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APUNTES DE NEUROFISIOLOGIA SEMINARIO 1: “BIOELECTRICIDAD” Conceptos básicos Propiedades activas y pasivas de la membrana Potenciales de membrana Potencial de acción Técnicas de voltaje-clamp y patch- clamp CONCEPTOS BÁSICOS: La PERMEABILIDAD de una membrana para un ion determinado es una propiedad intrínseca de la misma y es la facilidad con la cual el ion pasa a través suyo. Depende solo de los tipos y número de canales iónicos presentes. EXCITABILIDAD: propiedad de algunas células de generar cambios rápidos y transitorios de su voltaje de membrana en respuesta a interacciones con diversos estímulos. Las variaciones de voltaje constituyen señales eléctricas que se propagan velozmente dentro de cada célula. La transmisión de información en el sistema nervioso se produce debido a cambios eléctricos transitorios o potenciales eléctricos que modifican el potencial de membrana en reposo. Estas señales eléctricas pueden ser: 1) Potenciales generadores o receptores 2) Potenciales sinápticos 3) Potenciales de acción 4) Potenciales secretores POTENCIAL DE MEMBRANA En reposo, la célula nerviosa presenta un exceso de cargas positivas en la parte externa de la membrana y un exceso de cargas negativas en la parte interna. Esta separación de cargas se mantiene porque la bicapa lipídica de la membrana bloquea la difusión (flujo) de los iones a través de ella (mal conductor). Dicha separación de cargas genera una diferencia de potencial eléctrico o voltaje a través de la membrana, denominado POTENCIAL DE MEMBRANA. Vm= Vi – Ve Propiedades eléctricas PASIVAS de la membrana Son aquellas que no cambian durante la generación de señales. 1) CONDUCTANCIA debido a canales iónicos pasivos Mide la capacidad de la membrana (o canal) para transportar la corriente eléctrica. Como la corriente es transportada por los iones, la conductancia no solo dependerá de sus propiedades (canales que tenga) sino también de la concentración iónica 2) FUERZA DERIVADA DE LOS GRADIENTES ELECTROQCOS de los iones participantes en el potencial de membrana 3) CAPACITANCIA (capacidad de la membrana de acumular cargas) La capacitancia es la propiedad eléctrica pasiva de un material no conductor (dieléctrico o aislante) de electricidad que permite el almacenamiento de carga cuando se genera un voltaje o diferencia de potencial eléctrico entre las superficies opuestas del mismo. Para la neurona, el dieléctrico es la membrana que separa dos medios muy buenos conductores: el citoplasma y el líquido extracelular Propiedades eléctricas ACTIVAS de la membrana Son aquellas que cambian durante o antes de la generación de señales eléctricas. - Canales iónicos voltaje dependientes - Canales iónicos regulados por transmisor - Canales iónicos regulados físicamente (deformación mecánica, compresión, etc.) El potencial de membrana en una célula en reposo (sin estímulos) se denomina: POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO (Vmr) y la separación de cargas es la responsable de su existencia. Por convención Ve=0 por lo tanto Vmr = Vi y es aprox -60/-70 mV Este voltaje solo se puede registrar en una zona estrecha del líquido intra y extracelular pegada a la membrana celular (aprox 1um). El resto de los compartimientos (intra y extraÇ) son electroneutros. La corriente eléctrica que fluye a través de la membrana es transportada por iones ya sean cargados positivamente o negativamente. Por convención, la dirección que adopta el flujo de una corriente eléctrica se define como la del movimiento neto de carga positiva. Por lo tanto, en una solución iónica, los cationes se mueven en dirección de la corriente eléctrica y los aniones en dirección opuesta. Cada vez que hay un flujo neto de cationes o aniones hacia adentro o fuera de la célula, se altera la separación de cargas a través de la membrana en reposo y por ende se altera la POLARIZACION de la misma. Si se agregan cargas (+) al interior celular Se reduce el exceso de cargas (–) del interior y por lo tanto disminuye la diferencia de carga Si se extraen cargas (-) del interior celular La REDUCCION de la separación de carga (polaridad eléctrica) que determina Vm más positivo (+) que en reposo, se denomina DESPOLARIZACION Vm +++ que Vmr ej: -70mV a -40mV Si se extraen cargas (+) del interior celular Se aumenta el exceso de cargas (–) del interior y por lo tanto aumenta la diferencia de carga Si se agregan cargas (-) al interior celular El aumento de la separación de carga (polaridad eléctrica) que determina Vm más negativo (-) que en reposo, se denomina HIPERPOLARIZACION Vm --- que Vmr ej: -70mV a -90Mv En todas las células (neuronas incluidas) existe una distribución asimétrica de la concentración iónica a ambos lados de la membrana. Los iones están sujetos a dos fuerzas que los arrastran a través de la membrana: - Gradiente químico: depende de la diferencia de concentración química a través de la membrana - Gradiente eléctrico: depende de la diferencia de potencial eléctrico a través de la membrana Una vez que la difusión de cierto ion alcanza cierto punto, se desarrolla un potencial eléctrico a través de la membrana en el cual la fuerza eléctrica que arrastra ese ion hacia un lado de la membrana está en perfecto equilibrio con la fuerza química que arrastra al ion hacia el otro lado de la membrana. Es decir los movimientos hacia afuera y hacia dentro de dicho ion son iguales. Por ende, la diferencia neta entre ambos flujos es cero 0. A este potencial eléctrico se lo denomina “POTENCIAL DE EQUILIBRIO ELECTROQUIMICO PARA ESE ION X”(Ex) En una célula permeable a un solo ion x, (ej la célula glial que es permeable solo al ion K+) el potencial de equilibrio del ion x determina el potencial de membrana en reposo. El potencial de equilibrio para cualquier ión x se puede calcular con la ecuación de Nerst Ex= R.T ln [X]e z.F [X]i Ex= potencial eléctrico necesario para equilibrar el gradiente de concentración del ion x. Las células que son permeables a varias clases de iones La intensidad del flujo de un ion (intensidad de corriente iónica) a través de una membrana celular, es el producto de su gradiente electroquímico por la permeabilidad de la membrana al ion (conductancia iónica). Es decir, si una célula tiene pocos canales pasivos de un ion de forma tal que en reposo la conductancia es baja, a pesar de tener una gran fuerza electroquímica que arrastre a ese ion en una dirección, el resultado será un escaso movimiento del ion. Y viceversa: cuando la conductancia de un ion es importante (muchos canales pasivos), con una fuerza electroquímica leve se consigue realizar un flujo neto de un ion. Esto ocurre con los iones Na+ (menor conductancia) y K+ (mayor conductancia) En reposo, existe una corriente de Na+ (I Na+) pasiva hacia adentro que se compensa con una corriente de K+ (I K+) pasiva hacia afuera, manteniéndose constante el valor de potencial de membrana en un valor aprox de -60/-70 mV. Si los flujos pasivos de ambos iones permanecen así indefinidamente (sin oposición), en un tiempo considerable se disiparían los gradientes de concentración de ambos iones porque sus concentraciones iónicas respectivas a ambos lados de la membrana se igualarían y por lo tanto desaparecería el potencial de membrana en reposo. Para evitar que estos gradientes se disipen en poco tiempo, existe la BOMBA Na+/K+ ATPasa que mueve los iones contra sus gradientes químicos netos, extrayendo 3Na+ al exterior celular e introduciendo 2K+. Dicha bomba necesita energía (mecanismo activo) que procede de la hidrolisis de ATP. De esta manera, el potencial de membrana de reposo no está en equilibrio sinoen estado estacionario, en donde hay flujo pasivo de Na+ hacia adentro y K+ hacia afuera pero contrarrestado con exactitud con los flujos de iones en contra de su gradiente mediante la bomba Na+/K+. El flujo desigual de iones a través de la bomba (3x2) hace que la bomba genere una corriente iónica neta hacia afuera. Este flujo hacia afuera de cargas positivas tiende a hiperpolarizar la membrana hasta un potencial más negativo de lo que se conseguiría por los mecanismos de difusión. Entonces… Cuando la neurona permanece en reposo (ausencia de estímulos) hay un flujo de Na+ hacia el interior que es exactamente igual al flujo de K+ hacia el exterior a través de canales pasivos (abiertos siempre y no regulables) y por lo tanto el potencial de membrana no cambia de valor. La llegada de estímulos modifica los flujos de dichos iones porque activan canales (voltajes dependientes) para estos iones generando dos tipos de variaciones del potencial de membrana: Despolarización: si aumenta la entrada de Na + (por activación y apertura de canales) Si disminuye la salida de K+ (por activación y cierre de canales) Hiperpolarización: Si aumenta la salida de K+ Si disminuye la entrada de Na+ En células que son permeables a un solo ion, la generación y mantenimiento del potencial de membrana en reposo surge como un mecanismo pasivo, no requieren de gasto de energía, se comportan como un sistema de compartimientos en estado de equilibrio (electroquímico) Nota: [Na+ y Cl-]e > [Na+ y Cl-]i [K+]i > [K+]e Cuando el potencial de membrana de una célula está determinado por más de una clase de ion, la influencia de cada ion no es solo por su gradiente de concentración sino también a su permeabilidad iónica relativa (facilidad con que los iones atraviesan la membrana). Esta relación