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POTENCIAL DE ACCION SINAPSIS - UNION NEUROMUSCULAR CONDUCCION DEL IMPULSO NERVIOSO AREA CRECIMIENTO Y DESARROLLO – DISCIPLINA FISIOLOGIA SEMINARIO TEORICO No 5 drpabloarias@hotmail.com Contenidos de esta Clase Teórica ◼Potencial de acción ◼Conducción del impulso nervioso ◼Sinapsis ◼Unión neuromuscular http://campuscitep.rec.uba.ar/pluginfile.php?file=%2F125952%2Fmod_resource%2Fcontent%2F1%2FBioelectricidad_Introducci%C3%B3n.pdf CONDUCTANCIA RELATIVA (P) 1,0 0,03 0,95 CONDUCTANCIA RELATIVA (P) 1,0 0,03 0,95 DESPOLARIZACION +40 mV CONDUCTANCIA RELATIVA (P) 1,0 0,03 0,95 DESPOLARIZACION -55 mV CONDUCTANCIA RELATIVA (P) 1,0 0,03 0,95 HIPERPOLARIZACION -85 mV CONDUCTANCIA RELATIVA (P) 1,0 0,03 0,95 HIPERPOLARIZACION -88 mV PARTES DE LA NEURONA GENERACION Y CONDUCCION DEL IMPULSO EN UNA FIBRA MIELINIZADA http://www.fundabiomed.fcs.uc.edu.ve/cap111.pdf COMUNICACIÓN INTERCELULAR La COMUNICACIÖN INTERCELULAR QUÏMICA se hace a través de MEDIADORES o MENSAJEROS químicos Tipos de MEDIADORES o MENSAJERO químicos según su estructura ◼ Aminas ◼ Aminoácidos ◼ Nucleótidos ◼ Lípidos ◼ Polipéptidos ◼ Esteroides ◼ Gases Cuando la COMUNICACIÓN INTERCELULAR QUÍMICA se hace por medio de SINAPSIS el MEDIADOR QUÍMICO se llama NEUROTRANSMISOR DETERMINANTES DE UN NT ◼ Su distribución es semejante a la de sus Receptores ◼ Su distribución es semejante a la de las enzimas que lo sintetizan ◼ Su distribución es semejante a la de las enzimas que lo catabolizan ◼ Demostración experimental in vitro, de su liberación desde las regiones que lo sintetizan ◼ Demostración de sus efectos si se los aplica con micropipeta sobre sus neuronas efectoras. NEUROTRANSMISOR (NT) CLASIFICACIÓN DE NEUROTRANSMISORES según su Estructura Química COMUNICACIÓN NERVIOSA Tipos de Neurotransmisores según el tiempo de acción De Acción corta (Moléculas pequeñas ) Para información inmediata en las vías sensitivas o motoras De acción prolongada (Péptidos) En procesos de apertura o cierre prolongados de canales cambios de nª de receptores hormonales cambios a largo plazo CLASIFICACIÓN DE NEUROTRANSMISORES NT de ACCIÓN CORTA: aminas, aminoácidos (Moléculas Pequeñas) ◼ Se sintetizan en el citoplasma ◼ Se almacenan en vesículas sintetizadas en el cuerpo neuronal y que migran por transporte axoplásmico rápido ◼ Se liberan en milisegundos ◼ Su acción dura milisegundos ◼ Las vesículas se reciclan ◼ Abren o cierran canales iónicos directamete ◼ Activan 2ª mensajeros ocasionalmentee COMUNICACIÓN NERVIOSA NT de ACCION PROLONGADA (péptidos) ◼ Se sintetizan en los ribosomas como parte de grandes moléculas proteicas ◼ Se almacenan en vesículas y se trasladan al terminal por corriente axonal (varios cm/día) ◼ Se liberan por igual mecanismo que los pequeños péptidos ◼ Las vesículas son grandes con centro denso y no se reciclan ◼ Se liberan en menor cantidad ◼ Tienen efecto más duradero Abren o cierran canales de Calcio