El Sistema Nervioso: Estructura y Clasificación

El **Sistema Nervioso (SN)** es una compleja red de nervios y células que transmiten mensajes hacia y desde el cerebro y la médula espinal a las diferentes partes del cuerpo.

Componentes del Sistema Nervioso Central (SNC)

• El **Encéfalo** incluye: el **tálamo**, el **hipotálamo**, el **cerebelo** y los **ganglios basales**.
• El **Tallo cerebral** comprende: el **bulbo raquídeo** (o médula oblongada), la **protuberancia** y el **mesencéfalo**.
• La **Médula espinal** consta de: 31 segmentos medulares.

Clasificación Morfológica del Sistema Nervioso

• **Sistema Nervioso Central (SNC)**:
  • Encéfalo
  • Tallo cerebral
  • Médula espinal
• **Sistema Nervioso Periférico (SNP)**:
  • Nervios periféricos
  • Ganglios
  • Pares craneales

Clasificación Fisiológica del Sistema Nervioso

• **Sensorial (Aferente)**: Recibe y transmite impulsos al SNC para su procesamiento.
• **Motor (Eferente)**: Transmite impulsos del SNC a órganos efectores.
  • **Somático**: Dirige impulsos del SNC al **músculo esquelético**.
  • **Autónomo**: Dirige impulsos al **músculo liso**, **músculo cardíaco** y **glándulas**.
    • **Sistema Nervioso Simpático**: Prepara el cuerpo para la acción (respuesta de «lucha o huida»). Afecta la **respiración**, **presión arterial**, **frecuencia cardíaca**, **flujo sanguíneo** (redistribución), y **dilata las pupilas**. Se asocia con funciones viscerales de activación.
    • **Sistema Nervioso Parasimpático**: Promueve el descanso y la digestión. Afecta la **respiración**, **presión arterial**, **frecuencia cardíaca**, **flujo sanguíneo** (redistribución), y **contrae las pupilas**. Se asocia con funciones viscerales de conservación de energía.

Funciones Generales del Sistema Nervioso

• **Sensitiva**: Capaz de sentir estímulos internos o externos.
• **Integradora**: Analiza estímulos, almacena información e impulsos para tomar una decisión.
• **Motora**: Genera una respuesta a estímulos a través del movimiento o la secreción de glándulas.

El Encéfalo

El encéfalo está compuesto por dos **hemisferios** conectados por el **cuerpo calloso**.

Lóbulos Cerebrales y sus Funciones

• **Lóbulo frontal**: Función motora.
• **Lóbulo parietal**: Función sensitiva.
• **Lóbulo temporal**: Memoria.
• **Lóbulo occipital**: Visión.

División Funcional de la Corteza Cerebral

• **Corteza prefrontal**: Área asociativa.
• **Corteza Motora**:
  • **Corteza motora primaria**: Recibe información del área premotora, corteza sensitiva, tálamo, cerebelo y ganglios basales.
  • **Área suplementaria**: Involucrada en la planeación de movimientos y la inducción de movimientos bilaterales. Recibe información de la corteza cerebral, tálamo y ganglios basales.
  • **Área premotora**: Controla movimientos posturales y movimientos gruesos. Recibe información de la corteza sensitiva, tálamo y ganglios basales.

La Médula Espinal

La **médula espinal** es responsable de la formación de los **nervios espinales**, con raíces **dorsales (sensitivas)** y **ventrales (motoras)**.

Tractos Medulares

• **Tractos ascendentes (sensoriales, aferentes)**: Llevan señales nerviosas de receptores sensoriales a niveles superiores del SNC.
• **Tractos descendentes (motores, eferentes)**: Desde el cerebro y la médula, transmiten impulsos hacia abajo a músculos y glándulas.

Células del Sistema Nervioso

Neuronas

Las **neuronas** son las células principales que reciben y transmiten impulsos nerviosos.

