Neuronas y Glia: Explorando las Células del Sistema Nervioso Central

Neuronas y Glía

Partes de la Neurona

U Grau en Audiologia General FACULTAT DE MEDICINA UVIC.UCC natalia.gorina@umedicina.cat NeurocienciaTipo de células del sistema nervioso central Teoría Celular: Todos los tejidos y órganos del cuerpo están compuestos de células y son las funciones especializadas de estas y el modo en que interactúan lo que determinan las funciones de los órganos.

KEN HUE "@ www.kenhub.com

Principalmente tres tipos de células del sistema nervioso central:

• Células nerviosas o Neuronas
  • Responsables de la mayoría de las funciones únicas del cerebro
  • Recepción, procesamiento y transmisión de la información
  • Especializadas en la comunicación intercelular
• Células gliales o glía
  • Aislamiento, soporte y nutrición de las neuronas
• Otros tipos de células
  • Células ependimarias y microglía

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Avances tecnológicos

¿Cómo podemos estudiar las neuronas?

Reto 1: Tamaño Las neuronas tienen un diámetro de entre 10-50 um.

Microscopia

JEM-FROU .. Microscopio óptico 200-300 nm Microscopio electrónico 0,1 nm

Reto 2: Consistencia El tejido cerebral no es suficientemente firme como para realizar secciones finas.

Fijación de tejidos y preparación de cortes

Microtomo: 2-10 um Ultramicrótomo: 60-100 nm U Grau en Audiologia General FACULTAT DE MEDICINA UVIC.UCC

Avances tecnológicos

¿Cómo podemos estudiar las neuronas?

Reto 3: Color El tejido no tiene diferencias de pigmentación que permitan diferenciar células individuales.

Tinciones

Tinción de Nissl

• Tiñe el núcleo y orgánulos cercanos a este (cuerpos de Nissl).
• Permite distinguir neuronas de las células gliales y estudiar la citoarquitectura de las neuronas en las diferentes partes del cerebro.

Bear (2020) Adobe Stock | #398867909

Tinción de Golgi

• Tiñe toda la neurona.
• Permite distinguir las dos partes principales de las neuronas.

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La estructura básica de la neurona

Soma Dendrites Neurites Axon

Partes de la Neurona

Cuerpo celular o Soma

• Forma piramidal o esférica
• Centro metabólico de la neurona

Neuritas

Dendritas

• Múltiples Recepción de información

Axón

• Uno por neurona Transmisión de información

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La estructura básica de la neurona

Cuerpo celular o Soma

Características del Soma

• Mide unos 20 um de diámetro
• Líquido acuoso interior se llama citosol.
• Contiene los principales orgánulos (exactamente los mismos que en todas las células)
• Citoplasma: Todo el contenido interior de la membrana neuronal EXCEPTO el núcleo.

Mitochondrion Neuronal membrane. Nucleus Rough ER- Ribosomes- -Polyribosomes Golgi apparatus *** Smooth ER Axon hillock Microtubules Axon

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La estructura básica de la neurona

Cuerpo celular o Soma

Mitochondrion Neuronal membrane. Nucleus Rough ER- Ribosomes- -Polyribosomes Golgi apparatus Smooth ER Axon hillock Microtubules Axon

Núcleo

• Esférico, céntrico y envuelto por la envoltura nuclear
• Contiene el material genético (ADN)

Retículo endoplasmático rugoso (RER)

• Membranas con estructuras globulares densas llamadas ribosomas
• Principal lugar de síntesis proteica de las neuronas.
• Muy abundante en las neuronas, elevada expresión génica
• Visualizado como cuerpos de Nissl

Retículo endoplasmático liso (REL)

• Membranas sin ribosomas.
• Diferentes funciones: Doblado de proteínas, control de concentración interna de sustancias, síntesis de fosfolípidos ...

Aparato de Golgi

• Conjunto de sacos más alejados del núcleo
• Procesamiento químico postraduccional, separación de proteínas según destino ...

Mitocondrias

• Respiración celular i fosforilación oxidativa (síntesis de ATP)

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La estructura básica de la neurona

Dendritas

Soma

Características de las Dendritas

• Función principal: Recepción de información.
• Conjunto de dendritas de una neurona única se llama árbol dendrítico, y cada rama es una rama dendritica.
• El árbol dendrítico refleja la complejidad de las conexiones con otras neuronas y sirve para clasificar los diferentes grupos.
• Membrana dendrítica (o membrana post-sináptica) cubierta de abundantes proteínas llamadas receptores.
• Presencia de espinas dendríticas en algunas dendritas.
• Citoplasma está compuesto por elementos del citoesqueleto y por mitocondrias.

