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La neurona como Unidad Funcional
Estructura y función de cada una de sus partes
El Arco Reflejo y los estímulos

La neurona es la unidad constitucional del sistema nervioso, está integrada por células muy transformadas, que tienen una excitabilidad y una conductibilidad muy pronunciada. Está formada por dendritas que son para recibir estímulos, un cuerpo celular que contiene el núcleo y la maquinaria metabólica y en un axón que retransmite estímulos u otras células. Las señales se transmiten de neurona a neurona a través de uniones que se denominan sinapsis.


El fallecido físico Albert Einstein, autor de la Teoría de la Relatividad, Premio Nobel de Física en 1921, otorgado por el descubrimiento del efecto fotoeléctrico, intervino en la realización de la primera bomba atómica. En una ocasión expresó que al morir donaría su cerebro para ser estudiado. Sucedido esto, los científicos procedieron a la disección y estudio minucioso del cerebro de tan prominente genio. Lo único que encontraron los científicos fue el hecho de que Einstein sólo llegó a utilizar la cuarta parte de sus neuronas.

Albert Einstein

La neurona es el elemento básico en la conducción del impulso nervioso, su forma y estructura la hacen apta para llevar adelante su importante función: captar y transmitir la información hacia los centros nerviosos, integrar esta información para generar respuestas adecuadas y trasmitirlas a los órganos efectores.Muchas neuronas presentan en sus fibras una envoltura no celular, blanquecina, de material graso, estratificada, llamada vaina de mielina, que a su vez esta rodeada de una vaina celular, llamada vaina de Schwann o neurilema; ambas cubiertas se interrumpen a intervalos por nudos o constricciones. La presencia o ausencia de una de esas capas, así como su grosor depende de cada célula nerviosa.

Existen varias clases de neuronas:
Neuronas sensitivas, de asociación, motoras y efectoras. En el sistema nervioso, los cuerpos celulares de las neuronas están generalmente agrupadas en núcleos, constituyendo la sustancia gris de los centros nerviosos y los ganglios de las raíces dorsales de los nervios raquídeos, mientras que las fibras nerviosas o axones conforman la sustancia blanca.

Tipos de neuronas: De acuerdo con la función que desempeñan, las neuronas se pueden clasificar en:

  • Neuronas sensoriales o aferentes
    Estas se encuentran en los receptores sensoriales como los ojos, la piel, oído, y olfato, son responsables de percibir los estímulos del medio ambiente tales como, luz, sonido, calor, olor, frío.
  • Neuronas motoras o eferentes
    Son las responsables de llevar respuestas elaboradas en el sistema nervioso central hasta los músculos o glándulas.
  • Neuronas de asociación
    Son las que establecen la conexión entre las neuronas sensoriales y las motoras y se hallan exclusivamente dentro de la médula espinal y el encéfalo.


La neurona debe realizar cinco funciones:

  • Recibir información del medio interno o externo de otras neuronas.
  • Integrar la información que recibe y producir una señal de respuesta adecuada.
  • Conducir la señal a su terminación, la cual puede estar localizada a cierta distancia.
  • Transmitir las señales a otras células nerviosas, glándulas o músculos.
  • Coordinar las actividades metabólicas que mantienen la integridad de la célula.

Funciones de las estructuras de las neuronas

La función de la vaina de mielina no está claramente establecida, sin embargo, hasta el momento se le han atribuido las siguientes funciones:

1. Puede constituir un aislante, similar a la goma que aísla los hilos metálicos conductores de la electricidad. En el caso de las neuronas, este tipo de aislamiento previene la distribución desordenada del impulso nervioso de las fibras nerviosas vecinas.

2. Proporciona energía a la célula.

3. Aumenta el grado de transmisión del impulso nervioso de 10 a 20 veces más rápidamente que las neuronas que carecen de esa envoltura.

4. Cuando se desintegra la vaina mielínica en el sistema nervioso central y es reemplazada por el tejido cicatricial, se ha observado el debilitamiento o bloqueo del impulso nervioso.

Esta célula considerablemente especializada, que contiene la misma variedad de organelos, observada en casi todas las células eucariotas, está perfectamente adaptada para cumplir sus funciones de comunicación debido a sus prolongaciones en forma de cables.


Una neurona está formada por las dendritas. Estas son prolongaciones, a menudo ramificadas, que trasmiten impulsos en forma centrípeta hacia el soma central de la neurona, su número es invariable y está en relación con la forma del cuerpo celular.

El Soma es la región voluminosa y más ensanchada de la neurona que contiene el núcleo y la mayor parte del citoplasma, y presenta un aspecto estrellado, debido a la presencia de dendritas.

El Axón o prolongación de Deiters

Es una prolongación, generalmente larga, que transmite impulsos desde el soma hasta la neurona más próxima, a través de la sinapsis. Por lo regular, cada neurona tiene un solo axón. Cierto número de axones e incluso de dendritas se unen para formar un nervio. El axón origina una elevación cónica del citoplasma llamada Cono axónico y termina a distancia en una especialización llamada teledendrón, que hace contacto con dendritas de otras neuronas.

