Información

¿Pueden las dendritas de las neuronas sensoriales tener un metro de largo?

¿Pueden las dendritas de las neuronas sensoriales tener un metro de largo?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

La estructura típica de las neuronas en los libros de texto es una célula con un árbol dendrítico corto y un axón largo. Las dendritas reciben información y la envían al axón a través del cuerpo celular (soma). El axón es una estructura larga diseñada para enviar la información a partes distantes.


Una neurona. fuente: Escuela de Ciencias de la Vida de ASU

En las neuronas sensoriales de los receptores cutáneos, sin embargo, se considera que las dendritas reciben información sobre el mundo exterior, es decir, las dendritas son las partes receptivas de las neuronas sensoriales. Generan potenciales de acción que se envían al soma. Pero me han dicho que el soma de las neuronas sensoriales se encuentra en el ganglio de la raíz dorsal de la médula espinal?

¿Significa esto que el las dendritas de las neuronas sensoriales son excepcionalmente largas? Supongamos que siento un pinchazo en el dedo, ¿los receptores del dolor realmente tienen dendritas de un metro de largo todo el camino hasta la raíz dorsal?


Respuesta corta
Los axones pueden tener más de un metro de largo, pero las dendritas nunca son tan largas. La distancia en el cuerpo está cubierta por axones. Por lo general, se considera que la parte dendrítica de los receptores cutáneos es la parte receptora y solo la parte receptora. La estructura alargada que conduce al soma, así como la parte axonal de la médula espinal se considera generalmente como un solo y mismo axón, estando el soma unido al axón en este caso.

Fondo
Los receptores sensoriales de la piel tienen sus cuerpos celulares ubicados en los ganglios de la raíz dorsal adyacentes a la médula espinal (Bourinet et al., 2014). En el caso de los receptores del dolor, se muestra en la figura 1. La misma estructura básica se aplica a los receptores del tacto en la piel.


Fig. 1. Señalización de los receptores del dolor en la piel. fuente: Bourinet et al. (2014)

Los cuerpos celulares están ubicados en los ganglios de la raíz dorsal de la médula espinal. Los potenciales de acción se envían desde la región dendrítica de la piel. para el cuerpo celular en el ganglio. A partir de ahí se transmite a las interneuronas espinales en la médula espinal y hasta el cerebro.

La nomenclatura de estas neuronas sensoriales es generalmente la siguiente: en el cuerpo celular, el axón se divide en dos. La parte aferente que transmite los pulsos de la piel. para el cuerpo celular y la parte que transmite la señal del soma lejos de el cuerpo celular a la médula espinal son ambos considerados como parte del axón. En general, se considera que la región dendrítica es la terminación nerviosa (Fig. 2C). Entonces, los axones de las neuronas sensoriales periféricas, así como las neuronas motoras, pueden tener más de un metro de largo (Lodish et al., 2000).


Fig. 2. Tipos de neuronas. Las flechas indican la dirección de conducción de los potenciales de acción en los axones. (A) Interneuronas multipolares. Las dendritas reciben señales en las sinapsis con varios cientos de otras neuronas, y hay un solo axón de ramificación larga. (B) Una neurona motora que inerva una célula muscular. Normalmente, las neuronas motoras tienen un solo axón largo que se extiende desde el cuerpo celular hasta la célula efectora. (C) Neurona sensorial en la que el axón se ramifica justo después de salir del cuerpo celular. La rama periférica transporta el impulso nervioso desde la célula receptora hasta el cuerpo celular, que se encuentra en el ganglio de la raíz dorsal cerca de la médula espinal; la rama central transporta el impulso desde el cuerpo celular hasta la médula espinal o el cerebro. Ambas ramas son axones estructural y funcionalmente, excepto en sus porciones terminales, aunque la rama periférica conduce impulsos hacia el cuerpo celular, en lugar de alejarse de él. fuente: Lodish et al. (2000)

Referencias
- Bourinet et al., Physiol Rev (2014); 94(1): 81-140
- Lodish et al., Biología celular molecular, 4th ed. Nueva York: Freeman (2000)


Neurona

A neurona o neurona es una célula eléctricamente excitable que se comunica con otras células a través de conexiones especializadas llamadas sinapsis. Es el principal componente del tejido nervioso de todos los animales excepto las esponjas y los placozoos. Las plantas y los hongos no tienen células nerviosas.

Las neuronas generalmente se clasifican en tres tipos según su función. Las neuronas sensoriales responden a estímulos como el tacto, el sonido o la luz que afectan las células de los órganos sensoriales y envían señales a la médula espinal o al cerebro. Las neuronas motoras reciben señales del cerebro y la médula espinal para controlar todo, desde las contracciones musculares hasta la producción glandular. Las interneuronas conectan neuronas con otras neuronas dentro de la misma región del cerebro o la médula espinal. Un grupo de neuronas conectadas se denomina circuito neural.

Una neurona típica consta de un cuerpo celular (soma), dendritas y un solo axón. El soma suele ser compacto. El axón y las dendritas son filamentos que salen de él. Las dendritas normalmente se ramifican profusamente y se extienden unos cientos de micrómetros desde el soma. El axón sale del soma en una hinchazón llamada colina del axón y viaja hasta 1 metro en humanos o más en otras especies. Se ramifica pero suele mantener un diámetro constante. En el extremo más alejado de las ramas del axón se encuentran los terminales del axón, donde la neurona puede transmitir una señal a través de la sinapsis a otra célula. Las neuronas pueden carecer de dendritas o no tener axón. El término neurita se usa para describir una dendrita o un axón, particularmente cuando la célula no está diferenciada.

La mayoría de las neuronas reciben señales a través de las dendritas y el soma y envían señales por el axón. En la mayoría de las sinapsis, las señales pasan del axón de una neurona a la dendrita de otra. Sin embargo, las sinapsis pueden conectar un axón a otro axón o una dendrita a otra dendrita.

El proceso de señalización es en parte eléctrico y en parte químico. Las neuronas son eléctricamente excitables debido al mantenimiento de gradientes de voltaje a través de sus membranas. Si el voltaje cambia en una cantidad lo suficientemente grande en un intervalo corto, la neurona genera un pulso electroquímico de todo o nada llamado potencial de acción. Este potencial viaja rápidamente a lo largo del axón y activa las conexiones sinápticas a medida que las alcanza. Las señales sinápticas pueden ser excitadoras o inhibidoras, aumentando o reduciendo el voltaje neto que llega al soma.

