1.1: La neurona

Las neuronas son las unidades básicas del cerebro. Su función principal es enviar señales eléctricas a distancias cortas y largas en el cuerpo, y son excitables eléctrica y químicamente. La función de la neurona depende de la estructura de la neurona. La neurona típica consiste en las dendritas, el cuerpo celular, el axón (incluido el montículo del axón) y el terminal presináptico.

Figura 1.1. Una neurona típica. Las dendritas se ramifican desde el cuerpo celular, donde se encuentra el núcleo. El montículo del axón se localiza donde el cuerpo celular pasa al axón. El axón comienza en el montículo del axón y termina en el terminal presináptico, que puede ramificarse en múltiples terminales. 'Neuron' de Casey Henley está bajo una Licencia Creative Commons Atribución No Comercial Compartir Igual (CC-BY-NC-SA) 4.0 Internacional.

Dendrítas

Las dendritas, que se muestran aquí en verde, son procesos que se ramifican en forma de árbol desde el cuerpo celular. Son el objetivo principal para las señales entrantes recibidas de otras celdas. El número de entradas que recibe una neurona depende de la complejidad de la ramificación dendrítica. Las dendritas también pueden tener pequeñas protuberancias a lo largo de las ramas conocidas como espinas. Las espinas, ilustradas en la caja de inserción, son los sitios de algunos contactos sinápticos. Las espinas aumentan la superficie del cenador dendrítico, lo que puede ser un factor importante en la recepción de la comunicación.

Figura 1.2. Las dendritas se ramifican desde el soma. Su función es recibir información de otras neuronas. Algunas dendritas tienen pequeñas protuberancias llamadas espinas que son importantes para comunicarse con otras neuronas. 'Dendrítas' de Casey Henley está bajo una Licencia Creative Commons Atribución No Comercial Compartir Igual (CC-BY-NC-SA) 4.0 Internacional.

Cuerpo Celular

El cuerpo celular, que se muestra aquí en verde y también conocido como soma, contiene el núcleo y los orgánulos celulares, incluyendo retículo endoplásmico, aparato de Golgi, mitocondrias, ribosomas y vesículas secretoras. El núcleo alberga el ADN de la célula, que es el molde para todas las proteínas sintetizadas en la célula. Los orgánulos, ilustrados en la caja de recuadro, en el soma son responsables de mecanismos celulares como la síntesis de proteínas, el empaquetamiento de moléculas y la respiración celular.

Figura 1.3. El cuerpo celular, o soma, de la neurona contiene el núcleo y orgánulos que se encuentran comúnmente en otros tipos celulares y son importantes para las funciones celulares básicas. Estos orgánulos incluyen mitocondrias, retículo endoplásmico y aparato de Golgi. 'Soma' de Casey Henley está bajo una Licencia Creative Commons Atribución No Comercial Compartir Igual (CC-BY-NC-SA) 4.0 Internacional.

Axon

El axón, resaltado en verde, suele ser un proceso largo y único que comienza en el montículo del axón y se extiende desde el cuerpo celular. El montículo del axón se localiza donde el cuerpo celular pasa al axón. Los axones pueden ramificarse para comunicarse con más de una célula diana.

Figura 1.4. El axón es una proyección única larga que comienza en el montículo del axón, la región entre el cuerpo celular y el axón. El axón termina en el terminal presináptico. 'Axon' de Casey Henley está bajo una Licencia Creative Commons Atribución No Comercial Compartir Igual (CC-BY-NC-SA) 4.0 Internacional.

Potencial de acción

El axón transmite una señal eléctrica, llamada potencial de acción, desde el montículo del axón hasta el terminal presináptico donde la señal eléctrica dará como resultado una liberación de neurotransmisores químicos para comunicarse con la siguiente célula. El potencial de acción es un cambio muy breve en el potencial eléctrico, que es la diferencia de carga entre el interior y el exterior de la celda. Durante el potencial de acción, el potencial eléctrico a través de la membrana se mueve de un valor negativo a un valor positivo y retrocede.

Animación 1.1. El potencial de acción es un cambio breve pero significativo en el potencial eléctrico a través de la membrana. El potencial de membrana se moverá de un potencial negativo de membrana en reposo, mostrado aquí como -65 mV, y rápidamente se volverá positivo y luego volverá rápidamente al reposo durante un potencial de acción. El potencial de acción se mueve hacia abajo del axón comenzando en el montículo del axón. Cuando llega al terminal sináptico, provoca la liberación de neurotransmisor químico. 'Propagación potencial de acción' por Casey Henley está bajo una Licencia Creative Commons Atribución No Comercial Compartir Igual (CC-BY-NC-SA) 4.0 Internacional. Ver imagen estática de animación.

Mielina

Muchos axones también están cubiertos por una vaina de mielina, una sustancia grasa que se envuelve alrededor de porciones del axón y aumenta la velocidad del potencial de acción. Hay roturas entre los segmentos de mielina llamados Nodos de Ranvier, y esta región descubierta de la membrana regenera el potencial de acción a medida que se propaga por el axón en un proceso llamado conducción salatoria. Hay una alta concentración de canales iónicos dependientes de voltaje, que son necesarios para que ocurra el potencial de acción, en los Nodos de Ranvier.