se ve en.. Ecuación de Goldman: Vm= R.T . ln PK+. [K+]e + PNa+ [Na+]e + PCl- [Cl-]i F PK+. [K+]i + PNa+ [Na+]i + PCl- [Cl-]e Cuanto mayor es el gradiente de concentración de una clase iónica en particular, y cuanto mayor la permeabilidad de la membrana por dicho ion, tanto mayor es su importancia en la determinación del potencial de membrana. Los iones Cl- Si bien muchas neuronas poseen canales pasivos de Cl- abiertos cuando la membrana está en reposo, la mayoría de ellas no tienen un mecanismo de transporte activo contra un gradiente electroqco. Por eso este ion tiende hacia el equilibrio a través de la membrana. E Cl= Vmr =-60/-70mV. Por lo tanto si hay o no Cl- en estas células no modificaría el Vm. En otras neuronas, el gradiente de Cl- está regulado por una proteína de membrana (transportador de cloro o Bomba de Cl-) pero que no requiere gasto de energía (hidrolisis de ATP) sino que utiliza la energía almacenada en un gradiente iónico preexistente para un tipo de ion preexistente (transporte activo 2rio antiporte o simporte). En consecuencia, la relación intracelular/extracelular de este ion es mayor de lo que resultaría exclusivamente por difusión pasiva, es decir que la bomba de Cl- modifica su gradiente químico. Al aumentar el gradiente qco de Cl-, el potencial de equilibrio para los iones de Cl- se hace más negativo que el potencial de membrana en reposo. En consecuencia, el flujo neto de este ion hacia adentro tiende a hiperpolarizar la membrana. SEÑALIZACION Casi todas las neuronas poseen 4 componentes o regiones funcionales que generan los 4 tipos de señales 1) Componente de ENTRADA (Potencial local receptivo) 2) Componente DESENCADENANTE (potencial de suma o integrador) 3) Componente de CONDUCCION de larga distancia (potencial de acción) 4) Componente de SALIDA (potencial secretor) 1) POTENCIAL LOCAL RECEPTIVO Las señales eléctricas (variaciones de Vm) en gral se inician en las dendritas o el soma, zona receptora de estímulos provenientes del exterior neuronal. Cuando un estímulo (físico o químico) llega a la superficie externa de la membrana de la dendrita o del soma provoca la activación de canales iónicos físico-dependientes o ligando-dependientes respectivamente. Dichos canales se abren o se cierran modificando la permeabilidad de la membrana, aumentando o disminuyendo la conductancia a ciertos iones. Esta modificación transitoria de la conductancia genera variaciones de Vm constituyendo la señal de entrada a la neurona. La AMPLITUD (intensidad) y la DURACION de los potenciales están determinados por la intensidad y duración del estímulo, por eso se llama SEÑAL GRADUADA. La amplitud puede variar Conclusión: La EXCITABILIDAD depende de los flujos continuos de Na+ y K+ (porque no están en equilibrio electroqco) y de la capacidad de modificar estos flujos ante la llegada de estímulos. entre 0,1 a 10mV (excepto en el potencial de placa: 60mV). Con respecto al tiempo, los potenciales receptores son cortos: 5 a 100 mseg ; y los potenciales sinápticos pueden ser cortos o largos: 5mseg a 20min. Estas señales se propagan en forma ELECTROTÓNICA O PASIVA y a medida que se desplaza por el interior de la membrana celular, su amplitud va decreciendo hasta desaparecer unos pocos milímetros del lugar de origen, por eso son llamados POTENCIALES LOCALES. Debido a esto, es muy poco probable que puedan alcanzar la zona desencadenante donde se generan los potenciales de acción. Por lo tanto, se necesita la suma o integración de varias señales locales (suma temporal y espacial) para poder alcanzar una intensidad suficiente para alcanzar dicha zona. En las neuronas sensoriales periféricas (receptoras) se los denomina POTENCIAL RECEPTOR porque se originan por un estímulo externo. La mayoría son despolarizantes, pero hay hiperpolarizantes Ej: fotorreceptores de la retina. Son de corta duración. En las neuronas centrales se los denomina POTENCIAL SINAPTICO porque se origina como consecuencia de la liberación de un transmisor químico en la sinapsis. Pueden ser despolarizantes o hiperpolarizantes según la molécula receptora que se active. Son de corta o larga duración. Entonces… Potenciales locales son: Naturaleza local : su intensidad y amplitud disminuye con la distancia Graduadas: su intensidad y duración varían según la intensidad y variación del estimulo Propagación electrofónica o pasiva: las cargas eléctricas que ingresan al interior celular y despolarizan o hiperpolarizan ese sector de membrana tienen una diferencia de potencial eléctrico con las células vecinas que se encuentran en reposo. Esta diferencia genera una atracción electrostática ocasionando el desplazamiento pasivo de las cargas hacia el sector vecino. Despolarizantes o hiperpolarizantes: las primeras pueden generar un PA si llegan a la zona desencadenante y tienen la intensidad suficiente para alcanzar el umbral, por eso se llaman excitatorias. Las otras, nunca generan PA porque alejan el Vm del potencial umbral, por eso se llaman inhibitorias. Se pueden sumar entre sí (suma espacial y temporal) 2) POTENCIAL DE SUMA O INTEGRADOR En las neuronas centrales, la zona desencadenante o de gatillo se encuentra en el segmento inicial del axón conocido como cono axonal que surge del soma. En las neuronas sensoriales periféricas (pseudomonopolares) esta zona se encuentra en el primer nodo de Ranvier del axón mielÍnico, o en el segmento inicial de los axones amielínicos. Esta zona es la que presenta mayor concentración de canales de Na+ voltaje dependiente, por lo tanto tiene el menor umbral de todo el axón para generar un PA. Es la zona donde se suman la actividad de todos los potenciales receptores o sinápticos y donde, si la intensidad alcanza el umbral, la neurona activa un POTENCIAL DE ACCION. La suma temporal y espacial de potenciales sinápticos depende de las propiedades resistivas y capacitivas de la membrana neuronal Suma temporal: - consiste en integrar dos o más potenciales electrotónicos que seproducen en el mismo lugar pero en diferentes momentos. - Es específico para cada neurona y está determinada por una CONSTANTE DE TIEMPO (τ tau) Tau (τ) se define como el tiempo necesario para que la variación del potencial local llegue al 63% de su valor máximo. Varía de 1 y 20 mseg. Si una neurona tiene mayor tau que otra se debe a: Tiene mayor resistencia de membrana, por lo que el ion tarda más tiempo en atravesarla o τ= capacitancia x resistencia de membrana Tiene mayor capacitancia, por lo que tiene mayor capacidad para acumular cargas y retenerlas por más tiempo a ambos lados de la membrana. Cuanto mayor sea tau τ, mayor la duración del potencial local en ese lugar y por lo tanto, mayor será la probabilidad de que otros potenciales locales lleguen y se integren ya que es necesario la suma de varios PL para que luego de propagarse electrotónicamente llegue al cono axonal y de alcanzar el umbral se dispare el PA. Suma espacial: se expresa por la CONSTANTE DE ESPACIO (λ lambda) Lambda λ: - Se define como la distancia en la cual la variación del potencial local decrece hasta llegar al 37% de su valor inicial (valor máximo) - Sus valores varían entre 0,1 y 2 mm - Si una neurona tiene mayor lambda que otra se debe a dos factores: Tiene mayor resistencia de membrana y por lo tanto el potencial local tiene mayor dificultad para disiparse hacia afuera y de este modo, se desplaza a mayor distancia de la neurona. Tiene menor resistencia axial y por ende el desplazamiento del potencial local dentro de la neurona será mayor. Y cuanto mayor sea la distancia recorrida, mayor la probabilidad de sumarse con otros potenciales locales originados en otros lugares del soma y las dendritas, siendo mayor la probabilidad de llegar a la zona de gatillo. 3) POTENCIAL DE ACCION Naturaleza TODO O NADA: Mientras los estímulos subumbrales no generan señal, todos los estímulos que superen el umbral, producen la misma señal. Por más que los estímulos subumbrales varíen su intensidad o duración, la amplitud y duración del PA no varían. Es decir que, si la despolarización alcanza el umbral se dispara un PA cuya intensidad siempre es la misma siempre y cuando sea en condiciones normales. Pero si se modifica la concentración extracelular de Na+, también cambiará la amplitud del PA. Propagación activa: la señal se desplaza a lo largo del axón sin disminuir su amplitud porque se regenera periódicamente a velocidades de hasta 100 m/seg. Es decir que, la despolarización producida por un PA alcanza para activar canales de Na+ y K+ de las zonas vecinas generando otro PA y así en forma sucesiva. Su intensidad no disminuye en función de la distancia: debido al proceso regenerativo se generan PA en distintos sectores del axón con la misma forma. Su amplitud promedio es de 100mV y su duración de 0,5 a 0,2mseg. A MAYOR TAU τ, MAYOR VELOCIDAD DE CONDUCCION λ= resistencia de la membrana resistencia axial A MAYOR LAMBDA λ, MAYOR DISTANCIA RECORRIDA POR EL POTENCIAL LOCAL El flujo de Na+ hacia adentro es el responsable de la fase despolarizante (elevación del PA) y el flujo de K+ hacia afuera causa la repolarización (caída del PA) Tanto el canal de Na+ como el de K+ se abren en respuesta a una fase despolarizante de un Vm. La diferencia es la velocidad en la que lo hacen y su respuesta ante una despolarización prolongada. A todos los niveles de despolarización, los de Na+ se abren más rápido que los de K+. Cuando se mantiene despolarizado, los canales de