En la mayoría de los casos, las neuronas son generadas por células madre neurales durante el desarrollo del cerebro y la niñez. La neurogénesis cesa en gran medida durante la edad adulta en la mayoría de las áreas del cerebro.


Estructura de la neurona

Una célula nerviosa típica contiene un cuerpo celular o soma de donde emergen dos o más fibras alargadas. De esta manera, una neurona se parece en gran medida a un árbol y sus ramas. Estas extensiones en forma de rama se denominan dendritas, que reciben señales químicas de las neuronas vecinas.

El punto en el que una parte de una célula nerviosa se comunica con una célula vecina se denomina sinapsis. La mayoría de los organismos de nivel superior también contienen una única fibra alargada llamada axón que está altamente especializado para una transferencia eléctrica rápida.

El tamaño y la forma de la neurona pueden variar según el organismo y la función para la que está especializada. Mientras que las neuronas motoras humanas pueden extenderse hasta un metro, las jirafas tienen axones individuales que se extienden varios metros de largo. Asimismo, el soma de la neurona puede variar de diámetro entre 4 y algunos cientos de micrómetros.

Algunas neuronas tienen un número limitado de dendritas que se extienden desde el cuerpo celular. Sin embargo, las neuronas que están especializadas para la transferencia rápida de mensajes pueden tener múltiples redes de dendritas que conectan diversos tejidos.

Las neuronas del sistema nervioso central de los seres humanos, por ejemplo, pueden comunicarse con más de 1000 neuronas en un solo segundo, por lo que suelen estar equipadas con una complicada red de largas dendritas.

Dendritas

Se trata de extensiones celulares que forman el punto de entrada de las neuronas. Aunque las dendritas suelen ser más cortas que los axones, su estructura es muy compleja. Los biólogos creen que la forma única de árbol evolucionó para proporcionar una gran superficie dentro de la cual se pueden transferir las señales.

En algunos organismos de nivel superior, las dendritas están especializadas con distintas regiones llamadas espinas dendríticas que proporcionan sitios de recepción discretos para la señal entrante. La visión tradicional de la comunicación nerviosa asume que las dendritas son la fuente de entrada singular en la neurona.

Por el contrario, incluso el soma puede recibir señales. Además, algunos organismos de nivel inferior no tienen axones en absoluto. En estos organismos, las dendritas actúan como fuente de entrada y salida.

El axón es una fibra alargada que emerge del cuerpo celular de la neurona. Aunque generalmente es más grande que el soma, la longitud del axón puede variar ampliamente entre especies y tipos de neuronas. La función principal del axón es transmitir señales eléctricas hacia y desde el soma.

Para este propósito, algunos axones están especializados con una vaina aislante de células grasas llamada vaina de mielina. Al igual que las membranas plasmáticas típicas, la vaina de mielina está compuesta por un 80% de lípidos y un 20% de proteínas. Estos círculos concéntricos de proteínas y lípidos garantizan que las señales se transmitan sin pérdidas. En algunos puntos, la vaina de mielina se interrumpe por espacios no aislados llamados Los nodos de Ranvier.

A medida que el impulso eléctrico salta de un nodo a otro, se acelera, lo que garantiza una transferencia rápida. En algunas partes del cuerpo, varios axones pueden agruparse para formar una unidad transmitida singular llamada tratados. El punto en el que el axón sale del soma se llama axón loma.

Las neuronas reciben señales de entrada todo el tiempo, sin embargo, no todas las entradas se convierten en señales funcionales. El montículo del axón está equipado con un volumen denso de canales de sodio dependientes del voltaje que controla qué señales pasarán a través del axón y qué señales terminarán en el soma.

El extremo más lejano del axón se llama terminal del axón que forma una sinapsis con otras neuronas o células. En la terminal, la señal eléctrica que se mueve a través de la neurona se convierte nuevamente en una señal química en forma de neurotransmisores.

El soma es la estructura central de la neurona que alberga el núcleo y el ADN. Un núcleo puede variar en diámetro entre 3-18 micrómetros y típicamente está encerrado dentro de una doble membrana. A diferencia de otras estructuras de la neurona, el soma no está especializado para la transmisión activa de señales.

En cambio, el soma sirve principalmente para mantener la neurona. El soma también es el sitio principal de síntesis de proteínas. Además del ADN, el soma está equipado con orgánulos celulares típicos que incluyen el aparato de Golgi y las mitocondrias. Algunas neuronas también contienen grupos de retículo endoplásmico rugoso llamados Cuerpos de Nissl.

Membrana celular

Como todas las células, la neurona también está encerrada dentro de una membrana plasmática compuesta de bicapas lipídicas y proteínas incrustadas. En la mayoría de las células, la membrana celular sirve para proteger los orgánulos de los factores ambientales.

Sin embargo, en las neuronas, la membrana plasmática está equipada con proteínas de membrana eléctricamente activas que bombean iones dentro y fuera de la neurona. El movimiento de iones cargados eléctricamente crea una diferencia de voltaje a través de la membrana y de esta manera la señal química recibida en la sinapsis se convierte en una señal eléctrica que puede moverse a través del cuerpo de la neurona.

¿SABÍAS?

Solo algunas células del sistema nervioso son neuronas. La neuroglia son células nerviosas más simplificadas presentes en la mayoría de los vertebrados e invertebrados. Inicialmente, se pensaba que la neuroglia poseía células conectivas que brindan soporte estructural a las neuronas.

Sin embargo, la neuroglia está adaptada para cumplir múltiples funciones en el sistema nervioso. A diferencia de las neuronas, la neuroglia carece de axones. Además, a diferencia de las neuronas, la neuroglia puede dividirse continuamente a lo largo de su vida. La mayoría de los vertebrados contienen tres tipos distintos de astrocitos neuroglia, oligodendrocitos y microglia.


Los científicos dicen: neurona

Las células aquí en verde son neuronas individuales en la médula espinal. Cada neurona tiene un axón largo que se extiende para transmitir mensajes.

