Fundamentos de Neurobiología: Homeostasis, Sinapsis y Estructura del Sistema Nervioso

¿Qué es la Homeostasis?

La homeostasis es el proceso fundamental por el cual el cuerpo mantiene un equilibrio interno estable a pesar de los cambios en el entorno externo. Esto incluye la regulación de variables como la temperatura corporal, el pH sanguíneo y la presión arterial (p.a.). Es esencial para la supervivencia y el correcto funcionamiento del organismo.

Comunicación Neuronal: La Sinapsis

¿Qué es la Sinapsis Química?

La sinapsis química es el proceso mediante el cual las células nerviosas (neuronas) se comunican entre sí. Permite transmitir información desde una neurona presináptica a otra neurona postsináptica, o hacia otros tejidos efectores del cuerpo, como músculos o glándulas. Durante este proceso:

1. Las señales eléctricas (potenciales de acción) generadas por la neurona presináptica se convierten en señales químicas.
2. Se liberan neurotransmisores en el espacio sináptico (la brecha entre las dos neuronas).
3. Los neurotransmisores se unen a receptores específicos en la membrana de la neurona postsináptica, generando una respuesta en ella.

Diferencia entre Sinapsis Química y Eléctrica

• Sinapsis Química: Implica la liberación de neurotransmisores. Es unidireccional y más lenta, pero permite una mayor modulación de la señal. Es la más común en el sistema nervioso de los mamíferos.
• Sinapsis Eléctrica: Permite que las señales eléctricas pasen directamente entre las células a través de uniones comunicantes (gap junctions). Es bidireccional y mucho más rápida. Son menos comunes en el sistema nervioso central, pero importantes en algunas áreas específicas y en otros tejidos como el músculo cardíaco.

Receptores Sensoriales

Receptores Gustativos

Organización del Sistema Nervioso Central (SNC)

Componentes del SNC

El Sistema Nervioso Central está formado por:

• Encéfalo:
  • Cerebro
  • Diencéfalo
  • Tallo Cerebral:
    • Mesencéfalo
    • Protuberancia (o Puente de Varolio)
    • Bulbo Raquídeo
  • Cerebelo
• Médula Espinal

Unidad Funcional del SNC

La unidad funcional básica del SNC es la neurona.

Células y Estructuras del Sistema Nervioso

¿Qué son Neuronas, Ganglios y Nervios?

• Neurona: Es la célula fundamental del sistema nervioso. Está especializada en recibir, procesar y transmitir información mediante impulsos eléctricos (potenciales de acción) y señales químicas (neurotransmisores). Las neuronas permiten la realización de todas las funciones cerebrales, como la percepción sensorial, el pensamiento, la memoria y el control del movimiento.
• Ganglios: Son agrupaciones de cuerpos celulares de neuronas que se localizan fuera del sistema nervioso central (es decir, en el sistema nervioso periférico - SNP). Los ganglios pueden ser sensoriales (conteniendo cuerpos de neuronas sensitivas) o autónomos (conteniendo cuerpos de neuronas del sistema nervioso autónomo).
• Nervios: Son estructuras en forma de cordón formadas por haces de axones de neuronas (tanto sensoriales como motoras) que se encuentran fuera del SNC, es decir, en el SNP. Estos axones están envueltos por tejido conectivo. Los nervios tienen la función de transmitir información sensorial desde los órganos y receptores hacia el SNC, y llevar órdenes motoras desde el SNC hacia los músculos y glándulas.

Diferencia Clave entre Neurona, Ganglio y Nervio

En resumen: una neurona es una célula individual; un ganglio es un conjunto de cuerpos celulares neuronales fuera del SNC; y un nervio es un conjunto de axones neuronales fuera del SNC.

Sustancia Gris y Sustancia Blanca

• Sustancia Gris: Compuesta principalmente por cuerpos celulares de neuronas, dendritas, axones amielínicos, células de la neuroglia y capilares sanguíneos. En el encéfalo, forma la corteza cerebral y los núcleos profundos; en la médula espinal, se encuentra en la parte central (forma de H o mariposa). Es donde ocurre el procesamiento de la información (sinapsis).
• Sustancia Blanca: Compuesta predominantemente por axones mielinizados (la mielina le da el color blanquecino), oligodendrocitos (en el SNC) o células de Schwann (en el SNP), y vasos sanguíneos. Su función principal es la transmisión rápida de impulsos nerviosos entre diferentes áreas del SNC o entre el SNC y el SNP.

La Neuroglia: Células de Soporte del Sistema Nervioso

Las células gliales o neuroglia son células no neuronales que proporcionan soporte estructural y metabólico a las neuronas. Nutren, sostienen, protegen a las neuronas y participan activamente en la función sináptica y la homeostasis del tejido nervioso, mientras que las neuronas son las encargadas de generar y transmitir el impulso nervioso.

Tipos de Neuroglia en el SNC

• Astrocitos: Son las más abundantes. Proporcionan soporte estructural, regulan el ambiente químico extracelular (iones, neurotransmisores), contribuyen a la barrera hematoencefálica y suministran nutrientes a las neuronas.
• Oligodendrocitos: Forman la vaina de mielina alrededor de los axones en el SNC, lo que permite una conducción más rápida de los impulsos nerviosos. Un solo oligodendrocito puede mielinizar varios axones.
• Microglia: Actúan como células inmunitarias del SNC. Protegen al encéfalo de infecciones y eliminan restos celulares (fagocitosis) y sinapsis innecesarias.
• Células Progenitoras Gliales (NG2 glia): Pueden diferenciarse en nuevos astrocitos y oligodendrocitos, contribuyendo a la plasticidad y reparación del tejido.
• Células Ependimarias: Revisten las cavidades internas del encéfalo (ventrículos) y el conducto central de la médula espinal. Participan en la producción y circulación del líquido cefalorraquídeo (LCR).

Tipos de Neuroglia en el SNP

• Células de Schwann: Forman la vaina de mielina alrededor de los axones en el SNP. Cada célula de Schwann mieliniza un solo segmento de un axón. También envuelven axones amielínicos y participan en la regeneración nerviosa tras una lesión.
• Células Satélite: Rodean los cuerpos celulares de las neuronas en los ganglios del SNP, proporcionando soporte y regulando su microambiente.

Funciones Básicas del Sistema Nervioso

El sistema nervioso realiza tres funciones interrelacionadas:

1. Función Sensitiva: Detecta estímulos tanto internos (ej. presión arterial, nivel de CO2) como externos (ej. luz, sonido, tacto) a través de receptores sensoriales. La información recogida se transmite hacia el SNC.
2. Función de Integración: Consiste en procesar la información sensitiva captada. El SNC analiza esta información, la compara con experiencias previas (memoria), toma decisiones y almacena algunos aspectos de ella.
3. Función Motora: Genera una respuesta adecuada frente a la información integrada. Esta respuesta se envía a través de neuronas motoras hacia los órganos efectores (músculos o glándulas) para producir una acción (contracción muscular o secreción glandular).

Dirección del Flujo de Información Nerviosa

• Fibras Aferentes (Sensitivas): Transmiten información desde la periferia (receptores sensoriales en piel, órganos, etc.) hacia el sistema nervioso central (médula espinal y encéfalo).
• Fibras Eferentes (Motoras): Transmiten información (órdenes) desde el sistema nervioso central hacia la periferia (músculos o glándulas).