Na+ comienzan a cerrarse y de esta manera disminuye la corriente hacia adentro de la célula. A este proceso mediante el cual se cierran los canales de Na+ en una despolarización sostenida, se lo denomina INACTIVACION. Por el contrario, los canales de K+ permanecen abiertos todo el tiempo que la membrana esté despolarizada. Los canales de Na+ sufren transiciones entre 3 estados que representan 3 conformaciones diferentes de la proteína del canal: - REPOSO (cerrado) - ACTIVACION (abierto) - INACTIVACION (cerrado) Cuando la membrana esta en reposo la compuerta de activación que está cerrada se abre rápidamente con la despolarización; la compuerta de inactivación está abierta durante el potencial de reposo y se cierra lentamente en respuesta a la despolarización. El canal solo conduce durante el breve periodo de despolarización en que ambas compuertas (h y m) están abiertas. La repolarización invierte ambos procesos, cerrando rápidamente la compuerta de activación y abriendo lentamente la de inactivación. Una vez que el canal vuelve al estado de reposo, puede ser activado nuevamente por una despolarización. Fenómenos en el PA: - Si se despolariza la membrana lo suficiente como para que se abran canales de Na+ (VD), la corriente de Na+ fluye a través de ellos hacia adentro y ocasiona mayor despolarización - Esta despolarización adicional genera la apertura de más canales y en consecuencia induce más corriente de Na+. Esto lleva al Vm al máximo del PA (lo lleva hacia el ENa+ (+55mV) creando la FASE DESPOLARIZANTE DEL POTENCIAL DE ACCION - Sin embargo, el PA alcanza su máximo antes de dicho valor debido a 2 fenómenos: 1) se van inactivando los canales de Na+ en forma gradual, reduciendo su conductancia El canal de Na+ voltaje dependiente tiene un sistema de compuertas: h y m Si m y h esta abiertos: CANAL ABIERTO Si m está abierta y h está cerrada: CANAL INACTIVO (cerrado) Si m está cerrada y h está abierta: CANAL CERRADO (reposo) 2) se van abriendo con un cierto retraso, canales de K+ (VD), aumentando su conductancia Por lo tanto, la entrada de Na+ está acompañada de flujo hacia afuera de K+ que tiende a repolarizar la membrana. - La fase de despolarización esta seguida de una hiperpolarización transitoria (potencial posterior) debido a que los canales de K+ se cierran tiempo después de que el Vm haya vuelto a su valor de reposo (sigue saliendo K+) Durante el tiempo que se están cerrando los canales de K+, la permeabilidad de la membrana para K+ es mayor que durante el estado de reposo. Por lo tanto, el Vm es hiperpolarizado levemente con respecto al Vmr, tomando un valor mas cercano a EK+ - El PA va seguido de un periodo de menor excitabilidad: PERIODO REFRACTARIO que se divide en 2 fases: a) Periodo Refractario Absoluto (PRA): inmediatamente después del inicio del PA. En este periodo es imposible excitar la célula por más intensa que sea la corriente de estimulación. Coincide con el pico del PA, momento en el que la mayoría de los canales de Na+ están en estado refractario. Su función es darle al PA una dirección anterógrada (desde el soma al axón) b) Periodo Refractario Relativo (PRR): continúa directamente al anterior y en la cual solo es posible desencadenar un PA si se aplica estímulos mayores a los requeridos normalmente para alcanzar el umbral. Coincide con la fase de conductancia de K+ aumentada en presencia de la mayoría de los canales de Na+ inactivados o en estado refractario. Es la base del código de frecuencia, que es el que utiliza la neurona para informar la intensidad de un estímulo. Estos periodos refractarios, están causados por la inactivación de los canales de Na+ y la mayor apertura de canales de K+. ESTRATEGIAS PARA AUMENTAR LA VELOCIDAD DE CONDUCCION En el axón, las propiedades pasivas cambian en función del grosor (diámetro) axonal y la mielinización, modificando la propagación del PA. Diámetro axonal: Los axones de mayor diámetro son los que tienen menor umbral para la estimulación debido a que tienen menor resistencia axial. Esto genera que se facilite el flujo de corriente a través del axoplasma y mayor fracción de corriente entra y sale del axón más grueso, despolarizándose antes. Mielinización: - Disminuye lacapacitancia y por lo tanto aumenta la velocidad - Aumenta la resistencia total de las membranas, ya que las resistencias en serie se suman. Como la resistencia axial no se modifica, la constante de espacio aumentara, facilitando la conducción axonica. Mayor diámetro axonal = mayor velocidad - Produce la disminución de la constante de tiempo, mayor que la obtenida por el recurso de aumentar el diámetro del axón. - Produce el fenómeno conocido como “conducción saltatoria”. La presencia de una cobertura aislante de mielina impide la entrada y salida de corriente en las porciones de membrana axonal cubiertas. Esta vaina esta interrumpida cada 1-2mm por los NODOS DE RANVIER, constituidos por la aposición de dos células de Schwann contiguas. En esta porción se concentran los canales de Na+ y K+ (VD) y por lo tanto es en este sitio donde se regenera el PA. Los cambios de Vm se transmiten en forma decremental a alta velocidad (por la baja capacitancia) en las porciones cubiertas por mielina. La transmisión se enlentece en los nodos de Ranvier (membrana sin mielina y por lo tanto mayor capacitancia). La conducción saltatoria (“nodo a nodo”) aumenta marcadamente la velocidad de conducción (hasta 50 veces) y es económica desde el punto de vista energético, ya que la actividad de la bomba Na+/K+ ATPasa es necesaria principalmente en la zona de los nodos. En el axón amielinico la conducción se da entre zonas contiguas de la membrana (“punto a punto”) y por lo tanto carece de estas propiedades. Por su velocidad de conducción, las fibras nerviosas se clasifican en: - FIBRAS A (mielínicas) : 2-20mm de grosor 15-120 m/seg de velocidad Son las fibras sensitivas o motoras de los nervios somáticos. Comprenden 4 subgrupos: alfa, beta, gamma, delta. (> a < velocidad) - FIBRAS B (mielínicas) : 1-3 mm de grosor 3-15 m/seg de velocidad Constituyen los ramos comunicantes blancos de la cadena simpática - FIBRAS C (amielínicas): < 1 mm de grosor < 2m/seg de velocidad Son las fibras amielínicas aferentes de los nervios viscerales y las posganglionares simpáticas. El registro de actividad eléctrica de un NERVIO (compuesto por centenares de axones de diversos diámetros) se denomina “potencial de acción compuesto”. Al estimular al nervio se observa que no es un PA de tipo “todo o nada” sino que depende de la intensidad del estímulo. Esto revela el reclutamiento progresivo de axones de menor diámetro (los de mayor diámetro se reclutan primero), cada uno de ellos produciendo un PA individual con las características “todo o nada”. El potencial de acción compuesto es el resultado de la suma de varios PA individuales. Por lo tanto, su intensidad es mayor pudiendo alcanzar intensidades en voltios. Los PA son en mV. Técnicas electrofisiológicas En la década del `50, Hodgkin y Huxley diseñaron un dispositivo llamado “voltaje clamp” o clampeo de voltaje que consiste en interrumpir el ciclo regenerativo de los canales VD mediante la inyección automática intracelular de un voltaje igual y de signo opuesto al producido durante la activación neuronal. Mediante esta técnica no se impide la apertura de canales por despolarización ni la entrada o salida de iones. Solo se interrumpe la fase regenerativa, o sea el proceso por el que un mayor voltaje produce mayor número de canales abiertos y por lo tanto, mayor despolarización. Experimento típico de clampeo de voltaje La membrana se fija a un valor de 0mV y se miden las corrientes tota, o de cada ion mediante el bloqueo de la corriente del otro ion, determinándose los valores de conductancia del Na+ y del K+. El “patch-clamp” permite el estudio con técnicas de clampeo de voltaje de porciones muy restringidas de la membrana (parche), que son aspirados en la punta de una micropipeta formando un sello de extremada resistencia eléctrica. BLOQUEANTES: - la ouabaína : Bloquea la Bomba Na K ATPasa. Si se aplica sobre una neurona, al cabo de un tiempo desaparece el Vm (se genera la diferencia de concentración por mecanismo activo) y los iones se equilibrarían ambos lados de la membrana (disipación del gradiente) - La tetrodotoxina: Bloquea canales de Na+ VD; por lo tanto su acción haría desaparecer el período de despolarización del PA. - El tetraetilamonio bloquea los canales de K+ VD; su aplicación implica una desaparición de las corrientes repolarizantes del PA. APUNTES DE NEUROFISIOLOGÍA SEMINARIO 2: “SINAPSIS” Definición y elementos constitutivos Clasificación Neurotransmisores - Síntesis - Almacenamiento - Metabolismo - Liberación y su regulación - Fenómenos postsinápticos - Mecanismos de terminación del neurotransmisor Circuitos sinápticos básicos Organización neuronal básica Sinapsis neuromuscular Distintos tipos de sinapsis Plasticidad neuronal Up y down-regulation SINAPSIS: Es el sitio de interacción entre dos células especializadas (excitables) para la transmisión del impulso eléctrico, generalmente una neurona y otra neurona o efector (ej: fibra muscular). Está formada por 3 elementos: Terminal presináptico Hendidura sináptica Célula postsináptica CLASIFICACION: SINAPSIS QUÍMICAS, ELÉCTRICAS Y MIXTAS QUIMICAS ELECTRICAS HENDIDURA SINÁPTICA Ancha (20-40 nm) Estrecha (3,5 nm) y hay aposición de membranas con vías de alta conductancia. RETARDO