Lawrence Marnett y colegas, Universidad de Vanderbilt Biología química de la naturaleza

Compartir este:

Neurona (sustantivo, "NUR-on")

Este es uno de los principales tipos de células del sistema nervioso: el cerebro, la médula espinal y los nervios. También se le llama frecuentemente célula nerviosa. Las neuronas ayudan al cuerpo a detectar y responder a la información. Lo hacen transmitiendo señales de un lugar del cuerpo a otro.

Cada vez que tocas algo, ese toque inicia una señal eléctrica en la punta de una neurona cerca de tu piel. Esta neurona luego lleva la información a otras neuronas en el cerebro para su procesamiento. Cuando quiere moverse, por ejemplo, el cerebro envía señales eléctricas a las neuronas para contraer los músculos de su brazo o pierna. Hay alrededor de 86 mil millones de neuronas en el cerebro y otros mil millones en la médula espinal.

Las partes de una neurona están especializadas para producir, recibir y mover señales eléctricas. Por lo general, una neurona recibe señales en pequeñas ramas llamadas dendritas. Estas dendritas sobresalen del cuerpo principal de la célula. Las señales eléctricas bajan por una larga cola llamada axón. Al final del axón hay otro conjunto de pequeñas ramas, llamadas axón terminal.

Las señales eléctricas se mueven a lo largo del axón como ondas de iones cargados positiva y negativamente. Estos se entrelazan dentro y fuera del axón de la célula, ondeando hasta la terminal. Allí, la neurona transmite el mensaje a otra célula mediante señales químicas.

Debido a que las neuronas transmiten señales de una parte del cuerpo a otra, pueden alargarse mucho. De hecho, una sola neurona desde la base de la médula espinal hasta el dedo gordo del pie puede tener más de un metro (tres pies) de largo.

En una frase

En un recuento de neuronas en las capas externas del cerebro, los perros golpean a los gatos, y también a los osos.

Educadores y padres, inscríbase en la hoja de trucos

Actualizaciones semanales para ayudarlo a usar Noticias científicas para estudiantes en el ambiente de aprendizaje

Palabras de poder

potencial de acción: Un breve cambio en el potencial eléctrico en la superficie de una célula, especialmente de una célula nerviosa o muscular. Ocurre cuando se estimula la célula. Esto desencadena la liberación de un impulso eléctrico.

axon: Extensión larga, en forma de cola, de una neurona que conduce señales eléctricas lejos de la célula.

celda: La unidad estructural y funcional más pequeña de un organismo. Por lo general, demasiado pequeño para verlo a simple vista, consiste en un líquido acuoso rodeado por una membrana o pared. Dependiendo de su tamaño, los animales están hechos de miles a billones de células. La mayoría de los organismos, como levaduras, mohos, bacterias y algunas algas, están compuestos por una sola célula. (en telecomunicaciones) Una tecnología que se basa en una gran cantidad de estaciones base para retransmitir señales. Cada estación base cubre solo un área pequeña, que se conoce como celda. Los teléfonos que dependen de este sistema se denominan normalmente teléfonos móviles.

cuerpo de la célula: La sección compacta de una neurona donde se encuentra su núcleo.

químico: Sustancia formada por dos o más átomos que se unen (enlazan) en una proporción y estructura fijas. Por ejemplo, el agua es una sustancia química que se produce cuando dos átomos de hidrógeno se unen a un átomo de oxígeno. Su fórmula química es H2O. Chemical también puede ser un adjetivo para describir las propiedades de los materiales que son el resultado de varias reacciones entre diferentes compuestos.

mensaje químicor: (en fisiología) Moléculas que envían señales de un lugar a otro dentro del cuerpo. Los mensajes pasan de una neurona a otra a través de mensajeros químicos. Las hormonas también son mensajeros químicos de una parte del cuerpo a otra.

señal química: Un mensaje compuesto por moléculas que se envían de un lugar a otro. Las bacterias y algunos animales utilizan estas señales para comunicarse.

contrato: Activar el músculo permitiendo que los filamentos de las células musculares se conecten. Como resultado, el músculo se vuelve más rígido. (en el comercio) Un acuerdo entre dos partes, como para realizar una compra o proporcionar algún servicio.

dendritas: Proyecciones en forma de cabello de la cabeza (cuerpo celular) de una neurona. Se sientan listos para captar un neurotransmisor, una señal química, que ha sido liberada por una neurona vecina.

información: (a diferencia de los datos) Hechos proporcionados o tendencias aprendidas sobre algo o alguien, a menudo como resultado del estudio de datos.

ion: Átomo o molécula con carga eléctrica debido a la pérdida o ganancia de uno o más electrones.

membrana: Barrera que bloquea el paso (o el flujo a través) de algunos materiales en función de su tamaño u otras características. Las membranas son una parte integral de los sistemas de filtración. Muchos cumplen la misma función que la cubierta exterior de células u órganos de un cuerpo.

músculo: Un tipo de tejido que produce movimiento al contraer sus células, conocidas como fibras musculares. El músculo es rico en proteínas, por lo que las especies depredadoras buscan presas que contengan gran cantidad de este tejido.

nervio: Fibra larga y delicada que transmite señales a través del cuerpo de un animal. La columna vertebral de un animal contiene muchos nervios, algunos de los cuales controlan el movimiento de sus patas o aletas, y otros transmiten sensaciones como calor, frío o dolor.

sistema nervioso: Red de células y fibras nerviosas que transmite señales entre partes del cuerpo.

neurona: El principal tipo de célula del sistema nervioso: el cerebro, la columna vertebral y los nervios. Estas células especializadas transmiten información produciendo, recibiendo y conduciendo electricidad. Las neuronas también pueden transmitir señales a otras células con mensajeros químicos.

médula espinal: Un haz cilíndrico de fibras nerviosas y tejido asociado. Está encerrado en la columna y conecta casi todas las partes del cuerpo con el cerebro, con el que forma el sistema nervioso central.

sinapsis: La unión entre neuronas que transmite señales químicas y eléctricas.

