje son las únicas células de proyección de la corteza cerebelosa. Teniendo en cuenta el desarrollo filogenético, el cerebelo se divide en tres grupos siguientes arquicerebelo, paleocerebelo y neocerebelo. El diencefalo, la mayor parte de la cual está oculto entre los hemisferios cerebrales.

Los componentes del diencefalo son: el tálamo, hipotálamo, subtalamo y epitalamo.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 La lámina medular interna divide el tálamo en tres grandes zonas: Grupo anterior Grupo medial Grupo lateral Grupo

Núcleos principales

Medial

Dorso medial

Lateral

Ventral anterior Ventral lateral Ventral posterior

Intralaminares

Cuerpos geniculares Pulvinar Lateral posterior Lateral dorsal

Línea media

Centro media Parafascicular Línea media

Reticular

Grupo Específicos

Asociado

Inespecíficos Subcorticales

Núcleos principales Geniculado lateral Geniculado medial Ventral posteromedial Ventral posterolateral Pulvinar Lateral posterior Lateral dorsal Dorsomedial Intralaminares Línea mediana Reticular

Ventral lateral Ventral anterior Anterior

La organización interna: zonas, regiones y núcleos, el hipotálamo se divide en diversos núcleos y áreas, las cuales están organizadas en regiones y zonas. Regiones Anterior (preoptica)

Intermedia (tuberal) Posterior (Manillar)

Zonas previntricular Medial Núcleo preoptica Núcleo preoptico medial periventicular Núcleo paraventricular Núcleo supraquiamisco Núcleo supraoptico Núcleo periventricular Núcleo periventricular Núcleo ventromedial Arqueado Núcleo Dorsomedial Núcleo periventricular Núcleo mamillar medial Subdividido posterior Núcleo tuberomamillar

Lateral Núcleo paraventricular

Núcleo tuberal lateral Núcleo tuvoramidal Núcleo mamillar lateral Núcleo posterior

Subtalamo: el subtalamo se sitúa en posición lateral del hipotálamo, ventral al tálamo y medial a la capsula interna. Contiene: extensiones rostrales de núcleos mesencelaficos, núcleos o núcleo de luys, la zona incierta, es travesante por las vías somáticas que van hacia el tálamo y sus principales funciones se relacionan con el movimiento. El epilatalamo: está situado en la parte posterior dorsal del diencefalo, adyacente al mesencéfalo. Está formado por la glándula pineal o epifasi y los núcleos de habernula y sus conexiones. Los núcleos estriados son: caudal, putamen y globo pálido.

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Probablemente el putamen tiene un papel central de la mayor parte de funciones motoras del cuerpo estriado porque sus conexiones son principalmente con zonas motoras de la corteza. Por su banda el caudal parece que esta embolicado en funciones cognitivas ya que recibe proyecciones de ĂĄreas de asociaciĂłn de la corteza y las envĂa a la corteza prefrontal.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 Parkinson: los simtomas son grabes y suelen ser los siguientes: Temblor Rigideza muscular Dificultad y lentitud para iniciar y efectuar movimientos El origen está en la vía de la degeneración de la dopaminergica neroestriada ya que se observa una muerte neuronal en la sustancia negra. Huntington: los síntomas típicos aparecen entre los 30 y 50 años y los principales movimientos involuntarios, rápidos y aleatorios del tronco y las extremidades, la cara y la lengua. El origen consiste en una degeneración de células de acetilcolina y de GABA de los núcleos estriados y de la corteza. La causa es una enfermedad genética. Las cisuras más importantes son las siguientes Cisura central Cisura lateral Cisura parietooccipital Cisura longitudinal Las cisuras marcan límites en la superficie cortical y la dividen en los cuatro grandes lóbulos siguientes: Lóbulo frontal Lóbulo parietal Lóbulo occipital Lóbulo temporal

Dentro de cada lóbulo hay diferentes circunvoluciones, las más importantes son las siguientes: Circunvolución precental Circunvolución postcentral Circunvolución cingolada o circunvolución del cuerpo calloso 61

