Resumen fisio (neuro)

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Resumen de Fisiología
NEURO - CÁTEDRA 1 - 2020
Índice
Potencial demembrana 2
Ecuación deNernst 2
Ecuación de Goldman 2
Conductancia de lamembrana 3
Sinapsis eléctricas 3
Sinapsis químicas 4
Secreción de neurotransmisores 4
Sinapsis entre neuronas y célulasmusculares 4
Potenciales postsinápticos 5
Receptores postsinápticos 5
Neurotransmisores 6
ACETILCOLINA (ACh) 6
GLUTAMATO 6
GABA 6
NEUROTRANSMISORESNO
CONVENCIONALES 7
Plasticidad sináptica a corto plazo 8
Potenciación a largo plazo 8
Depresión sináptica a largo plazo 9
Compartimentos cerebrales 9
Líquido cefalorraquídeo 10
Assidente serevro bascular :) 11
Fisiopatologia del ACV isquémico 11
Sistema somatosensitivo 12
Receptores somatosensitivos cutáneos y
subcutáneos 12
Mecanorreceptores especializados en recibir
información táctil 13
Mecanorreceptores especializados en la
propiocepción 13
Sistema cordón posterior-lemniscomedial Ufff
neuroanato flashbacks 14
Nociceptores 14
Vías centrales del dolor 15
Sensibilización 15
Modulación del dolor 16
Miembros fantasma 16
El jojo 17
Fototransducción 17
Bastones y conos 18
Circuitos retinianos 18
Vías visuales centrales 20
Áreas visuales extraestriadas 21
Sistema olfatorio 22
Sistema del gusto 23
Sonido 23
Sistema auditivo 24
Oído externo 24
Oídomedio 24
Oído interno 25
Transducción del sonido 25
Vías centrales 26
Hipoacusia 26
PRUEBADERINNE 27
PRUEBADEWEBER 27
Sistema vestibular 27
Unidadmotora 28
Actividad refleja 29
Circuitos locales de interneuronas 29
Secciónmedular 30
Control del movimiento voluntario 30
Cortezamotora 31
Corteza premotora 31
Corteza parietal posterior 31
Ganglios basales 32
VÍADIRECTA 32
VÍA INDIRECTA 32
Cerebelo 32
Sistema nervioso autónomo 33
SUBSISTEMA SIMPÁTICO 34
SUBSISTEMAPARASIMPÁTICO 35
Reflejos viscerales 36
MICCIÓN 36
Hipotálamo 36
CONTROLDE LA TEMPERATURA 37
REGULACIÓN ENERGÉTICA 37
Ritmos biológicos 38
Sueño-vigilia 38
ESTADIOS EN EL EEG 39
Interacciones talamocorticales 39
Circuitos neurales del sueño 40
PROCESO S 41
Coma (,) 41
Cortezas de asociación 41
Memoria 42
AMNESIA 43
Plasticidad 43
Funciones ejecutivas 44
Asimetría funcional 44
Lenguaje 45
AFASIAS 45
Alteraciones cognitivas 46
Motivación 46
Accidente cerebro vascular II (dos) (2) 47
Fisiología - Cátedra 1 | NEURO | 1
TEORÍAMONRO-KELLIE 47
Presión intracraneana 47
Amortiguamiento de volumen 48
AMORTIGUAMIENTOACORTOPLAZO 48
AMORTIGUAMIENTOA LARGOPLAZO 48
AUTORREGULACIÓN 48
RESPUESTADECUSHING 48
☕ Alejandro Bogino | Cafecito
🔎 Correcciones/Sugerencias
📂 Drive Completo
Fisiología - Cátedra 1 | NEURO | 2
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https://forms.gle/bNihjBg4K6kd9WJ96
https://drive.google.com/drive/u/1/folders/1Qh8d3Fa6sBjhMUJKQECIJgS_VM33ITw2
-01-
Potencial de membrana
Todas las células tienen un potencial de reposo de ~70 mV (los potenciales de membrana se expresan
como el potencial intracelular menos el extracelular). Las neuronas pueden modificar con rapidez este
potencial como respuesta a un estímulo apropiado.
Si a una célula se le inyecta una carga positiva, que hace que su potencial de membrana cambie de
-70mV a -60mV, es despolarizante (vuelve a la célula más positiva); mientras que un cambio de potencial de
-70mV a -80mV aumenta la polarización de membrana, es hiperpolarizante.
Cuando se hace pasar corriente que solo genera una respuesta pasiva a través de la membrana
plasmática, la magnitud del cambio de potencial se reduce exponencialmente con la distancia, y se dice que el
cambio de potencial refleja conducción pasiva. Estos cambios no se transmiten a mucha distancia de la
membrana antes de volverse insignificantes.
Pero, si la carga despolarizante es lo suficientemente fuerte, se desarrolla un potencial de acción, que
es un cambio rápido en el potencial de membrana, seguido de una recuperación del potencial de membrana
en reposo. Lo que sucede es que la despolarización de la membrana causa que se abran los canales de Na+
regulados por voltaje, y aumente la despolarización aún más.
La amplitud del potencial de acción es independiente de la magnitud de la corriente utilizada, por lo
que se dice que los potenciales de acción de las neuronas son todo o nada, ya que o se desarrollan por
completo, o no lo hacen.
Ecuación de Nernst
Sirve para predecir el potencial eléctrico generado a través de la membrana en equilibrio
electroquímico.
𝐸𝑥 = 𝑅𝑇𝑧𝐹 𝑙𝑛 
[𝑋]2
[𝑋]1
E es el potencial de equilibrio para cualquier ión X; R es la constante de los gases; T es la temperatura absoluta (en
Kelvin); z es la valencia del ión permeable; F es la constante de Faraday (la cantidad de carga eléctrica contenida en un
mol de un ión univalente). Los corchetes indican las concentraciones del ión a cada lado del membrana. Esta ecuación se
puede simplificar a:
𝐸𝑥 = 58𝑧 𝑙𝑜𝑔 
[𝑋]2
[𝑋]1
IMPORTANTE: SOLO SIRVE PARA CASOS EN LOS QUE SOLO HAY 1 IÓN
Ecuación de Goldman
La ecuación de Goldman es una versión ampliada de la ecuación de Nernst, que toma en cuenta las
permeabilidades relativas de cada uno de los iones involucrados.
V es el voltaje a través de la membrana; P es la permeabilidad de la membrana a cada ión de interés.
En una neurona en un estado de reposo, Pk es mucho más alto que PNa (siempre hay más potasio en el
interior de la célula que en el exterior), y el potencial de reposo es negativo. A medida que el potencial de
membrana se despolariza, PNa aumenta. El incremento de la permeabilidad al sodio hace que el potencial de
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membrana se haga mucho más positivo, porque ingresa Na+. Así, se da una retroalimentación positiva que
lleva a que se desarrolle un potencial de acción.
Este aumento a la permeabilidad de sodio es transitorio, ya que cuando se restablece la permeabilidad
al K+, el potencial de membrana rápidamente vuelve a su nivel de reposo.
Conductancia de la membrana
Una mayor resistencia implica una mayor dificultad para el flujo iónico a través de la membrana, y por
lo tanto, mayor cantidad de cargas acumuladas en la membrana. La mayor resistencia de una membrana se
puede explicar por una menor cantidad de canales iónicos.
La conductancia (g) de la membrana sigue la Ley de Ohm, por lo que la corriente iónica que fluye
durante un aumento de la conductancia (permeabilidad) de la membrana para un ión dado está dada por la
siguiente ecuación:
Iión= gión (Vm- Eión)
I es la corriente iónica; Vm es el potencial de membrana; y E es el potencial de equilibrio para el ión.
Cuando el potencial de membrana es igual al potencial de equilibrio (potencial de Nernst) para un ión,
la corriente del ión es cero.
Para el potasio, si el potencial de membrana es mayor que el potencial de equilibrio (más positivo), se
da una corriente positiva o saliente (el ión tenderá a salir de la célula). Si el potencial de membrana es menor
que el potencial de equilibrio, será una corriente negativa o entrante. En el caso del Cl-, si existe una corriente
que haga que salga de la célula, se denominaría corriente negativa, porque equivaldría a un ingreso de
cationes a la célula.
Las conductancias de Na+ y de K+ son dependientes del voltaje, por lo que ambas aumentan
progresivamente a medida que la neurona se despolariza.
Las conductancias de estos dos iones cambian con el tiempo. Ambas necesitan cierto tiempo para
activarse, lo que causa que cuando se despolarice la membrana, el potencial de la membrana no cambie
inmediatamente. A su vez, la despolarización no solo causa que aumente la conductancia al Na+, sino que
también causa que disminuya con el tiempo.
En cambio, K+ no se inactiva con el tiempo, así que cuando la célula se repolarice, la conductancia al K+
será transitoriamente mayor, y el potencial de membrana se volverá brevemente más negativo que el
potencial de reposo normal. A este fenómeno se lo denomina repolarización exagerada, y causa que la
conductancia al K+ se inactive y la célula vuelva a su nivel de reposo.
-02-Sinapsis eléctricas
En las sinapsis eléctricas, la corriente fluye a través
de las uniones en brecha, que son canales de membrana
especializados que conectan dos células. La neurona que se
encuentra proximal al origen de la corriente se denomina
elemento presináptico, y la neurona hacia la cual fluye esta
corriente se denomina postsináptica. Las membranas de
estas dos neuronas se conectan mediante una unión en
brecha, uniones que contienen canales apareados y
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alineados entre las dos neuronas, de modo que cada par de canales forma un poro.
De esta forma la corriente iónica fluye pasivamente de una neurona a otra. La corriente que fluye es la
diferencia de potencial generado por el potencial de acción, y puede fluir bidireccionalmente (excepto en
algunas uniones en brecha específicas).