Si, dado por la liberación de neurotransmisores y en mínima proporción por el pasaje a través de la hendidura sináptica (aprox 0, 3 a 0,5 mseg) Sin embargo, poseen la propiedad de AMPLIFICACIÓN: dos moléculas de neurotransmisor son capaces de activar a un receptor por lo tanto, la descarga de una vesícula activa a miles de moléculas generando la apertura de miles de canales iónicos capaces de hiperpolarizar o despolarizar a una célula postsináptica. No, porque no libera neurotransmisores sino que el PA fluye directamente de una célula a la otra. DIRECCIÓN DE LA SEÑAL UNIDIRECCIONAL BIDIRECCIONAL Aunque limitada por la diferencia relativa de resistencia de ambas membranas, ya que la transmisión tiene un sentido preferencial. MECANISMO DE TRANSMISION DE SEÑAL El terminal presináptico posee vesículas presinápticas con miles de moléculas del neurotransmisor. La llegada del PA al terminal presináptico provoca la apertura de canales de Ca 2+ VD En consecuencia al aumento de Ca2+ intracelular, se libera el contenido de dichas vesículas a la hendidura sináptica. (*) El neurotransmisor se une a receptores en la membrana postsináptica Según el tipo de receptor se originará una EXCITACIÓN (PEPS) O INHIBICION (PEPS) en la célula postsináptica (*) excepto los gases neurotransmisores como el óxido nítrico (NO) y el monóxido de carbono (CO) que atraviesan las membranas por difusión simple; y los lípidos neurotransmisores como la anandamida, que no se almacenan en vesículas. El PA fluye de la célula presináptica a la postsináptica a través de canales que en conjunto constituyen las uniones comunicantes o en hendidura. Los canales iónicos están formados por un par de cilindros llamados CONEXONES: - Ambos se hallan conectados entre si - cada uno está formado por 6 moléculas de conexina. - Uno atraviesa la membrana presináptica y otro la postsináptica La conductancia por los canales puede ser modulada por variaciones como PH, Ca2+ citoplasmático o del voltaje y por fosforilaciones dependientes de quinasas Son varios los tipos anatómicos de sinapsis: AXOSOMÁTICAS AXODENDRITICAS DENDRODENDRITICAS AXOAXÓNICASEsto da lugar a circuitos locales de procesado de información, sin participación en muchos casos, de toda la membrana neuronal. Este hecho es fundamental para atribuir a las dendritas la función de unidades de procesado de la información neural. Transmisión efáptica: Es la influencia que ejerce la actividad eléctrica de una neurona sobre otra muy cercana debido a fenómenos eléctricos pasivos sin que exista estructura sináptica definida. Se observa en regiones como el hipocampo, cerebelo o entre axones de un nervio periférico. Sin embargo, eso NO constituye una sinapsis. SINAPSIS MIXTA Ciertas sinapsis en las que se encuentran en el sector presináptico zonas de vesículas (características de las sinapsis químicas) contiguas a zonas de aposición de membranas (característica de las sinapsis eléctricas) SINAPSIS QUIMICA NEUROTRANSMISORES: Criterios para que una sustancia sea considerada un neurotransmisor (Nt): SALITe SINTESIS: debe ser sintetizada por la neurona presináptica ALMACENAMIENTO: en las vesículas presinápticas (aunque hay excepciones: gases y lípidos) LIBERACIÓN: por un estímulo neural fisiológico. INTERACCION: debe actuar sobre la postsinapsis en forma similar al estímulo normal de la vía analizada (criterio de identidad de acción) TeRMINACIÓN: deben existir mecanismos efectivos para la terminación de su acción (receptación en el terminal neural, difusión al espacio extrasináptico, metabolismo) que garanticen la necesaria rapidez y fugacidad de la acción del transmisor. 5 familias de sustancias neurotransmisoras 1) AMINAS BIÓGENAS - adrenalina - noradrenalina - acetilcolina - • serotonina - • histamina - • dopamina 2) AMINOÁCIDOS (aa) - Glutamato - Aspartato - Ac. Gammaaminobutirico (GABA) - Glicina - Taurina - No son (aa) pero se incluyen a los derivados purínicos (Adenosina,ATP) 3) NEUROPÉPTIDOS Se han observado en neuronas periféricas y centrales todo tipo de hormonas peptídicas: - Hipofisotropas - Adenohipofisarias - Neurohipofisarias - Gastrointestinales - Citoquinas 4) LIPIDOS: como la anandamida. Atraviesa la membrana con facilidad por lo tanto no se almacena ni se libera. 5) GASES: como el ON y CO ON: deriva de la conversión enzimática de la arginina por acción de ON-sintetasa neuronal. Es producido postsinápticamente en respuesta a la activación dada por otros transmisores (en gral excitatorios, como glutamato – ® NMDA) y presinápticamente (SNC y SNP). No se almacena en vesículas ni se liberada por un proceso de exocitosis. Difunde localmente a través de la membrana celular (sin contacto con receptores) y activa la síntesis de GMPc en las células vecinas por su reacción con el hierro del grupo HEMO en el sitio activo de la enzima. CO: Proviene del metabolismo del HEMO y de la peroxidación de los lípidos. En algunas áreas cerebrales y en neuronas olfatorias, es el principal mediador del aumento de GMPc (A) SINTESIS DE NEUROTRANSMISORES Un aspecto diferencial entre las familias de los Nt es su mecanismo de síntesis Aminas biógenas, los (aa), los lípidos y los gases: - sintetizados en los terminales sinápticos - las enzimas migran al terminal por transporte axoplasmático, formando parte de vesículas - dichas enzimas catalizan la síntesis del Nt a partir de precursores específicos. - Una molécula de enzima participa en la síntesis de miles de moléculas del transmisor. Esto impide la rápida disminución del contenido del transmisor Neuropéptidos: - Sintetizados en el soma neuronal como parte de un prepropéptido de mayor PM que se incorpora a las vesículas sinápticas y es procesado mientras las vesículas migran por transporte axonal hacia el terminal. (B) LIBERACIÓN Cuando el PA llega al terminal presináptico despolariza la membrana de dicha región (potencial secretor) produciendo la activación y apertura de canales de Ca2+ VD e ingresa dicho ion. El aumento de [Ca2+]citoplasmático produce la fusión de las membranas de las vesículas sinápticas con la presináptica, la apertura de las vesículas y su vaciamiento por exocitosis del contenido en la hendidura sináptica. El vaciamiento de cada vesícula es completo, por lo tanto la cantidad de Nt liberado es múltiplo de la [ ] de cada vesícula. A esto se lo denomina “liberación cuántica de Nt” La cantidad de vesículas que se fusionan con la membrana y por ende la cantidad de Nt que se libere, depende del número de canales de Ca2+ activados y del tiempo en que estos permanecen abiertos. Es decir, que cuanto mayor sea la frecuencia de PA que lleguen al terminal presináptico, mayor será la entrada de Ca2+ y mayor de cantidad de Nt liberado (y viceversa). Algunas neuronas, en ausencia de estimulación neural y sin entrada de Ca2+, existe una colisión espontanea de vesículas con la membrana presináptica liberándose Nt que producen una despolarización postsináptica. A esto se lo llama “liberación espontánea del Nt”. En la placa neuromuscular a estos potenciales despolarizantes espontáneos se los denomina “POTENCIALES El Nt excitatorio más abundante en el SNC: ASPARTATO El Nt inhibitorio más abundante en el SNC: GABA Recordar que la respuesta postsináptica no depende del neurotransmisor sino del receptor NOTA: A diferencia de las dendritas, tanto el axón como el terminal sináptico carecen casi de ribosomas (poca síntesis de péptidos o proteínas). Por lo tanto, ante una estimulación neural prolongada hay más probabilidad de agotamiento del transmisor neuropeptídico que de los otros MINIATURA”. Cada uno de ellos tiene una amplitud de 0,5mV e implica la apertura de una vesícula sináptica con la posterior liberación de aproximadamente 5000 moléculas de ACETILCOLINA. En el caso de los gases (ON, CO) o de los lípidos, este mecanismo no se da porque no se almacenan en vesículas. Sin embargo, la entrada de Ca2+ es esencial para desencadenar los fenómenos de activación enzimática que llevan a la liberación de gases o lípidos. La liberación del Nt se bloquea si se impide la entrada presináptica de Ca2+ mediante agentes bloqueantes de los canales (ej: verapamil o el ión Mg). Regulación de la liberación Se realiza principalmente a nivel de los canales de Ca2+ VD del terminal sináptico. Es de 2 tipos: 1) INTRINSECA A LA NEURONA: mediante cambios en el Vmr como consecuencia de la actividad previa neuronal. Ejemplos - la facilitación o liberación de mayores cantidades de transmisor por una entrada creciente de Ca2+ al terminal como consecuencia de una actividad neuronal continuada. - Potenciación post- tetánica, resultado más permanente de la sobre estimulación de una vía, con la liberación aumentada del Nt por varios días después de la aplicación del estímulo. 