11.9: Conclusión del estudio de caso: Memoria y resumen de capítulos

Conclusión del estudio de caso: desvanecimiento de la memoria

La figura\(\PageIndex{1}\) ilustra algunos de los cambios moleculares y celulares que ocurren en la enfermedad de Alzheimer (EA), que Rosa fue diagnosticada al inicio de este capítulo, luego de experimentar problemas de memoria y otros cambios en su funcionamiento cognitivo, estado de ánimo y personalidad. Estos cambios anormales en el cerebro incluyen el desarrollo de placas amiloides entre las células cerebrales y ovillos neurofibrilares dentro de las neuronas. Estas características distintivas de la EA están asociadas con la pérdida de sinapsis entre neuronas y, en última instancia, la muerte de las neuronas.

Figura\(\PageIndex{1}\): Características de la enfermedad de Alzheimer. A nivel microscópico, algunos de los cambios que ocurren se representan arriba. Por ejemplo, las neuronas pierden conexiones, la placa se acumula, los microtubos se desintegran y mucho más.

Después de leer este capítulo, deberías tener una buena apreciación por la importancia de mantener vivas las neuronas y comunicarse entre sí en las sinapsis. El sistema nervioso coordina todas las actividades voluntarias e involuntarias del cuerpo. Interpreta información del mundo exterior a través de sistemas sensoriales y realiza respuestas adecuadas a través del sistema motor, a través de la comunicación entre el SNP y el SNC. El cerebro dirige el resto del sistema nervioso y controla todo, desde funciones vitales básicas como la frecuencia cardíaca y la respiración hasta funciones de alto nivel como la resolución de problemas y el pensamiento abstracto. El sistema nervioso es capaz de realizar estas importantes funciones generando potenciales de acción en las neuronas en respuesta a la estimulación y enviando mensajes entre células en las sinapsis, típicamente usando moléculas químicas de neurotransmisores. Cuando las neuronas no están funcionando correctamente, pierden sus sinapsis, o mueren, no pueden llevar a cabo la señalización que es esencial para el correcto funcionamiento del sistema nervioso.

La EA es una enfermedad neurodegenerativa progresiva, lo que significa que el daño al cerebro se vuelve más extenso a medida que pasa el tiempo. La figura\(\PageIndex{2}\) ilustra cómo progresa el daño desde antes de que se diagnostique la EA (EA preclínica), a la EA leve y moderada y finalmente a la EA severa.

Figura\(\PageIndex{2}\): Ilustración que muestra las áreas del cerebro que se dañan a medida que avanza la enfermedad de Alzheimer (EA). Esta es una vista lateral a lo largo de la mitad del cerebro, con la parte frontal del cerebro mostrada a la izquierda. Los daños (tono azul) están muy extendidos en la EA severa.

Se puede ver que el daño comienza en una ubicación relativamente pequeña hacia la parte inferior del cerebro. Una de las primeras áreas cerebrales afectadas por la EA es el hipocampo. El hipocampo es importante para el aprendizaje y la memoria. Esto explica por qué muchos de los síntomas de Rosa de AD leve involucran déficits en la memoria, como problemas para recordar dónde colocó objetos, conversaciones recientes y citas.

A medida que avanza la EA, más del cerebro se ve afectado, incluidas las áreas involucradas en la regulación emocional, el comportamiento social, la planificación, el lenguaje, la navegación espacial y el pensamiento de nivel superior. Rosa está empezando a mostrar signos de problemas en estas áreas, entre ellos irritabilidad, arremeter contra familiares, perderse en su vecindario, problemas para encontrar las palabras adecuadas, poner objetos en lugares inusuales y dificultad para administrar sus finanzas. Se puede ver que a medida que avanza la AD, el daño se propaga más a través del cerebro, que ahora sabe controla funciones conscientes como el razonamiento, el lenguaje y la interpretación de estímulos sensoriales. También se puede ver cómo el lóbulo frontal, que controla funciones ejecutivas como la planeación, el autocontrol y el pensamiento abstracto, se daña cada vez más.

