CAP 45- fisio- Organización del SN, funciones básicas de Sinapsis y Neurotransmisores

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Organización del SN, funciones básicas 
de Sinapsis y Neurotransmisores 
Gabriela Rossi Campos 1 
 
FISIOLOGIA 2- Cap 45 
DISEÑO GENERAL DEL SN 
El SNC contiene aproximadamente 100.000 millones 
de neuronas. 
Las sinapsis neuronales por lo general circulan 
sólo en sentido anterógrado (del axón de una 
neurona, a las terminales dendríticas de otra). 
Esta característica obliga a la señal a viajar 
en la dirección exigida para llevar a cabo las 
funciones nerviosas específicas. 
PORCIÓN SENSITIVA DEL SN: RECEPTORES 
SENSITIVOS 
La mayoría de las actividades del sistema 
nervioso se ponen en marcha cuando las 
experiências sensitivas excitan los receptores 
sensitivos. 
Zonas sensitivas del SNC: 
1. Médula espinal 
2. Formación reticular del bulbo raquídeo, 
la protuberancia y el mesencéfalo. 
3. Cerebelo 
4. Tálamo 
5. Áreas de la corteza cerebral 
 
PORCIÓN MOTORA DEL SN: EFECTORES 
La principal función del SN consiste en regular 
las diversas actividades del organismo. 
Para desempeñar esta tarea, debe controlar los 
siguientes aspectos: 
1. Contracción del músculo esquelético 
2. Contracción del músculo liso visceral 
3. Secreción de sustancias químicas activas 
por las glándulas endocrinas y exocrinas 
La contracción muscular se controla mediante 
múltiples niveles del SNC: 
1. La médula espinal 
2. Formación reticular del bulbo raquídeo, 
la protuberancia y el mesencéfalo. 
3. Ganglios basales 
4. Cerebelo 
5. Corteza motora 
 
• Más inferiores: ocupan básicamente las 
respuestas musculares instantáneas y 
automáticas a estímulos sensitivos. 
 
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• Superiores: hacen de los movimientos 
musculares complejos e intencionales 
sometidos al control de los procesos 
cerebrales de pensamiento. 
PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIO: 
FUNCION “INTEGRADORA” DEL SN 
Funcion + importante del SN: elaborar la 
información que le llega de tal modo que dé lugar 
a las respuestas motoras y mentales adecuadas. 
El encéfalo descarta más del 99% de la 
información sensitiva recibida. 
Cuando la información sensitiva excita la mente, 
de inmediato es enviada hacia las regiones 
motoras e integradoras del encéfalo para ser 
procesada y así llegar a una respecta adecuada 
para el estímulo. 
Esta canalización y tratamiento de la 
información se denomina función integradora del 
sistema nervioso. 
ALMACENAMIENTO DE LA INFORMACION: 
MEMORIA 
La acumulación de la información es el proceso 
que llamamos memoria, y también constituye uma 
función de las sinapsis. 
Cada vez que un estímulo atraviesa una secuencia 
de sinapsis, éstas adquieren mayor facilidad 
para transmitir la misma señal la próxima vez 
que atraviese la vía sináptica, este proceso es 
llamado Facilitación. 
Cuando las señales recorren las mismas vías 
sinápticas un gran número de veces, su 
facilitación se vuelve tan grande que incluso 
señales originadas en el encéfalo pueden 
desencadenar la transmisión de información a 
través de las sinapsis, aun si no hubo 
estimulación previa de las mismas. 
Una vez que los recuerdos están guardados en el 
sistema nervioso, pasan a formar parte de los 
mecanismos de procesamiento cerebral para el 
«pensamiento» en el futuro. 
PRINCIPALES NIVELES DE FUNCION DEL SNC 
NIVEL MEDULAR 
La médula no sólo es una simple vía de 
conducción, ya que origina funciones altamente 
organizadas. 
Por ejemplo los circuitos neuronales de la 
médula pueden originar: 
• Movimientos de la marcha 
• Movimientos reflejos ante un estímulo 
doloroso 
• La rigidez de las piernas para sostener 
el tronco 
• Reflejos del control de los vasos 
sanguíneos, movimientos digestivos, 
excreción urinaria 
NIVEL ENCEFÁLICO INFERIOR O 
SUBCORTICAL 
Controla la mayor parte de las actividades 
inconcientes del organismo, entre ellas: 
• Regulación de la presión arterial 
• Respiración 
• Control del equilibrio 
El control del equilibrio constituye una función 
combinada entre las porciones más antiguas del 
cerebelo y la formación reticular del bulbo 
raquídeo, la protuberancia y el mesencéfalo. 
Numerosos patrones emocionales pueden darse una 
vez destruida gran parte de la corteza cerebral. 
NIVEL ENCEFÁLICO CORTICAL 
La corteza cerebral no realiza funciones por si 
sola, siempre lo hace asociada a los niveles 
inferiores del SN. 
La corteza cerebral es importante para los 
procesos del pensamiento y para coordinar el 
 