2) EXTRÍNSECA A LA NEURONA: por señales originadas en el exterior celular. Pueden ser el propio Nt o sus precursores, otro transmisor, metabolitos postsinápticos u hormonas. Comprende 2 procesos: - Mediado por receptores (auto y heterorreceptores presinápticos excitatorios o inhibitorios) Dentro de estos, se distinguen los siguientes tipos a) Autorregulación: Dada por el mismo transmisor que, al interaccionar con auto® presináptico que lo reconocen, modulan su liberación. (ej: sinapsis simpática noradrenérgica, a los ® α2 presináptico inhibitorios para la liberación de noradrenalina, y a los ® adrenérgicos presinápticos excitatorios para la liberación de noradrenalina. b) Regulación trans-sináptica: la acción presináptica de señales liberadas por la postsinapsis como consecuencia de la acción del transmisor y que, atravesando hendidura sináptica, modifican la liberación del transmisor. c) Heterosimpática: mediada por ® para distintos neurotransmisores en los terminales sinápticos. La regulación es ejercida por sinapsis cercanas que utilizan un tipo distinto de neurotransmisor d)Hormonal: por ejemplo, el aumento de los niveles plasmáticos de estradiol liberado por los folículos ováricos en crecimiento produce la activación de sistemas neuronales que regulan la liberación de LHRH y en consecuencia, la liberación de LH. - Mediado por precursores de Nt: la regulación dada por la disponibilidad de nutrientes precursores de Nt puede ser relevante tanto en el caso de las aminas biógenas como de los Neuropéptidos o de los aa Nt. La concentración de nutrientes precursores en el sistema nervioso puede variar fisiológicamente durante la ingesta o farmacológicamente por la administración de los nutrientes puros. (C) FENÓMENOS POSTSINÁPTICOS La unión del Nt con sus receptores específicos produce cambios transitorios de la permeabilidad de la membrana postsináptica para determinados iones. Estos cambios en la conductancia se deben a la apertura o cierre de canales activos específicos (químico-dependiente) en la membrana postsináptica. Este cierre o apertura se produce por: TRANSMISIÓN IONOTRÓPICA: - • Asociación directa del complejo Nt- ® postsináptico con un canal determinado. - Es rápida - Utiliza receptores asociados a ionóforos cuya estructura cuaternaria forma parte de un canal iónico. - Ej: ® colinérgico nicotínico, ® gabaérgico A, glicinérgico o AMPA/kainato y NMDA para glutamato. TRANSMISIÓN METABOTRÓPICA: - Mediante la síntesis de 2do mensajero intracelular, desencadenada por la asociación del Nt con el ®, siendo el 2do mensajero el responsable de la modificación de la conductancia de la membrana. - Es lenta debido a la necesidad de la síntesis de 2do mjero. - Utiliza receptores acoplados a PROTEINAS G (flia de 7-TMS) - El canal iónico está ubicado distante al receptor, no forma parte de el y además puede ser utilizado por diversos receptores. Ambos tipos de transmisión traen como consecuencia modificaciones de la conductancia iónica generando variaciones de Vm denominados “POTENCIALES SINÁPTICOS” (con características similares a los electrotónicos) Pueden por suma temporoespacial en el cono axonal generar un PA y por lo tanto se denominan… “POTENCIAL EXCITATORIO POSTSINAPTICO” (PEPS) Se suman a nivel del cono axonal disminuyendo la excitabilidad de la neurona postsináptica y se denominan… “POTENCIAL INHIBITORIO POSTSINAPTICO” (PIPS) En las sinapsis centrales, los PEPS y los PIPS se generan de 4 formas: 1) DESPOLARIZACION por apertura de canales 2) DESPOLARIZACION por cierre de canales 3) HIPERPOLARIZACION por apertura de canales 4) HIPERPOLARIZACION por cierre de canales POTENCIALES SINÁPTICOS DESPOLARIZANTES POTENCIALES SINÁPTICOS HIPERPOLARIZANTES (D) TERMINACION DE LA ACCION DEL NT (inactivación) El efecto postsináptico de la neurotransmisión es un fenómeno fugaz debido a 3 mecanismos de terminación de la acción del Nt. 1) Para aminas biógenas y (AA) consiste en un proceso activo de RECAPTACIÓN por el terminal presináptico y las vesículas sinápticas. Es un proceso de co-transporte asociado a la Bomba Na/K ATPasa y es independiente de los receptores presinápticos. Este mecanismo permite reutilizar la mayor parte del transmisor liberado Predominante en Nt como noradrenalina, dopamina, serotonina y en el caso de la Acetilcolina, se recapta la colina. 2) METABOLIZACIÓN del Nt: Principal mecanismo para la acetilcolina que es inactivada por la acetilcolinesterasa presente en la membrana postsináptica. De esta manera, se libera colina que es recaptada. 3) DIFUSION DEL Nt desde la hendidura sináptica hacia el LEC o a la circulación gral. Es predominante para los Neuropéptidos y los gases. CIRCUITOS SINÁPTICOS BÁSICOS Las neuronas se pueden organizar formando redes neuronales simples, cuya finalidad sea: la amplificación de señales sinápticas débiles, la atenuación de señales muy intensas mayor definición de contrastes mantener la actividad neuronal en un nivel optimo Los circuitos más comunes son: DIVERGENCIA Son neuronas sensoriales primarias, cuya soma se encuentra en el g.a.r.d de la ME. La prolongación central entra a la ME por las raíces dorsales y se divide en varias colaterales que viajan por los nervios espinales. Esta divergencia tiene como finalidad hacer accesible la información aferente en forma simultánea a varios segmentos del SNC. CONVERGENCIA En el grafico anterior, la 2da, 3ra y 4ta neurona están recibiendo conexión de dos fibras aferentes. Es decir que las fibras aferentes convergen sobre ellas. Un ejemplo: Aproximadamente 10.000 colaterales axónicos terminan sobre una motoneurona α proviniendo de la periferia y de diversas regiones del SNC. Estos contactos son excitatorios e inhibitorios. Por lo tanto, depende de la suma y dirección de los procesos que actúan a cada momento, el que una neurona descargue o no un PA. Es decir, las neuronas procesan e integran los PEPS y los PIPS que se producen en su membrana. INHIBICIÓN LATERAL Es una inhibición mixta formada por : - INHIBICIÓN RECIPROCA (Inhibición feed-forward) INHIBICION RECURRENTE (inhibición feedback) Una motoneurona se inhibe a si misma a través de una interneurona inhibitoria (en la ME se denomina “célula de Renshaw”). Es la misma neurona la activa una señal inhibitoria de su propia actividad. CIRCUITO REVERBERANTE (feedback positivo) FENOMENO DE OCLUSION A B C Cada cuadro contiene 12 neuronas con 2 entradas aferentes de estimulación. Cuando se estimula una de estas entradas se activan 6 neuronas (circuitos en color, figura A) y luego cuando se estimula la otra entrada, se activan 6 neuronas (círculos en color, figura B). Es decir que la estimulación secuencial (primero una y después la otra) activa 12 neuronas. Sin embargo, si estimulamos ambas entradas al mismo tiempo (estimulación simultánea) se activan 8 neuronas (círculos de color Figura C). Esto significa que hubo “oclusión” de 4 neuronas. ORGANIZACIÓN NEURONAL BÁSICA Las diferentes combinaciones de los circuitos básicos neuronales dan origen a una variedad de organizaciones neuronales en las áreas cerebrales. 3 tipos de organizaciones básicas: 1) Conexión punto a punto - Utilizadas por las neuronas de proyección (uno de los 2 subtipos de Golgi I) - Es la responsable de la transmisión de información entre áreas cerebrales. 2) Circuito local - Utilizadas por neuronas de tipo Golgi II - Da origen a los circuitos de procesado de información neuronal en cada una de las áreas cerebrales 3) En telaraña - Utilizada por las neuronas Golgi I del mesencéfalo cuyo axón se ramifica notablemente inervando numerosas áreas. - Su función es proveer una activación de base para la actividad de las conexiones punto a puto o de los circuitos locales. SINAPSIS NEUROMUSCULAR (placa neuromuscular o placa terminal) Es la sinapsis entre el terminal axonico de la motoneurona alfa con la fibra muscular esquelética. La llegada del PA a la placa terminal despolariza la membrana presináptica activando los canales de Ca2+ VD. La cantidad de canales que se abren y el tiempo que permanecen abiertos depende de la frecuencia de llegada de los PA. Es decir que: “la intensidad de corriente intracelular de Ca2+ es proporcional a la frecuencia de descarga de la neurona espinal” El aumento brusco de la [Ca2+]citoplasmática desencadena la activación de un complejo mecanismo de proteínas que transportan a las vesículas sinápticas a sitios específicos de la membrana, ocasionando la fusión de las membranas y la posterior liberación por exocitosis de su contenido a la hendidura sináptica. La ACETILCOLINA (*) liberada interacciona con receptores nicotínicosde la membrana postsináptica y produce un PEPS denominado POTENCIAL DE PLACA, que tiene las mismas características de los potenciales electrotónicos, la diferencia radica en la amplitud o intensidad. Su valor es de 60 mV y siempre origina un PA muscular lo que desencadena la contracción muscular. *Se necesita liberar 150 vesículas para generar un P. de placa En ausencia de estimulación neural puede haber liberación espontánea de un cierto número de vesículas de Ach generando cada uno una despolarización postsináptica espontánea de 0,5mV llamado “potencial miniatura”. Estos se registran en un electromiograma y son incapaces de generar un PA muscular y por lo tanto no desencadenan la contracción muscular. Lo que permite el electromiograma es medir la actividad exocitotica espontanea BLOQUEO NEUROMUSCULAR Conjunto de factores que determinan la interrupción de la transmisión neuromuscular ocasionando un déficit en la fuerza muscular que se manifiesta como fatiga (astenia) y debilidad muscular Nota: Frecuencia de descarga: número de PA originados en la zona de gatillo” Clasificación: Bloqueo por despolarización excesiva: - Por despolarización irreversible: Provocado por sustancias que tienen afinidad por el receptor nicotínico y provoca la despolarización permanente que inactiva los canales VD que generan el PA muscular bloqueando la contracción muscular. Estas sustancias son insensibles a la colinesterasa y por lo tanto no pueden ser removidos del lugar causando el bloqueo. - Patologías que producen deficiencias en