Neurociencia: part 1 (2014)

Apunte Catalán
Universidad Universidad de Lleida (UdL)
Grado Medicina - 2º curso
Asignatura Neurobiologia
Año del apunte 2014
Páginas 5
Fecha de subida 16/01/2015
Descargas 16
Subido por

Vista previa del texto

NEUROCIÈNCIA Alba Morant Giménez SISTEMA NERVIÓS Funcions: · Obtindre informació de l'entorn: a través de senyals · Processament i emmagatzematge de la informació: que poden ser propioceptius (que venen del nostre interior) o senyals exteriors.
· Generació de comportament: que pot ser tan primari com una fugida cap a un perill com complex · Processos cognitius (pensament) i afectius (emocions), memòria aprenentatge, autoconsciència, processos mentals genuïnament humans · Integració orgànica en organismes pluricel·lulars (SN Vegetatiu) El sistema nerviós central als humans està molt desenvolupada l'escorça cerebral. La tinció de Nissl ens permet visualitzar molt be el component cel·lular de l'escorça. No totes les neurones tenen espines dendrítiques i quan hi tenen presenten sinapsis axodendrítiques. La dendrita és una zona receptora de senyals, per tant entren per les dendrites passen pel soma cap al axó. Per tant a nivell de les dendrites son centrípetes i a nivell del axó centrífugues, segons la llei de la polarització dinàmica. La neurona és una fàbrica de potencials d’acció, ja siga amb major o menor intensitat.
Hodking i Huxley en 1952 van estudiar el potencial d’acció amb el calamar, eren canvis de potencial i de permeabilitat de sodi i potassi en el medi intern i extern.
Les neurones de projecció son aquelles amb un llarg axó que va a llocs llunyans. Cada una de les neurones expressen una certa quantitat de fluorocroms quan son afegits. Per tant podem saber la connectivitat de cada una d’elles.
La complexitat del sistema nerviós: · Nombre de neurones 1011 · Número de sinapsis: 1000 x 1012 · Contades a una velocitat de 1 a cada segon, es tardaria 32 x 106 anys en finalitzar el recompte.
· Les possibles combinacions que es poden formar donen una xifra astronòmica del ordre de 10 seguit de 106 zeros ( el nº de partícules en tot l’univers és de 10 x 1080).
Respecte la neurona: la eucromatina està activa per a la transcripció, menys condensada. Té un citoesquelet molt prominent, format per actina, tubulina i proteïnes de neurofilaments.
L’orientació de la tubulina depèn de la interacció de les MAPs.
TRANSPORT AXOPLÀSMIC És un fenomen molt important el transport axoplàsmic. Hi ha un transport regulatiu de materials d'un lloc a un altre de la neurona. Tots aquests materials han d'estar traslladats a llocs a vegades molt distants. Aquest axó ha d’explorar en el lloc on està i enviar informació sobre el territori on es troba. Per tant la neurona envia informació bidireccionalment, informació de caràcter molecular. Els trastorns d'aquest flux també són la base d'algunes malalties, sobre tot degeneratives.
La primera evidencia demostrada d'aquest flux es va fer cap als anys 70. En el gangli raquidi es va injectar un precursor radioactiu de proteïna, concretament leucina titriada. Són captades per cèl·lules del gangli, i si al cap d'un temps fem una extracció d'aquesta proteïna podem veure la biosíntesi d'aquesta. Agafant diferents segments del nervi que va desprès del gangli vorem que en el temps 0 hi ha una quantitat important de proteïna incorporada a les cèl·lules del gangli, però en els segments més distals del gangli no hi ha casi per tant esta tot a les neurones del gangli. A diferents temps es pot observar que la radioactivitat va avançant cap al nervi, una ona de material radioactiu que va avançant progressivament a traves del nervi fins a l'extrem distal amb una velocitat determinada.
Amb tot açò es va poder identificar diversos tipus de transport: ● Anterograd: El podem distingir en: -Ràpid: entre 200 y 400mm cada dia. Normalment es transporten petites vesícules de transport que porten proteïnes de molts tipus (neurotransmissors, proteïnes de membrana i lípids). Es transporten mitocòndries també.
-Lent: al voltant de 1mm diari. Viatgen proteïnes de citoesquelet i algunes solubles, no dins de vesícules ● Retrograd: és de caràcter ràpid fonamentalment i transporta el mateix que el anterograd.
