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Tipos celulares

NEURONA

1. Introducción

Las neuronas, junto con las células gliales, forman los sistemas nerviosos central y periférico, con los que los animales pueden comunicarse con el exterior, tanto captando estímulos como emitiendo señales y también les permite mandar información a los músculos. Las neuronas conectadas entre sí forman circuitos y se comunican entre ellas principalmente mediante sinapsis. Algunas neuronas se comunican con las células musculares mediante sinapsis especializadas denominadas placas motoras. El número de neuronas en el encéfalo humano se estima que es de 86.000 millones, mientras que en un encéfalo de ratón se estiman unos 71 millones (revisado en Herculano-Houzel 2009; ver Figura 1).

Neuronas

Figura1. Imagen de una sección de la corteza y del hipocampo de una rata impregnada con la técnica de Golgi en corte.

2. Morfología

Las neuronas poseen la morfología más diversa y compleja de todas las células del cuerpo. Las neuronas están dividas en tres dominios: soma, dendritas y axón (Figuras 2 y 3).

Neurona

Figura 2. Imagen de una neurona de la corteza cerebral de una rata impregnada con la técnica de Golgi.

Neurona

Figura 3. Imagen de la corteza cerebral de una rata con un tinción general donde se ha colocado superpuesta la célula de la imagen de la derecha a tamaño real aproximado.

El soma o cuerpo de las neuronas posee el núcleo, retículo endoplasmático, aparato de Golgi, mitocondrias, endosomas, elementos del citoesqueleto, etcétera. De él parten las dendritas y también el axón.

Las dendritas son el principal elemento de recepción de información de las neuronas. Su aspecto de ramas hace que se hable de árbol dendrítico (Figuras 2 y 3). Las dendritas de muchas neuronas poseen unas pequeñas protuberancias especializadas en recibir información denominadas espinas dendríticas. Se denominan entonces dendritas espinosas, mientras que las que carecen de espinas se denominan dendritas lisas.

El axón es una prolongación delgada que puede tener desde menos de 1 milímetro a varios metros, dependiendo del tipo neuronal (Figuras 2 y 4). Normalmente el axón es ramificado y por ello también se habla de árbol axónico. Es el responsable de transportar y transmitir la información a otras neuronas. Los extremos de sus ramas se engruesan para formar el botón sináptico.

3. Tipos

Las neuronas son muy diversas. Se dividen en excitadoras, si producen una despolarización o excitación en la célula diana, e inhibidoras, si producen una hiperpolarización o inhibición. Estos efectos son mediados por los neurotransmisores que se liberan en la sinapsis. Así, el glutamato y el aspartato son los principales neurotransmisores excitadores, mientras que el GABA y la glicina son generalmente inhibidores.

Neuronas

Figura 4. Diferentes tipos de neuronas con morfologías características en diferentes regiones del sistema nervioso central. La mayoría de las formas neuronales son multipolares, aunque también las hay mono, pseudo y bipolares.

También se puede clasificar a las neuronas por la morfología neuronal (Figura 4). La morfología del soma, o del árbol dendrítico o axónico, también se utiliza para definir tipos neuronales.

Las neuronas que tienen terminaciones en zonas sensoriales y que captan estímulos se denominan sensoriales primarias, otras estimulan a los músculos y se llaman motoneuronas. Cuando las neuronas emiten prolongaciones que hacen contactos sinápticos sobre neuronas muy alejadas en el encéfalo se habla de neuronas de proyección, mientras que cuando son próximas se denominan interneuronas.

4. Sinapsis químicas

Las sinapsis son estructuras celulares donde se intercambia información entre dos neuronas. En las sinapsis químicas el elemento presináptico es normalmente un terminal axónico y el elemento postsináptico normalmente una dendrita o una espina dendrítica. Ambos elementos están separados por una hendidura sináptica. El proceso básico de comunicación consiste en la llegada de una señal eléctrica (potencial de acción) al elemento presináptico, la cual provoca la liberación de neurotransmisores, los cuales difunden hasta el elemento postsináptico, donde serán reconocidos por receptores de membrana, desencadenando en el interior del elemento postsináptico o un cambio en su potencial de membrana, o ambos a la vez.

Tipos de sinapsis químicas

La sinapsis más común se establece entre un terminal axónico y un elemento dendrítico. Se les llama axo-dendríticas o axo-espinosas. Tambien hay axo-somáticas, axoaxónicas y dendro-dendríticas. Las neuronas que contactan con los músculos forman las placas motoras. Existe una clasificación de las sinapsis basada en sus características morfológicas observadas con el microscopio electrónico de transmisión. Las tipo I o asimétricas provocan despolarización (excitación) de la neurona postsináptica. Las sinapsis tipo II o simétricas producen hiperpolarización (inhibición) de la neurona postsináptica (Figura 5).

Sinapsis

Figura 5. Esquema de las sinapsis químicas simétricas y asimétricas.

Plasticidad

Las sinapsis químicas no son estructuras fijas, de tal forma que puede cambiar el tamaño de los elementos presinápticos y postsinápticos, puede variar el número de receptores y canales, el número de vesículas o la forma de la superficie de membrana del contacto sináptico. Esta capacidad de cambio se denomina plasticidad sináptica.

Neurotransmisores

Los neurotransmisores son las moléculas que comunican las neuronas entre sí. Son liberados principalmente desde el terminal presináptico y viajan por la hendidura sináptica hasta la membrana del elemento postsináptico, donde son reconocidos por receptores de membrana que transducen la señal mediante cambios en el potencial de membrana o generando una cascada de señalización citosólica.

5. Sinapsis eléctricas

Las sinapsis eléctricas son uniones en hendidura que se establecen entre dos neuronas contiguas. Las uniones en hendidura contienen unos complejos proteicos denominados conexones que permiten la comunicación directa entre citoplasmas vecinos, que permite la difusión de iones de modo que una despolarización de membrana en una neurona se puede transmitir casi instantáneamente a la neurona adyacente. Esta comunicación es bidireccional. Está presente en circuitos que requieren una gran rapidez y coordinar la actividad de poblaciones celulares.

Uniones en hendidura

Uniones en hendidura.

6. Excitabilidad y potencial de acción

Las neuronas pueden procesar información mediante cambios en el potencial de membrana de su membrana plasmática. Los neurotransmisores causan cambios en el potencial de membrana. Estos cambios de potenciales es lo que las neuronas manejan como información.

Cuando los cambios en el potencial de membrana se integran en las dendritas y en el soma de la neurona, y resulta una despolarización que consigue llegar hasta el axón, entra en funcionamiento un mecanismo de propagación de dicha despolarización en la membrana del axón, denominado potencial de acción, que permite transmitirla a lo largo de todas las ramas y colaterales del árbol axónico llegando a las sinapsis donde desencadena la liberación del neurotransmisores.

Bibliografía

Luo Q. 2002. Actin regulation in neuronal morphogenesis and structural plasticity. Annual review of cell and developmental biology 18:601-635.

Herculano-Ouzel S. 2009. The human brain in numbers: a linearly scaled-up primate brain. Frontiers in neuronanatomy. 3:31.



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Actualizado: 13-10-2018. 15:20
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Depto. de Biología Funcional y Ciencias de la Salud.
Facultad de Biología.
Universidad de Vigo
España

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