El aumento del daño al cerebro provoca déficits correspondientes en el funcionamiento. En la EA moderada, los pacientes tienen mayor memoria, lenguaje y déficits cognitivos en comparación con la EA leve. Es posible que no reconozcan a los miembros de su propia familia, y pueden vagar y perderse, participar en comportamientos inapropiados, agitarse fácilmente y tener problemas para llevar a cabo actividades diarias como vestirse. En la EA severa, gran parte del cerebro se ve afectada. Por lo general, los pacientes no pueden reconocer a los miembros de la familia ni comunicarse y dependen completamente de otros para su atención. Comienzan a perder la capacidad de controlar sus funciones básicas, como el control vesical e intestinal y la deglución adecuada. Eventualmente, la EA causa la muerte, generalmente como consecuencia de esta pérdida de funciones básicas.

Por ahora, Rosa sólo tiene AD leve todavía es capaz de funcionar relativamente bien con el cuidado de su familia. El medicamento que le dio su médico le ha ayudado a mejorar algunos de sus síntomas. Se trata de un inhibidor de la colinesterasa, que bloquea una enzima que normalmente degrada el neurotransmisor acetilcolina. Con más neurotransmisor disponible, más de él puede unirse a los receptores de neurotransmisores en las células postsinápticas. Por lo tanto, este fármaco actúa como agonista de la acetilcolina, lo que potencia la comunicación entre las neuronas en el cerebro de Rosa. Este aumento en la comunicación neuronal puede ayudar a restaurar algunas de las funciones perdidas en la enfermedad de Alzheimer temprana y puede ralentizar la progresión de los síntomas.

Pero la medicación como esta es sólo una medida a corto plazo y no detiene la progresión de la enfermedad subyacente. Idealmente, las neuronas dañadas o muertas serían reemplazadas por nuevas neuronas en funcionamiento. ¿Por qué esto no sucede automáticamente en el cuerpo? Como has aprendido, la neurogénesis es muy limitada en humanos adultos, por lo que una vez que mueren las neuronas en el cerebro, normalmente no son reemplazadas de manera significativa. Sin embargo, los científicos están estudiando las formas en que la neurogénesis podría ser capaz de aumentar en casos de enfermedad o lesión en el cerebro. Además, están investigando la posibilidad de utilizar trasplantes de células madre para reemplazar neuronas dañadas o muertas por nuevas neuronas. Pero esta investigación se encuentra en etapas muy tempranas y actualmente no es un tratamiento para la EA.

Un área prometedora de investigación está en el desarrollo de métodos que permitan la detección y el tratamiento más tempranos de la EA, dado que los cambios en el cerebro en realidad pueden comenzar de 10 a 20 años antes del diagnóstico de la EA. Por ejemplo, un químico radiomarcado llamado Compuesto B de Pittsburgh (PIb) se une a las placas amiloides en el cerebro y en el futuro puede usarse junto con técnicas de imágenes cerebrales para detectar signos tempranos de EA. Los científicos también están buscando biomarcadores en fluidos corporales como la sangre y el líquido cefalorraquídeo que puedan indicar la presencia de EA antes de que aparezcan los síntomas. Por último, los investigadores también están investigando posibles síntomas tempranos y sutiles, como cambios en la forma en que las personas se mueven o una pérdida del olfato, para ver si pueden usarse para identificar a las personas que van a desarrollar EA. Esta investigación se encuentra en las primeras etapas, pero la esperanza es que los pacientes puedan ser identificados antes para brindar un tratamiento más temprano y posiblemente más efectivo y permitir a las familias más tiempo para planificar.

Los científicos también siguen tratando de comprender completamente las causas de la EA, que afecta a más de 5 millones de estadounidenses. Se han identificado algunas mutaciones genéticas que juegan un papel, pero los factores ambientales también parecen ser importantes. Con más investigación sobre las causas y mecanismos de la EA, ojalá, se pueda encontrar una cura, y personas como Rosa puedan vivir una vida más larga y mejor.