Sinapsis químicas
El espacio entre las neuronas presinápticas y postsinápticas es mucho mayor en estos tipos de sinapsis,
y se denomina hendidura sináptica. En el interior de la terminación presináptica se encuentran pequeñas
vesículas sinápticas, que están llenas de neurotransmisores, agentes químicos que actúan como mensajeros
entre las neuronas comunicantes.
Cuando se presenta más de un neurotransmisor en el interior de una terminación nerviosa, las
moléculas se denominan cotransmisores.
El proceso de la sinapsis se inicia cuando un potencial de acción llega a la terminación de la neurona
presináptica. Esta despolarización causa la apertura de los canales de calcio, y el aumento de Ca2+ intracelular
causa que las vesículas sinápticas se fusionen con la membrana plasmática, y los neurotransmisores sean
liberados en la hendidura sináptica.
Los neurotransmisores se unen a receptores específicos sobre la membrana de la neurona
postsináptica, lo que causa que se abran o cierren canales de la neurona postsináptica, alterando así su
conductancia y su potencial de membrana.
La síntesis de neurotransmisores de molécula pequeña ocurre localmente en el interior de las
terminaciones presinápticas. Las enzimas necesarias se producen en el cuerpo de las neuronas y son
transportadas hasta el citoplasma de la terminación nerviosa a través del transporte axónico lento, mientras
que las moléculas precursoras son captadas en la misma terminación nerviosa por transportadores en la
membrana.
Los neuropéptidos son sintetizados en el cuerpo celular de una neurona, por lo que es transportado a
lo largo de un axón mediante el transporte axónico rápido.
Una vez que el neurotransmisor ha sido secretado, debe ser eliminado para permitir que la célula
postsináptica participe en otro ciclo. La eliminación está dada por la difusión, junto con la recaptación en los
terminales nerviosos o células gliales circundantes, y la degradación por enzimas específicas. Las proteínas
transportadoras específicas eliminan la mayor parte de los neurotransmisores de molécula pequeña,
devolviendolos a la terminación presináptica.
Secreción de neurotransmisores
La secreción se da mediante proteínas como la ATPasa NSF, y SNAP, que regulan la unión de otras
proteínas, las SNARE. Una de las SNARE, la sinaptobrevina, se encuentra en la membrana de las vesículas
sinápticas, mientras que otras SNARE, la sintaxina y SNAP-25, se encuentran sobre la membrana plasmática.
De esta forma, las SNARE pueden formar un complejo macromolecular que expande las dos membranas y las
acerca.
Existen proteínas presinápticas que fijan Ca2+, especialmente la sinaptotagmina, y así actúan como
sensores del Ca2+, desencadenando la fusión vesicular en altas concentraciones.
Sinapsis entre neuronas y células musculares
Son sinapsis sencillas, grandes y de localización periférica. Ocurren en especializaciones llamadas
placas terminales. La unión de acetilcolina a los receptores postsinápticos abre los canales iónicos en la
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membrana de la fibra muscular. Aunque los receptores de ACh individuales sólo se abren brevemente, la
apertura de gran cantidad de canales coordinadamente lleva a que se genere una corriente importante,
denominada corriente de placa terminal.
Como el flujo de corriente es hacia el interior, el potencial de membrana postsináptico se despolariza.
Este cambio en el potencial de membrana, llamado potencial de placa terminal (PPT), es suficiente para que
la fibra muscular produzca un potencial de acción postsináptico (al abrir canales de Na+ y K+), lo que causa que
la fibra se contraiga.
Cuando el potencial de membrana postsináptico se vuelve más negativo que el potencial de reposo, la
amplitud de la corriente de la placa terminal se vuelve más grande; y si se vuelve más positivo, la amplitud de
la corriente es menor. En 0mV, no hay corriente de la placa terminal, y con potenciales más positivos, la
corriente invierte su polaridad y se vuelve hacia el exterior en lugar de ser hacia el interior. Esto se denomina
potencial de reversión.
El valor de la corriente de la placa terminal está dado por
Erev es el potencial de reversión, Vm - Erev es la fuerza impulsora electroquímica
Cuando Vm está en el potencial de reversión, Vm - Erev es igual a 0, y no existe ninguna fuerza impulsora
neta sobre los iones que pueden atravesar el canal.
Potenciales postsinápticos
Los potenciales postsinápticos aumentan la probabilidad de que se dispare un potencial de acción
postsináptico. En las células musculares, la gran amplitud del PPT asegura que siempre se dispare un potencial
de acción, pero en otras células puede aumentar, o reducir la probabilidad de que se genere un potencial de
acción.
Los potenciales postsinápticos excitadores (PPSE) aumentan la probabilidad de que se desarrolle un
potencial de acción, mientras que los potenciales postsinápticos inhibidores (PPSI) la disminuyen. En ambos
casos, los neurotransmisores que se fijan en los receptores abren o cierran canales iónicos en la célula
postsináptica. El hecho de que sea excitador o inhibidor depende del tipo de canal que esté acoplado con el
receptor y de la concentración de los iones permeables en el interior y exterior de la célula.
EJEMPLO: Cuando el glutamato se une a sus receptores, fluye tanto Na+ como K+ a través de la
membrana postsináptica. Esto lleva a que se despolarice la membrana y aumente la probabilidad de que esta
neurona produzca un potencial de acción. Es una sinapsis excitadora.
EJEMPLO 2: Cuando el GABA se une a su receptor, abre canales de Cl-. Si ECl = -70mV, y el potencial de
reposo postsináptico es de -60mV, la fuerza impulsora electroquímica positiva resultante hace que el Cl- fluya
hacia la célula, generando un PPSI hiperpolarizante, que aleja a la membrana postsináptica del umbral para el
potencial de acción.
Receptores postsinápticos
Hay dos familias de receptores iónicos postsinápticos. Los receptores inotrópicos están relacionados
directamente con canales iónicos, por lo que generalmente median efectos postsinápticos rápidos (PPT por la
ACh, PPSE por glutamato, PPSI por GABA). Los receptores metabotrópicos están asociados a proteínas G, que
luego regulan la apertura de canales iónicos, y por lo tanto, generalmente producen respuestas mucho más
lentas.
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Neurotransmisores
Los neuropéptidos son moléculas relativamente grandes, compuestas por 3 a 36 aminoácidos. Los
aminoácidos individuales que actúan como neurotransmisores se denominan neurotransmisores de molécula
pequeña, y dentro de esta categoría se encuentran las aminas biógenas (dopamina, noradrenalina,
adrenalina, serotonina e histamina).
ACETILCOLINA (ACh)
Además de tener acción como neurotransmisor en las uniones neuromusculares esqueléticas, la Ach
sirve como transmisor en las sinapsis de los ganglios del sistema motor visceral y en muchos sitios del SNC.
Es sintetizada en las terminaciones nerviosas, a partir de la acetil coenzima A (acetil CoA) y colina. Las
acciones postsinápticas de la ACh no terminan en recaptación, sino que son degradadas poruna enzima
hidrolítica, la acetilcolinesterasa (AChE).
Muchas de sus acciones están mediadas por el receptor colinérgico nicotínico (nAChR) (la nicotina
también se une a estos receptores). Son canales catiónicos no selectivos, que generan respuestas
postsinápticas excitatorias.
Otra clase de receptores colinérgicos son los receptores colinérgicos muscarínicos (mAChR) (son
activados también por la muscarina, un alcaloide venenoso hallado en algunos hongos). Son receptores
metabotrópicos, que se encuentran en varios lugares del SNC.
GLUTAMATO
Casi todas las neuronas excitadoras del SNC son glutamatérgicas, y en condiciones muy elevadas,
puede resultar tóxico para las neuronas. Es un aminoácido no esencial que no atraviesa la barrera
hematoencefálica, y por lo tanto es sintetizado por las neuronas a partir de precursores locales. El principal
precursor del glutamato es la glutamina, que es liberado de las células gliales, y captado en las terminaciones
presinápticas. Se metaboliza a glutamato en las mitocondrias, por la enzima glutaminasa.
El glutamato sintetizado es empaquetado en vesículas sinápticas por transportadores denominados
VGLUT. Luego de ser liberado, es recaptado por las células gliales, y convertido en glutamina por la enzima
glutamina sintetasa. Este es el ciclo del glutamato-glutamina.
Los receptores del glutamato pueden ser ionotrópicos o metabotrópicos. Dentro de los ionotrópicos,
se encuentran los receptores de NMDA, receptores de AMPA, y receptores de kainato. Todos ellos son
canales catiónicos no selectivos, similares a nAChR, que permiten el pasaje de Na+ y K+.
Los receptores de NMDA permiten la entrada de Ca2+ además de Na+ y K+, por lo que pueden aumentar
la concentración de Ca2+en la neurona postsináptica, y actuar como segundo mensajero para activar las
cascadas de señalización intracelular. Además, fijan el Mg2+ extracelular, que bloquea el poro del canal del
receptor cuando la membrana tiene un potencial de hiperpolarización. La despolarización empuja el Mg2+
fuera del poro, permitiendo el flujo de cationes, por lo que estos receptores sólo permiten la entrada de
cationes durante la despolarización.
Otra propiedad de los receptores NMDA es que para que se abra el canal se requiere la presencia de un
coagonista, el aminoácido glicina.
GABA
La mayoría de las sinapsis inhibidoras en el encéfalo utilizan ácido 𝛄-aminobutírico (GABA) o glicina
como neurotransmisores. El principal precursor de GABA es la glucosa, que es metabolizada a glutamato por
enzimas del ciclo tricarboxílico, y que luego es convertido a GABA por la enzima ácido glutámico
descarboxilasa (GAD). Las enzimas GAD solo se encuentran en neuronas GABAérgicas. Una vez sintetizado, el
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GABA es transportado hacia las vesículas sinápticas a través del transportador vesicular de aminoácidos
inhibidores (VIATT).