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 Circunvolución parahipocampal o de hipocampo Hay otros tipos de células en la corteza: Células horizontales Células fusiformes Células martinoti La corteza cerebral está compuesta de capas celulares dispuestas de una manera horizontal, también hay otro tipo de células no piramidales como las células fusiformes, las células de martinoti, las células estrelladas o granuladas y las células horizontales de Cajal. Capa I o capa molecular o plexiforme Capa II o capa granular externa Capa III o capa piramidal externa Capa IV (receptora) Capa V o capa piramidal interna Capa VI o capa polimórfica

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 En general hay tres tipos de fibras a la sustancia blanca de los hemisferios celébrales: Las fibras celébrales Las fibras de asociación Las fibras de proyección Las áreas sensoriales primarias reciben la información sensorial directamente de los núcleos talamicos específicos. Hay tres de principales: Corteza somestesina o somática primaria Corteza visual primaria Corteza auditiva primaria Área de motora primeria está localizada en el lóbulo frontal Áreas de asociación la mayor parte de la neocorteza humana de esta asociación de subdivide en dos tipos: Unimodal Multimodal Las lesiones de esta área son generalmente lesiones que afectan al lóbulo parietal inferior, pueden dar lugar a lo siguiente: Agnosias Apraxias Dificultad del aprendizaje Alteraciones del lenguaje Negligencia contralateral El área motora o expresiva del lenguaje se encuentra en el lóbulo frontal que se llama el área de brodmann 44 y 45 es la que hace la programación motora de la generación del lenguaje. Una lesión en esta área provoca un problema en el lenguaje llamado afasia de broca que tiene características principales: dificultades articulatorias y el habla lenta. La asimetría cerebral en los dos tipos de hemisferios no son simétricos sino que hay diferencias entre estos tanto en el tipo anatómico como funcional. Asimetría anatómica Asimetría funcional Los cortes transversales muestran que la formación hipocampo está formada por tres zonas diferentes distintas: circunvolución dentada, el hipocampo y el sucicle. Núcleos internos Núcleos superficiales o áreas corticales asociadas Áreas amigdaloides

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 El sistema nervioso controla las funciones del organismo y sus relaciones con el medio externo por medio del sistema nervioso periférico, el cual se divide en sistema nervioso somático y sistema nervioso autónomo (SNA). Sistema nervioso parasimpático las fibras preganglionares parasimpáticas se originan en neuronas que tienen los somas situados en dos lugares separados del SNC: el tronco del encéfalo y los segmentos secrales de la medula espinal. Glándulas exocrinas: que segregan a sus productos mediante sus productos conductuales. Glándulas endocrinas: que segregan las hormonas en la sangre y llegan a actuar sobre los órganos y los tejidos diana.

Hipófisis posterior o neurohipofisi considerada como una extensión del hipotálamo. Hipófisis anterior o adenohipofisi no tiene ninguna conexión nerviosa y actúa como una glándula real. El hipotálamo se comunica por vía neural con la hipófisis posterior y por la vía sanguínea con la hipófisis anterior. El sistema de la neurohipofisi, es la segregación de la hipófisis posterior que consiste en el liberamiento de las dos hormonas oxitocina y vasoprima u hormona antideuretica. 64

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 La oxitocina sus funciones son relacionadas con la reproducción y la vasopresina provoca la reabsorción del agua en los riñones. Las hormonas sexuales son: Los andrógenos: que promueven el desarrollo, el crecimiento y el mantenimiento de los órganos reproductores masculinos. Los estrógenos: que promueven el desarrollo, el crecimiento y el mantenimiento de los órganos reproductores femeninos. Los progestágenos: que preparan las paredes del útero para la implantación del ovulo fecundado.

Fundamentos de psicobiologia 2009/2010 Las hormonas del páncreas son una glándula que segrega diversas hormonas para preparar el organismo para una situación de gran esfuerzo. La insulina se libera como consecuencia de un aumento de niveles de azúcar en la sangre. El glucago se libera después de un tiempo sin comer ya que tienen los niveles de glucosa en la sangre que disminuyen.

María Isabel Naya López 66