Fundamentos de neurobiología esencial de Cef.-udima

Material del aula

Fecha
10/03/25
Versión
3.0
Curso
académico
2024/25
Título del
documento
Unidad 1:
Fundamentos de neurobiología
Código y
nombre de la
asignatura
5934 - Estructura y Función del Sistema Nervioso
Código y
nombre de la
titulación(es)
590 - Máster Universitario en Neuropsicología
Nombre del
profesor(es)
Dr. Adrián Galiana
09/2024

Índice de contenidos

Unidad 1: Fundamentos de neurobiología

1. División general del sistema nervioso
2. Neurobiología esencial

Neurobiología esencial

1. Genética y comportamiento
2. Células del sistema nervioso

Células del sistema nervioso

1. Estructura y función de la neurona
2. Estructura y función de las células gliales

1. Neurotransmisores
2. Neuroplasticidad

Autor: Prof. Dr. Adrian Galiana
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División general del sistema nervioso

El Sistema Nervioso (SN) es una compleja red de estructuras implicadas en el control y
regulación del funcionamiento general del organismo y de su interacción con el entorno. Lo
constituyen dos grandes divisiones, el Sistema Nervioso Central (SNC) y el Sistema
Nervioso Periférico (SNC) (Pinel, 2007).

El SNC está formado por estructuras nerviosas protegidas por el cráneo y la columna
vertebral. Sus estructuras son el encéfalo (conformado a su vez por el cerebro, tronco del
encéfalo y cerebelo) y la médula espinal. Sus funciones son la de procesar información y
emitir respuestas. Además, el encéfalo es el sustrato biológico que subyace a los procesos
cognitivos, emocionales y conductuales.

El SNP está formado por 12 pares de nervios craneales (llamados pares craneales, emergen
directamente del encéfalo y salen desde aberturas o forámenes del cráneo hasta zonas de
la cabeza, el cuello y algunos órganos del tórax y abdomen) y por los 31 pares de nervios
espinales o raquídeos (emergen de la médula espinal o médula raquídea y se distribuyen por
todo el cuerpo, músculos, piel y órganos internos). El SNP se divide en dos grandes
subcomponentes:

• Sistema Nervioso Somatico (SNS): Controla actividades voluntarias. Transmite
  información sensorial (tacto, dolor, temperatura, etc.) desde la piel, músculos,
  articulaciones y organos sensoriales hacia el SNC a través de las vías aferentes o
  sensitivas. Además, ejerce el control voluntario del cuerpo, como el movimiento de
  los músculos esqueléticos, transmitiendo órdenes desde el SNC hasta los órganos
  efectores (músculos y glándulas) a través de las vías eferentes o motoras. En
  definitiva, se encarga de transmitir información sensorial-aferente desde los órganos
  sensoriales al SNC y de transmitir información motora-eferente desde el SNC a los
  órganos efectores.
• Sistema Nervioso Autónomo (SNA): Regula las funciones involuntarias o fisiológicas,
  como la actividad del corazón, las glándulas y los órganos internos. Se subdivide a su
  vez en:

o
Simpático: Responsable de la respuesta de "lucha o huida", aumenta la
frecuencia cardíaca, dilata las pupilas, y prepara al cuerpo para la acción en
situaciones de estrés.
o Parasimpático: Promueve el reposo, ralentiza el ritmo cardíaco, estimula la
digestión y ayuda a conservar energía en condiciones de calma.

Los distintos componentes de estas grandes divisiones del SN están formados a su vez por
conjuntos de células especializadas, como neuronas y células gliales, cuyas características
están determinadas tanto por su material genético como por la interacción con diversos
factores ambientales, incluyendo la comunicación con otras células a través de mensajeros
moleculares.
Para comprender la estructura y función del SN en su totalidad, es fundamental explorar los
distintos niveles de organización, que abarcan desde los componentes biológicos,
moleculares y celulares hasta las estructuras macroscópicas que configuran las grandes
divisiones anatomofuncionales. A continuación, comenzaremos describiendo los aspectos
neurobiológicos esenciales de los niveles más básicos de organización del SN.
Autor: Prof. Dr. Adrián Galiana
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Neurobiología esencial

Genética y comportamiento

Las células son las unidades estructurales y funcionales básicas de todos los organismos
vivos. Los organismos complejos, como el del ser humano, están formados por células
eucariotas, es decir, poseen un núcleo definido. Este núcleo es el que contiene la información
genética en forma de cromosomas. Los cromosomas son grandes moléculas de ácido
desoxirribonucleico (ADN) compactado. En el ser humano, toda célula contiene en su núcleo
46 cromosomas, distribuidos en 23 pares, siendo la mitad de los cromosomas heredados del
padre y la otra mitad, de la madre. El ADN que conforma los cromosomas está formado a su
vez una larga sucesión o cadena de nucleótidos (adenina, timina, citosina y guanina) cuyas
secuencias constituyen los genes (Lieberman et al., 2015).

Un gen es la unidad básica de información hereditaria y su secuencia de nucleótidos es
necesaria para la síntesis de proteínas, que son las moléculas encargadas de cumplir
funciones concretas en la célula. Así, los genes determinan las características biológicas del
organismo a través de las proteínas que son sintetizadas gracias al código de nucleótidos
que contienen. De esta manera, podría decirse que los genes son el manual de instrucciones
para crear proteínas, que serían a su vez las herramientas con las que la célula realiza sus
funciones.