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funcionamiento de los centros encefálicos 
inferiores. 
Cada porción del sistema nervioso cumple unas 
funciones específicas, pero es la corteza la que 
destapa todo un mundo de información almacenada 
para que la mente la use. 
COMPARACION DEL SN CON UN ORDENADOR 
 
SINAPSIS DEL SNC 
Todos poseen circuitos de entrada que pueden 
compararse con la porción sensitiva del sistema 
nervioso y circuitos de salida análogos a su 
porción motora. 
Cada impulso puede: 
1. quedar bloqueado en su transmisión 
de una neurona a la siguiente; 
2. convertirse en una cadena repetitiva a 
partir de un solo impulso; 
3. integrarse con los procedentes de otras 
células para originar patrones muy 
intrincados en las neuronas sucessivas; 
Todas estas actividades pueden clasificarse como 
funciones sinápticas de las neuronas. 
TIPOS DE SINAPSIS 
SINAPSIS QUÍMICA: 
La primera neurona secreta una sustancia química 
(neurotransmisor) en la terminación nerviosa 
para unirse a los receptores de la siguiente 
neurona para inhibirla, excitarla o modificar su 
conducción. 
Las sinapsis químicas siempre conducen los 
impulsos nerviosos en una sola dirección, 
desde la neurona que libera el 
neurotransmisor (neurona presináptica), 
hasta la neurona donde actúa (neurona 
postsináptica). 
 
SINAPSIS ELÉCTRICA: 
Su principal característica es la presencia de 
canales fluidos que conducen la electricidad 
desde una neurona hacia la siguiente. Existen 
pocos tipos de estas sinapsis en el sistema 
nervioso de los humanos. 
ANATOMIA FISIOLOGIA SINAPSIS 
La neurona se compone de 3 partes: 
Soma o cuerpo neuronal: Contiene la mayor parte 
del citoplasma y organelos 
Axón: se extiende hasta un nervio periférico 
Dendritas: Pequeñas prolongaciones del soma 
En las dendritas y parte del soma de la neurona 
se encuentran los terminales presinapticos. 
Esta separado del soma por un pequeño espacio 
llamado hendidura sináptica. 
Las neuronas pertenecientes a otras porciones de 
la médula y el encéfalo se distinguen de la 
motoneurona anterior en los siguientes aspectos: 
1. las dimensiones del soma celular; 
 