Per al transport axoplàsmic es necessari ATP. També es necessita que les proteïnes interaccionen amb els microtúbuls. Els microtúbuls són els elements que dirigeixen el transport axoplàsmic mitjançant les vesícules de transport. Se necessita la integritat del microtúbul per al transport. La quinesina es una proteïna que te un domini de interacció amb el microtúbul i altre amb la vesícula, i te funció ATPasa, és a dir, que utilitza hidrolitzant el ATP per a transportar la vesícula. Aquesta proteïna es responsable del transport anterograd perquè localitza els extrems plus minus. També hi ha un altra encarregada del transport retrograd, les dineines. En el terminal es formen vesícules endocítiques regulades per clatrina i que son transportades retrogradament, amb ajuda d'aquesta dineina.
Als nòduls de Ranvier s'acumulen ions, sobre tot Na, i en sinapsis amb altres neurones s'acumularan vesícules amb neurotransmissors.
El mecanisme de transport també es utilitzat per patògens per introduirse dins del sistema nerviós. Per exemple hi ha alguns virus per entrar al SN ja que tenen proteïnes per reconèixer i transportar-se retrogradament, així com toxines. El virus de la ràbia té en la seva capsula unes proteïnes que ràpidament son endocitades i transportades retrogradament; el virus del herpes el mateix. El prions (la encefalopatia espongiforme) es una proteïna que a traves del tub digestiu s'absorbeix i a traves de la circulació es fica en contacte amb el SNV que a traves d'ell entra al SNC. La toxina tetànica entra al SN també per transport axoplàsmic. Aquesta toxina l'allibera una bactèria, situada en una ferida en unes condicions determinades. La toxina te un fragment tòxic i altre no que li determina el transport, reconeguent els terminals nerviosos i transportada retrogradament quan arriba al soma de la cèl·lula aquest toxina es transfereix a una segona neurona contactada amb la primera, on alliberarà el fragment tòxic, que impedirà l'alliberament de neurotransmissors.
Aquests sistemes de transports també son utilitzats experimentalment per vore connexions neuronals, mitjançant l'aplicació de traçadors. Quan hi ha un dany axonal apareixen axons en forma de rosari, que són dilatacions o vericositats, que quan són molt grans es diuen esferoides axonals.
NERVI PERIFÉRIC Arrel posterior sensorial; arrel anterior motores. El nervi te una cobertura colagènica, en el SNC no en te. Als nòduls de Ranvier on s'acumulen els canals de sodi que permeten la conducció saltatòria. Teixit connectiu endonal i cèl·lules de SCHWAN, que reposa sobre una làmina basal que la separa del teixit connectiu. La fibra nerviosa mielínica té una cèl·lula de Schwan 1-1, en canvi en les fibres amielíniques té 1n (varies cèl·lules de Schwan). També el espessor de la baina de mielina va segons el calibre axonals (quan mes gran el axó mes gran la capa de mielina).
L'organització molecular de la mielina està formada per dos línies entre lípids anomenades línia intraperiòdica i línia densa principal.
Entre les dos hi ha una proteïna d’unió a la capa de lípids anomenada P0, per tant una manca d'aquesta proteïna produiria un desprendiment de mielina. Neuropatia: malaltia del nervi perifèric. Quanta menys mielina (menys calibre axonal) menys velocitat de conducció.
Quan es secciona un nervi perifèric les senyals per transport retrògrad sen adona el soma i s’expressen noves proteïnes i desapareixen els grumolls de Nissl, incrementant l'activitat de la cèl·lula i tot destinat per produir nous materials i reparar, sempre que tinga un entorn favorable provocat per les cèl·lules de SCHAWAN. Aquesta es torna fagocítica eliminant el tros axonal que ja no contacta amb el soma per tal de que torne a créixer el axó, per damunt d'aquesta cèl·lula sobre la lamina basal. I si aquest cordo anomenat banda de Burdner que reconstrueix el axó fins arribar a la sinapsi si encerta el seu camí, o provocant errors de connexió si no recupera el camí. La velocitat de regeneració no pot ser més ràpid que el transport de material axoplasmic per tant la velocitat no pot ser mes gran que 1mm diari aproximadament desprès de la lesió nerviosa.
SINAPSI Es va fer un experiment per mesurar la distància entre neurones. En el experiment la resposta va tardar més del que s’esperava a causa de la conducció saltatòria. Per altra banda Sherrington a partir d’observacions indirectes va descobrir la sinapsis, el punt d’unió neuronal.
Amb aquest descobriment es va introduir el concepte de mediador químic.
