Las Neuronas: Estructura y Función Esencial del Sistema Nervioso

Las neuronas son la unidad básica del sistema nervioso. Sus funciones principales son integrar la información, transformarla, codificarla y distribuirla a otras células.

Partes de la Neurona

• Cuerpo celular (Soma): Contiene el núcleo y la mayoría de los orgánulos.
• Dendritas: Ramificaciones que reciben señales de otras neuronas.
• Axón: Prolongación larga que transmite señales a otras células.

La Mielina y los Nódulos de Ranvier

Alrededor de muchos axones se encuentra una envoltura de mielina, que mejora significativamente la velocidad de conducción de los impulsos nerviosos. Las células que forman la mielina se denominan células de Schwann. Las porciones sin mielina entre dos células de Schwann sucesivas se conocen como nódulos de Ranvier.

Clasificación de las Neuronas

Las neuronas se clasifican según sus funciones y su estructura:

Según su Función:

• Neuronas Sensitivas (Aferentes): Llevan impulsos sensitivos desde los receptores hasta el sistema nervioso central (SNC).
• Neuronas Motoras (Eferentes): Transmiten señales nerviosas desde el SNC hasta los músculos y glándulas.
• Neuronas de Asociación (Interneuronas): Conectan entre sí unas neuronas con otras, formando circuitos neuronales complejos.

Según su Estructura (Tipos Morfológicos):

• Multipolares: Tienen muchas dendritas y un solo axón (las más comunes).
• Bipolares: Poseen una sola dendrita y un único axón.
• Monopolares (Pseudounipolares): Presentan una sola ramificación que sale del cuerpo celular, dividiéndose luego en dos.

Sistema Nervioso Autónomo (SNA)

El Sistema Nervioso Autónomo (SNA) es responsable de regular las actividades de las vísceras y órganos internos. Este sistema es fundamentalmente involuntario y automático, diferenciándose del sistema nervioso somático por las siguientes características:

• Actúa sobre el tejido muscular liso, el músculo cardíaco y las glándulas.
• Los impulsos motores no llegan directamente al órgano efector, sino que hacen sinapsis con otras neuronas en ganglios autónomos.

Divisiones del Sistema Nervioso Autónomo

• Sistema Nervioso Simpático: Actúa en procesos que responden a estímulos de estrés o emergencia, conllevando un aumento del gasto energético (respuesta de «lucha o huida»).
• Sistema Nervioso Parasimpático: Actúa en procesos que conllevan la conservación y recuperación de la energía, promoviendo el descanso y la digestión.

Potencial de Membrana: Reposo y Despolarización

El Axón en Reposo

La membrana del axón posee moléculas proteicas que funcionan como canales iónicos. En estado de reposo, la bomba de sodio-potasio trabaja activamente, introduciendo iones de potasio (K+) y sacando iones de sodio (Na+). Los canales de escape de potasio permiten que estos iones salgan al exterior, ya que su concentración interna es mayor. Otros canales permanecen cerrados, impidiendo la entrada de sodio y limitando la salida de potasio. Esta diferencia de concentraciones iónicas entre el exterior y el interior de la membrana genera el potencial de reposo.

Despolarización de la Membrana

Al recibir un estímulo, los canales de sodio se abren rápidamente, permitiendo que los iones de sodio (Na+) entren masivamente en la célula, lo que provoca la despolarización de la membrana.

Actos Reflejos y Voluntarios

Actos Reflejos

Los actos reflejos son respuestas automáticas, rápidas y estereotipadas frente a un estímulo específico. Generalmente, solo afectan a una parte del cuerpo y no requieren la intervención consciente del cerebro.

Actos Voluntarios

Los actos voluntarios son acciones conscientes y deliberadas. En su ejecución interviene de manera fundamental la corteza cerebral, permitiendo la planificación y el control de los movimientos.

Fisiología de la Contracción Muscular

El Sarcómero: Unidad Funcional

El sarcómero es la unidad funcional del músculo esquelético. Cuando el músculo se estimula, los filamentos de miosina se enlazan con los de actina y tiran de ellos hacia el centro del sarcómero. Al estar la actina anclada en la línea Z, cada sarcómero se acorta y, por lo tanto, la miofibrilla se contrae.

Unión Neuromuscular y Liberación de Acetilcolina

Cada fibra muscular está conectada a la terminación de una neurona motora, formando una unión neuromuscular. La señal nerviosa que llega a esta unión provoca la liberación del neurotransmisor acetilcolina.

Mecanismo de Contracción y Relajación Muscular

El proceso de contracción-relajación muscular se desarrolla en varias etapas:

1. Un impulso nervioso llega y excita la unión neuromuscular, liberándose acetilcolina.
2. La acetilcolina se combina con los receptores del sarcolema (membrana de la fibra muscular), produciéndose un potencial de acción que recorre toda la fibra muscular.
3. Este potencial de acción se transmite hacia el interior de la fibra por los túbulos T, que son prolongaciones de la membrana que penetran en el citoplasma.
4. Como consecuencia, el calcio (Ca2+) sale del retículo sarcoplasmático y se extiende por el citoplasma. Este aumento de calcio intracelular es el desencadenante directo del proceso de contracción.
5. El calcio se une a la troponina, lo que provoca que las moléculas de tropomiosina se deslicen, dejando expuestos los puntos de unión entre la actina y la miosina.
6. Las cabezas de la miosina se desplazan hacia los filamentos de actina, a los que se unen, formando temporalmente unos puentes cruzados.
7. Las cabezas de miosina se mueven dando un giro, a manera de un remo, tirando del filamento grueso (miosina) y empujando al filamento delgado (actina). Los filamentos delgados opuestos en la línea Z se mueven en sentido opuesto, acercando las líneas Z.
8. Además, estas cabezas de miosina actúan como centros enzimáticos, hidrolizando la molécula de ATP (adenosín trifosfato) en ADP (adenosín difosfato) más fosfato inorgánico. En este proceso se libera la energía necesaria para la contracción.
9. La unión de una nueva molécula de ATP a la miosina libera la cabeza de miosina del lugar de unión de la actina, permitiendo que el ciclo se repita mientras haya estímulo nervioso y ATP.
10. El proceso de contracción continúa hasta que la motoneurona deja de enviar señales a la fibra muscular.
11. Finalmente, el calcio se separa de la troponina y es reabsorbido activamente por el retículo sarcoplasmático. Como resultado, la tropomiosina vuelve a su posición inicial, bloqueando los puntos de unión y permitiendo la relajación muscular.