Clasificación Morfológica de las Neuronas

• **Bipolares**: Se encuentran en ganglios vestibulares, cocleares y el epitelio olfatorio.
• **Pseudounipolares**: Presentes en ganglios de nervios craneales y espinales.
• **Multipolares**: Son las más comunes, incluyendo las neuronas motoras.

Clasificación Fisiológica de las Neuronas

• **Neuronas sensoriales (aferentes)**: Reciben impulsos sensoriales y los envían al SNC.
• **Neuronas motoras (eferentes)**: Conducen impulsos a ganglios, músculos y otras neuronas.
• **Interneuronas**: Actúan como integradoras, conectando neuronas entre sí.

Células de la Glía (Neuroglía)

Las **células de la glía** proporcionan apoyo físico y metabólico a las neuronas.

• **Astrocitos**: Ofrecen apoyo estructural y metabólico a las neuronas, y eliminan iones y neurotransmisores.
• **Microglía**: Protege al SN de agentes patógenos, cumpliendo una función inmunitaria.
• **Células Ependimarias**: Apoyan el transporte de **líquido cefalorraquídeo**.
• **Células de Schwann**: Forman **mielina** en el **Sistema Nervioso Periférico (SNP)**.
• **Oligodendrocitos**: Forman **mielina** en el **Sistema Nervioso Central (SNC)**.

Sinapsis

La **sinapsis** es la conexión funcional entre una neurona y una segunda célula.

Tipos de Transmisión Sináptica

• **Eléctrica**: Presente en el tallo encefálico, la retina y la corteza cerebral.
• **Química**: Es la más común y puede ser:
  • Axodendrítica
  • Axosomática
  • Axoaxónica
  • Dendrodendrítica

Proceso de Transmisión del Impulso Nervioso y Sinapsis Química

Potencial de Acción

1. Llega el **impulso nervioso** al **nódulo de Ranvier**.
2. Al llegar el impulso nervioso, los **canales de Na+ sensibles al voltaje** se abren.
3. Al abrirse, entra el **Na+**, provocando la **despolarización** de la membrana, pasando de -70 mV a +30 mV.
4. Al terminar de pasar el impulso nervioso, los canales de Na+ se cierran para evitar la entrada de más Na+.
5. El impulso nervioso llega a los **canales de K+**; al llegar, se inicia su apertura, provocando la salida del K+ al exterior, lo que libera carga positiva y causa la **repolarización** de la membrana.
6. Al terminar de pasar el impulso nervioso por los canales de K+, estos se inactivan, al igual que los canales de Na+.
7. El período de tiempo en el que termina de pasar un impulso nervioso y comienza otro se denomina **período refractario**. Durante este período, los canales de Na+ y K+ están inactivos.

Liberación de Neurotransmisores en la Sinapsis Química

8. En el **botón sináptico**, se abren los **canales de Ca2+**. Al entrar el Ca2+ a la membrana presináptica, este se une a una proteína formando un complejo.
9. El **complejo calcio-proteína** se dirige hacia las **vesículas** llenas de neurotransmisores, uniéndose a ellas y empujándolas hacia el final de la membrana presináptica.
10. Las vesículas (aproximadamente 60) al llegar a la terminal del axón, liberan los **neurotransmisores** al **espacio sináptico** mediante un proceso denominado **exocitosis**.
11. Los neurotransmisores liberados al espacio sináptico son captados por **receptores** (entre 15 y 40 millones) en la **membrana postsináptica**, provocando su despolarización a través de la **sinapsis química**.

Neurotransmisores

Los **neurotransmisores** son sustancias químicas que propagan impulsos nerviosos.

Clasificación de los Neurotransmisores

Según su tamaño

• **Moléculas pequeñas**: Actúan rápidamente.
• **Moléculas grandes**: Actúan lentamente (generalmente péptidos).