Las neuronas son sostenidas, mecánica y metabólicamente por las células de la glía. Estas células son mucho más abundantes que las neuronas y son muy variables, tanto por su estructura como por sus funciones especificas.


Partes de la neurona


Función de la vaina de Schwann o Neurilema

Esta interviene activamente junto con el cuerpo de la neurona en la conservación de la célula, esto es de gran importancia ya que las células nerviosas no se reproducen como los demás tejidos que constituyen el cuerpo humano. Cuando una neurona o su cuerpo celular se destruye no puede ser remplazada por otra. Sin embargo, las dendritas y los axones pueden regenerarse siempre y cuando se conserven en buen estado los cuerpos celulares y la vaina de Schwann.


La Sinapsis

Es el punto donde se asocian un axón y una dendrita y juega un papel muy importante en la transmisión del impulso de una neurona a otra y en el funcionamiento y coordinación del sistema nervioso en general, ya que las neuronas no actúan de forma aislada. Las neuronas se disponen de tal forma que las terminaciones del axón de una se conectan con las dendritas de la siguiente neurona, pero no existe contacto físico propiamente dicho, sino un espacio microscópico que las separa, además existe una sustancia neurotransmisora que permite el flujo del impulso nervioso en esas condiciones, dicha sustancia es la acetilcolina.

La sinapsis se realiza en una sola dirección, esto es, del axón de una neurona hacia las dendritas de otra, nunca al contrario. En la sinapsis ordinaria de los mamíferos se observa un hueco muy bien definido hendidura sináptica cuya anchura suele ser de 18 a 20 nanómetros (nm). El paso del impulso nervioso a través de ese hueco es un fenómeno básicamente químico y de él se encargan neurotransmisores como la acetilcolina (Ach) que es considerada como un neurotransmisor excitador liberado por muchas neuronas.

Fuera del sistema nervioso central, la sinapsis, también funciona como conductor de los impulsos eléctricos entre las células nerviosas a través de la sinapsis y desde las células nerviosas hasta los músculos causando su contracción, la noradrenalina que tiene como función la de mantener estable la circulación sanguínea. También es el agente químico responsable de la transmisión de los impulsos nerviosos en una parte del sistema nervioso y la serotonina junto con la dopamina, la histamina y el glutamato son neurotransmisores efectores presentes en el encéfalo. La serotonina desempeña un papel importante en el funcionamiento normal del sueño.


El impuso nervioso, es una serie de reacciones electroquímicas que se propagan a lo largo de una fibra nerviosa. Últimamente se ha demostrado que cuando la neurona transmite el impulso nervioso, consume más energía y utiliza más oxígeno. Produce más calor y más cantidad de anhídrido carbónico que cuando está en reposo y por lo tanto se encuentra eléctricamente cargada, al ser excitada pierde la carga y ésta se invierte. Este proceso es conocido como despolarización de la membrana, esta despolarización se va transmitiendo a todo lo largo de la membrana, pocos instantes después se vuelve a cargar eléctricamente y vuelve al estado de reposo y a este proceso se le llama polarización.

En la transmisión eléctrica de un impulso nervioso ocurren dos sucesos:

  1. los iones de potasio penetran en la célula, reduciendo su carga negativa;
  2. las propiedades de la membrana cambian y la célula se hace permeable al sodio, que entra en ella con rapidez y origina una carga neta positiva en el interior de la neurona.

Transmisión Química


Cuando la señal eléctrica alcanza el extremo del axón, esta estimula en las células pequeñas vesículas presinápticas. Estas vesículas contienen sustancias químicas llamadas neurotransmisores. El neurotransmisor se une a receptores especializados sobre la superficie de la neurona adyacente, éste estímulo provoca la despolarización de la célula adyacente y la propagación de su propio potencial de acción. La duración de un neurotransmisor esta limitado por su degradación en la sinapsis y su recaptación por la neurona que lo había elaborado.
El Arco Reflejo
El organismo humano posee mecanismos que permiten relacionarse con su entorno, con el medio interno y lograr una integración entre cada órgano y su función, asegurando así las respuestas adecuadas en cada caso. Uno de estos mecanismos es conocido como el arco reflejo. El arco reflejo sencillo debe su nombre a la trayectoria física del impulso conforme éste pasa del receptor de la neurona aferente al efector de la neurona motora. En el ser humano, la unidad más simple de respuesta nerviosa es el arco reflejo. La neurona individual es la unidad estructural del sistema nervioso, pero el arco reflejo es la unidad funcional. Para que pueda efectuarse deben ocurrir las siguientes acciones:

1 . El estímulo excita las terminaciones nerviosas capaces de capturar la excitación que producen y debe ser percibido por los receptores en la piel. Los hay de naturaleza variada: física, química, mecánica y fisiológica.

2 . Estos deben iniciar impulsos nerviosos en las neuronas sensoriales donde deben dirigirse a la médula espinal.

3. Los impulsos llegan a la médula espinal y originan impulsos en una o en más neuronas asociadas.

4. Las neuronas asociadas originan impulsos en las neuronas motoras.

5. Cuando estos impulsos alcanzan la articulación entre las neuronas motoras y músculos, éstos, denominados flexores deben contraerse.