Una vez liberado, el GABA es recaptado por transportadores denominados GAT, presentes en las células
de la glía y en neuronas. La mayor parte del GABA es convertido en succinato, que es metabolizado en el ciclo
tricarboxílico.
Existen tres tipos de receptores postsinápticos para GABA: GABAA, GABAB, y GABAC. GABAA y GABAC
son ionotrópicos, mientras que GABAB es metabotrópico. Los receptores de GABA ionotrópicos suelen ser
inhibidores porque sus canales asociados son permeables al Cl-, causando que el cloro (con carga negativa)
hiperpolarice a la célula.
Los fármacos como las benzodiazepinas se fijan a sitios de unión en los receptores GABAA, aumentando
la afinidad del receptor al GABA y la frecuencia de apertura del canal. Otras drogas como los barbitúricos se
unen a un sitio de unión del receptor para aumentar el tiempo de apertura del canal.
Los receptores de GABA metabotrópicos también son inhibidores, pero en vez de activar canales
selectivos para Cl-, activan canales de K+. También bloquean canales de Ca2+, lo cual tiende a hiperpolarizar a
las células postsinápticas.
NEUROTRANSMISORES NO CONVENCIONALES
Son moléculas que pueden considerarse neurotransmisores debido a sus roles en la señalización
interneuronal, y porque su liberación desde las neuronas está regulada por CA2+. No son almacenados en
vesículas sinápticas ni son liberados de las terminaciones presinápticas a través de exocitosis.
El óxido nítrico (NO) es un gas producido por la acción de la óxido nítrico sintasa, una enzima que
convierte el aminoácido arginina en citrulina y simultáneamente genera NO. Una vez producido, atraviesa la
membrana plasmática, y difunde por el medio extracelular, por lo que afecta a regiones más allá de la sinapsis.
El NO, dentro del citoplasma postsináptico actúa como segundo mensajero. También puede actuar
como mensajero retrógrado, modulando la liberación de otros neurotransmisores presentes en el terminal
presináptico.
Se degrada espontáneamente al reaccionar con oxígeno, para producir óxidos de nitrógeno inactivos,
por lo que las señales de NO solo duran durante un breve período de tiempo (segundos).
Los endocannabinoides son una familia de señales endógenas que interactúan con los receptores
cannabinoides. Son ácidos grasos no saturados (por lo tanto son hidrofóbicos) que se generan por la
degradación enzimática de lípidos, particularmente del ácido araquidónico. La producción de
endocannabinoides es estimulada por el aumento de la concentración de Ca2+ intracelular.
Los endocannabinoides difunden a través de la membrana postsináptica para alcanzar los receptores
cannabinoides, ubicados en la membrana presináptica. Hay dos tipos de receptores: El CB1 está acoplado a
proteínas G, y se relaciona con los receptores metabotrópicos para ACh, glutamato y otros neurotransmisores
convencionales. Se encuentra en el SNC. CB2 se encuentra en linfocitos.
Los endocannabinoides participan en la regulación sináptica. En el hipocampo y en el cerebelo, regulan
la liberación de GABA en ciertas terminaciones inhibidoras. Cuando se unen a CB1, inhiben la cantidad de
GABA liberada en respuesta a los potenciales de acción presinápticos, reduciendo la transmisión inhibidora.
La acción de los endocannabinoides termina con el transporte de estas señales al interior de la
neurona postsináptica, donde son hidrolizados por la enzima ácido graso hidrolasa.
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Plasticidad sináptica a corto plazo
La plasticidad sináptica es la capacidad del sistema nervioso de cambiar la eficacia sináptica (la
capacidad de que un estímulo presináptico genere una respuesta postsináptica). La habituación es un proceso
por el cual un animal responde menos a las apariciones repetidas de un estímulo. La respuesta contraria es la
sensibilización, donde un animal generaliza una respuesta aversiva producida por un estímulo nocivo y otros
no nocivos.
La facilitación sináptica es un aumento transitorio rápido de la eficacia sináptica, que se desarrolla
cuando dos potenciales de acción o más invaden la terminación presináptica en un corto período de tiempo. El
calcio se acumula porque no puede ser removido en su totalidad antes del siguiente estímulo, favoreciendo así
la liberación de neurotransmisores y llevando a una respuesta post-sináptica mayor.
Una descarga de alta frecuencia de potenciales de acción presinápticos (denominado estimulación
tetánica), puede llevar a una elevación más duradera de los niveles de calcio, lo que produce otra forma de
plasticidad sináptica denominada potenciación postetánica. Esta potenciación aumenta la liberación del
neurotransmisor unos minutos después de que finalizó la sucesión de estímulos, probablemente porque
involucra modificaciones en el estado de fosforilación de proteínas.
Potenciación a largo plazo
En el hipocampo, la estimulación eléctrica de las colaterales de Schaffer genera potenciales
postsinápticos excitadores (PPSE) en las células CA1 postsinápticas. Si se estimulan las colaterales de Schaffer
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sólo dos o tres veces por minuto,el tamaño de las PPSE en las neuronas CA1 se mantiene constante. En
cambio, una sucesión breve y de alta frecuencia de estímulos produce una potenciación a largo plazo, que se
observa como un aumento prolongado en la amplitud de los PPSE.
La potenciación a largo plazo es dependiente del estado del potencial de membrana de la célula
postsináptica, que determina si se desarrolla o no la potenciación a largo plazo. Si las colaterales de Schaffer
son estimuladas (lo cual normalmente no generaría potenciación a largo plazo), pero también se despolariza
fuertemente la célula CA1 postsináptica, las sinapsis de las colaterales de Schaffer activadas se potencian a
largo plazo.
La potenciación a largo plazo también tiene especificidad: cuando la potenciación es inducida por la
estimulación de una sinapsis, no se desarrolla en otras sinapsis inactivas que hacen contacto con la misma
neurona. Es decir, la potenciación a largo plazo está restringida a las sinapsis activadas y no a todas las sinapsis
sobre una célula dada. De esta manera, se pueden reforzar selectivamente conjuntos particulares de
aferencias, y así, almacenar información específica.
Otra propiedad es la asociatividad. La estimulación débil de una vía por sí sola no desencadena
potenciación a largo plazo, pero, si se activa débilmente una vía al mismo tiempo que se activa fuertemente
una vía vecina, ambas se potencian a largo plazo.
El canal receptor NMDA es permeable al Ca2+, pero se bloquea por las concentraciones fisiológicas de
Mg2+. Durante la transmisión sináptica de baja frecuencia, el glutamato liberado por las colaterales de Schaffer
se une a los receptores NMDA y AMPA/kainato. Si la neurona postsináptica se encuentra en su potencial de
membrana de reposo normal, los canales de NMDA serán bloqueados por iones Mg2+, pero si la membrana
está despolarizada, el Mg2+ es eliminado y el Ca2+ ingresa a la célula.
La especificidad se explica porque los canales NMDA sólo se abren en las aferencias sinápticas activas y
al liberar glutamato, lo que limita la potenciación a largo plazo a estos sitios. En cuanto a la asociatividad, una
aferencia débilmente estimulada no llega a despolarizar la membrana y liberar el bloqueo de Mg2+, pero si las
aferencias vecinas se estimulan fuertemente, proporcionan la despolarización asociativa necesaria para liberar
el bloqueo.
La potenciación a largo plazo origina cambios en la sensibilidad de la célula postsináptica al glutamato,
regulando sus receptores glutamatérgicos y así pudiendo reforzar sinapsis.
Depresión sináptica a largo plazo
Si la potencia de las sinapsis siguiera en aumento por la potenciación a largo plazo, en algún punto
alcanzarían su nivel de eficacia máxima, lo que haría difícil codificar información nueva. Por eso, la depresión a
largo plazo debilita de manera selectiva conjuntos específicos de sinapsis. La depresión a largo plazo se
desarrolla cuando las colaterales de Schaffer se estimulan a baja frecuencia durante períodos prolongados.
Esto disminuye el PPSE durante varias horas, e incluso puede borrar el incremento de tamaño de los PPSE
debido a las potenciaciones.
Los pequeños aumentos de Ca2+ intracelularmente llevan a la depresión a largo plazo, mientras que los
grandes incrementos desencadenan la potenciación a largo plazo.
-03-
Compartimentos cerebrales
Los fluidos del SNC pueden considerarse como comprendidos en tres compartimentos que se hallan
conectados entre sí. En el líquido extracelular se encuentra la sangre y el líquido intersticial. Entre la sangre y
el líquido intersticial se encuentra la barrera hematoencefálica. El líquido intracelular es el que compone a las
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neuronas y a la glía. El último compartimento es el líquido cefalorraquídeo, separado de la sangre por la
barrera hematocefalorraquídea.
Los vasos discurren por el espacio subaracnoideo, y al ingresar al encéfalo son cubiertos por
especializaciones de la piamadre y luego por especializaciones astrocitarias denominadas procesos
podocitarios, que forman parte de la barrera hematoencefálica. En esta barrera, las uniones estrechas entre
las células endoteliales impiden la difusión pasiva de ciertas sustancias entre la sangre y el líquido intersticial.
Transportadores específicos permiten el pasaje de sustratos energéticos, aminoácidos esenciales y peptídicos
al cerebro.
La barrera hematoencefálica es permeable a sustancias liposolubles, a través del transporte
transcelular, permitiendo el transporte de por ejemplo O2 y el CO2 (además de tóxicos y fármacos). También
existe un sistema de transportadores para moléculas como glucosa y algunos fármacos. El agua pasa de
manera transcelular, y moléculas como la insulina y la transferrina son transportadas mediante receptores
específicos. Las proteínas se transportan por transcitosis. El transporte iónico se da mediante bombas
específicas y carriers acoplados a la bomba de Na/K ATPasa.