Según su componente químico

• Aminas
• Ésteres
• Gases
• Péptidos
• Purinas

Según su función

• Excitadores
• Inhibidores
• Neuromoduladores

Neurotransmisores Específicos

Acetilcolina (ACh)

Degradación de la Acetilcolina

1. Cuando la **ACh** termina su función, se encuentra en la **hendidura sináptica**, donde la enzima **acetilcolinesterasa** la degrada.
2. La enzima corta la ACh en dos moléculas: **acetato** y **colina**.
3. El acetato es degradado por completo.
4. La **colina** se recapta a la membrana presináptica a través de los **receptores colinérgicos**, con apoyo de la **bomba Na+/K+ ATPasa**.
5. Una vez dentro, la colina inicia un nuevo proceso de síntesis.

Síntesis de la Acetilcolina

1. Se necesitan dos sustancias precursoras: **Acetil-CoA** y **colina**.
2. La enzima **colina acetiltransferasa (CAT)** se activa.
3. La enzima cataliza la reacción química, transfiriendo el grupo acetilo de la Acetil-CoA a la colina.
4. El resultado es la formación de **acetilcolina**.

Dopamina

Degradación de la Dopamina

1. Cuando la **dopamina** termina su función, se encuentra en la **hendidura sináptica**, donde el **transportador de dopamina (DAT)** la recaptura.
2. Iones de **Na+** y **Cl-** se adhieren al DAT, facilitando su entrada a la membrana presináptica.
3. El DAT sigue el gradiente de concentración generado por la **bomba Na+/K+ ATPasa** para ingresar a la membrana presináptica.
4. Una vez dentro, la dopamina puede seguir dos vías: **degradación** o **almacenamiento (reservorio)**.
5. La enzima **monoamino oxidasa (MAO)** convierte la dopamina en **ácido dihidroxifenilacético (DOPAC)**.
6. La enzima **catecol-O-metiltransferasa (COMT)** convierte el DOPAC en **ácido homovanílico (HVA)**.
7. Dicho ácido se excreta por la orina.

Síntesis de la Dopamina

El proceso de síntesis sigue la siguiente ruta metabólica:

**Fenilalanina** → (Fenilalanina hidroxilasa) → **Tirosina** → (Tirosina hidroxilasa) → **L-Dopa** → (Dopa descarboxilasa) → **Dopamina**.

Serotonina (5-HT)

Degradación de la Serotonina

1. La **serotonina** ingresa a la membrana presináptica a través del **transportador de serotonina (SERT)**.
2. Una vez dentro, las enzimas **monoamino oxidasa (MAO)** degradan la serotonina.
3. El producto de esta degradación es el **ácido 5-hidroxiindolacético (5-HIAA)**.

Síntesis de la Serotonina

1. Se necesita el precursor **triptófano** en la membrana presináptica.
2. Las enzimas **triptófano hidroxilasa** y **L-aminoácido aromático descarboxilasa** se activan.
3. Estas enzimas catalizan una reacción química en el triptófano, dando como resultado la **serotonina**.
4. Se activa el **transportador vesicular de monoaminas (VMAT)**, el cual lleva la serotonina dentro de las vesículas presinápticas para protegerla de la degradación por MAO.

Glutamato

Degradación y Recaptación del Glutamato

1. El **glutamato** es recaptado por los **astrocitos**.
2. Una vez dentro, la enzima **glutamina sintetasa** convierte el glutamato en **glutamina**.
3. La glutamina es liberada por el astrocito y captada por la membrana presináptica.
4. Comienza un nuevo ciclo de síntesis.

Síntesis del Glutamato

1. El precursor del glutamato es el **alfa-cetoglutarato**, un intermediario del **ciclo de Krebs**.
2. La enzima **glutamato deshidrogenasa** (o transaminasas) convierte el alfa-cetoglutarato en glutamato.
3. La enzima transfiere un grupo amino al alfa-cetoglutarato.
4. Dando como resultado **glutamato**.