la acetilcolinesterasa y por lo tanto no se puede remover el neurotransmisor impidiendo que su exceso genere el bloqueo. Bloqueo por despolarización insuficiente - Presinápticos: pueden ser por una síntesis insuficiente de Ach o de una liberación insuficiente (ej: botulismo1) - Postsinápticos: puede ser por un bloqueo competitivo (curare2) o una disminución de los receptores nicotínicos (ej: miastenia gravis3) 1 enfermedad provocada por la bacteria clostridium botulinium que en ciertas condiciones elabora una toxina neurotóxica que impide la descarga vesículas de Ach. 2 alcaloide natural extraída de una planta. Este se une a receptores nicotínicos impidiendo que lo haga la Ach (bloqueante o antagonista competitivo) 3 es una enfermedad autoinmune. Existen anticuerpos que destruyen receptores nicotínicos de la placa terminal. SINAPSIS ADRENERGICAS: Síntesis de novo TIROSINA TIROSINA Tirosina hidroxilasa DOPA dopamina βhidroxilasa Descarboxilasa AGONISTA: un agente químico que se liga a receptores fisiológicos y asemejan los efectos de los compuestos reguladores endógenos (neurotransmisores) Afinidad + efecto celular ANTAGONISTA: agente químico que por si solo carece de actividad reguladora intrinseca pero que ejerce su efecto al inhibir la acción de un agonista. Afinidad + bloqueo MEMBRANA CELULAR La hidroxilación de la TIROSINA es el paso limitante de la tasa de síntesis de las catecolaminas La tirosinahidroxilasa: - se activa después de la estimulación de las neuronas noradrenérgicas o de la médula suprarrenal (adrenalina) - es inhibida por feedback negativo de las catecolaminas CITOPLASMA: TIROSINA A DOPA Y DE DOPA A DOPAMINA VESÍCULAS: el 50% de la DOPAMINA formada en el citoplasma se transporta de manera activa hasta vesículas sinápticas y se convierte en noradrenalina. El resto de la dopamina se desamina a Acido 3,4-dihidroxifenilacetico (DOPAC) y a continuación se O- metila a Acido homovanilico (HVA) Obtención de noradrenalina del terminal presináptico noradrenérgico que consiste en la captura de manera activa del neurotransmisor liberado en el espacio sináptico (captura I). Este proceso es la causa de la terminación de los efectos (inactivación) de los impulsos noradrenérgicos en la mayor parte de los órganos. En otros casos, un gran porcentaje de neurotransmisor liberado se inactiva por una combinación de captación extraneuronal (captación II), desdoblamiento enzimático y difusión. Participan dos sistemas diferentes de transporte para la recaptación: uno ubicado en la membrana celular que transporta desde el liquida extracelular hacia el citoplasma y otro lo transporta desde el citoplasma hacia el interior de la vesícula. La terminación de las acciones de las catecolaminas se realiza por medio de 3 procesos 1) Recaptacion neuronal 2) Dilución por difusión hacia el exterior de la hendidura y captación extraneuronal 3) Transformación metabolica: Enzimas importantes en el inicio del metabolismo de las catecolaminas son: - MAO : monoaminooxidasa. Se encuentra en mitocondria - COMT: catecol – O- Metiltransferasa. Se encuentra en citoplasma aldehído reductasa MAO MAO (Desaminacion Oxidativa) aldehido deshidrogenasa COMT (metila) Acido vainililmandelico (VMA) es el principal metabolito de las catecolaminas que se excretan por orina. 3,4-dihidroxifenilglicoaldehido (DOPGAL) 3,4-dihidroxifeniletilenglicol (DOPEG) 3,4-dihidroximandelico (DOMA) METANEFRINA NORMETANEFRINA RECEPTORES ADRENÉRGICOS: Son todos metabotrópicos, pertenecen a la familia de los 7-TMS acoplados a proteína G α1: Gq que activa a FLC generando IP3 y DAG Efectos: principalmente es la contracción del músculo liso de : vasos sanguíneos incluyendo los de piel, riñon y cerebro arterias coronarias uréter esfínter uretral vasos deferentes útero (embarazo) bronquiolos (no tan fuerte como el β2) α2: Gi que inhibe a la adenilatociclasa que a su vez produce una disminución del segundo mensajero intracelular AMPc lo que conlleva a la apertura de un canal de K+. Efectos: Vasodilatación de arterias Vasoconstricción de las arterias coronarias que suplen irrigación sanguínea al corazón y de las venas. Vasoconstricción de venas Disminución de la motilidad del músculo liso del tracto gastrointestinal Relajación del tracto gastrointestinal—efecto presináptico. Contracción de los genitales masculinos durante la eyaculación Son mediadores de la neurotransmisión en los nervios pre y postsinápticos: - disminuyendo la liberación de acetilcolina - disminuyendo la liberación de noradrenalina Inhibición de la lipolisis en el tejido adiposo Inhibición de la liberación de insulina del páncreas Inducción de la liberación de glucagón del páncreas Agregación plaquetaria Secreción de las glándulas salivales β1 : Gs que estimula la adenilatociclasa aumentando la concentración de AMPc Efectos: Estimulación de secreciones viscosas repletas de amilsa de las glándulas salivales Incrementa el gasto cardiaco porque: - Aumenta la frecuencia cardiaca en el nodo sinusal (efecto cronotópico positivo) - Aumenta la contractilidad del musculo cardiaco de las aurículas (efecto inotrópico positivo) - Aumenta la contractibilidad y la automaticidad del músculo cardíaco de los ventrículos - Incrementa la conducción y la automaticidad del nódulo auriculoventricular liberación de la renina de las células yuxtaglomerulares lipolisis en tejido adiposo transducción de señales en la corteza cerebral http://es.wikipedia.org/wiki/Vasoconstricci%C3%B3n http://es.wikipedia.org/wiki/Acetilcolina http://es.wikipedia.org/wiki/Arterias http://es.wikipedia.org/wiki/Venas http://es.wikipedia.org/wiki/Vasodilataci%C3%B3n http://es.wikipedia.org/wiki/Arteria_coronaria http://es.wikipedia.org/wiki/Sangrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Coraz%C3%B3n http://es.wikipedia.org/wiki/Tracto_gastrointestinal http://es.wikipedia.org/wiki/Genitales_masculinos http://es.wikipedia.org/wiki/Eyaculaci%C3%B3n http://es.wikipedia.org/wiki/Neurotransmisi%C3%B3n http://es.wikipedia.org/wiki/Vena http://es.wikipedia.org/wiki/Sinapsis http://es.wikipedia.org/wiki/Insulina http://es.wikipedia.org/wiki/Noradrenalina http://es.wikipedia.org/wiki/Glucag%C3%B3n http://es.wikipedia.org/wiki/Plaqueta http://es.wikipedia.org/wiki/Lipolisis http://es.wikipedia.org/wiki/Tejido_adiposo http://es.wikipedia.org/wiki/Gl%C3%A1ndula_salival http://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%A1ncreas http://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%B3dulo_auriculoventricular β2:Gs Efectos: relajación del músculo liso de - útero - bronquio - conducto eyaculador - musculo detrusor de la vejiga - tracto gastrointestinal (disminuye la motilidad) - bronquios (facilita la respiración) vasodilatador de las arterias coronaria, hepática y del musculo esquelético glucogenólisis β3:Gs Efectos: estimula la lipolisis en el tejido adiposo SINAPSIS COLINERGICAS: Acetilcolintransferasa AcetilCoA + COLINA La Acetilcolintransferasa se sintetiza dentro del pericarion y se transporta a lo largo del axón hasta su terminación. En las terminación axonicas hay grandes cantidades de vesículas que contienen numerosas mitocondrias que sintetizan AcetilCoA. La COLINA se capta desde la hendidura sináptica hacia el axoplasma por transporte activo. El proceso final de síntesis se produce en el citoplasma, después de lo cual se recapta la mayor parte de Ach dentro de las vesículas sinápticas. Gran parte de la colina se recicla después de la hidrolisis de Ach por la acetilcolinesterasa RECEPTORES COLINERGICOS Son receptores muscarinicos, metabotrópicos de la familia 7-TMS acoplados a Proteina G M1 M3 M5 M2 M4 SINAPSIS SEROTONINERGICAS Triptófano hidroxilasa descarboxilasa TRIPTÓFANO 5-HIDROXITRIPTÓFANO Gq: activan a la FLC aumentando los niveles de DAG y IP3. IP3: aumenta la descarga de Ca2+ intracelular desde sus sitios de almacenamiento en el R.endoplasmico desencadenando la contracción del músculo liso y secreción. DAG: activa a la protein kinasa C que se asocia a la disminución de la conductancia de K+ con despolarización (excitatorio) Acoplados a Gi que inhibe la adenilatociclasa y aumenta la conductancia de K+ con hiperpolarizacion (inhibitorio) La enzima triptófano hidroxilasa es la que controla la via La metabolización de la SEROTONINA se produce por la MAO y la aldehidoDHG siendo su principal producto de degradación el Acido 5-hidroxi-indolacetico SINAPSIS HISTAMINERGICOS La HISTAMINA es un autacoide activo cuando se libera de las células cebadas en la reacción inflamatoria y el control de los vasos, el musculo liso y glándulas exocrinas. SINAPSIS GLUTAMATERGICAS El GLUTAMATO se produce a partir del αcetoglutarato . Luego de su liberación es captado de la hendidura sináptica tanto por las neuronas como por la neuroglia. El glutamato captado por los astrocitos … Glutamina sintetasa GLUTAMATO GLUTAMINA La glutamina difunde hacia las neuronas donde es nuevamente hidrolizada a glutamato por una glutaminasa especfica, encargada de la recaptacion de la molécula para reutilizarla como transmisor. RECEPTORES NMDA: Presenta un sitio de unión para los agonista NMDA y Glutamato Es un receptor ionotrópico que posee un canal de Ca2+ bloqueado por Mg2+ cuando el potencial de membrana esta en reposo. La despolarización de la membrana postsináptica desbloquea el canal permitiendo la entrada de Ca2+ lo cual despolariza aún más la membrana y facilita la mayor entrada de Ca2+ iniciando un ciclo regenerativo