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2. la longitud, el tamaño y el número de 
dendritas, que oscila desde casi cero a 
muchos centímetros; 
3. la longitud y el tamaño del axón; 
4. el número de terminales presinápticos, 
que puede oscilar desde tan solo unos 
pocos hasta llegar a 200.000. 
TERMINALES PRESINAPTICOS 
El terminal está separado del soma neuronal 
postsináptico por una hendidura sináptica cuya 
anchura suele medir de 200 a 300 angstroms. 
El terminal presinaptico contiene 2 
estructuras principales: 
• Mitocondrias 
• Vesículas transmisoras 
Las vesículas transmisoras liberan el 
neurotransmisor en la hendidura sináptica, donde 
se une a los receptores de la neurona 
postsináptica. 
Las mitocondrias producen energía en forma de 
ATP para sintetizar el neurotransmisor. 
La membrana del terminal presináptico poseecanales de calcio dependientes de voltaje, que 
se activan cuando se despolariza la neurona. 
Esto provoca la entrada de iones calcio al 
interior de la membrana. 
La cantidad de iones que penetran la membrana es 
proporcional a la cantidad de neurotransmisor 
liberado. 
PROTEINAS RECEPTORAS 
Se encuentran en la membrana de las neuronas 
postsinápticas. 
Las moléculas de estos receptores poseen dos 
elementos importantes: 
1. componente de unión 
2. componente intracelular 
Están formadas por un componente de unión donde 
se fija el neurotransmisor, y un componente que 
atraviesa toda la membrana. 
Este puede ser: 
• Un canal iónico 
• Activador de segundo mensajero 
Los receptores de neurotransmisores que activan 
directamente los canales iónicos a menudo se 
denominan: 
• Receptores ionotrópicos. 
actúan a través de sistemas de segundos 
mensajeros reciben el nombre: 
• Receptores metabotrópicos. 
CANALES IÓNICOS 
Canales catiónicos: están revestidos de cargas 
negativas que atraen iones sodio, pero repelen 
a los aniones. 
Canales aniónicos: Permiten el paso de iones 
cloruro cuando su diámetro es lo suficientemente 
grande. 
Un neurotransmisor que abre los canales 
catiónicos es un transmisor excitador 
Un neurotransmisor que abre los canales 
aniónicos es un transmisor inhibidor. 
SEGUNDO MENSAJERO 
El sistema de “segundo mensajero” permite una 
excitación o inhibición a largo plazo. 
El mas frecuente es el sistema de la proteína 
G, una proteína unida a la porción 
intramembranal del receptor. 
Pueden producirse 4 cambios siguientes: 
1. Apertura de canales iónicos específicos a 
través de la membrana celular 
postsináptica. 
 
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2. Activación del monofosfato de adenosina 
cíclico (AMPc) o del monofosfato de 
guanosina cíclico (GMPc) en la neurona. 
3. Activación de una enzima intracelular o 
más. 
4. Activación de la transcripción génica. 
RECEPTORES EXCITADORES O INHIBIDORES 
EM LA MEMBRANA POSTSINÁPTICA 
La importancia de poseer tanto el tipo inhibidor 
de receptor como el excitador radica en que 
aporta una dimensión añadida a la función 
nerviosa, dado que permite tanto limitar su 
acción como excitarla. 
EXITACIÓN 
• Apertura de los canales de sodio para 
permitir la entrada de cargas positivas 
dentro de la neurona postsináptica. 
• Depresión de la conducción mediante los 
canales de cloruro o potasio, lo que 
reduce la difusión de aniones hacia el 
interior, o de los iones potasio al 
exterior. 
• Cambios del metabolismo de la neurona para 
excitar la actividad celular. 
INHIBICIÓN 
1. Apertura de los canales de cloruro que 
permite la difusión de aniones desde el 
exterior hacia el interior de la neurona 
lo que aumenta la negatividad en el 
interior de la célula. 
2. Aumento de la difusión de iones potasio 
fuera de la célula para aumentar aun más 
la negatividad de la célula 
3. Activación de enzimas receptoras que 
inhiben las funciones metabólicas de la 
neurona. 
SUSTANCIAS QUÍMICAS QUE ACTÚAN COMO 
TRANSMISORES SNÁPTICOS 
Acción rápida y molécula pequeña: 
Clase I: Acetilcolina 
Clase II (aminas) 
• Noradrenalina 
• Adrenalina 
• Dopamina 
• Serotonina 
• Histamina 
Clase III (aminoácidos) 
• Acido gama – aminobutírico (GABA) 
• Glicina 
• Glutamato 
• Aspartato 
• Clase IV 
• Óxido Nítrico 
Neuropéptidos, transmisores de acción lenta o 
factores de crecimiento: 
1. Hormonas liberadoras hipotalámicas 
• Tirotropina 
• Luteinizante 
• Somatostatina (inhibe la hormona del 
crecimiento) 
2. Péptidos hipofisiarios 
• ACTH 
• Betaendorfina 
• Estimulador de los melanocitos alfa 
• Prolactina 
• Luteinizante 
• Tirotropina 
• Hormona de crecimiento 
• Vasopresina 
• Oxitocina 
3. Péptidos que actúan sobre el intestino y 
el encéfalo 
• Leucina – encefalina 
• Metionina – encefalina 
• Sustancia P 
• Gastrina 
 