Los procesos inflamatorios pueden afectar la integridad de la barrera hematoencefálica. Además, en el
ACV, existe infiltración de monocitos y neutrófilos, que pueden ser una fuente de agentes neurotóxicos.
Una unidad neurovascular está compuesta por células endoteliales (con uniones estrechas), la
membrana basal, cubierta con pericitos (células musculares modificadas), astrocitos, microglía, neuronas, y la
matriz extracelular. Este complejo regula el flujo sanguíneo cerebral y la llegada de nutrientes, e interactúan en
conjunto frente alteraciones.
Hay áreas del cerebro (las que sensan variables plasmáticas o vuelcan contenidos al torrente
sanguíneo) que no poseen barrera hematoencefálica, y se denominan órganos circunventriculares.
La barrera hematocefalorraquídea se encuentra constituida por los capilares, tejido conectivo de la
piamadre, y células del epéndimo. Su función es la producción de líquido cefalorraquídeo y la eliminación de
los desechos. El volumen normal de líquido cefalorraquídeo en el adulto es de ~150 mL por día, y se secretan
cerca de 500 mL por día, por lo que es un líquido con una elevada tasa de recambio.
Líquido cefalorraquídeo
El líquido cefalorraquídeo se forma a través de dos pasos. En primer lugar, ocurre un proceso de
filtración por el endotelio fenestrado de los capilares sanguíneos, que forma el líquido extracelular de los
plexos coroideos. Luego, por medio de bombas e intercambiadores, se secretan iones y otras moléculas al
líquido cefalorraquídeo, acompañados del movimiento de agua por el gradiente osmótico.
El LCR es reabsorbido a nivel de las vellosidades aracnoideas, que desembocan en los senos venosos.
(come on, esto ya lo sufrimos en anato).
Fisiología - Cátedra 1 | NEURO | 11
El LCR favorece la homeostasis cerebral, excreta metabolitos neuronales y gliales (desechos), provee
iones y nutrientes, y forma una protección mecánica al cerebro al impacto contra el cráneo durante el
movimiento. Así, el cerebro flota en el líquido cefalorraquídeo.
Assidente serevro bascular :)
El ACV se define como la aparición súbita de un déficit neurológico por interrupción del flujo
sanguíneo. Las manifestaciones clínicas dependen del área y del hemisferio cerebral irrigados por el vaso
afectado. Hay dos tipos de ACV:
● Isquémico: Se produce por interrupción del flujo sanguíneo. Se ve impedido el paso de la sangre al
tejido afectado. El 80% de los casos son de este tipo.
● Hemorrágico: Se produce por la ruptura de un vaso sanguíneo. Se produce extravasación de sangre.
La hemostasia es el mecanismo por el cual se taponan y reparan los vasos sanguíneos. Ante un daño
vascular, se produce vasoconstricción, que disminuye el flujo sanguíneo local, y favorece la adhesión
plaquetaria. Luego, las plaquetas se adhieren a proteínas expuestas de la matriz subendotelial, se activan, y
forman un tapón plaquetario.
La trombina convierte el fibrinógeno en fibrina, y forma una malla de fibrina que envuelve al tapón
plaquetario y lo estabiliza. Por último, los vasos son recanalizadosy reconstituidos.
En condiciones normales el flujo sanguíneo es laminar, pero en condiciones patológicas que causan que
el flujo sanguíneo sea turbulento, pueden formarse coágulos. Lo mismo sucede en condiciones que alteran las
paredes vasculares. Estos coágulos que se producen sin ruptura de la pared vascular se denominan trombos.
En una placa de ateroma (encontrado en vasos grandes y medios), se depositan gradualmente grandes
cantidades de colesterol debajo del endotelio de las arterias. Normalmente, este colesterol es invadido por
fibras, y se calcifica. El resultado es una placa ateroesclerótica, que protruyen en las luces de los vasos, y
causan que las plaquetas se adhieran a ella, causando que los glóbulos rojos queden atrapados y formen un
coágulo, que crece hasta ocluir el vaso, provocando un infarto en el tejido irrigado por el mismo. Si afecta el
cerebro, se produce un ACV isquémico por trombosis.
Si un trombo se desprende de la placa ateroesclerótica, y fluye hacia una rama más periférica, puede
llegar a superar el diámetro de la arteria, y así obstruirla por completo. Esto se conoce como émbolo. Si afecta
el cerebro, se produce un ACV isquémico embólico.
Un accidente isquémico transitorio se produce por obstrucción de vasos de pequeño calibre, que son
reperfundidos espontáneamente gracias al sistema fibrinolítico. La presentación sintomática es focal
dependiendo del área afectada.
El factor de riesgo más frecuente para el ACV hemorrágico es la hipertensión arterial, que produce
debilitamiento de las paredes de los vasos sanguíneos. Le siguen las aneurismas y malformaciones
arteriovenosa y el consumo excesivo de anticoagulantes o antiagregantes plaquetarios (como la aspirina).
La mayoría de los aneurismas cerebrales no se rompen y pueden ser asintomáticos.
Fisiopatologia del ACV isquémico
La disminución del flujo sanguíneo cerebral, causada por isquemia, lleva a una disminución de la
disponibilidad de oxígeno y glucosa en el tejido, y por lo tanto, a una disminución de la producción de ATP,
requerida para mantener activa la bomba de Na/K ATPasa (necesaria para mantener los gradientes iónicos). En
consecuencia, el potencial de membrana se altera, y la neurona presináptica se despolariza. Por la
Fisiología - Cátedra 1 | NEURO | 12
despolarización, se activan los canales de Ca2+ dependientes de voltaje, aumenta el Ca2+ intracelular, y se
produce la liberación de glutamato.
La recaptación de glutamato también se ve afectada (ya que su transporte depende de energía), por lo
que contribuye aún más a la acumulación de glutamato en la brecha sináptica. En la postsinapsis, el glutamato
activa receptores de NMDA, que permiten el ingreso de calcio y sodio extracelulares, y receptores
metabotrópicos que inducen la liberación de calcio intracelular. Además, el glutamato activa los receptores
AMPA, por lo que ingresa más sodio a la neurona postsináptica, que a su vez induce la entrada de cloro.
El aumento intracelular de sodio y cloro causa el aumento intracelular de agua por el gradiente
osmótico, generando edema celular. Este edema se puede visualizar en resonancias y tomografías, y afecta la
perfusión de las regiones que rodean la lesión inicial, formando una zona de penumbra, donde la actividad
neuronal se ve afectada. Además, aumenta la presión intracraneal, con presión vascular y hernia cerebral,
empeorando el cuadro clínico.
El exceso de calcio intracelular desencadena un aumento de la actividad de proteasas y lipasas que
promueven la degradación del citoesqueleto. También aumenta la formación de radicales libres y óxido nítrico,
que promueven la degradación de la membrana plasmática, y llevan a un aumento de mediadores de
inflamación, que dañan el ADN y conducen a la apoptosis.
-04-
Sistema somatosensitivo
El sistema somatosensitivo tiene dos componentes principales: un subsistema para la detección de
estímulos mecánicos, y otro para la detección de los estímulos dolorosos y la temperatura. El procesamiento
de los estímulos externos se inicia por la activación de receptores cutáneos y subcutáneos que transmiten
información hasta el SNC para su interpretación y acción. Receptores localizados en los músculos controlan las
fuerzas generadas por el sistema musculoesquelético.
La información es transmitida al encéfalo por las vías ascendentes, para llegar a la corteza
somatosensitiva primaria, en la circunvolución poscentral del lóbulo parietal.
El campo receptivo de una neurona somatosensitiva es la región de la piel dentro de la cual un
estímulo táctil causa una respuesta sensitiva en la célula o en su axón. En cambio, un dermatoma es el área de
piel inervada por un solo nervio.
La inhibición lateral es la capacidad de una neurona excitada para reducir la actividad de las neuronas
vecinas. Un estímulo provocado sobre la piel causa que la neurona en el centro del estímulo se active más que
las vecinas. A nivel de las neuronas secundarias, aquella que recibe las aferencias del receptor central inhibe
las neuronas que hacen sinapsis con los receptores vecinos. De esta manera, aumenta la precisión en la
localización del estímulo.
Receptores somatosensitivos cutáneos y subcutáneos
De acuerdo con su función, los receptores se pueden dividir en tres grupos: mecanorreceptores,
nociceptores, y termorreceptores. Según su morfología, se dividen en libres y encapsulados. Las
especializaciones de nociceptores y termorreceptores se denominan terminaciones nerviosas libres, porque
las ramas terminales amielínicas de las neuronas se ramifican en la dermis y
epidermis.
Todos los receptores somatosensitivos funcionan fundamentalmente
de la misma manera: los estímulos aplicados sobre la piel deforman o
modifican las terminaciones nerviosas, lo que afecta la permeabilidad iónica
de la membrana. Estos cambios generan una corriente despolarizante,
Fisiología - Cátedra 1 | NEURO | 13
creando así un potencial de receptor, que desencadena potenciales de acción. La energía del estímulo se
convierte en una señal eléctrica, y el proceso se denomina transducción sensitiva.
La cantidad o la fuerza del estímulo es transmitida por la frecuencia de descarga de potenciales de
acción. Algunos receptores disparan rápidamente cuando se les presenta un estímulo por primera vez, y luego
quedan silenciosos (se “adaptan” al estímulo), y se denominan receptores de adaptación rápida o fásicos;
mientras que otros generan una descarga sostenida en presencia de un estímulo contínuo, denominados
receptores de adaptación lenta o tónicos.
De esta forma, los receptores en conjunto proporcionan información acerca de las cualidades
dinámicas y estáticas de un estímulo.
Mecanorreceptores especializados en recibir información táctil
Hay cuatro tipos de mecanorreceptores encapsulados que se especializan en proporcionar información
al SNC acerca de tacto, la presión, la vibración y la tensión cutánea. En conjunto se denominan
mecanorreceptores de umbral bajo (o de alta sensibilidad), porque la estimulación mecánica débil de la piel
los induce a producir potenciales de acción.