de PEPS que mantiene sumamente activada a la neurona durante periodos prolongados siendo la base de la potenciación de larga duración. AMPA/KAINATO: son canales de Na+ que producen los efectos estimulatorios del glutamato SINAPSIS GABAÉRGICAS Glutámico descarboxilasa AC. GLUTÁMICO Su síntesis ocurre en el citosol Se degrada enzimáticamente por RECEPTORES GABA TIPO A: Es un canal de Cl- que produce su efecto inhibitorio por HIPERPOLARIZACION GABA TIPO B: Es un receptor metabotropico de la flia 7-TMS acoplado a Proteina Gi induciendo Varios tipos de inhibiciones pre y postsinápticos por la apertura de canales de K+ Produciendo HIPERPOLARIZACION por la salida de K+. Tambien cierra canales de Ca2+ Bloqueando la liberación del neurotransmisor. APUNTES DE NEUROFISIOLOGIA Seminario 3: “Compartimentos líquidos y barreras intracraneanas. Descripción y bases celulares del ACV” Generalidades de las células nerviosas Líquidos intracraneanos Barrera hematoencefálica Barrera hematocefalorraquidea Circulación cerebral , flujo y regulacion Definición de isquemia, infarto, penumbra ACV - Cambios bioeléctricos en las neuronas - Cambios en la neurotransmisión Generalidades de las células nerviosas Presentan 4 regiones morfológicas 1) SOMA (cuerpo o pericarion): - Constituye el centro metabólico de la neurona - Contiene 3 organelas fundamentales (para la síntesis de proteínas) a) Núcleo b) REG c) Aparato de Golgi 2) DENDRITAS - Son prolongaciones del soma neuronal - Es la principal zona de recepción de señales 3) AXON - Es una prolongación tubular - Su función es conducir las señales nerviosas que pueden alcanzar distancias considerables. - Hay axones mielínicos (rodeados de una vaina de mielina esencial para conducción de alta velocidad) y amielínicos (sin mielina) 4) TERMINAL AXÓNICO (sinápticos) - Estructura a través de la cual una neurona hace contacto y transmite información a la zona receptiva de otra neurona o de una célula efectora. Zona de contacto: SINAPSIS Clasificación de las neuronales: (A) Según el número de prolongaciones UNIPOLARES: Poseen una prolongación que sale del soma y que actua como dendrita o como axón. Es muy común en invertebrados. En vertebrados hay una variante. PSEUDOMONOPOLARES: Es una variante de la anterior que existen en los vertebrados Es la neurona sensitiva primaria cuyo soma se ubica en el g.a.r.d del NR BIPOLARES: El soma da origen a dos prolongaciones: una se dirige hacia la periferia (dendritas) y la otra tiene una dirección central (axón) Ej: células de la retina MULTIPOLARES: Presenta varias prolongaciones periféricas (arborización dendrítica) y 1 solo axón. Es el tipo predominante en el SNC Ej: motoneuronas α espinales, células de Purkinje en el cerebelo y células piramidales de la corteza cerebral. (B) Según la longitud del axón (indicativo de su función) Golgi I (de axón largo) De acuerdo al grado de ramificación del terminal axonico: - Neuronas de proyección: Presentan axones de considerable longitud pero su terminal axonico tiene pocas ramificaciones. Por lo tanto sirve de conexión entre zonas distantes pero especificas Ej: neuronas piramidales del haz corticoespinal. - Neuronas monoaminérgicas Presentan axones largos pero su terminal axonica tiene muchas ramificaciones (terminación en tela de araña) Sirve de conexión entre zonas distantes pero en forma difusa. Funcion es proveer un tono basal de excitación a amplias zonas cerebrales actuando como reguladores de la actividad cerebral. Golgi II de (axón corto) Su funcion es la de conectar a las neuronas entre si formando circuitos locales (interneuronas). Sonel componente celular más abundante del SNC (10 a 50 veces más que las neuronas) En general, carecen de la propiedad de generar activamente señales eléctricas (no son excitables) FUNCIONES: Soporte a las neuronas (como un tejido conectivo) Remoción de productos de desecho del metabolismo neuronal o restos celulares luego de la injuria o muerte celular Provisión de vaina de mielina Buffer espacial de K+ Guía para la migración neuronal durante el desarrollo Nutrición neuronal (lactato y glucosa) Captación de neurotransmisores Generación de señales de tipo parácrino, como las citoquinas Se clasifican en: ASTROCITOS (SNC) MACROGLIA OLIGODENDROCITOS (SNC) CÉLULAS DE SCHWANN (SNP) EPENDIMOCITOS MICROGLIA MICROGLIOCITOS (fagocitos del sistema nervioso) ASTROCITOS - Se ubican en los pequeños espacios que quedan entre las neuronas y los vasos sanguíneos (intersticio), separando o aislando a diversos elementos del sistema nervioso - Somas pequeños, irregulares y de forma estrellada, con extensas prolongaciones muy ramificadas. Citoplasma pobre en organelas y rico en glucógeno. Su membrana presenta uniones en hendidura que funcionan como sitios de interacción y/o acoplamiento con otros astrocitos o con diferentes zonas de la neurona o con los oligodendrocitos Presenta “pies terminales” perivasculares (terminaciones perivasculares), subpiales (glía limitante) y subependimaria (cavidades ventriculares) Existen dos subtipos PROTOPLASMÁTICOS Predominan en la sustancia gris alrededor de los cuerpos neuronales, dendritas y terminaciones sinápticas Desde su soma salen prolongaciones cortas y su forma se adopta a la citoarquitectura del medio que las rodea Participan en la regulación de las uniones estrechas de las células endoteliales de los capilares y vénulas que conforman la barrera hematoencefálica. Los más superficiales emiten prolongaciones con pedicelos hasta contactar con la piamadre encefálica y medular originando la membrana pial-glial. FIBROSOS Predominan en la sustancia blanca Forma estrellada con múltiples y delgadas prolongaciones de forma irregular que forman nudos Emiten prolongaciones que toman contacto con la superficie axonal de los nodos de Ranvier de los axones mielínicos, y suelen encapsular las sinapsis químicas. Por esta razón, es posible que se encarguen de confinar neurotransmisores a la hendidura sináptica y eliminen el exceso de Nt mediante pinocitosis. EPENDIMOCITOS (células ependimarias) Revisten los ventrículos del encéfalo y del conducto del epéndimo de la médula espinal que contienen al líquido cefalorraquídeo (LCR). Los tanicitos son células de contacto entre el tercer ventrículo del cerebro y la eminencia media hipotalámica. Su función no es bien conocida, y se les ha atribuido un papel de transporte de sustancias entre el LCR del tercer ventrículo y el sistema porta hipofisiario. Pueden considerarse una variedad especializada de células ependimarias. Las células del epitelio coroídeo producen líquido cefalorraquídeo (LCR), a nivel de los plexos coroídeos, en los ventrículos cerebrales. http://es.wikipedia.org/wiki/Tercer_ventr%C3%ADculo http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Eminencia_media&action=edit&redlink=1 http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Eminencia_media&action=edit&redlink=1 http://es.wikipedia.org/wiki/Hipot%C3%A1lamo http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquido_cefalorraqu%C3%ADdeo http://es.wikipedia.org/wiki/Tercer_ventr%C3%ADculo http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_porta http://es.wikipedia.org/wiki/Hip%C3%B3fisis http://es.wikipedia.org/wiki/Epitelio http://es.wikipedia.org/wiki/Plexo_coroideo OLIGODENDROCITOS - Son polimórficos - Tienen menos prolongaciones y son más cortas - Su citoplasma posee más ribosomas y un Ap. Golgi más desarrollado pero no posee glucógeno. - Se acoplan a los astrocitos a través de uniones en hendidura. Su función principal es la de formar y mantener la vaina de mielina a los axones en el SNC CÉLULAS DE SCHWANN Se encuentran en el SNP en contacto con las fibras nerviosas periféricas Son las encargadas de la formación de la vaina de mielina en el SNP MICROGLIOCITOS (microglia) - Pertenecen a la familia de los fagocitos mononucleares intrínsecos del SNC representando los elementos efectores inmunes primordiales del cerebro. - Son elementos gliales de menor tamaño - Ocupan del 5 al 20% de la población glial total VAINA DE MIELINA Diferencias entre oligodendrocitos (SNC) y células de Schwann (SNP) Se necesitan aprox 400/500 células de Schwann para envolver el axón periférico. En cambio un solo oligodendrocito rodea a más de un axón central. Los genes que participan en la síntesis de mielina en la célula de Schwann son activados por la presencia de los axones, mientras que la de los oligodendrocitos lo son por la presencia de astrocitos. En el proceso temprano de mielinización, las células de Schwann expresan una glicoproteína llamada MAG. Ésta se encuentra concentrada en la adyacencia de la membrana axonal y pertenece a la superfamilia de inmunoglobulinas implicadas en el reconocimiento celular COMPOSICION Es semejante a un ultrafiltrado del plasma (existe un equilibrio osmótico entre el LCR y el plasma) Es semejante al LEC del sistema nervioso (fácil intercambio entre ambos compartimentos) Sin embargo, el intersticio cerebral difiere en la composición iónica del plasma sanguíneo: en el LCR la concentración de K+, Ca2+, bicarbonato y glucosa es más baja y la de H+ es mas alta. FUNCIONES 1) HIDROSTATICA: Permite que el cerebro flote para reducir su peso de 1.400 gr a 50 gr 2) PROTECCION: Sirve de amortiguación del cerebro ante traumatismos craneanos 3) INMUNIDAD: Actúa como sistema linfático del SNC FORMACION - 70% por secreción de los plexos coroideos ubicados en los Ventriculos Laterales (VL),III