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• Colecistocinina 
• Polipéptido intestinal vasoactivo (VIP) 
• Factor de crecimiento nervioso 
• Factor neurotrópico derivado del cerebro 
• Neurotensina 
• Insulina y Glucagón 
4. Procedentes de otros tejidos 
• Angiotensina I 
• Bradicinina 
• Carnosina 
• Péptido del sueño 
• Calcitonina 
CARACTERISTICAS GENERALES DE LOS 
TRANSMISORES DE MOLÉCULAS PEQUEÑA Y 
ACCION RÁPIDA 
Se sintetizan en el citoplasma del terminal 
presináptico, donde son absorbidos por 
transporte activo por las numerosas vesículas 
transmisoras. 
El potencial de acción presináptico los libera 
a la hendidura sináptica por exocitosis. Dura el 
proceso milisegundos. 
Pueden ser inhibidores (ión potasio y cloruro) 
o excitadores (ión sodio) de la conductancia 
CARACTERISTCAS DE ALGUNOS 
IMPORTANTES TRANSMISORES DE 
MOLÉCULAS PEQUEÑA 
ACETILCOLINA 
Se sintetiza en el terminal presináptico a 
partir de acetil CoA y colina en presencia de la 
enzima acetiltransferasa de colina 
En la sinapsis se degrada por la enzima 
colinesterasa en acetato y colina. 
La enzima colinesterasa esta en el retículo 
formado por proteoglucano que rellena el espacio 
de la hendidura sináptica 
Se segrega por las neuronas situadas en muchas 
regiones del sistema nervioso, pero 
específicamente en: 
1. Terminales de las células piramidales de 
la corteza motora 
2. Ganglios basales 
3. Preganglionares del sistema nervioso 
autónomo 
4. Motoneuronas músculo – esquelético 
5. Posganglionares del sistema nervioso 
parasimpático 
6. Algunas posganglionares del sistema 
nervioso simpático. 
La Acetilcolina en la mayoría de los casos es 
excitadora. 
NORADRENALINA 
Se segrega : 
• En muchas neuronas del tallo cerebral 
sobre todo en el locus ceruleus de la 
protuberancia (aumenta el nivel de 
vigilia) 
• En la mayoría de las neuronas 
posganglionares del sistema nervioso 
simpático. 
La noradrenalina puede ser excitadora o 
inhibidora. 
DOPAMINA 
Se segrega en las neuronas de la sustancia negra 
(mesencéfalo) 
Su acción fundamental es en la región estriatal 
de los ganglios basales 
Es inhibitoria 
GLICINA 
Se segrega sobre todo en la sinapsis de la médula 
espinal 
Es inhibitoria 
 
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GABA 
Se segrega en las terminales nerviosas de la 
médula espinal, cerebelo, ganglios basales y 
corteza cerebral. 
Es inhibitoria 
GLUTAMATO 
Se segrega en las terminales presinápticas de 
las vias sensitivas que penetran en el sistema 
nervioso central 
Es excitatorio 
SERONTONIA 
Se segrega en los núcleos del rafe medio del 
tallo cerebral ( bulbo raquídeo, protuberancia 
anular, mesencéfalo),hipotálamo (diencéfalo), 
médula espinal (astas dorsales o posteriores). 
Es inhibitoria de las vias del dolor 
Inhibe el estado de ánimo provocando sueño 
OXIDO NITRICO 
Se segrega en las terminaciones nerviosas 
responsables de la conducta a largo plazo ( 
lóbulo frontal, temporal, circuito límbico) y de 
la memoria (hipocampo). 
Se sintetiza al instante que se necesita, es 
decir, no se almacena. 
No se libera en paquetes vesiculares sino se 
libera de los terminales presinápticos en 
segundos. 
En las neuronas postsinápticas solo modifica las 
funciones metabólicas intraneuronales. 
NEUROPÉPTIDOS (NEUROTRANSMISOR LENTO) 
Se sintetizan en los ribosomas del soma 
neuronal, penetran en el retículo endoplásmico 
y posteriormente en el aparato de Golgi. 
La proteína formadora se fragmenta. 
El aparato de Golgi lo introduce en minúsculas 
vesículas que se liberan hacia el citoplasma. 
NEUROPÉPTIDOS (NEUROTRANSMISOR LENTO) 
Se sintetizan en los ribosomas del soma 
neuronal, penetran en el retículo endoplásmicoy posteriormente en el aparato de Golgi. 
La proteína formadora se fragmenta. 
El aparato de Golgi lo introduce en minúsculas 
vesículas que se liberan hacia el citoplasma. 
Se transportan por el axón en todas direcciones 
(corriente axónica) a una velocidad de 
centímetros al día. 
Se vacían en las terminales neuronales al 
recibir un potencial de acción. 
La vesícula no se reutiliza (autólisis). 
La cantidad que se libera es muy escasa pero muy 
potente y duradera (dias, meses o años) Ejemplo: 
cierre prolongado de los canales de calcio, 
activación o desactivación de genes en el 
núcleo, etc. 
FENÓMENOS ELÉCTRICOS DURANTE LA 
EXCITACIÓN NEURONAL 
Potencial de Membrana en Reposo del Soma 
Neuronal: 
• Potencial de -65mV, menos negativo que en 
fibras nerviosas y musculares (-90mV). 
• Voltaje más bajo importante para el 
control del grado de excitabilidad. 
• Más excitable de lo normal. 
 