Los corpúsculos de Meissner se ubican entre las papilas dérmicas, inmediatamente debajo de la
epidermis de los dedos de las manos, palmas y plantas. Son receptores alargados formados por una cápsula de
tejido conectivo, que comprenden varias laminillas de células de Schwann. El centro de la cápsula tiene una (o
más) fibra nerviosa aferente, que genera un potencial de acción de adaptación rápida. Transducen la
información a partir de las vibraciones de relativamente baja frecuencia, como las que ocurren cuando se
mueven objetos a través de la piel.
Los corpúsculos de Pacini son terminaciones encapsuladas que se encuentran en el tejido subcutáneo.
Su cápsula está formada por capas, con un centro interno también de laminillas, pero separado de la laminilla
externa por un espacio lleno de líquido. La cápsula sólo permite que las alteraciones transitorias en las altas
frecuencias pasen y activanlas terminaciones nerviosas. Se adaptan más rápido que los corpúsculos de
Meissner, y tienen un umbral de respuesta más bajo, por lo que participan en la discriminación de las texturas
de superficie fina.
Los discos de Merkel son mecanorreceptores de adaptación lenta, que se localizan en la epidermis,
especialmente en los dedos, los labios, y los genitales externos. La fibra aferente se ensancha en una
terminación con forma de plato que está aplicada a otra célula, que contiene vesículas con péptidos que
modulan la terminación nerviosa. La estimulación de estos receptores produce la sensación de presión leve.
Los corpúsculos de Ruffini también son de adaptación lenta. Son fusiformes y alargados, se ubican en
la profundidad de la piel, y en los ligamentos y tendones. Son sensibles al estiramiento producido por los
movimientos de los dedos o las extremidades.
Mecanorreceptores especializados en la propiocepción
Proporcionan información acerca de las fuerzas mecánicas que surgen del propio cuerpo.
Los husos musculares son propioceptores de umbral bajo, que se encuentran en casi todos los
músculos estriados. Son de cuatro a ocho fibras musculares intrafusales, rodeadas por una cápsula de tejido
conectivo. Estas fibras intrafusales están distribuidas entre las fibras comunes, paralelamente a ellas. Los
axones sensitivos primarios inervan los husos musculares rodeando la porción media de las fibras y formando
la terminación sensitiva primaria. Las fibras musculares se contraen cuando reciben la señal proveniente de las
motoneuronas 𝛄, y los husos musculares proporcionan información acerca de la longitud del músculo (cuanto
se estiran).
Fisiología - Cátedra 1 | NEURO | 14
Los órganos tendinosos de Golgi son mecanorreceptores de umbral bajo que se ubican en los
tendones, e informan cambios en la tensión muscular.
Los receptores articulares son de umbral bajo, y recogen información dinámica acerca de la posición
de las extremidades y el movimiento articular.
Sistema cordón posterior-lemnisco medial Ufff neuroanato flashbacks
Los potenciales de acción son transmitidos a la médula espinal por axones sensitivos aferentes,
dispuestos a través de los nervios periféricos. Los somas neuronales que dan origen a estos axones se localizan
en los ganglios de las raíces dorsales de cada nervio espinal. Las neuronas de estos ganglios se conocen como
neuronas de primer orden. Estas neuronas tienen axones periféricos largos que terminan en las
especializaciones de los receptores, y axones centrales más cortos, que alcanzan la región dorsolateral de la
médula, a través de las raíces dorsales. La vía del cordón posterior-lemnisco medial transmite la mayoría de la
información desde los mecanorreceptores para la discriminación táctil y la propiocepción.
Después de entrar a la médula, los axones de primer orden se bifurcan en las ramas ascendentes y
descendentes, que a su vez envían ramas colaterales a varios segmentos medulares. Algunas colaterales
penetran en el asta dorsal de la médula, y hacen sinapsis con neuronas localizadas en las láminas de III a V de
la médula (mmmm por suerte rendí anato hace poco :)). Estas sinapsis median los reflejos.
La rama principal de los axones asciende homolateralmente a través de los cordones posteriores de la
médula, hasta el bulbo inferior, donde termina en los núcleos grácil y cuneiforme, en las neuronas de
segundo orden. Las fibras que transmiten información desde las extremidades inferiores se encuentran
mediales a las que traen información de las extremidades superiores, y forman el tracto grácil. El otro es el
cuneiforme, y se que vos también lo estudiaste.
Estas neuronas de segundo orden se proyectan a la porción somatosensitiva del tálamo. Los axones se
encuentran en la porción dorsal de cada lado del tronco del encéfalo inferior, donde forman el tracto
arciforme interno (??). Estos axones cruzan la línea media, para formar un tracto denominado lemnisco
medial. Me aburrí pero después se va al núcleo ventroposterolateral (VPL) del tálamo. Fin.
Nociceptores
Los axones nociceptivos periféricos nacen de los somas en los ganglios de las raíces dorsales, y
terminan en terminaciones libres no especializadas. Estos axones son sólo ligeramente mielínicos y conducen
en forma relativamente lenta, pero, aunque toda conducción nociceptiva es relativamente lenta, hay vías
rápidas y lentas para el dolor. Las fibras A conducen a alrededor de 20m/s, y las fibras C conducen a
velocidades inferiores a 2m/s. Los axones nociceptivos comienzan a descargar sólo cuando la fuerza de un
estímulo alcanza niveles elevados.
Hay tres tipos de nociceptores en la piel: nociceptores mecanosensibles A , nociceptores mecanotérmicos
Hay dos tipos de sensaciones dolorosas: un primer dolor agudo, causado por la señal de los axones A ;
y un segundo dolor, más tardío, difuso y duradero, causado por la señal de las fibras C. Dato de color: es
posible anestesiar de manera selectiva las fibras C y las fibras A ¯\_(ツ)_/¯
Los canales de potencial transitorio del receptor (TRP) se asemejan a los del potasio con puerta de
voltaje. Tienen seis dominios transmembrana con un poro entre los dominios 5 y 6. En reposo, el canal está
cerrado, pero en el estado activado, permiten un flujo de sodio y calcio hacia el interior de la célula que inicia
la generación de potenciales de acción. Este receptor responde al calor y a la capsaicina, el ingrediente de los
ajíes.
Fisiología - Cátedra 1 | NEURO | 15
Vías centrales del dolor
El dolor tiene dos componentes: el discriminativo sensitivo, que señaliza la localización, la intensidad,
y la calidad de la estimulación nociva; y el afectivo-motivacional, que señala la cualidad desagradable de la
experiencia, y permite la reacción de fight or flight (iba a traducir esto pero suena mejor en inglés, salu2). El
componente discriminativo depende de vías que se dirigen a las áreas somatosensitivas de la corteza,
mientras que el afectivo-motivacional es dependiente de otras vías corticales y del tronco del encéfalo.
Las vías del componente discriminativo del dolor se originan, como las otras vías sensitivas, en las
neuronas de la raíz dorsal. Los axones que entran a la médula espinal por el asta posterior, se ramifican en
colaterales ascendentes y descendentes, y forman el tracto dorsolateral de Lissauer, que luego penetran en la
sustancia gris del asta dorsal. Allí, hacen sinapsis con neuronas localizadas en varias de las láminas de la
médula (o de Rexed).
Los axones de estas neuronas de segundo orden decusan y ascienden, formando el tracto
espinotalámico, hasta el tálamo.
Los axones que llevan la información de la estimulación nociva del rostro se originan en las neuronas
del ganglio trigeminal y en los ganglios de los nervios VII, IX y X. Después de entrar en el puente del tronco del
encéfalo, descienden hasta el bulbo, y forman el tracto trigeminal espinal, para terminar en el núcleo
trigeminal. Los axones provenientes de las neuronas de segundo orden atraviesan la línea media, y ascienden
hasta el tálamo contralateral, formando el tracto trigeminotalámico. La información proveniente del rostro
termina en el núcleo VPM, que envía sus prolongaciones a la corteza somatosensitiva primaria y secundaria.
El componente afectivo-motivacional está mediado por proyecciones de este sistema a la formación
reticular del mesencéfalo (en especial al núcleo parabraquial), y a los núcleos talámicos que se ubican
mediales al núcleo ventral posterior. Las neuronas del núcleo parabraquial se proyectan al hipotálamo y la
amígdala, proporcionando información nociceptiva a los circuitos vinculados con la motivación y afecto. De
aquí, surgen aferencias hacia la sustancia gris periacueductal del mesencéfalo, que controla el descenso de la
actividad en la vía para el dolor.
De los núcleos talámicos laterales salen proyecciones hacia el lóbulo frontal, la ínsula y la corteza
singular.
El dolor y la percepción de la temperatura asciendenpor la médula de manera contralateral. El tacto y
la propiocepción ascienden de manera ipsilateral.
Sensibilización
Luego de un estímulo doloroso asociado con daño tisular, los estímulos en el área de la lesión que se
percibían como dolorosos se sentirán significativamente más dolorosos, fenómeno denominado hiperalgesia.
Esto sucede, por ejemplo, cuando aumenta la sensibilidad a la temperatura después de una quemadura de sol.
La sensibilización periférica es el resultado de la interacción de los nociceptores con la “sopa
inflamatoria” de sustancias liberadas cuando el tejido se daña. Estas sustancias incluyen protones
extracelulares, ácido araquidónico, bradicinina, histamina, serotonina, prostaglandinas, nucleótidos y factor de
crecimiento nervioso, todos los cuales pueden interactuar con receptores o canales iónicos de las fibras
nociceptivas y aumentar su respuesta.