Cambian procesos metabólicos Activan o desactivan genes Aumentan o disminuyen el nº de receptores NT molécula pequeña Neuropéptido Monoaminas Acetilcolina Encefalina, PRGC, H Lib de GSH,STH Serotonina Encefalinas, CCC, Neuropéptldo Y, Sust P, Catecolaminas Dopamina Encefalinas, CCC Neurotensina Noradrenalina Encefalinas, Neurop Y, neurotensina, Somatostatina,vasopresina Adrenalina Encefalinas, Nerop Y, neurotensina, Sust P Aminoácidos Glutamato Sustancia P Glicina Neurotensina GABA Encefalinas, CCC, Somatostatin, Sust P H Lib de TSH LOCALIZACIÓN CONJUNTA de NT de Moléculas Pequeñas y Neuropéptidos COMUNICACIÓN NERVIOSA: SINAPSIS ◼ Uniones donde el axón de una neurona (presináptica) termina en las dendritas, cuerpo o axón de otra neurona (postsináptica) o en una célula muscular ◼ La mayoría de las uniones son químicas, con liberación de un NT que se une a un receptor postsináptico que directa o indirectamente abren o cierran canales iónicos ◼ La transmisión neural es un fenómeno complejo que permite graduar y ajustar la actividad nerviosa según necesidad COMUNICACIÓN NERVIOSA: SINAPSIS • Cada neurona puede tener hasta 2000 terminaciones sinápticas • LAS SINAPSIS SON ESTRUCTURAS DINÁMICAS: Disminuyen o aumentan su nº y complejidad con el nivel de uso • El n° de conexiones neuronales mutuas es lo que determina la complejidad del cerebro humano • Son las que determinan la PLASTICIDAD NEURONAL CLASIFICACIÓN DE LA SINAPSIS SEGÚN EL MODO DE TRANSMISIÓN DE LA SEÑAL TIPO DE SINAPSIS EJEMPLO Eléctrica Puentes de baja resistencia Hipocampo N. Vestibular lateral Miocitos cardíacos Química La mayoría de las sinapsis en SNC y SNP Unión mioneural DIFERENCIAS ENTRE SINAPSIS ELÉCTRICAS Y QUÍMICAS TIPO DE SINAPSIS VELOCIDAD DE CONDUCCIÓN FIDELIDAD NEUROMODULACIÓN ELÉCTRICA Alta Alta en la eficacia de la transmisión NO QUÍMICA Baja Alta en la transmisión de las características del estímulo SI SINAPSIS QUÍMICAS ◼ Estructura ◼ Presináptica ◼ Canales de Ca++ ◼ Mitocondrias ◼ Vesículas sinápticas ◼ Proteínas recaptadoras de NT ◼ Espacio sináptico ◼ Postsináptica ◼ Densidad postsináptica ▪ Receptores ▪ Proteínas de unión ▪ Enzimas SINAPSIS QUÍMICAS ◼ Proteínas de acoplamiento y unión de vesículas a la membrana presináptica Proteínas de enlace SINAPSIS QUÍMICAS ◼ Varias neurotoxinas que bloquean la liberación de NT inactivan proteínas del complejo de fusión (VAMP o sinaptobrevinas) Toxinas botulinicas SINAPSIS QUÍMICAS ◼ Ciclo de las Vesículas sinápticas pequeñas SINAPSIS QUÍMICAS ◼ La transmisión sináptica es un proceso que permite graduar la actividad eléctrica en la próxima neurona de la vía SINAPSIS QUÍMICAS ◼ Canales iónicos dependientes de ligandos (cuerpos celulares, dendritas y terminaciones axónicas) ◼ Fenómenos eléctricos en la membrana postsináptica ◼ Despolarización parcial transitoria ◼ Disminuye en el tiempo y en el espacio ◼ Susceptibles de Sumación Espacial y Temporal ◼ Graduados en función de la intensidad del