Dendrites Neurites Axon

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La estructura básica de la neurona

Axón

Cono axónico Colateral Axónico Axón Arborización terminal

Características del Axón

• Función principal: Transmisión de información.
• Inicio en el cono axónico. Terminación en la terminal axónica o botón terminal.
• Longitud y diámetro variables según el tipo de neuronas y según la especie.
• Las bifurcaciones se llaman colaterales axónicas. Si una bifurcación contacta con la misma neurona de origen se llama colateral recurrente.
• Botón terminal: Punto de contacto con otras neuronas (o células): Sinapsis
• Arborización terminal: Cuando un axón tiene múltiples ramas en la terminal axónica.
• Pueden estar recubiertos por vainas de mielina que aceleran el impulso nervioso.
• El espacio entre vainas de mielina se denomina Nodo de Ranvier.

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La estructura básica de la neurona

Sinapsis

Presynaptic axon terminal Mitochondria Synapse Synaptic vesicles Postsynaptic dendrite Synaptic cleft Receptors

Elementos de la Sinapsis

• Lado presináptico (terminal axónica)
• Lado postsináptico (dendrita o el soma de otra neurona)
• Espacio entre las dos membranas: hendidura sináptica

En la mayoría de las sinapsis la codificación de la información sigue el patrón de señal eléctrica - química - eléctrica. La señal química es el neurotransmisor. Cuando una neurona hace un contacto sináptico, le proporciona inervación.

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La estructura básica de la neurona

Membrana neuronal

• Membrana plasmática muy parecida al del resto de células.
• Barrera para contener el citoplasma en el interior de la neurona.
• Tiene un espesor de unos 5 nm y está formada por una bicapa lipídica repleta de proteínas (mosaico fluido).
• Permeabilidad selectiva y proteínas con propiedades especificas (receptores, canales, bombeo de iones, etc.).
• Su composición proteica varía en función de la parte de la neurona.
• Clave para entender el funcionamiento de las neuronas.

EXTRACELLULAR SPACE (outside of cell) Cholesterol CYTOSOL Proteins ( inside of cell) A phospholipid Phospholipid bilayer U Grau en Audiologia General FACULTAT DE MEDICINA UVIC.UCC

La estructura básica de la neurona

Citoesqueleto

Red de proteínas intracelulares filamentosas o tubulares con una morfología y composición variable, dispersas en el citoplasma de una célula.

Funciones del Citoesqueleto

• Mecánicas (contactos celulares)
• División celular (huso y anillo contráctil)
• Movimiento intracelular (transporte)
• Movimiento extracelular (locomoción)
• Forma celular (polaridad ... )

MICROFILAMENTOS MICROTUBULOS FILAMENTOS INTERMEDIOS U Grau en Audiologia General FACULTAT DE MEDICINA UVIC.UCC

La estructura básica de la neurona

Citoesqueleto

Tubulin molecule Actin® molecule 20 nm Microtubule 5 nm 10 nm Neurofilament Microfilament

Microtúbulos

• Largos con centro hueco.
• Formados por tubulina (pequeña y globular) dispuestas como un collar de perlas.
• Se extienden a lo largo de las neuritas.
• Intervienen en el transporte intracelular.
• Acumulación de tau en la enfermedad de Alzheimer.

Filamentos intermedios

• Existen en todas las células del cuerpo. En las neuronas se llaman neurofilamentos.
• Subunidades que se enredan formando como una "cuerda".
• Organización de la estructura 3D interna celular, envoltura nuclear

Microfilamentos

• Particularmente numerosos en las neuritas.
• Cadenas de actina.
• Mantiene la estructura de la célula. Participa en procesos de crecimiento y regeneración de dendritas y axones.

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La estructura básica de la neurona

Transporte axoplasmático

Presynaptic axon terminal Mitochondria Synapse Synaptic vesicles Postsynaptic dendrite Synaptic cleft Receptors

Diferencias entre el axón y el soma

1. El RER no se extiende y el número de ribosomas es mínimo > síntesis proteica en el soma
2. La composición proteica de la membrana plasmática es distinta.

Diferencias entre el citoplasma axónico y del terminal

1. No llegan los microtúbulos
2. Contiene vesículas sinápticas
3. Cara interior rica en proteínas
4. Contiene muchas mitocondrias > Alta demanda energética

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La estructura básica de la neurona

Transporte axoplasmático

Transporte de material a través del axón mediante los microtúbulos. Según la velocidad se clasifica en:

• Transporte axoplasmático lento: 1-10 mm/dia
• Transporte axoplasmático rápido: 1000 mm/dia. Mediante ATP.

a DCTN2 Kinesin light chain -Dynactin Kinesin Dynein DCTN1 Anterograde movement Kinesin heavy chain Retrograde movement + Microtubule

Clasificación del Transporte Axoplasmático por Dirección

• Transporte anterógrado: Del soma al terminal axónico. Mediante Kinesina.
• Transporte retrógrado: Del terminal axónico al soma. Mediante Dineína.

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