La sensibilización central es un aumento en la excitabilidad de las neuronas en el asta dorsal de la
médula espinal, causado por niveles elevados de actividad en los aferentes nociceptivos. Esto causa que los
aferentes nociceptivos que estaban por debajo del umbral se vuelvan suficientes como para generar
potenciales de acción en las neuronas del asta dorsal, contribuyendo a un aumento de la sensibilidad al dolor.
Además, estos efectos se generalizan a otras aferencias, como las que provienen de mecanorreceptores de
Fisiología - Cátedra 1 | NEURO | 16
umbral bajo. Así, los estímulos que bajo condiciones normales serían inocuos, activan neuronas de segundo
orden en el asta dorsal y dan origen a una sensación de dolor. La inducción de dolor por un estímulo inocuo se
denomina alodinia.
Cuando las neuronas del asta dorsal reciben estímulos (provenientes del ganglio sensitivo) de baja
frecuencia, pero sostenidos, su frecuencia de descarga aumenta progresivamente. Aunque la intensidad de la
estimulación es constante, la intensidad percibida aumenta con cada presentación del estímulo. Esto es
causado por la activación de canales de calcio dependientes de voltaje, y por la eliminación del bloqueo de Mg
de los receptores NMDA, lo que aumenta la sensibilidad de las neuronas del asta dorsal al glutamato. Esta
sensibilización, denominada elevación, sólo dura lo que dura el período de estimulación.
Otra forma de sensibilización central es similar a la potenciación a largo plazo. Las formas más
duraderas de sensibilización se deben a procesos dependientes de la transcripción, y se pueden producir por
la actividad neuronal o por señales humorales. Las producidas por actividad neuronal se localizan en el sitio de
la lesión, mientras que la actividad humoral conduce a cambios más difusos.
A medida que cicatriza el tejido lesionado, la sensibilización en los casos típicos disminuye, y el umbral
retorna a sus valores normales. Pero, cuando se dañan las fibras aferentes o las centrales, estos procesos
pueden persistir. El trastorno resultante se denomina dolor neuropático. El dolor puede aparecer sin un
estímulo, o producirse por formas leves de estimulación, como el tacto y la presión suaves.
Modulación del dolor
El efecto analgésico producido por la modulación central del dolor surge de la activación de vías
descendentes moduladoras de dolor, que se proyectan hacia el asta dorsal de la médula espinal. Estas vías
regulan la transmisión de la información hacia centros superiores. Una de las principales regiones que
producen este efecto se encuentra en la sustancia gris periacueductal. También participan el núcleo
parabraquial, el rafe dorsal y el locus coeruleus, y la formación reticular bulbar. Estos centros utilizan muchos
neurotransmisores diferentes, y tienen efectos tanto inhibitorios como facilitadores de la actividad de las
neuronas del asta posterior.
Además de las proyecciones descendentes, la transmisión de la información nociceptiva es modulada
por interacciones locales entre los aferentes de los mecanorreceptores.
Los opioides endógenos participan en la modulación de los aferentes nociceptivos, y se dividen en tres
grupos: encefalinas, endorfinas, y dinorfinas. Están presentes en la sustancia gris periacueductal, pero las
encefalinas y las dinorfinas también se encontraron en el bulbo y en regiones de la médula espinal.
La liberación de encefalina en las terminaciones nociceptivas inhibe la liberación de neurotransmisor
en la neurona de proyección, lo que reduce el nivel de actividad que llega a los centros superiores.
Miembros fantasma
En la corteza somatosensitiva de los amputados, se desarrolla una reorganización funcional
considerable de los mapas somatotópicos, que comienza inmediatamente después de la amputación y
evoluciona durante varios años. Así, las neuronas que perdieron sus aferencias originales responden a la
estimulación táctil de otras partes del cuerpo.
Los niños nacidos sin extremidades también tienen sensaciones fantasmas, lo que sugiere que hay una
representación completa del cuerpo independientemente de los elementos periféricos que se mapean. La
pérdida de una extremidad genera un desequilibrio interno entre la representación del cuerpo en el encéfalo y
el patrón de aferencias táctiles periféricas que llegan a la neocorteza.
Fisiología - Cátedra 1 | NEURO | 17
-05-
El jojo
El ojo es una esfera llena de líquido, rodeada por tres capas de tejido. La capa más interna, la retina,
contiene neuronas sensibles a la luz, capaces de transmitir señales visuales. La capa de tejido inmediatamente
adyacente tiene tres estructuras distintas pero continuas, denominadas en conjunto tracto uveal. El
componente más grande del tracto uveal es la coroides, que tiene melanina. El cuerpo ciliar se extiende desde
la coroides hasta la parte frontal del ojo, y presenta un componente muscular que permite ajustar el poder de
refracción del cristalino. El componente más anterior del tracto uveal es el iris, la porción coloreada del ojo,
que contiene músculos que permiten ajustar el tamaño de la pupila.
La esclerótica es la capa más externa del ojo y está compuesta por tejido fibroso blanco resistente. En
su parte anterior, la esclerótica se convierte en la córnea, un tejido transparente que permite que la luz entre
al ojo.
Inmediatamente detrás de la córnea, y por delante del cristalino, se encuentra la cámara anterior,
donde se ubica el humor acuoso, un líquido producido por los procesos ciliares en la cámara posterior (entre
el cristalino y el iris). El humor acuoso tiene una alta tasa de recambio, y se drena en una red especializada de
células, ubicadas en la unión del iris y la córnea, el limbo.
La córnea y el cristalino son los principales responsables de la refracción de la luz, necesaria para que
se formen imágenes enfocadas sobre los fotorreceptores de la retina. Los cambios dinámicos en el poder de
refracción del cristalino se denominan acomodación.
Los ajustes en el tamaño de la pupila también contribuyen a la claridad de las imágenes formadas
sobre la retina. La reducción del tamaño de la pupila reduce la aberración esférica y cromática, y también
aumenta la profundidad del campo.
La pared interna de la retina está en contacto con el epitelio pigmentario, que contiene melanina y
reduce la dispersión retrógrada de la luz que entra al ojo.
Hay dos tipos de fotorreceptores en la retina: bastones y conos. Ambos tienen un fotopigmentos
sensible a la luz, adyacente al epitelio pigmentario, y ambos hacen sinapsis con las células bipolares y
horizontales. La absorción de luz en el fotopigmento inicia una serie de acontecimientos que cambian el
potencial de membrana del receptor. Las prolongaciones de las células bipolares hacen contactos sinápticos
con las células ganglionares, y los axones de estas forman el nervio óptico.
Fototransducción
En la oscuridad, el receptor se encuentra en estado despolarizado (Vm= -40 mV), y la luz que brilla
sobre un fotorreceptor conduce a la membrana a la hiperpolarización. Los aumentos progresivos en la
intensidad de laluz hacen que el potencial de membrana se vuelva más negativo, respuesta que se satura
cuando el potencial alcanza unos -65 mV. En la oscuridad, los canales de Ca2+ sensibles al voltaje en la
membrana presináptica se encuentran abiertos en grandes cantidades, por lo que la liberación del transmisor
también es alta. En cambio, en la luz, la cantidad de canales de Ca2+ abiertos está disminuida, al igual que la
velocidad de liberación de transmisor.
Los fotopigmentos contienen un cromóforo absorbente de luz, acoplado a una de varias proteínas
posibles llamadas opsinas, que afinan la absorción de luz hacia una región particular del espectro. La
rodopsina es un ejemplo de fotopigmento, que cuando absorbe un fotón, cambia su configuración, y
desencadena una serie de alteraciones en la misma molécula. Estos cambios inducen la activación de un
mensajero intracelular llamado transducina, que activa una fosfodiesterasa que hidroliza cGMP, por lo que los
Fisiología - Cátedra 1 | NEURO | 18
niveles de cGMP caen, y causa que se cierren canales de Ca2+ y de Na+ (necesarios para mantener la
despolarización).
Un solo fotón produce el cierre de alrededor de 200 canales iónicos (por la amplificación de cGMP),
por lo que la amplificación varía con los niveles de luz. Este fenómeno se denomina adaptación a la luz. Con
bajos niveles de iluminación, los fotorreceptores son más sensibles a la luz, y a medida que los niveles de
iluminación aumentan, la sensibilidad disminuye, lo que impide que los receptores se saturen.
Los canales que se abren por el cGMP son permeables tanto al Na+ como al Ca2+, por lo que su cierre
lleva a una disminución de la concentración interna de Ca2+. Esta disminución desencadena modificaciones en
la cascada de la fototransducción, que tienden a reducir la sensibilidad del receptor a la luz. Por ejemplo,
aumenta la actividad de la guanilato ciclasa, que sintetiza cGMP, aumentando sus niveles.
Una vez iniciada, otros mecanismos limitan la duración de esta cascada amplificadora, y restablecen las
distintas moléculas a sus estados inactivados.
Bastones y conos
Con los niveles más bajos de iluminación, los bastones son los únicos receptores activados. Esto se
denomina visión escotópica, y es muy difícil efectuar discriminaciones visuales finas. Aunque los conos
comienzan a contribuir con la percepción visual a niveles bajos de luz, la discriminación espacial aún es muy
baja, y a medida que aumenta la luz, los conos se vuelven cada vez más dominantes, y son el determinante
principal de la percepción bajo niveles de luz altos. Esta es la visión fotópica, y la contribución de los bastones
desaparece casi totalmente, ya que su respuesta la luz se satura.
La visión mesópica es aquella que ocurre en niveles de luz en los que contribuyen tanto los bastones
como los conos.
Los conos y los bastones utilizan diferentes mecanismos de transducción. Los bastones producen una
respuesta confiable a un sólo fotón, mientras que se necesitan más de 100 fotones para producir una
respuesta comparable en un cono. Los conos también son mucho más rápidos al adaptarse a los cambios de
luz.