Figura 1.5. La mielina envuelve y aísla el axón. Los espacios entre la vaina de mielina, donde se descubre el axón, se llaman los Nodos de Ranvier. 'Mielin' de Casey Henley está bajo una Licencia Creative Commons Atribución No Comercial Compartir Igual (CC-BY-NC-SA) 4.0 Internacional.

Características del Axon

Longitud del Axon

La longitud de un axón es variable dependiendo de la ubicación de la neurona y su función. El axón de una neurona sensorial en tu dedo gordo del pie necesita viajar desde tu pie hasta tu médula espinal, mientras que una interneurona en tu médula espinal puede tener solo unos cientos de micrómetros de longitud.

Figura 1.6. Los axones varían en longitud. Las interneuronas espinales, neuronas que existen completamente dentro de la médula espinal, pueden tener axones cortos, mientras que las neuronas sensoriales o motoras, que necesitan llegar desde la médula espinal hasta la región corporal apropiada, por ejemplo el dedo del pie, tienen axones largos. 'Longitud del axón' por Casey Henley está bajo una Licencia Creative Commons Atribución No Comercial Compartir Igual (CC-BY-NC-SA) 4.0 Internacional.

Diámetro del Axon

El diámetro del axón también es variable y se puede utilizar para diferenciar diferentes tipos de neuronas. El diámetro afecta la velocidad a la que se propagará el potencial de acción. Cuanto mayor sea el diámetro, más rápido puede viajar la señal. Adicionalmente, los axones de mayor diámetro tienden a tener mielina más gruesa.

Figura 1.7. El diámetro del axón y la cantidad de mielinización varían. Los axones de gran diámetro suelen tener una vaina de mielina más gruesa, lo que resulta en una velocidad de potencial de acción rápida. Los axones de diámetro pequeño pueden no tener mielina presente, lo que resulta en una velocidad de potencial de acción lenta. 'Axon Diameter' por Casey Henley está bajo una Licencia Creative Commons Atribución No Comercial Compartir Igual (CC-BY-NC-SA) 4.0 Internacional.

Terminal Presináptica

El axón termina en el boutón terminal presináptico o terminal. El terminal de la célula presináptica forma una sinapsis con otra neurona o célula, conocida como célula postsináptica. Cuando el potencial de acción alcanza el terminal presináptico, la neurona libera neurotransmisores en la sinapsis. Los neurotransmisores actúan sobre la célula postsináptica. Por lo tanto, la comunicación neuronal requiere tanto una señal eléctrica (el potencial de acción) como una señal química (el neurotransmisor). Más comúnmente, los terminales presinápticos contactan con las dendritas, pero los terminales también pueden comunicarse con cuerpos celulares o incluso con axones. Las neuronas también pueden sinapsis en células no neuronales como las células musculares o las glándulas.

Figura 1.8. El terminal presináptico forma contactos sinápticos con una célula postsináptica. 'Terminal Presynáptica' por Casey Henley está bajo una Licencia Creative Commons Atribución No Comercial Compartir Igual (CC-BY-NC-SA) 4.0 Internacional.

Los términos presináptico y postsináptico hacen referencia a qué neurona está liberando neurotransmisores y cuál los está recibiendo. Las células presinápticas liberan neurotransmisores en la sinapsis y esos neurotransmisores actúan sobre la célula postsináptica.

Figura 1.9. La célula presináptica es la neurona que libera neurotransmisores en la sinapsis para actuar sobre la célula postsináptica. 'Célula Postsináptica' por Casey Henley está bajo una Licencia Creative Commons Atribución No Comercial Compartir Igual (CC-BY-NC-SA) 4.0 Internacional.

Variaciones en la estructura

Aunque estos componentes estructurales típicos se pueden ver en todas las neuronas, la estructura general puede variar drásticamente dependiendo de la ubicación y función de la neurona. Algunas neuronas, llamadas unipolares, solo tienen una rama del cuerpo celular, y las dendritas y los terminales axónicos se proyectan de él. Otras, llamadas bipolares, tienen una rama axonal y una rama dendrítica. Las neuronas multipolares pueden tener muchos procesos ramificándose desde el cuerpo celular. Adicionalmente, cada una de las proyecciones puede tomar muchas formas, con diferentes características de ramificación. Sin embargo, las características comunes del cuerpo celular, las dendritas y los axones son comunes entre todas las neuronas.

Figura 1.10. La estructura de las neuronas es variable, pero los componentes principales del cuerpo celular (mostrado en negro), dendritas (en marrón) y axón (mostrado en azul) son comunes entre todas las neuronas. 'Tipos de neuronas' por Casey Henley está bajo una Licencia Creative Commons Atribución No Comercial Compartir Igual (CC-BY-NC-SA) 4.0 Internacional.

Claves para llevar

• Cada componente estructural de la neurona tiene una función importante
• La estructura general de la célula puede variar dependiendo de la ubicación y función de la neurona

¡Ponte a prueba!

Un elemento H5P interactivo ha sido excluido de esta versión del texto. Puedes verlo en línea aquí:
https://openbooks.lib.msu.edu/neuroscience/?p=5#h5p-2

Revisión adicional

1. Dibujar una neurona e identificar las siguientes estructuras: dendritas, soma, montículo axón, axón, mielina, nodos de Ranvier, terminal presináptica
2. Describa las funciones de cada estructura neuronal representada en su modelo.
3. Predecir qué pasaría con la función de las neuronas si se destruyera la mielina.

RESPUESTAS

Versión en video de la lección

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