 
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Diferencias de concentración iónica a través 
de la membrana en el soma neuronal: 
• Concentraciones de Na+,K+ normales. 
• Concentración de Cl- distinta: alta en 
líquido extracelular y baja en 
intracelular. 
• Alta permeabilidad de la membrana a Cl-. 
• Bajo voltaje en el interior expulsa iones 
cloruro al exterior. 
Potencial de Nernst: 
• FEM (mV)= +/- 61 x log( concentración en 
el interior/c. exterior) 
• Potencial de membrana mantenido por 
potenciales de Nerst de cada ión (Na+, K+ 
y Cl-) y sus respectivas bombas. 
• Líquido intracelular de la neurona 
contiene una sustancia electrolítica muy 
conductora produciendo una distribución 
uniforme del potencial eléctrico. 
Efecto de la excitación sináptica sobre la 
membrana postsináptica: 
 
Neurona en reposo 
• Terminal presináptico en reposo. 
Transmisor excitador segregado (neurona 
excitada). 
• Transmisor actúa sobre receptor 
aumentando permeabilidad al Na+. 
• Na+ sólo difunde hacia dentro. 
• Cambia potencial de membrana en reposo de 
-65 a -45mV (potencial postsináptico 
excitador). 
 
 
 
Efecto de la excitación sináptica sobre la membrana 
postsináptica. 
Neurona Excitada. 
• Potencial de acción no inicia en el soma, 
sino en el axón, debido a que en el soma 
no existen canales de sodio dependientes 
de voltaje. 
• Potencial postsináptico excitador de +20 
mV. 
Inhibición Presináptica. 
• Provocada por liberación de una sustancia 
inhibidora de las fibras nerviosas 
presinápticas. 
• Generalmente es GABA. 
• Apertura de canales aniónicos (Cl-) anula 
efecto excitador del Na+. 
 
FENÓMENOS ELÉCTRICOS DURANTE LA 
INHIBICIÓN NEURAL 
Evolución Temporal de Potenciales 
Presinápticos 
 
 
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• Se requieren varias sinapsis para 
producir un potencial de acción. 
• Se debe superar el umbral de disparo para 
producir un potencial de acción, esto se 
logra a través de la sumación espacial y 
temporal. 
FUNCIONES ESPECIALES DE LA DENDRITAS 
PARA EXCITAR NEURONAS 
Campo espacial de excitación de las 
dendritas amplio 
 
• Dendritas se extienden de 500 a 1000 
micrómetros. 
• No transmiten potenciales de acción. 
• Transmiten corrientes electrotónicas 
hacia el soma. 
• Regulación de corrientes electrotónicas 
(excitación e inhibición). 
• Conducción decreciente. 
• Efecto de sumación similar a los somas 
neuronales. 
EFECTOS DEL pH Y FARMACOS EM 
TRANSMISIÓN SINÁPTICA 
Alcalosis: aumenta la excitabilidad 
Acidosis: disminuye la excitabilidad 
Hipoxia: puede interrumpir la excitabilidad 
neuronal. 
Fármacos: cafeína, teofilina y teobromina, 
incrementan la excitabilidad neuronal.