y IV ventrículos - 30% por filtrado desde el espacio intersticial cerebral (liquido extracelular neuronal) hacia los ventrículos cerebrales. REABSORCION Se realiza en las vellosidades subaracnoideas que funcionan como válvulas unidireccionales del flujo. La velocidad de formación y reabsorción del LCR es de 500 ml/dia CIRCULACION VL AGUJERO DE MONRO III VENTRICULO ACUEDUCTO DE SILVIO IV VENTRICULO FORAMEN DE MAGENDIE ESPACIO SUBARACNOIDEO allí se distribuye tanto hacia abajo por el canal vertebral como hacia arriba por la convexidad cerebral. El LCR y el intersticio cerebral están aislados de la circulación general por dos barreras: Impide el libre pasaje de sustancias desde los capilares cerebrales al espacio extracelular del sistema nervioso. Esta compuesta por: ENDOTELIO VASCULAR (con uniones estrechas, no fenestrado) ppal componente MEMBRANA BASAL PIES CHUPADORES DE LOS ASTROCITOS En el SNC existen ciertas zonas (órganos circunventriculares) donde no existe BHE. Estos órganos circunventriculares son verdaderas “ventanas” del SNC, que cumplen funciones quimiorreceptoras y de recepción hormonal y que en su mayoría están especializadas en la neurosecrecion. Sus capilares no tienen uniones estrechas. Estos órganos son 7: 1) Eminencia media del hipotálamo 2) Glandula pineal 3) Órgano vasculoso de la lamina terminal 4) Área postrema 5) Órgano subcomisural 6) Órgano subfornical 7) Neurohipofisis Factores fisicoquímicos que influyen en el pasaje de una sustancia a través de la BHE: - Bajo peso molecular (favorece el pasaje) - Grado de liposolubilidad (mayor liposolubilidad mayor pasaje) - Naturalez proteica de la sustancia (no favorece el pasaje) Separa el compartimiento extravascular del LCR. Se ubica principalmente en el sello circunferencialestablecido entre las células del epitelio coroideo Los capilares del plexo coroideo presentan numerosas fenestraciones y por lo tanto su endotelio NO impide la difusión de sustancias desde la sangre al LCR. Permeable a: Agua, dióxido de carbono, el oxígeno y la mayoría de las sustancias liposolubles. Parcialmente permeables a electrolitos Casi totalmente Impermeables a las proteínas plasmáticas y la mayor parte de las moléculas orgánicas grandes no liposolubles. Formado por: ENDOTELIO VASCULAR (fenestrado) MEMBRANA BASAL EPITELIO COROIDEO (uniones estrechas) ppal componente El flujo sanguíneo cerebral normal (FSC) en un adulto es de 0,75 L/min siendo mas en la sustancia gris que en la sustancia blanca. El flujo debe mantenerse dentro de un margen estrecho debido a que: - La caída del FSC provocaría ISQUEMIA CEREBRAL (disminución de 02 en plasma) a lo que llevaría a la hipoxia cerebral (disminución del 02 en el tejido) y dada la alta sensibilidad del tejido nervioso a la falta de O2, en pocos segundos provocaría la pérdida de conocimiento y luego lesiones irreversibles - El aumento del FSC produciría acumulación de sangre en el lecho arteriovenoso cerebral con aumento de la “presión de perfusión cerebral (PPC)” lo que podría provocar una extravasación plasmática hacia el intersticio (edema cerebral). Como el cerebro está encerrado en una cavidad o sea inextensible, todo aumento del volumen de las estructuras intracraneanas (tejido nervioso, LCR o sangre) se traduce en un aumento de la presión intracraneana (PIC) ocasionando hipertensión endocraneana que puede ocasionar daños irreversibles. Regulacion del FSC Presión de perfusión cerebral El FSC está determinado por dos factores: Presión de perfusión cerebral FSC= PPC RVPC resistencia vascular periférica cerebral La PPC es la diferencia entre la Presión Arterial Media (PAM) y la presión intracraneal (PIC). AUTORREGULACION El cerebro bajo ciertas condiciones a pesar de las variaciones de la Presion de Perfusion Cerebral, puede mantener un nivel constante del FSC, modificando la resistencia vascular cerebral. Esta capacidad se conoce como autorregulación cerebral pues es la respuesta vascular que determinará: - vasodilatación ante PPC bajas y - vasoconstricción ante PPC altas. Este fenómeno puede ser explicado por diferentes teorías: Teoría miogénica Se basa en que el estiramiento brusco de los vasos sanguíneos pequeños provoca la contracción del músculo liso de la pared vascular durante unos segundos. Por tanto.. - Cuando una presión arterial elevada estira el vaso se provoca a su vez una constricción vascular reactiva que reduce el flujo sanguíneo casi a la normalidad. - Con presiones bajas el grado de estiramiento del vaso es menor, por lo que el músculo liso se relaja y permite el aumento del flujo. Teoría metabólica Para su integridad estructural y funcional, el cerebro depende del aporte constante de glucosa y oxígeno y de la remoción de sus desechos metabólicos. Esto implica una íntima relación entre el flujo sanguíneo cerebral, la disponibilidad de los sustratos necesarios y los requerimientos metabólicos cerebrales. El mayor porcentaje (50 al 95%) del metabolismo energético cerebral se invierte en el trabajo de la Bomba Na/K ATPasa, mientras que solo un 1% se utiliza para la biosíntesis de neurotransmisores. El resto de la energía se utiliza en tareas de biosíntesis neuronal (renovación de membranas celulares y síntesis de proteínas estructurales y enzimas). Ante incrementos de la actividad neuronal y de la demanda metabólica cerebral se produce, por acción de quimiorreceptores vasculares, un incremento del flujo sanguíneo cerebral. Depende principalmente de la acción de señales que se acumulan en el líquido extracelular durante la activación neuronal (K+, lactato, adenosina, H+, prostaglandinas, ON) y secundariamente de la acción de neurotransmisores actuando sobre receptores en la microcirculación cerebral (noradrenalina, acetilcolina, Sustancia P, VIP) VASODILATACION VASOCONSTRICCION K+ AUMENTADO K+ DISMINUIDO X X H+ AUMENTADO X ADENOSINA PEPTIDOS (ENCEFALINA, DINORFINA, BRADIQUININA Y CITOQUINAS) OXIDO NITRICO X SEROTONINA X seno carotideo BARORRECEPTORES aorta AFERENCIAS bulbo yugular QUIMIORRECEPTORES seno carotideo Inervacion adrenérgica () EFERENCIAS de los vasos cerebrales Inervacion colinérgica (para) Teoría neurogénica El FSC es mediado a través de un control neurógeno en el cual participa la inervación colinérgica y adrenérgica del músculo liso vascular. La autorregulación cerebral tiene límites de efectividad: - A una PPC de aproximadamente 60 mmHg el flujo sanguíneo cerebral comienza a caer rápidamente dando lugar a un aporte insuficiente de O2, y consecuentemente hipoxia e isquemia cerebral. - Una PPC de 150 mmHg o mayor hará que el flujo sanguíneo cerebral (FSC) aumente rápidamente, llevando a congestión vascular, rotura de la barrera hematoencefálica (BHE) y consecuentemente a edema cerebral. Control químico El FSC es sensible a los cambios de la presión parcial del dióxido de carbono en un rango de PaCO2entre 25 y 60 mmHg. - La hipocapnia causa vasoconstricción cerebral, lo que reduce significativamente el volumen sanguíneo cerebral (VSC). En consecuencia la hiperventilación (más ventilación, menos CO2) constituye un arma poderosa para reducir la PIC (pues a menor flujo, menor presión). - La hipercapnia induce vasodilatación cerebral, con incremento del VSC y con ello eleva la PIC. Los cambios de la presión parcial de oxígeno (PaO2), en menor grado, también influyen en los cambios del FSC. Las variaciones en las tensiones de O2 a concentraciones bajas causan vasodilatación y aumento del FSC. Estos cambios aparecen con una PaO2 de aproximadamente 50 mmHg, se duplican con 30 mmHg y llegan a su máxima expresión con 20 mmHg; por debajo de este mínimo, ocurren cambios en la glucólisis, pasándose a la vía anaeróbica. El efecto vasodilatador es probablemente secundario a la acidosis láctica, que da lugar a un aumento de la osmolaridad, determinando la formación de edema cerebral y, por ello, un incremento del volumen intracraneal (VIC) así como de la presión intracraneal (PIC) con disminución del flujo sanguíneo cerebral (FSC), lo que a su vez conlleva una disminución del aporte de oxígeno, creándose así un círculo vicioso que constituye una de las claves de la producción de hipertensión intracraneal (HIC) http://es.wikipedia.org/wiki/Acidosis_l%C3%A1ctica http://es.wikipedia.org/wiki/Hiperventilaci%C3%B3n http://es.wikipedia.org/wiki/Hipertensi%C3%B3n_intracraneal http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Control_qu%C3%ADmico_del_FSC.png http://es.wikipedia.org/wiki/Edema_cerebral CONJUNTO DE SIGNOS Y SINTOMAS ENCEFÁLICO A CAUSA DE UN COMPROMISO VASCULAR PATOLÓGICO QUE PROVOCA EL DÉFICIT NEUROLÓGICO NO CONVULSIVO DE MAS DE 24HS. (menos de 24hs se considera un AIT: accidente isquémico transitorio) FACTORES DE RIESGO Edad : > 55 años HTA (no hay relación con los niveles plasmáticos de colesterol Influyen factores de riesgo vasculares (cigarrillo, diabetes, obesidad) TIPOS 80% ISQUÉMICOS 15% HEMORRAGIA INTRACRANEANA 5% HEMORRAGIA SUBARACNOIDEA PROVOCA ORIGEN 50% ARTEROTROMBOEMBOLISMO 25% ENFERMEDAD DE PEQUEÑOS VASOS 20% EMBOLISMO CARDIACOS 5% CAUSAS RARAS Siendo el FSC normal aprox 40/50 ml/100 gr/min… - Por debajo de ese valor : HIPOPERFUSION - Por debajo de 20 ml/100g/min: ISQUEMIA - UMBRALES CRITICOS - Por debajo de 55: alteración de la síntesis de proteínas - Por debajo de 35: metabolismo anaeróbico de la glucosa (aumenta el Ac. Lactico) - Por debajo de 25: perdida del gradiente (perdida
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