Al contrario de los bastones, que contienen un solo
fotopigmento, hay tres tipos de conos que difieren en el
fotopigmento que contienen. Cada uno de ellos tiene una
sensibilidad diferente a la luz de diversas longitudes de onda, y
por eso se denominan azul (onda corta, S), verde (onda
intermedia, M) y rojo (onda larga, L). Los conos proporcionan
información del color para la longitud de onda de la luz que los
excita mejor, y su respuesta es simplemente un reflejo de la
cantidad de fotones que capturan.
Circuitos retinianos
Cada célula ganglionar responde a la estimulación de una pequeña zona circular de la retina, lo que
define el campo receptivo de la célula. Existen dos tipos de células ganglionares, las de centro encendido y las
de centro apagado.
El estímulo de la luz en el centro de un campo receptivo de una célula ganglionar de centro encendido
(ON) produce una descarga de potenciales de acción. El mismo estímulo en el centro del campo receptivo de
una célula ganglionar de centro apagado (OFF) disminuye la frecuencia de descargas, y cuando el estímulo
desaparece, la célula responde con una descarga de potenciales de acción. Es decir, las células de centro
Fisiología - Cátedra 1 | NEURO | 19
encendido aumentan su frecuencia de descarga frente a los incrementos de luz, mientras que las de centro
apagado incrementan su frecuencia de descarga ante los decrementos de luz.
Los campos receptivos tienen distribuciones superpuestas de estas células, de modo que todos los
puntos de la superficie de la retina son analizados por varias células ganglionares de cada tipo. Estas células
ganglionares de centro ON y OFF tienen dendritas que se arborizan en la capa plexiforme interna, y forman
sinapsis de manera selectiva con las células bipolares ON y OFF.
La respuesta selectiva de las células bipolares a incrementos y decrementos de la luz se explica por la
expresión de diferentes tipos de receptores de glutamato. Las células bipolares de centro OFF poseen
receptores AMPA y kainato (ionotrópicos), que hacen que las células se despolaricen en respuesta al
glutamato liberado; mientras que las células bipolares de centro ON expresan un receptor metabotrópico
acoplado a la proteína G, que, cuando se activa, causa una cascada intracelular que cierra los canales del Na+
con puerta de cGMP, lo que hiperpolariza la célula.
Como los fotorreceptores se hiperpolarizan en respuesta a los incrementos de luz, disminuyendo su
liberación de neurotransmisores, células bipolares de centro encendido que hagan contacto con ellos se
liberan de la influencia hiperpolarizante del transmisor, y se despolarizan. Por el contrario, para las células
bipolares de centro apagado, la reducción en el glutamato significa la eliminación de una influencia
despolarizante, por lo que se hiperpolarizan. Disminuciones en el nivel de luz tienen el efecto opuesto:
hiperpolarizan las ON y despolarizan las OFF.
El centro del campo receptivo de una célula ganglionar está rodeado por una región concéntrica que
cuando se estimula causa la respuesta contraria de la estimulación del centro del campo receptivo. Esto es
producto de las interacciones que se desarrollan en las primeras etapas del procesamiento retiniano. Las
células horizontales reciben aferencias de las terminaciones del fotorreceptor, y están ligadas por uniones en
brecha con otras células horizontales. En consecuencia, la actividad de las células horizontales refleja niveles
de iluminación en un área amplia de la retina.
El glutamato liberado por los fotorreceptores despolariza a las células horizontales, mientras que el
transmisor que estas liberan, GABA, hiperpolariza a las terminaciones de los fotorreceptores. Entonces, el
efecto de las células horizontales es oponerse a los cambios en el potencial de membrana del fotorreceptor, y
genera una supresión en los alrededores del centro del campo de las células ganglionares.
Debido a los alrededores antagónicos de las células ganglionares, estas responden de manera mucho
más enérgica a pequeños puntos de luz limitados a los centros de sus campos receptivos que a puntos grandes
o a una iluminación uniforme del campo visual.
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También tienen una contribución a la adaptación de la luz. La frecuencia de respuesta de una célula
ganglionar a un punto de luz sobre el centro de su campo receptivo varía en función de la intensidad del
punto. Si se incrementa el nivel de iluminación del fondo, la célula se adapta, modificando el intervalo
operativo, por lo que se necesitan cantidades más grandes del estímulo para lograr la misma frecuencia de
descarga. Es por esto que la frecuencia de descarga no es una medida absoluta, sino que señala la diferencia
con el nivel de iluminación de fondo.
Vías visuales centrales
Los axones de las células ganglionares abandonan laretina a través de una región circular en su porción
nasal, denominada disco óptico, donde se reúnen para formar el nervio óptico. Esta región no contiene
fotorreceptores, y forma el punto ciego del ojo.
Los axones del nervio óptico forman el quiasma óptico en la base del diencéfalo. La porción nasal de
los axones decusa, mientras que la porción temporal no lo hace. Una vez pasado el quiasma, los axones de las
células ganglionares forma el tracto óptico, que contiene fibras de ambos ojos.
La estructura diana principal es el núcleo geniculado dorsolateral del tálamo, que a su vez envía
proyecciones a la corteza visual primaria, área 17 de Brodman o corteza estriada (en los labios de la cisura
calcarina en el lóbulo occipital), a través de la cápsula interna. Estos axones forman las radiaciones ópticas.
Una segunda estructura diana de las células ganglionares es un conjunto de neuronas que se ubica
entre el tálamo y el mesencéfalo, la región pretectal. Es el centro coordinador para el reflejo fotomotor. Las
neuronas de la región pretectal se proyectan hacia el núcleo de Edinger-Westphal, un grupo de células
nerviosas cercanas al núcleo del nervio oculomotor en el mesencéfalo. Este núcleo contiene neuronas
parasimpáticas preganglionares, que envían sus axones a través del nervio oculomotor para terminar sobre las
neuronas en el ganglio ciliar. Estas neuronas inervan al músculo constrictor del iris, que disminuye el diámetro
de la pupila al activarse.
Los axones de las células ganglionares también se
proyectan al núcleo supraquiasmático del hipotálamo, que es
el motivo por el que los niveles de luz influyen en las
funciones viscerales que se relacionan con el ciclo día/noche.
Otro blanco es el colículo superior, que coordina los
movimientos cefálicos y oculares hacia los puntos diana
visuales.
Cada ojo observa un sector del espacio visual que
define su campo visual. La información proveniente de la
mitad izquierda del campo visual está representada en la
mitad derecha del encéfalo, y viceversa. Cada retina y espacio
visual están divididos en cuadrantes. El punto medio de estos
cuadrantes es el punto de fijación, que es a donde la luz llega
a la fóvea.
Las fóveas de ambos ojos suelen alinearse con un
punto único del espacio visual, lo que hace que los campos
visuales se superpongan ampliamente. El campo binocular
representa dos hemicampos visuales simétricos. El
hemicampo binocular izquierdo está formado por el campo
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visual nasal del ojo derecho, y el hemicampo binocular derecho está formado por el campo nasal del ojo
izquierdo.
El límite entre los axones de las células ganglionares nasales, que decusan en el quiasma, y las
temporales, que mantienen su dirección, es una línea vertical que pasa por el centro de la fóvea.
Los axones del tracto óptico terminan en forma ordenada en sus estructuras diana, generando mapas
bien ordenados del hemicampo contralateral.
Si bien el núcleo geniculado lateral recibe aferencias de ambos ojos, los axones terminan en capas
separadas, de modo que las neuronas geniculadas son monoculares, están impulsadas por el ojo izquierdo o el
derecho, pero no por ambos. Más allá de este punto, las señales provenientes de ambos ojos se combinan a
nivel celular. Por lo tanto, la mayoría de las neuronas corticales tienen campos receptivos binoculares.
Algunas neuronas de la corteza visual primaria tienen ciertas propiedades en el campo receptivo que
las hace aptas para extraer información sobre la disparidad binocular. Estas neuronas tienen campos
monoculares ligeramente desplazados, de modo que la célula es activada al máximo por los estímulos que
caen sobre partes no correspondientes de la retina. Las células lejanas descargan ante disparidades más allá
del plano de fijación, mientras que las células cercanas responden a disparidades por delante del plano de
fijación, lo que da lugar a la sensación de profundidad estereotópica (la sensación de profundidad al ver
objetos cercanos con los dos ojos).
Las capas del núcleo geniculado lateral también se distinguen por el tamaño celular: dos capas
ventrales están formadas por neuronas grandes, y se denominan capas magnocelulares, mientras que las
capas más dorsales están compuestas por neuronas pequeñas. y se llaman capas parvocelulares. Las células
ganglionares M, terminan en capas magnocelulares, y tienen cuerpos celulares más grandes, campos
dendríticos más extensos y axones más gruesos que las células ganglionares P, que terminan en las capas
parvocelulares. Además, los axones de estas capas terminan en distintas neuronas de la corteza, por lo que la
vía retino-geniculada está compuesta por las corrientes magnocelular y parvocelular.
Las células M responden de manera transitoria a la presentación de estímulos visuales, mientras que
las P lo hacen en forma sostenida. Además, las P pueden transmitir información acerca del color, y las M, no.
Esta capacidad se debe a que los centros y los alrededores de sus campos receptivos son impulsados por
diferentes tipos de conos.
Además de estas dos corrientes, existe una tercera vía, la vía koniocelular o vía de células K. Estas
células se encuentran en las zonas interlaminares que separan las capas de células geniculadas laterales, y
reciben aferencias de axones provenientes de la retícula de poco calibre. Se proyectan en parches hacia las
corteza visual primaria. No se sabe muy bien que hacen pero tiene que ver con la visión de los colores, sobre
todo la información derivada de los conos sensibles a la longitud de onda corta.