EXPERIMENT DE OTTO LOEWIS Consistia en preparar dos cors de rana aïllats. Quan es produïa un estímul en el nervi vague el pols d’eixe cor es rellentia. Açò ja era conegut, però aleshores va llevar el líquid que banyava eixe cor i el va passar a l’altre cor. Aquest també començava a anar el pols més lent encara que no hagués sigut estimulat el nervi directament. La substancia alliberada per el nervi vague per enrellentir el cor era l’acetilcolina. Així va ser com es va descobrir que en la sinapsi la senyal es transmetia mitjançant l’alliberació d’una substancia química.
POTENCIALS AL MÚSCUL Els potencials MCPS són els anomenats també potencials de miniatura. Si fiquen un electrode en el múscul just en la sinapsi vorem que els impulsos de promig son de 1 mil·lèsima de volt cada segon.
El múscul té una membrana excitable amb canals de sodi voltatge dependents, per a que com a conseqüència de la sinapsi s’aconsegueix un valor umbral. Un potencial de placa és n vegades un potencial de miniatura. L’activitat evocada per la neurona produeix un potencial de placa que si és suficient i arriba al umbral produirà un potencial d’acció i la contracció del múscul.
Els potencials sempre són múltiples d’un potencial determinat. Tenen un valor promig que seria el valor del potencial de placa. Per això es fa una distribució amb pics per als diferents potencials miniatura.
Un cuanta és el valor mínim d'un potencial elèctric, i per tant la quantitat de les vesícules de neurotransmissors. En el moment de l’estímul d'una manera sincrònica centenars o milers de vesícules es alliberen de sobte, generant un EPP. Aquest neurotransmissor col·lisiona amb la membrana postsinàptica on s'hi trobarà un receptor, en aquest cas d'acetilcolina, reconoguent- la i produint-se un canvi conformacional, produint un canvi elèctric que representa el EPP.
Quan col·loquem un elèctrode en la membrana postsinàptica detecta els canvis de permeabilitat del receptor que a la vegada son uns quimioreceptors de l'acetilcolina. Per tant el receptor canvia segons la quantitat d'acetilcolina que li arriba.
Les vesícules s'alliberen de forma sincrònica quan li arriba un potencial d'acció de la motoneurona. Si el EPP té prou nivell es produirà el pas de potencial a l'altra neurona. Perquè passe això és imprescindible el ca extracel·lular. Si el retirem el calci la freqüència de miniatures baixa, i a mes a mes si estimulem obtenim un EPP molt baix o no aconseguim. El calci és justament l'element que acopla l’excitació amb la secreció. Extracel·lular de calci hi ha 2-3m molar. Dins de la cèl·lula trobem una quantitat de 200 nano molar. Hi ha el ordre de 10.000 vegades menys calci dintre que fora. I el calci intracel·lular entre 200-300 nano molar.
Aquestes oscil·lacions entre calci intercel·lular es deu a les regulacions de la cèl·lula. Si el calci intercel·lular arribara a 1 m molar es destrueix la cèl·lula, per tant es molt important la seus regulació.
Una de les funcions importants per regulació es la unió d'aquestes vesícules amb la membrana, ja que en aquests terminals hi ha canals de calci voltatge dependents, és a dir, que depèn del potencial. Sobrin quan arriba el potencial d’acció, per tant el calci entra a la cèl·lula però el canal es tanca enseguida, creant un microdomini de calci a dintre de la cèl·lula.
Representen oscil·lacions basals, el calci determina la funció. La entrada de calci es prèvia a la sortida de neurotransmissors.
Un científic va fer un experiment, injectant ecuarina al terminal presinaptic de la neurona del calamar, que es una proteïna que emet llum. Tenia un elèctrode a la membrana presinàptica per enregistrar el potencial d'acció i així com un detector de llum per detectar flashos de llum, és a dir, activació d’ecuarina, per tant entrades de calci.
Groc: EPP, resposta presinàptica Roig: potencial d'acció Ens permet diferenciar el potencial d'acció i l'entrada de calci.
Zones actives: on es veuen les vesícules aglomerades, que son els canals de calci voltatge dependents, que no estan organitzats dins de la membrana presinàptica. Darrere estan les vesícules preparades de manera que ja estan capacitades per fusionar-se. Té lloc on estan les fileres liniades on es troben les vesícules fusionades.
Podem veure que fora de les zones actives trobem vesícules recobertes de clatrina, perquè quan hi ha fusió de les vesícules en la membrana presinàptica fa que es recicle la membrana, ja que incorpora vesícules amb clatrina però quan expulsa les vesícules amb ...