8.1: Organización Neuronal

Objetivos de aprendizaje

• Describir la organización general de las neuronas dentro y fuera del sistema nervioso central.

Sistema nervioso central

El sistema nervioso central (SNC) está formado por el cerebro, una parte del cual se muestra en la Figura 8.1 y la médula espinal y está cubierto con tres capas de cubiertas protectoras llamadas meninges (de la palabra griega para membrana). La capa más externa es la duramadre (latín para “madre dura”). Como sugiere el latín, la función principal de esta gruesa capa es proteger el cerebro y la médula espinal. La duramadre también contiene estructuras en forma de vena que transportan la sangre desde el cerebro hasta el corazón. La capa media es la materia aracnoidea similar a una tela. La última capa es la pia mater (en latín para “madre blanda”), que contacta directamente y cubre el cerebro y la médula espinal como una envoltura plástica. El espacio entre el aracnoideo y la piamadre se llena de líquido cefalorraquídeo (LCR). El LCR es producido por un tejido llamado plexo coroideo en compartimentos llenos de líquido en el SNC llamado ventrículos. El cerebro flota en el LCR, que actúa como cojín y amortiguador y hace que el cerebro flote neutralmente. El LCR también funciona para hacer circular sustancias químicas por todo el cerebro y hacia la médula espinal.

Todo el cerebro contiene solo alrededor de 8.5 cucharadas de LCR, pero el LCR se produce constantemente en los ventrículos. Esto crea un problema cuando se obstruye un ventrículo: el LCR se acumula y crea hinchazón y el cerebro se empuja contra el cráneo. Esta afección de hinchazón se llama hidrocefalia (“cabeza de agua”) y puede causar convulsiones, problemas cognitivos e incluso la muerte si no se inserta una derivación para eliminar el líquido y la presión.

Figura 8.1. La corteza cerebral está cubierta por tres capas de meninges: la duramadre, la aracnoidea y la piamadre. (crédito: modificación de obra por Grey's Anatomy)

Sistema nervioso autónomo

Figura_35_04_01F-771x1024.png.pagespeed.ic.yfvb9zhb58.png” />Figura 8.2. Sistema nervioso autónomo.

Ejercicio\(\PageIndex{1}\)

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es falsa?
a. La vía parasimpática es la encargada de descansar el cuerpo, mientras que la vía simpática se encarga de prepararse para una emergencia.
b. La mayoría de las neuronas preganglionares en la vía simpática se originan en la médula espinal.
c. La ralentización del latido del corazón es una respuesta parasimpática.
d. Las neuronas parasimpáticas son responsables de liberar norepinefrina en el órgano diana, mientras que las neuronas simpáticas son las responsables de liberar acetilcolina.

Sistema nervioso simpático
El sistema nervioso simpático es responsable de la respuesta de “lucha o huida” que ocurre cuando un animal se encuentra con una situación peligrosa. Una forma de recordar esto es pensar en la sorpresa que siente una persona al encontrarse con una serpiente (“serpiente” y “simpático” ambos comienzan con “s”). Ejemplos de funciones controladas por el sistema nervioso simpático incluyen una frecuencia cardíaca acelerada y una digestión inhibida. Estas funciones ayudan a preparar el cuerpo de un organismo para la tensión física requerida para escapar de una situación potencialmente peligrosa o para protegerse de un depredador.

La mayoría de las neuronas preganglionares en el sistema nervioso simpático se originan en la médula espinal, como se ilustra en la Figura 8.3. Los axones de estas neuronas liberan acetilcolina en las neuronas postganglionares dentro de los ganglios simpáticos (los ganglios simpáticos forman una cadena que se extiende a lo largo de la médula espinal). La acetilcolina activa las neuronas postganglionares. Las neuronas postganglionares luego liberan norepinefrina en los órganos diana. Como puede atestiguar cualquiera que alguna vez haya sentido prisa antes de una gran prueba, discurso o evento atlético, los efectos del sistema nervioso simpático son bastante generalizados. Esto se debe tanto a que una neurona pregangliónica sinapsis en múltiples neuronas postganglionares, amplificando el efecto de la sinapsis original, como porque la glándula suprarrenal también libera norepinefrina (y la hormona epinefrina estrechamente relacionada) en el torrente sanguíneo. Los efectos fisiológicos de esta liberación de norepinefrina incluyen dilatar la tráquea y los bronquios (facilitando que el animal respire), aumentando la frecuencia cardíaca y moviendo la sangre de la piel al corazón, los músculos y el cerebro (para que el animal pueda pensar y correr). La fuerza y la velocidad de la respuesta simpática ayudan a un organismo a evitar el peligro, y los científicos han encontrado evidencia de que también puede aumentar el LTP, lo que permite que el animal recuerde la situación peligrosa y la evite en el futuro.