Terminal: El punto final o la última estación en algún sistema, red o proceso. El fin de la línea.

transmitir: (n. transmisión) Para enviar o pasar.

ola: Una perturbación o variación que viaja a través del espacio y la materia de manera regular y oscilante.

Acerca de Bethany Brookshire

Bethany Brookshire fue escritora durante mucho tiempo en Noticias científicas para estudiantes. Tiene un doctorado. en fisiología y farmacología y le gusta escribir sobre neurociencia, biología, clima y más. Ella cree que los Porgs son una especie invasora.

Recursos para el salón de clases para este artículo Más información

Hay recursos gratuitos para educadores disponibles para este artículo. Regístrese para acceder:


El sistema nervioso central

El sistema nervioso central (SNC) está formado por el cerebro y la médula espinal y está cubierto por tres capas de cubiertas protectoras llamadas meninges (& # 8220meninges & # 8221 se deriva del griego y significa & # 8220membranas & # 8221) ([Figura 3 ]). La capa más externa es la duramadre, la capa intermedia es la aracnoidea similar a una red y la capa interna es la piamadre, que contacta directamente y cubre el cerebro y la médula espinal. El espacio entre la aracnoides y la piamadre está lleno de líquido cefalorraquídeo (LCR). El cerebro flota en el LCR, que actúa como colchón y amortiguador.

Figura 3: La corteza cerebral está cubierta por tres capas de meninges: la duramadre, la aracnoides y la piamater. (crédito: modificación del trabajo de Gray & # 8217s Anatomy)


Base molecular del olfato

8 proteínas de membrana de neuronas sensoriales

Los SNMP son proteínas de membrana de insectos que están asociadas con neuronas sensibles a feromonas en lepidópteros y dípteros. Los SNMP 117-120 pertenecen al transportador de ácidos grasos humanos (FAT), la familia de genes CD36, que se caracteriza por dos dominios transmembrana y participa principalmente en el reconocimiento de ácidos grasos, colesterol y compuestos proteicos en las células. 117,121-124 La familia SNMP de insectos consta de dos subfamilias, SNMP1 y SNMP2, que se identificaron por primera vez en A. polifemo 117 y Manduca sexta, 125 respectivamente. Desde entonces, se ha avanzado mucho en la identificación de SNMP1 y SNMP2 en diferentes órdenes de insectos. 103,119,126–133 La expresión del ARNm de ApolSNMP1 aumentó significativamente 1-2 días antes de la emergencia del adulto, coincidiendo con la maduración funcional del sistema olfativo. La abundante expresión de SNMP1 en neuronas olfativas específicas de feromonas sugiere que puede estar involucrado en la detección de feromonas. 117,126,134 Forstner et al. encontró que en antenas masculinas de H. virescens, HvirSNMP1 y HvirOR13 se coexpresaron en las mismas células, mientras que, por el contrario, HvirSNMP2 se expresó en las células de soporte. Se encontraron perfiles de expresión similares de ApolSNMP1 y ApolSNMP2 en A. polifemo. 120 Se ha identificado que DmelSNMP1 es un requisito previo para la detección quimiosensorial de la feromona de ácido graso cVA, 119,135 quizás similar a la función informada de las proteínas CD36 en mamíferos. 136,137 Esta fue la primera demostración de funciones SNMP en vivo. Además, se ha informado que los SNMP muestran patrones de expresión amplios en diferentes tejidos, 129-133, lo que sugiere que pueden estar involucrados en algunas funciones más allá de la detección olfativa.


¿Qué son las neuronas sensoriales?

Las neuronas sensoriales son las neuronas aferentes que se encargan de convertir los estímulos externos en impulsos eléctricos internos. El impulso nervioso viaja a lo largo de las fibras nerviosas aferentes hasta el cerebro a través de la médula espinal. El cuerpo celular de la neurona sensorial se encuentra en los ganglios dorsales de la médula espinal. Las neuronas sensoriales están compuestas por cinco sentidos primarios: vista, olfato, gusto, tacto y oído.

Cinco sentidos

Los bastoncillos y los conos de la retina se activan con la luz. Esto activa nervios especializados llamados ganglios retinianos. Los impulsos nerviosos generados en los ganglios de la retina se transfieren al cerebro a través del nervio óptico, detectando la visión. Al sentir oler, el olor de una molécula se disuelve en el moco y se adhiere a las microvellosidades. Las dendritas de las neuronas sensoriales están presentes en las microvellosidades. El contacto de las moléculas de olor con las dendritas estimula las neuronas sensoriales para enviar los impulsos al cerebro, sintiendo el olor. Papilas gustativas también son neuronas sensoriales que están presentes en la lengua. Las neuronas sensoriales de la lengua trabajan en cooperación con las neuronas olfativas de la nariz. Las terminaciones nerviosas libres y los corpúsculos son los dos tipos de neuronas que se encuentran en la piel. Las terminaciones nerviosas libres están incrustadas en la dermis. Detectan estímulos mecánicos como tocar, presión y estiramiento. También detectan la temperatura y el peligro (nocicepción). Las células ciliadas internas del oído estimulan la nervio auditivo aferente y señales enviadas al cerebro, permitiendo que un organismo perciba diferentes sonidos.

Figura 1: neurona sensorial


Diferencia entre nervio y neurona

A diferencia de las plantas y los árboles, los animales han construido sistemas especiales para responder a los estímulos del entorno exterior y realizar cambios dentro del cuerpo. Los cambios muy importantes e inmediatos se llevan a cabo con la ayuda de señales eléctricas del sistema nervioso, mientras que los cambios químicos a largo plazo están mediados por el sistema endocrino. El sistema nervioso incluye un sistema nervioso central (SNC) que consiste en el cerebro y la médula espinal, y el sistema nervioso periférico que circula fuera del sistema nervioso central. Toda la información sensorial esencial en animales multicelulares es detectada por células sensoriales. Esta información sensorial se transmite a las células efectoras que generan la respuesta.

Las células entre los receptores y los efectores son las células conductivas del sistema nervioso, también conocidas como neuronas. Las neuronas son las unidades estructurales y funcionales básicas del sistema nervioso y se ramifican por todo el organismo, desarrollando una red de comunicación bien definida. Una neurona consta de un cuerpo celular, dendritas y un axón. Hay tres tipos principales de neuronas: las neuronas pseudo unipolares realizan una función sensorial, las células nerviosas bipolares situadas dentro del sistema nervioso central transfieren las señales a una neurona motora o al cerebro, y la neurona multipolar es una neurona motora responsable de transmitir una señal de respuesta en un músculo o dentro del sistema nervioso central.