La agrupación de células especializadas en unas determinadas funciones conforma los
distintos tejidos del organismo. Por ejemplo, las células representativas del tejido nervioso,
las neuronas, están especializadas en la captación, procesamiento y transmisión de
información, mientras que las células más representativas del hígado (hepatocitos) lo están
en funciones que tienen que ver con el metabolismo, o las células del tejido muscular
(miocitos) lo están en la contracción-relajación de los músculos. Así, existen multitud de
células distintas en el organismo, que conforman a su vez los distintos tejidos y órganos.
Aunque todas las células, independientemente del tejido al que pertenezcan y la función que
posean, comparten el mismo ADN, son morfológica y funcionalmente diferentes. Esto se
debe a que la expresión genética de las mismas difiere, lo que da lugar a un patrón de síntesis
de proteínas distinto, y de ahí, sus características morfológicas y funcionales diferenciales.
En definitiva, la secuencia de ADN es la misma en todas las células del organismo, pero la
expresión de esa secuencia, que es la que otorga la función concreta y singularidad, depende
del tipo de célula y tejido. Dicha expresión está marcada por complejos programas genéticos
que activan y desactivan genes durante las distintas fases de la formación de los órganos
durante la gestación. De esta manera, siguiendo con el ejemplo, el programa de expresión
genética que da lugar a las células que formarán el cerebro, es distinto al programa de
expresión genética que da lugar al hígado o al sistema muscular.

Si la genética proporciona las instrucciones para construir el organismo, incluido el cerebro,
y también está implicada en la interacción con el ambiente ¿hasta qué punto determina el
comportamiento de las personas? La genética proporciona un marco biológico que puede
predisponer a los individuos a ciertos comportamientos, rasgos de personalidad y trastornos
mentales, como se ha observado en estudios en gemelos y familias que han demostrado que
características como la agresividad, la ansiedad y la adicción tienen componentes
hereditarios significativos (Smoller et al., 2019).

Sin embargo, el comportamiento no es determinado únicamente por la genética; factores
ambientales, experiencias de vida y contexto social también desempeñan un papel crucial
Autor: Prof. Dr. Adrián Galiana
4en la configuración de cómo se manifiestan estos rasgos genéticos. Esta interacción entre la
genética y el ambiente es fundamental para comprender la complejidad del comportamiento
humano y desarrollar enfoques terapeuticos mas efectivos para tratar trastornos
psicológicos y neurológicos.

Relevancia en neuropsicología

Los factores genéticos van a marcar en gran medida el desarrollo inicial de las
distintas estructuras cerebrales, sin embargo, la maduración de estas
estructuras, íntimamente relacionada con su funcionalidad, va a estar
especialmente influenciada por los factores ambientales a los que esté
expuesta la persona a lo largo de su desarrollo y vida. En otras palabras, el
cerebro es un órgano cuyo funcionamiento va a depender tanto de la genética que lo
construye como del ambiente que lo esculpe, a lo largo de la vida.
Si entendemos el comportamiento, de manera amplia, como el conjunto de procesos
cognitivos, emocionales y conductas observables, y al cerebro como la base biológica de
estos procesos, y dado que este órgano va a conformarse tanto por genética como por
ambiente, podemos concluir que los comportamientos son resultado de esta interacción
entre factores heredados (genética) y factores externos (ambiente).

Los factores ambientales no solo incluyen factores físicos, como la temperatura y la luz,
sino que incluyen también la nutrición, la exposición a tóxicos, e incluso, factores
relacionados con los aprendizajes que realiza la persona a lo largo de su vida, sus
experiencias tanto positivas como negativas, además de factores culturales y sociales.
Todos estos factores ambientales van a interaccionar con la genética del individuo,
influyendo en los patrones de expresión génica de su cerebro (y otros órganos que se
relacionan con este) a través de mecanismos denominados epigenéticos, moldeando el
desarrollo cerebral del individuo y por tanto impactando en los comportamientos
(cognición, emoción y conducta) (Gräff et al., 2008).

Células del sistema nervioso

Las células que componen el SN se dividen en dos tipos principales: las neuronas y las células
de soporte, denominadas células de la glía o gliales (Pinel, 2007).

Estructura y función de la neurona

La neurona es una célula especializada que consta de varias partes bien definidas. En primer
lugar, el soma o cuerpo celular, que alberga el núcleo y es responsable de la mayoría de las
funciones de la célula. A partir del soma, se extienden dendritas, estructuras ramificadas que
reciben señales de otras neuronas y lado y el axón, que es una estructura alargada que
transmite los impulsos nerviosos desde el soma hacia otras neuronas o células efectoras. Al
final del axón (terminal del axón) se encuentran los botones terminales, donde se liberan
neurotransmisores que permiten la comunicación con otras neuronas u otro tipo de células.
Numerosas neuronas, especialmente aquellas que requieren una rápida transmisión del
impulso, tienen capas aislantes de mielina formadas por células especializadas que cubren
el axón acelerando la conducción del impulso nervioso. En los axones mielinizados, las
secciones que no quedan cubiertas por mielina se denominan nodos de Ranvier.
Autor: Prof. Dr. Adrián Galiana
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