Sistema nervioso

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NEURONAS: Son las células que forman el sistema nervioso central, incluyendo el cerebro. En el sistema nervioso humano hay del orden de 1011 (cien mil millones) de neuronas. En las neuronas se distinguen tres partes: -cuerpo o soma -dendritas, en número variable -axón Normalmente las dendritas actúan como entrada de información y el axón como salida. La longitud del axón es muy variable (entre100 µm y 1 m).

En la neurona se distinguen, entre otras, las siguientes estructuras: •Núcleo: contiene el DNA, la información genética de la célula. Sirve de base para la formación de las proteínas. Éstas se forman en el cuerpo de la célula, fuera del núcleo (en el citoplasma), a través del mRNA (RNA mensajero, único que abandona el núcleo). DNA -> mRNA -> Proteína •Mitocondría: estructura enla que se produce la respiración celular. •Membrana: muy importante para determinar la actividad de la célula.

En las mitocondrías se produce la respiración celular. Sintetizan una molécula denominada ATP (adenosintrifosfato), utilizada como reserva de energía por el resto de la célula: azúcares + O2 -> ATP + CO2

La membrana de la célula, que la aisla del exterior, está formada por unadoble capa fosfolípida que no deja pasar los iones disueltos en el medio que la rodea. En esta capa están intercaladas dos tipos de estructuras que, en determinadas condiciones, permiten el paso de iones: •canales de iones •bombas de iones De especial interés son los canales de Na+ y de K+, así como la bomba de iones sodio-potasio, pues son los que van a determinar la diferencia de potencial entre elinterior y el exterior de la célula.

El movimiento de los iones se debe fundamentalmente a dos efectos: •difusión: en presencia de un gradiente de concentración •atracción eléctrica: en presencia de un campo eléctrico. En condiciones normales, en el interior de la célula hay una concentración 20 veces superior que en el exterior de iones de K+. Ello hace que a través de los canales de K+ seproduzca un flujo de iones hacia el exterior. Este flujo a su vez hace que el interior de la célula adquiera una carga negativa, que tiende a contrarrestar el flujo debido a la difusión. Las dos fuerzas (difusión y campo eléctrico) se compensan cuando la diferencia de potencial entre el interior y el exterior es de -80mv (en ausencia de otros iones o de canales que permitan la difusión de otrosiones). Este valor lo proporciona la ecuación de Nernst: Eion = 2.303 RT/zF log([ion]o/[ion]i) R,F constantes T temperatura absoluta (ºK) z carga del ion [ion]o [ion]i concentración iónica en el exterior e interior de la célula (respectivamente)

En las neuronas, existen las siguientes relaciones entre concentraciones, con sus correspondientes potenciales de equilibrio: ION K+ Na+ Ca
++Exterior : Interior 1 : 20 10: 1 10 : 1 11.5 : 1
4

Eion (37ºC) -80 mv 62 mv 123 mv -65 mv

Cl-

En reposo (equilibrio dinámico) el potencial de membrana viene determinado por los iones de K+ y Na+. Al ser la membrana mucho más permeable (unas 40 veces) a los iones de K+, el potencial de equilibrio está más cerca de la tensión de equilibrio debida sólo al K+: Potencial de membrana en reposo: -60mv

La bomba de sodio-potasio tiene como misión mantener la diferencia de concentración de iones de sodio y de potasio entre el interior y el exterior de la neurona. Dado que el potencial de membrana no es ni el que corresponde al equilibrio de K+ ni al de Na+ , existe un cierto flujo de iones a través de los respectivos canales. Este flujo al cabo del tiempo variaría el equilibrio si no seviera compensado por la bomba de iones. Esta bomba mueve hacia el exterior tres iones de Na+ por cada dos iones de K que introduce en el interior.
+

En este proceso consume energía: moléculas de ATP, que transforma en ADP. El 70% del consumo energético de las neuronas se invierte en activar las bombas de sodio-potasio. Hay también bombas de Ca++ que expulsan estos iones para mantener la...
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