En el lado opuesto, el nervio es una colección de axones o dendritas envueltas en tejido conectivo que transmite impulsos entre el sistema nervioso central y algunas otras partes esenciales del cuerpo. Un tipo de nervio normal tiene una cubierta exterior resistente, epineuro. Dentro del nervio se encuentran los axones fibrosos largos o dendritas de neuronas individuales, agrupados en haces llamados fascículos, envueltos en el perinurio. Cada axón dentro de estos haces está envuelto adicionalmente por una vaina de mielina formada por células de Schwann, para mantener aislados los impulsos nerviosos. La mayoría de los nervios grandes son nervios mixtos, que consisten en fibras nerviosas motoras y sensoriales que van hacia y desde una región particular del cuerpo.

¿Cuál es la diferencia entre nervios y neuronas?

Los nervios se forman a partir de un grupo de neuronas, mientras que una neurona es una célula individual.

Los nervios transmiten información a todas las partes del cuerpo, mientras que las neuronas conducen los impulsos nerviosos.

El daño a los nervios puede causar enfermedades que afectan el movimiento de diferentes partes de nuestro cuerpo, por ejemplo, ataxia, síndrome del túnel carpiano, etc. El daño de las neuronas afecta la salud del cerebro y causa enfermedades como Parkinson & # 8217s y Alzheimer & # 8217s.

Un nervio es una colección importante de haces de axones que se encuentran en el sistema nervioso periférico. Los axones están envueltos en tejido conectivo de tres capas para la protección y el aislamiento. Mientras que, por otro lado, una neurona tiene un solo axón, puede estar ramificada y extenderse en más de una dirección.

La vaina de mielina está presente tanto en nervios como en neuronas. Las neuronas son células nerviosas individuales, mientras que los nervios son congregaciones alargadas de tejidos.

Las neuronas se encuentran en el sistema nervioso central y periférico, pero los nervios están solo en el sistema nervioso periférico.

Las neuronas se agrupan según la cantidad de extensiones que se extienden desde el cuerpo celular de la neurona y según la dirección en la que transmiten la información. Pero los nervios están agrupados por el lugar de su origen en el sistema nervioso central o su destino.

Se sabe que las neuronas son las células más antiguas del cuerpo que pueden superar a un ser humano.


MATERIALES Y MÉTODOS

Los procedimientos experimentales fueron aprobados por la Autoridad Noruega de Investigación Animal y se llevaron a cabo de conformidad con la Ley Noruega de Bienestar Animal de 1974 y el Reglamento de Experimentación Animal de 1996. La carpa cruciana (Carassius carassius L.) se recolectaron de un lago local y se mantuvieron en las instalaciones del acuario o en un estanque al aire libre en el Departamento de Biociencias Moleculares de la Universidad de Oslo. La trucha marrónSalmo trutta L.) fueron suministrados por un criadero de truchas local (OFA, Sørkedalen) en Oslo.

Para estudiar la especificidad del ligando de las neuronas sensoriales olfativas, expusimos el órgano olfatorio a 10 nmol l -1 de taurolitocolato (TLC) junto con diferentes tintes (ver más abajo). Las carpas crucianas se anestesiaron mediante una inyección intraperitoneal de 2,5 mg kg –1 de Alfaxan (Vétoquinol Ltd, Buckingham, Reino Unido) y se colocaron en una cuna con agua del grifo irrigando las branquias. Las rosetas olfativas de pescado anestesiado se expusieron a las diferentes soluciones durante entre 5 y 30 min. El flujo fue ∼1 ml min –1. Después de cada aplicación, se enjuagó la cavidad olfativa con agua destilada durante al menos 5 min. Los peces se mantuvieron vivos durante un máximo de 2 días en agua aireada a temperatura ambiente y se volvieron a anestesiar y perfundir. vía el corazón con paraformaldehído tamponado al 4% (tampón fosfato 0,1 mol l –1, pH 7,2). En total, se utilizaron 24 peces. Después de la fijación, los órganos olfativos con bulbo y tractos se disecaron libres y se dejaron en fijador. Las muestras se embebieron en una solución de gelatina al 12% en tampón fosfato 0,1 mol l -1 y se seccionaron en un vibratomo.

En algunos experimentos, expusimos carpa cruciana durante 10 min a dextrano de 3 kDa conjugado con Alexa 488 (verde) junto con TLC, y luego, después de un breve enjuague, las expusimos durante 10 min a dextrano de 10 kDa conjugado con Alexa 647 (rojo) junto con el agonista de alarma hipoxantina-3- (N) -óxido (H3NO), que demuestra tinción selectiva para dos olores diferentes. Los órganos olfativos de la trucha marrón se expusieron a dextrano conjugado con Alexa 488 (verde) junto con TLC de la misma forma que la carpa cruciana.

En los experimentos de control, las rosetas olfativas de peces anestesiados se expusieron durante 10 minutos a colorantes solos. El transporte a largo plazo de vesículas endocíticas a menudo depende de motores moleculares y microtúbulos que pueden ser alterados por el nocodazol (Schliwa y Woehlke, 2003). El efecto del nocodazol se estudió exponiendo previamente la roseta olfativa a 35 μmol l –1 de nocodazol durante 20 min a temperatura ambiente, seguido de exposición a 10 nmol l –1 TLC y 2 μmol l –1 de tinte de estirilo FM1-43 durante 5 min .

Para las secciones de vibrátomo de la roseta olfativa, la posición del cuerpo celular de cada neurona sensorial teñida se categorizó por la ubicación de su núcleo dentro del epitelio. El epitelio sensorial se dividió en cinco zonas iguales (capas) desde la superficie hasta la lámina basal, siendo la zona 1 la más superior y la zona 5 la región más cercana a la membrana basal. Por lo tanto, la posición de cada soma celular se asignó a una zona particular.