Resumen del Capítulo

En este capítulo, aprendiste sobre el sistema nervioso humano. Específicamente, aprendiste que:

• El sistema nervioso es el sistema orgánico que coordina todas las acciones voluntarias e involuntarias del cuerpo transmitiendo señales hacia y desde diferentes partes del cuerpo. Tiene dos divisiones principales, el sistema nervioso central (SNC) y el sistema nervioso periférico (SNP).
• El SNC incluye el cerebro y la médula espinal.
• El SNP consiste principalmente en nervios que conectan el SNC con el resto del cuerpo. Tiene dos divisiones principales: el sistema nervioso somático y el sistema nervioso autónomo. El sistema somático controla las actividades que están bajo control voluntario. El sistema autonómico controla las actividades que son involuntarias.
• El sistema nervioso autónomo se divide además en la división simpática, que controla la respuesta de lucha o huida; la división parasimpática, que controla la mayoría de las respuestas involuntarias rutinarias; y la división entérica, que proporciona control local para los procesos digestivos.
• Las señales enviadas por el sistema nervioso son señales eléctricas llamadas impulsos nerviosos. Se transmiten por células especiales, excitables eléctricamente llamadas neuronas, que son uno de los dos tipos principales de células en el sistema nervioso.
• Las células gliales son el otro tipo principal de células del sistema nervioso. Hay muchos tipos de células gliales, y tienen muchas funciones específicas. En general, las células gliales funcionan para apoyar, proteger y nutrir las neuronas.
• Las partes principales de una neurona incluyen el cuerpo celular, las dendritas y el axón. El cuerpo celular contiene el núcleo. Las dendritas reciben impulsos nerviosos de otras células, y el axón transmite impulsos nerviosos a otras células en las terminales axónicas. Una sinapsis es una unión compleja de membrana al final de un axón terminal que transmite señales a otra célula.
• Los axones suelen estar envueltos en una vaina de mielina eléctricamente aislante, que es producida por células gliales. Los impulsos eléctricos llamados potenciales de acción ocurren en huecos en la vaina de mielina, llamados nodos de Ranvier, que acelera la conducción de los impulsos nerviosos por el axón.
• La neurogénesis, o la formación de nuevas neuronas por división celular, puede ocurrir en un cerebro humano maduro pero solo de manera limitada.
• El tejido nervioso en el cerebro y la médula espinal consiste en materia gris, que contiene principalmente los cuerpos celulares de las neuronas; y la materia blanca, que contiene principalmente axones mielinizados de neuronas. Los nervios del sistema nervioso periférico consisten en haces largos de axones mielinizados que se extienden por todo el cuerpo.
• Hay cientos de tipos de neuronas en el sistema nervioso humano, pero muchas pueden clasificarse en función de la dirección en la que llevan los impulsos nerviosos. Las neuronas sensoriales transportan los impulsos nerviosos lejos del cuerpo y hacia el sistema nervioso central, las neuronas motoras los llevan lejos del sistema nervioso central y hacia el cuerpo, y las interneuronas a menudo los transportan entre las neuronas sensoriales y motoras.
• Un impulso nervioso es un fenómeno eléctrico que ocurre debido a una diferencia en la carga eléctrica a través de la membrana plasmática de una neurona.
• La bomba de sodio-potasio mantiene un gradiente eléctrico a través de la membrana plasmática de una neurona cuando no está transmitiendo activamente un impulso nervioso. Este gradiente se llama el potencial de reposo de la neurona.