Figura 8.3. Sistema nervioso simpático y parasimpático en humanos.

Sistema nervioso parasimpático

Si bien el sistema nervioso simpático se activa en situaciones estresantes, el sistema nervioso parasimpático permite que un animal “descanse y digiera”. Una forma de recordar esto es pensar que durante una situación de descanso como un picnic, el sistema nervioso parasimpático tiene el control (“picnic” y “parasimpático” ambos comienzan con “p”). Las neuronas preganglionares parasimpáticas tienen cuerpos celulares localizados en el tronco encefálico y en la médula espinal sacra (hacia la parte inferior), como se muestra en la Figura 8.3. Los axones de las neuronas preganglionares liberan acetilcolina en las neuronas postganglionares, las cuales generalmente se localizan muy cerca de los órganos diana. La mayoría de las neuronas postganglionares liberan acetilcolina en los órganos diana, aunque algunas liberan óxido nítrico.

El sistema nervioso parasimpático restablece la función orgánica después de que se activa el sistema nervioso simpático (la descarga de adrenalina común que sientes después de un evento de 'lucha o huida'). Los efectos de la liberación de acetilcolina en los órganos diana incluyen ralentización de la frecuencia cardíaca, disminución de la presión arterial y estimulación de la digestión.

Sistema nervioso sensorio-somático

El sistema nervioso sensorio-somático está formado por nervios craneales y espinales y contiene neuronas sensoriales y motoras. Las neuronas sensoriales transmiten información sensorial desde la piel, el músculo esquelético y los órganos sensoriales al SNC. Las neuronas motoras transmiten mensajes sobre el movimiento deseado desde el SNC a los músculos para hacerlos contraerse. Sin su sistema nervioso sensorio-somático, un animal no podría procesar ninguna información sobre su entorno (lo que ve, siente, escucha, etc.) y no podría controlar los movimientos motores. A diferencia del sistema nervioso autónomo, que tiene dos sinapsis entre el SNC y el órgano diana, las neuronas sensoriales y motoras tienen solo una sinapsis: una terminación de la neurona está en el órgano y la otra contacta directamente con una neurona del SNC. La acetilcolina es el principal neurotransmisor liberado en estas sinapsis.

Los humanos tienen 12 nervios craneales, nervios que emergen o entran en el cráneo (cráneo), a diferencia de los nervios espinales, que emergen de la columna vertebral. A cada nervio craneal se le asigna un nombre, el cual se detalla en la Figura 8.4. Algunos nervios craneales transmiten solo información sensorial. Por ejemplo, el nervio olfativo transmite información sobre olores desde la nariz hasta el tronco encefálico. Otros nervios craneales transmiten casi únicamente información motora. Por ejemplo, el nervio oculomotor controla la apertura y cierre del párpado y algunos movimientos oculares. Otros nervios craneales contienen una mezcla de fibras sensoriales y motoras. Por ejemplo, el nervio glosofaríngeo tiene un papel tanto en el gusto (sensorial) como en la deglución (motor).

Los nervios espinales transmiten información sensorial y motora entre la médula espinal y el resto del cuerpo. Cada uno de los 31 nervios espinales (en humanos) contiene axones tanto sensoriales como motores. Los cuerpos celulares de neuronas sensoriales se agrupan en estructuras llamadas ganglios de la raíz dorsal y se muestran en la Figura 8.5. Cada neurona sensorial tiene una proyección, con un receptor sensorial que termina en la piel, músculo u órganos sensoriales, y otra que sinapsis con una neurona en la médula espinal dorsal. Las neuronas motoras tienen cuerpos celulares en la materia gris ventral de la médula espinal que se proyectan hacia el músculo a través de la raíz ventral. Estas neuronas suelen ser estimuladas por interneuronas dentro de la médula espinal pero a veces son estimuladas directamente por neuronas sensoriales.

Figura 8.4. Nervios craneales en humanos.

Figura 8.5. Estructuras de la médula espinal.

El sistema nervioso periférico contiene tanto el sistema nervioso autónomo como el sensorio-somático. El sistema nervioso autónomo proporciona control inconsciente sobre las funciones viscerales y tiene dos divisiones: el sistema nervioso simpático y parasimpático. El sistema nervioso simpático se activa en situaciones estresantes para preparar al animal para una respuesta de “pelea o huida”. El sistema nervioso parasimpático está activo durante los períodos de descanso. El sistema nervioso sensorio-somático está formado por nervios craneales y espinales que transmiten información sensorial desde la piel y los músculos al SNC y los comandos motores desde el SNC hasta los músculos.

Ejercicio\(\PageIndex{1}\)

Cuando usas una palabra nervio ¿a qué se refiere? ¿Qué pasa con la neurona? ¿En qué se diferencian estos términos y cómo son los mismos en términos de su función?