Áreas visuales extraestriadas
Los lóbulos occipital, parietal y temporal tienen áreas que también participan en el procesamiento de
la información visual. Cada una de ellas contiene un mapa del espacio visual, y depende de la corteza visual
primaria para su activación. Son áreas especializadas para manejar diferentes aspectos de la escena visual. Por
ejemplo, el área temporal media contiene neuronas que responden en forma selectiva a la dirección de un filo
en movimiento sin relación a su color. Las áreas de la corteza infratemporal son especialmente importantes
para el reconocimiento de los objetos (vía ventral), mientras que las áreas del lóbulo parietal son
fundamentales para el conocimiento de las relaciones espaciales entre los objetos y el campo visual (vía
dorsal).
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Sistema olfatorio
Las sustancias odoríferas interactúan con el epitelio olfatorio que reviste el interior de la nariz. Del
epitelio olfatorio surge el nervio olfatorio, que se proyecta homolateralmente al bulbo olfatorio. Este tiene un
conjunto de acumulaciones esféricas de neuropilo denominadas glomérulos, que se localizan justo por debajo
de su superficie y reciben los axones olfatorios primarios. En el interior de cada glomérulo, los axones hacen
contacto con las dendritas apicales de las células mitrales, que se localizan en una capa de distinta
profundidad que el glomérulo, y extienden una dendrita al glomérulo. Cada glomérulo tiene dendritas de
varias células mitrales. Los glomérulos individuales responden de manera específica a distintas sustancias
odoríferas. Los axones de las células mitrales forman el tracto olfatorio lateral, que se proyecta hasta los
núcleos olfatorios accesorios, el tubérculo olfatorio, la corteza entorrinal, y porciones de la amígdala.
La estructura diana principal del tracto olfatorio es la corteza piriforme, una arquicorteza de seis capas,
que representa un centro de procesamiento especializado dedicado al olfato. Envía proyecciones hacia el
tálamo hacia áreas de asociación de la neocorteza, y también se proyecta hacia algunas estructuras diana en el
encéfalo anterior, como el hipotálamo y la amígdala.
Las sustancias odoríferas producen diferentes respuestas fisiológicas, como la salivación y aumento de
la motilidad gástrica al aroma de esa pizza, o náuseas y hasta vómitos ante un olor nocivo, como el olora chivo
de ese señor en el colectivo (sabés exactamente a quién me refiero, cada colectivo tiene uno).
El olfato también influye en las interacciones madre-hijo. los lactantes reconocen a sus madres a las
pocas horas del nacimiento por el olfato, y las madres pueden discriminar el olor de su hijo cuando se les
presenta una gama de estímulos aromáticos de lactantes de la misma edad.
En el epitelio olfatorio se incluyen varios tipos celulares. El más importante es la neurona receptora
olfatoria, una célula bipolar que da origen a un axón amielínico que transmite la información olfatoria. Su otra
prolongación se expande en forma de botón, desde donde se extienden varias microvellosidades,
denominadas cilios olfatorios. El moco que reviste la cavidad nasal y controla el medio iónico de los cilios es
producido por glándulas de Bowman, distribuidas entre el epitelio. Cuando la capa de moco se torna más
espesa (como en un resfrío), disminuye la agudeza olfatoria.
Esta disposición permite que las neuronas olfatorias accedan directamente a las moléculas odoríferas,
pero también las exponea otras sustancias que pueden resultar nocivas. Para mantener la integridad de las
neuronas, las células ciliadas del epitelio respiratorio calienta y humedece el aire inspirado. Además, las
células glandulares secretan moco, que atrapa y neutraliza los agentes nocivos.
Cuando se unen sustancias odoríferas a los receptores sobre la superficie externa de los cilios olfatorios
(ya sea directamente o por medio de proteínas fijadoras que atrapan la sustancia y la unen al receptor), se
generan una serie de reacciones que llevan a abrir canales iónicos, y así generar un potencial de receptor.
Estas células tienen una proteína G específica del sistema olfatorio, que activa una adenilato ciclasa específica.
Ambas proteínas se encuentran sólo en el botón y los cilios, por lo que la transducción de los olores solo se
desarrolla en estas porciones. La adenilato ciclasa aumenta los niveles de AMPc, que abre canales que
permiten el ingreso de Na+ y Ca2+, despolarizando a la neurona. Esta despolarización se amplifica por una
corriente de Cl- activada por el Ca2+, y se conduce desde los cilios hasta el cono axónico de la neurona
receptora olfatoria, donde se generan potenciales de acción que se transmiten al bulbo olfatorio.
Los canales con puerta de AMPc están bloqueados en reposo, por las concentraciones elevadas de Ca2+
y Mg2+ en el moco, por lo que para generar un potencial de acción se debe levantar este bloqueo, al abrir
varios canales a la vez. Este requerimiento asegura que las neuronas solo disparen en respuesta a la
estimulación debida.
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Al igual que otros receptores, las neuronas olfatorias se adaptan en presencia continua de un estímulo.
Al aumentar la unión de Ca2+ por la calmodulina, disminuye la sensibilidad del canal al AMPc, y además el Ca2+
abandona la célula mediante la activación de proteínas de intercambio Na+/Ca2+, que reduce el potencial
despolarizante de los canales de Cl-, resultando en una disminución de la frecuencia de potenciales de acción.
La disposición de las neuronas receptoras que expresan diferentes moléculas receptoras odoríferas se
denomina codificación espacial. La codificación de la información olfatoria también depende de el tiempo, y la
información se denomina codificación temporal. Pa que sirve esto? No sabemos :)
Sistema del gusto
Los componentes químicos del alimento interactúan con receptores sobre las células gustativas,
localizadas en especializaciones epiteliales que se denominan corpúsculos gustativos. La información de la
temperatura y la textura del alimento se transduce y transmite a través de receptores somatosensitivos.
Las células gustativas hacen sinapsis con los axones sensitivos primarios que se encuentran en las
ramas cuerda del tímpano y petrosa superior mayor del nervio facial, la rama lingual del glosofaríngeo, y la
rama laríngea superior del vago. Los axones centrales de estas neuronas se proyectan hacia la porción rostral d
el núcleo del tracto solitario en el bulbo. La porción caudal de este núcleo también recibe inervación de ramas
subdiafragmáticas del nervio vago, que controlan la motilidad gástrica.
Los axones de la porción rostral se proyectan hacia el núcleo ventral posteromedial del tálamo, que a
su vez se proyecta hacia la ínsula anterior del lóbulo temporal, y regiones del lóbulo frontal. Alguna
proyecciones conectan el núcleo del tracto solitario con el hipotálamo y la amígdala.
Las células gustativas sólo pueden responder a concentraciones relativamente altas de sustancias
esenciales, para promover una ingesta suficiente. El sodio libre entra en los receptores a favor de su gradiente
electroquímico, a través de canales pasivos, sensibles a amilorida, lo que produce un potencial receptor, y el
gusto salado. Los protones ingresan a través de canales específicos, y generan el gusto ácido. Los receptores
dulces tienen una proteína heteromérica (T1R2 y T1R3) asociada a proteínas G. Los azúcares se unen a estas
subunidades y generan el gusto dulce. Los aminoácidos llegan a receptores heteroméricos (T1R1 y T1R3),
acoplados a proteínas Gq. El aumento de IP3 abre canales de Ca
2+, lo que produce un potencial de receptor y el
sabor umami. Las moléculas que generan el gusto amargo interactúan con el receptor T2R, acoplado a
proteína G (transducina), que aumenta los niveles de IP3 y produce la entrada de Ca
2+ en la célula.
El aumento de calcio intracelular provoca la liberación de serotonina, sobre una neurona sensorial, que
produce un potencial de acción en la neurona postsináptica.
-06-
Sonido
El sonido se refiere a las ondas de presión generadas por la vibración de las moléculas. Como el sonido
perturba las propiedades mecánicas del aire, se dice que es una onda mecánica, es decir, una perturbación
que se propaga por un medio elástico con transmisión de energía pero sin desplazamiento de materia. Forma
una onda longitudinal, en la que la dirección de vibración de las partículas es paralela a la dirección en la que
se propaga la onda. En el aire, el sonido se propaga a 343 m/s.
Las ondas sonoras tienen cuatro características principales: forma, fase, amplitud (Watt) y frecuencia
(Hertz). Los cambios en la amplitud y la frecuencia se perciben como intensidad y tono, respectivamente.
La intensidad de un sonido se define como la cantidad de energía transmitida por la onda sonora en un
tiempo dado, y para un área determinada. Potencia/Superficie = Watt/m2. La potencia sonora, se calcula como
el cuadrado de la amplitud. El rango de potencias audibles es desde los 10-12W/m2, hasta los 10 W/m2.
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El nivel de sensación del sonido se mide en decibeles, y es una unidad que expresa la relación entre la
intensidad de un sonido y la intensidad de un sonido de referencia (mínimo audible).
𝐿𝑤 = 10 × 𝑙𝑜𝑔10 𝑊1𝑊0 (𝑑𝐵)
La frecuencia de una vibración determina si un sonido es grave o agudo. El espectro audible es en
frecuencias de entre 20 Hz hasta 20 kHz. La sensibilidad se pierde con los años, por lo que el límite superior en
el adulto promedio es de 15-17 kHz.
El timbre del sonido es un atributo que depende de las características de la fuente que lo genera. Dos
fuentes diferentes pueden producir sonidos con la misma frecuencia e intensidad, pero sonar distintos.
Algunas fuentes generan oscilaciones superpuestas, ya que cuando un objeto vibra a cierta frecuencia,
también lo hace a múltiplos de la misma, formando armónicos de la onda. La superposición de los armónicos
resulta en una onda compleja.
Sistema auditivo
El sistema auditivo transforma las ondas sonoras en distintos patrones de actividad neural, que luego
se integran con la información de otros sistemas sensitivos. El oído externo y medio recogen las ondas sonoras
y amplifican su presión, para transmitirlas a la cóclea del oído interno, llena de líquido. En la cóclea,