• Un potencial de acción es una inversión repentina del gradiente eléctrico a través de la membrana plasmática de una neurona en reposo. Comienza cuando la neurona recibe una señal química de otra célula o algún otro tipo de estímulo. El potencial de acción viaja rápidamente por el axón de la neurona como una corriente eléctrica.
• Un impulso nervioso se transmite a otra célula en una sinapsis eléctrica o química. En una sinapsis química, los químicos neurotransmisores se liberan de la célula presináptica hacia la hendidura sináptica entre las células. Los químicos viajan a través de la hendidura hasta la célula postsináptica y se unen a los receptores incrustados en su membrana.
• Hay muchos tipos diferentes de neurotransmisores. Sus efectos sobre la célula postsináptica generalmente dependen del tipo de receptor al que se unen. Los efectos pueden ser excitatorios, inhibitorios o moduladores de formas más complejas. Pueden presentarse trastornos tanto físicos como mentales si hay problemas con los neurotransmisores o sus receptores.
• El SNC incluye el cerebro y la médula espinal. Está protegida físicamente por huesos, meninges y líquido cefalorraquídeo. Está protegido químicamente por la barrera hematoencefálica.
• El cerebro es el centro de control del sistema nervioso y de todo el organismo. El cerebro utiliza una proporción relativamente grande de la energía del cuerpo, principalmente en forma de glucosa.
• El cerebro se divide en tres partes principales, cada una con diferentes funciones: tronco encefálico, cerebelo y cerebro. El cerebro se divide además en hemisferios izquierdo y derecho. Cada hemisferio tiene cuatro lóbulos: frontal, parietal, temporal y occipital. Cada lóbulo está asociado con sentidos específicos u otras funciones.
• El cerebro tiene una fina capa externa llamada corteza cerebral. Sus múltiples pliegues le dan una gran superficie. Aquí es donde se realiza la mayor parte del procesamiento de la información.
• Las estructuras internas del cerebro incluyen el hipotálamo, que controla el sistema endocrino a través de la glándula pituitaria; y el tálamo, que tiene varias funciones involuntarias.
• La médula espinal es un haz tubular de tejidos nerviosos que se extiende desde la cabeza hasta la mitad de la espalda hasta la pelvis. Funciona principalmente para conectar el cerebro con el SNP. También controla ciertas respuestas rápidas llamadas reflejos sin entrada del cerebro.
• Una lesión de la médula espinal puede provocar parálisis (pérdida de sensibilidad y movimiento) del cuerpo por debajo del nivel de la lesión porque los impulsos nerviosos ya no pueden viajar arriba y abajo de la médula espinal más allá de ese punto.
• El SNP consiste en todo el tejido nervioso que se encuentra fuera del SNC. Su función principal es conectar el SNC con el resto del organismo.
• Los tejidos que componen el SNP son nervios y ganglios. Los ganglios actúan como puntos de retransmisión para los mensajes que se transmiten a través de los nervios. Los nervios se clasifican como sensoriales, motores o una mezcla de los dos.
• El SNP no está tan bien protegido física o químicamente como el SNC, por lo que es más propenso a sufrir lesiones y enfermedades. Los problemas del SNP incluyen lesiones por diabetes, herpes zóster e intoxicación por metales pesados. Dos trastornos del SNP son el síndrome de Guillain-Barre y la enfermedad de Charcot-Marie-Tooth.