Se utilizó un microscopio confocal (Olympus FluoView 1000, BX61W1, Olympus, Shinjuku, Tokio, Japón) para observar los detalles de las laminillas individuales o secciones en las preparaciones. Las fotografías fueron tomadas en aviones, separadas por zpasos de eje que varían entre 0,4 y 2 μm. Las imágenes de microscopio confocal fueron analizadas por el software Imaris® (www.bitplane.com). Se utilizó el software ImageJ (NIH, Bethesda, MD, EE. UU.) Para manejar la información de fotografías tomadas a diferentes profundidades. Las imágenes se importaron y se agregaron pilas en un z-proyección con parámetro de máxima intensidad. Se utilizaron los siguientes objetivos de inmersión en agua: 10 × NA 0,30 20 × NA 0,50 40 × NA 0,80 y 60 × NA 0,90. Imágenes de laminillas y enteras en el lugar Las preparaciones se realizaron utilizando un microscopio de fluorescencia convencional (Olympus, BX50WI) equipado con una cámara digital (ProgRes, Jena, Alemania). Para este microscopio también se utilizó un objetivo 2 × NA 0.05. El recuento de neuronas sensoriales teñidas se realizó con imágenes confocales de laminillas olfativas en áreas que van desde 44 × 10 3 a 360 × 10 3 μm 2.

Microscopio de electrones

Se anestesiaron pequeñas muestras de carpa cruciana con Alfaxan como se detalla anteriormente, se decapitaron y las cabezas se colocaron en un fijador que contenía formaldehído al 4%, ácido pícrico al 0,3% y glutaraldehído al 0,1% en tampón de fosfato sódico 0,1 mol l -1 pH 7,4. Se retiraron los colgajos de piel que cubrían las rosetas olfativas y se colocó la mitad superior de la cabeza sobre almohadillas para microscopía electrónica de barrido. Las preparaciones se secaron en el punto crítico, se pulverizaron con una mezcla de Pt / Ir y se observaron en un microscopio electrónico de barrido (Jeol JSM 6400, Tokio, Japón). Se contaron las neuronas sensoriales ciliadas a partir de imágenes de áreas de superficie de 450 µm 2.

Productos quimicos

Usamos dextranos conjugados con los tintes Alexa aniónico 3 kDa Alexa fluor 488 D34682, 10 kDa aniónico fijable Alexa fluor 488 D22910 y 10 kDa aniónico fijable Alexa fluor 647 D22914, el colorante carbocianina DiO en solución de etanol V-22886 y el colorante estirilo FM1 -43 T35356, todos adquiridos de Molecular Probes (Invitrogen, Carlsbad, CA, EE. UU.). Se adquirieron TLC T7515 y nocodazol M1404 de Sigma-Aldrich (St Louis, MO, EE.UU.). Se preparó TLC como soluciones madre de 1 mmol l -1 en DMSO y se aplicó a 10 nmol l -1. El H3NO se obtuvo de Menai Organics Limited (Deiniol Road, Bangor, Gwynedd, Reino Unido) y se preparó disolviendo H3NO en 5 mmol l –1 NaCl y 2 mmol l –1 Hepes pH 5.3. El H3NO se diluyó a 0,1 mmol l –1 en agua dulce artificial a pH 7,4. La concentración final de H3NO fue de 10 nmol l -1. Todas las soluciones se almacenaron a –20 ° C.


La biología celular de las neuronas y la glía

El número de células en el sistema nervioso central (SNC) del ser humano adulto se ha estimado en 100 mil millones. Todos surgen de una población relativamente pequeña de precursores, sin embargo, se observa una diversidad de tipos de células en el adulto. Su clasificación más básica es como neuronas y glía (células gliales).

VISIÓN DE CONJUNTO

Células nerviosas (neuronas) manipular la información. Hacerlo implica cambios en el bioeléctrico o bioquímico propiedades de la célula, y estos cambios requieren un gran gasto de energía para cada célula. El sistema nervioso, en comparación con otros órganos, es el mayor consumidor de oxígeno y glucosa. Estos requerimientos de energía surgen directamente de la demanda metabólica que se ejerce sobre las células, que tienen grandes áreas de superficie y concentran biomoléculas e iones contra un gradiente de energía. Además de mantener su metabolismo, cada neurona (1) recibe información del medio ambiente o de otras células nerviosas, (2) procesa la informacióny (3) envía información a otras neuronas o tejidos efectores.

Las células gliales controlan el entorno del SNC dentro del cual funcionan las neuronas. Ellos lanzadera moléculas nutritivas de los vasos sanguíneos a las neuronas, eliminar residuos productos, y maintain the electrochemical surroundings of neurons. Glia also communicate directly with nearby neurons through glial receptors and release mechanisms for certain neurotransmitters. During nervous system development, glia guide neuronal migration and promote synapse formation.

For neurons to carry out the three tasks of receiving, processing, and sending information, they must have specialized structures that contribute to each of these functions. The main components of a neuron are shown in Figure 2-1. In addition, specialized mechanisms and structures are required to solve some special problems specific to neuron function. Two such problems are immediately apparent. First, the mix of ions inside neurons is different from the mix outside the cell. Maintaining this difference requires extraordinary amounts of energy because ions must be pumped against electrical and diffusion gradients. The large surface area of neurons compounds this problem. Second, those neurons that send information over long distances must have a way to supply these distant sites with macromolecules and energy. For the cell biology of neurons to be fully appreciated, it is important to see the biochemical, anatomic, and physiologic properties of neurons as part of an integrated whole, the machinery that permits the neuron to do its specialized functions. In the following sections, we examine how specializations in neuronal architecture and chemistry contribute to meeting these special demands.

STRUCTURE OF NEURONS

The archetypical neuron is bounded by a continuous plasma membrane and consists of a cuerpo de la célula, o soma, from which dendrites y un axon arise (Figs. 2-1 and 2-2). The cell body contains the nucleus surrounded by a mass of cytoplasm that includes the organelles necessary for protein synthesis and metabolic maintenance. Most neurons (multipolar neurons) have several dendrites extending from the cell body (Figs. 2-1 and 2-2). These are usually relatively short processes that taper from a thick base and, in doing so, branch extensively. In contrast, there is a single axon, which is a relatively long process (extending from a few millimeters to more than a meter) with a uniform diameter. The axon has few if any branches along most of its length, branching extensively only near the distal end (the terminal arbor) (Figs. 2-1 and 2-2). In most neurons, information normally flows from the dendrites to the cell body to the axon and its terminals, then to the next neuron or an effector tissue such as muscle. These components of the neuron are described in the order in which information is processed.