Los reflejos son mecanismos que permiten mantener la postura correcta, regulan la presión arterial y orientan al cuerpo respecto a las condiciones ambiéntales que ponen en peligro al organismo. La pérdida de ciertos reflejos extensores o flexores se utilizan para evaluar clínicamente los daños sufridos por el sistema nervioso central.


Condicionado Ejemplo de un arco reflejo: una persona puede pincharse un dedo y su respuesta no se limita solamente a retirar la mano como un reflejo simple, sino que posiblemente movería la cabeza hacia el sitio del peligro, expresaría alguna exclamación y experimentaría una serie de sensaciones y reacciones como de dolor, miedo, tensión emocional, rabia.

Reflejo

Constituye una respuesta natural e independiente de la voluntad del individuo ante un estímulo especifico, estas respuestas son inmediatas y rápidas.Los reflejos se clasifican: reflejos simples y reflejos condicionados.


Reflejo Simple

Es una respuesta innata, hereditaria e inmediata ante un estímulo o cambio en el medio ambiente. Un individuo al tocar algo caliente o pisar un objeto cortante, inmediatamente aparta la mano o el pie por acción reflejo, no espera que el dolor sea percibido por el cerebro para pensar en la respuesta que debe dar después de una deliberación consiente, sino que su respuesta es automática y rápida. Esto es importante desde el punto de vista de la supervivencia.


Pavlov

Reflejo Condicionado

Son aquellas respuestas adquiridas como resultado de ciertas experiencias y entrenamientos, no son innatas. Esto fue descubierto por Pavlov a principios del siglo XX. Este tipo de reflejo es importante, dado que muchas de las actividades que desempeñan los individuos son respuestas condicionadas, tales como los hábitos de estudio, la higiene, el aprendizaje, porque son conductas adquiridas por la experiencia.

Ejemplo: Pavlov trabajando con perros, asoció otro estímulo como el sonido de un timbre al suministrarle alimentos, el cual repitió muchas veces, por lo que se estableció en los perros el reflejo condicionado y como consecuencia, la saliva de ellos fluía en la boca al sonar el timbre, en ausencia del alimento.

Algunas Enfermedades del Sistema Nervioso


Mal o Enfermedad de Parkinson

Es una enfermedad incapacitante de progresión lenta que se caracteriza por temblores y rigidez creciente de los grupos musculares. Esta enfermedad es consecuencia de la degeneración de los ganglios basales, áreas neuronales especificas situadas en la base del cerebro y encargadas de la coordinación de los diferentes grupos musculares y otras funciones. El principal neurotransmisor de estas neuronas es la dopamina, muy deficiente en estos enfermos, no se conoce la causa de su déficit.

Los síntomas principales son:
Exceso de salivación, mala coordinación muscular, balance corporal defectuoso, temblores y rigidez muscular. El acortamiento de los músculos pre-vertebrales del cuello inclina la cabeza y el tronco hacia delante.
Los síntomas principales son:
Perdida lenta de la memoria.

 


Enfermedad o Mal de Alzheimer

Las autopsias realizadas a pacientes de Alzheimer demuestran la pérdida de las neuronas en las áreas cerebrales asociadas con las funciones cognitivas. Las lesiones características de esta enfermedad consisten en la formación de proteínas anómalas conocidas como placas seniles y degeneración neurofibrilar. Esta enfermedad se caracteriza por un importante déficit de neurotransmisores cerebrales, las sustancias químicas que transmiten los impulsos nerviosos, en particular la acetilcolina, vinculada con la memoria.

 


Actividad:

Elabora un resumen que involucre todos los puntos importantes que se estudiaron en el tema, utiliza las siguientes preguntas como guía: ¿Qué es una neurona? ,
¿Cuáles son las partes de una neurona?, ¿Cómo se clasifican las neuronas si tomamos en cuenta su función?, ¿Qué es el impulso nervioso?, ¿Qué son neurotransmisores?, ¿Cuál es la diferencia entre el reflejo y el arco reflejo?, ¿Cómo se clasifican los reflejos?.

 


Tomado de: Freíd, G. H. (1999). Biología. México:
Mc Graw Hill. Interamericana de México. S.A,
Guillén, O. y Isturiz, C. (1995). Ciencias Biológicas 8º. Caracas:
Librería Editorial Salesiana S.A.
Kimball, J. W. (1986). Biología. México: Adison-Wesley Iberoamericana.
Morón, N. (1999). Ciencias Biológicas 8º. Caracas:
Oxford University Press. Venezuela C.A.
Mazparrote, S. (1998). Biología 8º grado.
Caracas: Editorial Biosfera.
Naranjo, E. y Sánchez, A. (1988). Ciencia y Vida Biológica 8º grado.
Caracas: Ediciones CO-BO.
Soto, G., Parga, D. y Ibarra, J. (2001). Olimpiadas Ciencias 8º.
Caracas: Editorial Excelencia

Fuentes de fotografias
http://www.schneppat.studienplatz.info/
http://medschool1.mc.vanderbilt.edu/brain_institute/html/espanol.htm
http://www.almamater.edu.ru/publ/nobel/
 
 
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