• El cuerpo humano tiene dos tipos principales de sentidos, sentidos especiales y sentidos generales. Los sentidos especiales tienen órganos sensoriales especializados e incluyen visión (ojos), audición (oídos), equilibrio (oídos), gusto (lengua) y olfato (conductos nasales). Todos los sentidos generales están asociados con el tacto y carecen de órganos especiales de los sentidos. Los receptores táctiles se encuentran en todo el cuerpo pero particularmente en la piel.
• Todos los sentidos dependen de las células receptoras sensoriales para detectar estímulos sensoriales y transformarlos en impulsos nerviosos. Los tipos de receptores sensoriales incluyen mecanorreceptores (fuerzas mecánicas), termorreceptores (temperatura), nociceptores (dolor), fotorreceptores (luz) y quimiorreceptores (químicos).
• El tacto incluye la capacidad de detectar presión, vibración, temperatura, dolor y otros estímulos táctiles. La piel incluye varios tipos diferentes de células receptoras táctiles.
• La visión es la capacidad de percibir la luz y ver. El ojo es el órgano sensorial especial que recoge y enfoca la luz, forma imágenes y las cambia a impulsos nerviosos. Los nervios ópticos envían información desde los ojos al cerebro, que procesa la información visual y nos “dice” lo que estamos viendo.
• Los problemas comunes de visión incluyen miopía (miopía), hipermetropía (hipermetropía) y presbicia (disminución de la visión cercana relacionada con la edad).
• La audición es la capacidad de percibir las ondas sonoras, y el oído es el órgano que detecta el sonido. Cambia las ondas sonoras a vibraciones que desencadenan impulsos nerviosos, que viajan al cerebro a través del nervio auditivo. El cerebro procesa la información y nos “dice” lo que estamos escuchando.
• El oído es también el órgano responsable del sentido del equilibrio, que es la capacidad de sentir y mantener una posición corporal adecuada. Los oídos envían impulsos en la posición de la cabeza al cerebro, que envía mensajes al músculo esquelético a través del sistema nervioso periférico. Los músculos responden contrayéndose para mantener el equilibrio.
• El sabor y el olfato son habilidades para percibir productos químicos. Los receptores gustativos en las papilas gustativas en la lengua perciben químicos en los alimentos y los receptores olfativos en los conductos nasales perciben químicos en el aire. El sentido del olfato contribuye significativamente al sentido del gusto.
• Las drogas psicoactivas son sustancias que cambian la función del cerebro y resultan en alteraciones del estado de ánimo, el pensamiento, la percepción y/o el comportamiento. Incluyen medicamentos recetados como analgésicos opioides, sustancias legales como la nicotina y el alcohol, y drogas ilegales como el LSD y la heroína.
• Los psicoactivos se dividen en diferentes clases según sus efectos farmacológicos. Incluyen estimulantes, depresores, ansiolíticos, euforantes, alucinógenos y empatógenos. Muchas drogas psicoactivas tienen múltiples efectos por lo que pueden colocarse en más de una clase.
• Los fármacos psicoactivos generalmente producen sus efectos al afectar la química cerebral. Generalmente, actúan ya sea como agonistas, que potencian la actividad de neurotransmisores particulares; o como antagonistas, que disminuyen la actividad de neurotransmisores particulares.
• Las drogas psicoactivas se utilizan para diversos fines, incluyendo fines médicos, rituales y recreativos.
• El uso indebido de drogas psicoactivas puede llevar a la adicción, que es el uso compulsivo de una droga a pesar de las consecuencias negativas. El uso sostenido de una droga adictiva puede producir dependencia física o psicológica de la droga. La rehabilitación suele implicar psicoterapia y en ocasiones el uso temporal de otras drogas psicoactivas.