Dendrites

Dendrites usually branch extensively in the vicinity of the cell body, giving the appearance of a tree or bush (Figs. 2-1 to 2-3A). They receive signals either from other neurons through contacts (sinapsis) made on their surfaces or from the environment via specialized receptors. Information travels from distal to proximal (tip to base) along dendrites to converge at the cell body.

Small bud-like extensions (dendritic spines) of a variety of shapes are frequently seen on the more distal branches of the dendritic tree (Figs. 2-1 and 2-3B, C). These are sites of synaptic contacts (discussed later). The branches of dendrites increase in thickness as they anastomose in their course toward the cell body.

The only organelles seen in thin, distal dendritic branches are cytoskeletal elements, that is, microtúbulos y neurofilamentos (the type of intermediate filament that occurs only in neurons). In addition to cytoskeletal elements, thicker dendrites contain mitochondria, some saccules of endoplasmic reticulum, and collections of polyribosomes and free ribosomes (Figs. 2-1 and 2-3D, mi). In many nerve cells, the distal dendrites collect into large, trunk-like primary dendrites that contain the same organelles as the cell body. The microtubular and neurofilamentous skeletons of the dendritic tree are continuous throughout its extent and help maintain its branched structure.

Cuerpo de la célula

The cell body of a neuron is also called the soma (plural, somata) o perikaryon (plural, perikarya) (Figs. 2-2 and 2-4). The perikaryon is the metabolic center of the nerve cell. Abundant mitochondria reflect the high energy consumption of the cell. Active protein synthesis is indicated by the large size of the nucleus and its content of diffuse chromatin (euchromatin) and at least one prominent nucleolus (the site of ribosomal RNA synthesis). In the cytoplasm, ribosomas are abundant, and the retículo endoplasmático rugoso (rER) and Golgi complex are extensive (Fig. 2-1). The rER is basophilic (binds basic dyes) as a result of the large amount of ribosomal RNA attached to the endoplasmic membrane. These extensive, stacked layers of rER are seen as patches of basophilic staining (called Sustancia Nissl) in histologic preparations of nerve cells.

Neurons are classified into three general types on the basis of the shape of the cell body and the pattern of processes emerging from it. These types are the multipolar, pseudounipolar, and bipolar cells (Table 2-1 see also Fig. 2-2).

Table 2-1 A Few of the Neuronal Types Found in the Nervous System

CNS, central nervous system.

The cell bodies of multipolar neurons vary widely in shape, so their profiles in tissue sections may appear fusiform, flask shaped, triangular, polygonal, or stellate (Fig. 2-2AC). Variations of a stellate polygon are most common. This shape results from the presence of multiple, tapering dendrites that emerge from the cell body. The cell body also emits a single axon that generally appears thin relative to the dendrites because the axon does not taper (discussed in the following section). More than 99% of all neurons are multipolar neurons, and the different kinds of these have characteristic patterns of processes, some of which are listed in Table 2-1.

los pseudounipolar (o unipolar) neuron has a spherical cell body with a centrally placed (concentric) nucleus. The cell body emits a single process that courses only a short distance before bifurcating into a long peripheral branch and a long central branch (Fig. 2-2D). The peripheral branch courses as part of a peripheral nerve to convey sensory information from a somatic or visceral structure, such as the skin, skeletal muscle, or wall of intestine. The distal end of the peripheral process is dendrite-like in the sense that its terminal branches receive information either by functioning as sensory receptors or by contacting other structures that function as receptors. The central branch courses as part of a nerve root to convey the sensory information to the CNS. In effect, the distal and central processes function together as a single axon. The cell bodies of pseudounipolar cells are found primarily in the sensory ganglia of cranial and spinal nerves.

Bipolar neurons have a round or oval perikaryon, with a single process emanating from each end of the cell body (Fig. 2-2mi, F). They are commonly found in structures associated with the special senses. In the retina, bipolar cells are interposed between receptor cells and the neurons that send long axons from the retina to the thalamus (output cells). In the olfactory system, they function as both the receptors and the output neurons, with their axons projecting to the olfactory bulb and in the vestibular and auditory systems, they are the output cells that send information to the brainstem.

Axons and Axon Terminals

los axon arises from the cell body at a small elevation called the axón loma. The proximal part of the axon, adjacent to the axon hillock, is the initial segment. The cytoplasm of the axon (axoplasm) contains dense bundles of microtúbulos y neurofilamentos (Figs. 2-1 and 2-5A, B). These function as structural elements, and the microtubules also play key roles in the transport of metabolites and organelles along the axon. Axons are typically devoid of ribosomes, a feature that distinguishes them from dendrites at the ultrastructural level.

In contrast to dendrites, axons may extend for long distances before branching and terminating. An extreme example is the length (about 1.5 meters) of the axon of a sensory neuron that conveys touch information from a toe of a tall individual. The axon of such a neuron accounts for approximately 99.8% of the total volume of the neuron. The surface area of an axon can be several thousand times the surface area of the parent cell body. Axons are sometimes referred to as nerve fibers, although strictly speaking, a nerve fiber includes both the axon and a sheath that is provided by support cells (described in a subsequent section).

Axons in the CNS often end in fine branches known as terminal arbors (Fig. 2-5C). In most neurons, each axon terminal is capped with small terminal boutons (boutons terminaux, terminal buttons) (Figs. 2-1 and 2-3C, mi). These correspond to functional points of contact (synapses) between nerve cells. In some cells, boutons are found along the length of the axon, where they are called boutons en passant. Other axons contain swellings, or varicosities, that are not button-like but still can represent points of cell-to-cell information transfer.

The site at which an axon terminal communicates with a second neuron, or with an effector tissue, is called a sinapsis (from the Greek word meaning “to clasp”). In general, the synapse can be defined as a contact between part of one neuron (usually its axon) and the dendrites, cell body, or axon of a second neuron. The contact can also be made with an effector cell such as a skeletal muscle fiber. Synapses are considered later in this chapter in the section Neurons as Information Transmitters.