estímulo SINAPSIS QUÍMICAS ◼ Actividad eléctrica Excitatoria en las neuronas motoras espinales PPSE (Potencial Postsináptico Excitatorio) A, B y C Suma espacial D, E y F Suma temporal SINAPSIS QUÍMICAS ◼ Actividad eléctrica inhibitoria en las neuronas motoras espinales PPSI (Potencial Postsináptico inhibitorio) ◼ por entrada de Cl- (el PMR es de -60 mv) ◼ Por salida de K+ Es una Inhibición postsináptica o directa Sumación Temporal subumbral 1 y 2 Sumación Espacial subumbral 3 Sumación Espacial y Temporal umbral 4 Inhibición y neutralización 5 SINAPSIS QUÍMICAS: EFECTOS EN LA NEURONA POSTSINÁPTICA ◼ Sumación espacial y temporal LA NEURONA SINAPSIS QUÍMICAS: EFECTOS EN LA NEURONA POSTSINÁPTICA ◼ Inhibición directa o postsináptica ◼ Inhibición indirecta o presináptica El NT involucrado es el GABA GABAA (Cl-) GABAB (K+) FENÓMENOS EN GRUPOS DE NEURONAS Red neuronal simple ◼ Estímulo en A o B ◼ PPSE subliminal en X ◼ Estímulo en A y B ◼ PPSE de Suma Espacial en X ◼ PPSE en Y de Facilitación o de Franja Subliminal de X ◼ Estímulo repetitivo en B ◼ Descarga X e Y ◼ Estímulo repetitivo en C ◼ Descarga Y y Z ◼ Estímulos repetitivos en B y C ◼ Descargan X, Y y Z ◼ Hay Oclusión porque el efecto de la descarga conjunta es menor que la suma de las descargas separadas X Zona de descarga Y Zona subliminal o Facilitada FENÓMENOS DE LA TRANSMISIÓN SINÁPTICA Sintesis del Neurotransmisor Transporte al terminal axónico Liberación al Espacio sináptico Unión al receptor Metabolización o Recaptación del NT FENÓMENOS DE LA TRANSMISIÓN SINÁPTICA Propiedades de los Neurotransmisores ◼ Tiene la misma distribuciónque las enzimas que lo sintetizan y que las enzimas que lo catabolizan ◼ Tiene la misma distribución que sus receptores ◼ Se lo encuentra presente en la región sináptica específica y, sus células blanco, aisladas, responden al NT aplicado a sus membranas con el mismo efecto que in vivo FENÓMENOS DE LA TRANSMISIÓN SINÁPTICA Propiedades de los receptores ◼ Hay una variedad de receptores para cada ligando ◼ Se ubican ◼ en la membrana postsináptica (transmisión nerviosa propiamente dicha) ◼ en la membrana presináptica (neuromodulación) ◼ Se concentran en la membrana postsináptica producto de la unión a proteínas que limitan su movilidad (en condiciones de inactividad neuronal se encuentran más libres) ◼ Presentan fenómenos de regulación FENÓMENOS DE LA TRANSMISIÓN SINÁPTICA Regulación de receptores de membrana para mensajeros químicos ◼ Interiorización por endocitosis del complejo receptor- mediador ◼ Cambios en la sensibilización del receptor El ↑ del mediador determina disminución del nº o desensibilización de los receptores (down-regulation) La ↓del mediador determina aumento del nº o de la sensibilidad del receptor (up-regulation) FENÓMENOS DE LA TRANSMISIÓN SINÁPTICA Transportadores ◼ Al citoplasma (recaptación desde el espacio extracelular hacia las neuronas o glia) ◼ Cotransporte con Na+ ◼ Colina ◼ Glicina ◼ GABA ◼ Dopamina ◼ NA ◼ Serotonina ◼ Glutamato ◼ A las vesículas (desde el citoplasma) ◼ VMAT1 y VMAT2 ◼ Dopamina, NA, serotonina e histamina ◼ VGAT ◼ GABA, glicina NEUROTRANSMISORES Con receptores metabotrópicos MEDIADOR QUÍMICO 2º MENSAJERO UBICACIÓN DE LA NEURONA POSTSINÁPTICA EFECTO EN CANALES IÓNICOS TIPO DE POTENCIALES (Excitatorio o Inhibitorio) AC Receptor M1 ↑ IP3 SNC ↑corriente Ca++ Excitatorio Dopamina D1 ↑ AMPc ↓ AMPc Corteza ↑ corriente K+ Inhibitorio GABA ↑ IP3, DAG Corteza ↑ corriente K+ Inhibitorio NT RECEPTOR NEURONA POSTSINÁPTICA MECANISMO DE ACCIÓN EFECTO EN CANALES TIPO DE POTENCIAL Acetilcolina Nicotínico M2 ME Clas Nodo Sinusal Ionotrópico ↓ AMPc ↑ Na+ ↑ K+ Excitatorio Inhibitorio Noradrenalina β1 adren α2 adren Clas Nodo Sinusal N presináptica ↑ AMPc ↓ AMPc ↑ Ca++ ↓ Ca++ Excitatorio Inhibitorio Dopamina D1 D2 Cuerpo estriado Cuerpo estriado ↑ AMPc ↓ AMPc ↑ Ca++ ↑ K+ Excitatorio Inhibitorio Glutamato Metabotrópic o AMPA Cerebelo Corteza ↑ IP3, DAG Ionotrópico ↑ Ca++, ↑ Na+ ↑ Na+ Excitatorio Excitatorio GABA GABAa GABAb Corteza, tálamo Cuerpo estriado ionotrópico ↑ IP3, DAG ↑ Cl- ↑ K+, ↓ Ca++ Inhibitorio Inhibitorio Serotonina 5HT3 5HT2 Área postrema Corteza Ionotrópico ↑ IP3, DAG ↑ Na+ ↓ K+ Excitatorio Excitatorio Glicina NMDA GlyR Corteza Médula Ionotrópico Ionotrópico ↑ Na+↑ Ca++ ↑ Cl- Excitatorio Inhibitorio Sustancia P NK1 Corteza ↑ IP3, DAG ↑ Na+ Excitatorio Opioides µ Қ δ SNC SNC SNC ↓ AMPc ↓ AMPc ↓ AMPc ↑ K+ ↓ Ca++ ↓ Ca++ Inhibitorio Inhibitorio Inhibitorio NEUROTRANSMISORES ACETILCOLINA La ACh Se sintetiza en citoplasma Se transporta (VAChT) a vesículas claras Se libera Se degrada por acetilcolinesterasa La colina Se sintetiza en neuronas Se recapta después de su liberación Acetiltransferasa de colina acetilcolinesterasa VAChT ACETILCOLINA Sitios de secreción: Neuronas piramidales de la corteza motora Neuronas de ganglios Basales Neuronas gigantes la SR del tronco encefálico Neuronas preganglionares de A y PS Neuronas del asta anterior de la médula Neuronas posganglionares del PS Clas de la retina Terminales presinápticos de neuronas glutaminérgicas Receptores Nicotínicos (Unión NM, ganglios autónomos y SNC) Muscarínicos M1 (cerebro) Mecanismo de acción Nicotínicos Abren canales de Na+ y de Ca++ (facilitación del aprendizaje ) Muscarínicos A través de proteína G Fármacos Agonista de los R nicotínicos nicotina Agonista de receptores muscarínicos muscarina anticolinesterásicos piridostigmina neostigmina ambenomio bloqueantes muscarínicos atropina nicotínicos homatropina escopolamina ACETILCOLINA Receptor NICOTÍNICO ACETILCOLINA Receptor MUSCARÍNICO 5 tipos (M1, M2, M3, M4 y M5) codificados por 5 genes unidos a K+ adenilatociclasa ↑ K+ fosfolipasa C ↑ Ca++ (M1) UNIÓN NEUROMUSCULAR UNIÓN NEUROMUSCULAR http://core.psykia.com/content/la-uni%C3%B3n-neuromuscular UNIÓN NEUROMUSCULAR NORADRENALINA GLUTAMATO GABA Receptor NICOTÍNICO
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