Además del sistema nervioso, existe otro sistema del cuerpo que es importante para coordinar y regular muchas funciones diferentes: el sistema endocrino. Aprenderás sobre el sistema endocrino en el siguiente capítulo.

Revisión de resumen del capítulo

1. Imagina que decides hacer un movimiento. Para llevar a cabo esta decisión, una neurona en la corteza cerebral de tu cerebro (neurona A) dispara un impulso nervioso que se envía a una neurona en tu médula espinal (neurona B). La neurona B envía entonces la señal a una célula muscular, haciendo que se contraiga, resultando en movimiento. Responde las siguientes preguntas sobre este camino.
   1. ¿En qué parte del cerebro se encuentra la neurona A, el cerebelo, el cerebro o el tronco encefálico? Explica cómo sabes.
   2. El cuerpo celular de la neurona A se encuentra en un lóbulo del cerebro que está involucrado en el pensamiento abstracto, la resolución de problemas y la planificación. ¿Qué lóbulo es este?
   3. Parte de la neurona A viaja hasta la médula espinal para encontrarse con la neurona B. ¿Qué parte de la neurona A viaja a la médula espinal?
   4. La neurona A forma una sinapsis química con la neurona B en la médula espinal. ¿Cómo se transmite la señal de la neurona A a la neurona B?
   5. ¿La neurona A está en el sistema nervioso central (SNC) o en el sistema nervioso periférico (SNP)?
   6. El axón de la neurona B viaja en un nervio a una célula del músculo esquelético. ¿El nervio es parte del SNC o PNS? ¿Es este un nervio aferente o un nervio eferente?
   7. ¿Qué parte del SNP está involucrada en esta vía, el sistema nervioso autónomo o el sistema nervioso somático? Explica tu respuesta.
2. ¿Cuáles son las diferencias entre un receptor neurotransmisor y un receptor sensorial?
3. ¿Qué parte de una neurona postsináptica recibe normalmente las señales de una neurona presináptica?
   1. El terminal axón
   2. Los nodos de Ranvier
   3. Las dendritas
   4. El cuerpo celular
4. Verdadero o Falso. Las células gliales producen potenciales de acción.
5. Verdadero o Falso. La médula espinal consiste únicamente en materia blanca.
6. Verdadero o Falso. Los axones pueden tener más de un metro de largo en humanos adultos.
7. Si una persona tiene un derrame cerebral y como resultado tiene problemas para usar el lenguaje correctamente, ¿qué hemisferio de su cerebro probablemente se dañó? Explica tu respuesta.
8. El lado derecho del cerebro generalmente controla ¿cuál lado del cuerpo?
   1. lado derecho
   2. lado izquierdo
   3. región de la cabeza
   4. regiones del tronco y de las piernas
9. Los gradientes eléctricos son responsables del potencial de reposo y el potencial de acción en las neuronas. Responde las siguientes preguntas sobre las características eléctricas de las neuronas.
   1. Definir qué es un gradiente eléctrico, en el contexto de una celda.
   2. ¿Qué se encarga de mantener el gradiente eléctrico que da como resultado el potencial de reposo?
   3. Comparar y contrastar el potencial de reposo y el potencial de acción.
   4. ¿Dónde ocurre a lo largo de un axón mielinado el potencial de acción? ¿Por qué sucede aquí?
10. ¿Qué significa que el potencial de acción es “todo o ninguno?”
11. ¿Qué determina si un neurotransmisor tiene un efecto excitatorio o inhibidor? Elige la mejor respuesta.
    1. El propio neurotransmisor
    2. El receptor específico para el neurotransmisor en la célula postsináptica
    3. El número de vesículas sinápticas en el axón terminal
    4. Ya sea en una neurona sensorial o en una neurona motora
12. Comparar y contrastar células de Schwann y oligodendrocitos.
13. Verdadero o Falso. El cerebelo constituye la mayor parte del cerebro y se divide en cuatro lóbulos.
14. Verdadero o Falso. El hipotálamo es parte del cerebro.
15. ¿Qué lóbulo del cerebro procesa la información táctil?
    1. Parietal
    2. Occipital
    3. Cóclea
    4. Temporal
16. La información sobre los sonidos se envía principalmente a qué lóbulo del cerebro?
    1. Parietal
    2. Occipital
    3. Cóclea
    4. Temporal
17. Los bastones y conos en la retina son:
    1. Mecanorreceptores
    2. Nociceptores
    3. Fotorreceptores
    4. Quimiorreceptores
18. Para los sentidos del olfato y del oído, nombra sus respectivas células receptoras sensoriales, qué tipo de células receptoras son y qué estímulos detectan.
19. Verdadero o Falso. La información sensorial como el olfato, el gusto y el sonido, son transportados al SNC por los nervios craneales.
20. Verdadero o Falso. El sistema nervioso parasimpático es una división del sistema nervioso central.

Atribuciones

1. Características de AD por Instituto Nacional del Envejecimiento, Institutos Nacionales de Salud; dominio público vía Wikimedia Commons
2. Enfermedad de Alzheimer, se propaga a través del cerebro por Instituto Nacional del Envejecimiento, Institutos Nacionales de Salud; dominio público vía Flickr.com
3. Texto adaptado de Biología Humana por CK-12 licenciado CC BY-NC 3.0