Axonal Transport

Nerve cells have an elaborate transport system that moves organelles and macromolecules between the cell body and the axon and its terminals. Transport in the axon occurs in both directions (Table 2-2 Fig. 2-6). Axonal transport from the cell body toward the terminals is called anterograde o orthograde transport from the terminals toward the cell body is called retrógrado.

Table 2-2 Characteristics of Axonal Transport

Anterograde axonal transport se clasifica en rápido y lento componentes. Fast transport, at speeds of up to 400 mm/day, is based on the action of a protein called kinesina. Kinesin, an adenosine triphosphatase (ATPase), moves macromolecule-containing vesicles and mitochondria along microtubules in much the same manner as a small insect crawling along a straw. Slow transport carries important structural and metabolic components from the cell body to axon terminals its mechanism is less well understood.

Retrograde axonal transport allows the neuron to respond to molecules, for example, growth factors, that are taken up near the axon terminal by either pinocitosis o endocitosis mediada por receptores. In addition, this form of transport functions in the continual recycling of components of the axon terminal. Retrograde transport along axonal microtubules is driven by the protein dynein rather than by kinesin.

Axonal transport is important in the pathogenesis of some human neurologic diseases. los rabies virus replicates in muscle tissue at the site of a bite by a rabid animal and is then transported in a retrograde direction to the cell bodies of neurons innervating the muscle. The neurons produce and shed copies of the rabies virus, which in turn are taken up by the terminals of adjacent cells. In this way, the infection becomes distributed throughout the CNS, causing the behavioral changes associated with this disease. From the CNS, the virus travels to the salivary glands by means of anterograde axonal transport in neurons innervating these glands. The infected salivary glands, in turn, shed the virus in the saliva.

The toxin produced by the bacterium Clostridium tetani is also transported in a retrograde direction in nerve cells whose axons terminate at the site of infection. Tetanus toxin is released from the nerve cell body and taken up by the terminals of neighboring neurons. However, unlike the rabies virus, which is replicated in the cell body, the tetanus toxin is diluted as it passes from cell to cell. In spite of this dilution effect, patients infected with C. tetani may have a range of neurologic deficits.

Axonal Transport as a Research Tool

The ability of neurons to transport intracellular materials is exploited in investigations of neuronal connections. For example, when the enzyme peroxidasa de rábano picante (HRP) or a fluorescent substance is injected into regions containing axon terminals, it is taken up by these processes and transported in a retrograde direction to the cell body. After histologic preparation, the cell bodies containing these retrograde tracers can be visualized. The presence of the label in a cell body indicates that the neuron has axon terminals at the site of injection.

Tracer studies can also exploit the anterograde transport system of neurons. For example, if radioactively labeled amino acids are injected into a group of neuronal cell bodies, they will be incorporated into neuronal proteins and transported in an anterograde direction. The axons containing the labeled proteins can then be detected by autoradiography. Another commonly used anterograde tracer is HRP conjugated to the glycoprotein-binding molecule (lectin) aglutinina de germen de trigo (WGA-HRP). Anterograde tracers are used to identify the distribution patterns of axons arising from a specific population of neuronal cell bodies.

The fact that the cell body is the trophic center of the neuron provides two other methods of studying connections in the nervous system. If the cell body is destroyed, the axon undergoes anterograde (Wallerian) degeneration. These degenerated axons can be visualized when neural tissue is impregnated with silver nitrate. Variations on this method make it possible to conduct studies on human material obtained at autopsy. Conversely, injury to the axon will result in a set of changes in the cell body that are referred to as chromatolysis. The cell body swells, the nucleus assumes an eccentric position, and the Nissl substance disperses. (This breakup of the dye-binding parts of the cell gives chromatolysis its name.) This technique has also been used in animal experimentation and in human autopsy material.

CLASSIFICATION OF NEURONS AND GROUPS OF NEURONS

Table 2-3 Terms Used to Describe Groupings of Neuronal Components

CNS, central nervous system PNS, peripheral nervous system.

Bundles of axons in the CNS are called tracts, fasciculi, o lemnisci. These are typically composed of specific populations of functionally related nerve fibers (as in the corticospinal tract and medial lemniscus). A group of several tracts or fasciculi is called a funículo or, in certain cases, a sistema.

In the peripheral nervous system (PNS), collections of cell bodies form a ganglio (plural, ganglia), which may be either sensorial (dorsal root, cranial nerve) or motor (visceromotor or autonomic) and axons make up nerves, rami, o raíces.

As noted previously, neurons can be classified into multipolar, pseudounipolar, or bipolar neurons on the basis of shape of the cell body and the number and arrangement of processes. Neurons may also be classified on the basis of functional characteristics. A neuron that conducts signals from the periphery toward the CNS is called aferente one that conducts signals in the opposite direction is called efferent. Neurons with long axons that convey signals to a distant target are called projection neurons, whereas neurons that act locally (because their dendrites and axons are limited to the vicinity of the cell body) are called interneuronas o local circuit cells.

Neurotransmitter specificity also can be used to describe neurons and their axons. For example, cells that contain the neurotransmitter dopamina son llamados dopaminergic neurons. The neurons whose axons form the corticospinal tracts produce the neurotransmitter glutamato and are called glutamatérgico.

The distinctions among categories based on shape, projection type, or transmitter type are not as clear as those implied in the preceding discussion. For example, most neurons only vaguely resemble the “ideal” multipolar cell. In addition, neurons may overlap several categories of classification. In practice, references to ganglia, nuclei, and tracts commonly use a blend of these terms. Por ejemplo, posterior root ganglion cells are pseudounipolar (their shape), sensorial (type of input), and aferente (information conveyed toward the CNS), and many are peptidergic (they contain peptides such as substance P).

ELECTRICAL PROPERTIES OF NEURONS

The communicative function of neurons is carried out by fluctuations in their electrical potential. Chapter 3 explains the electrical properties of neurons in depth at this point, only a brief introduction is needed.


Ver el vídeo: Neuronas Sensoriales. Morfo-fisiología (Febrero 2023).