Las neuronas son las células fundamentales del sistema nervioso. Pueden comunicarse entre sí y con células en otros tipos de tejidos (p. ej., músculos, glándulas) y pueden llevar información del resto del cuerpo (p. ej., información sensorial) al cerebro. Esta funcionalidad diversa forma gran parte de la base de las amplias capacidades del sistema nervioso.
Las estimaciones varían, pero la mayoría de los neurocientíficos están de acuerdo en que hay alrededor de 86 mil millones de neuronas en un cerebro humano típico. Cada una de esas neuronas forma muchas conexiones (alrededor de 7000 en promedio) con otras neuronas. Esta interconectividad crea grandes redes de neuronas que pueden transmitir mensajes de un lado del cerebro al otro en una fracción de segundo.
Estructura de las neuronas
Si buscas en cualquier libro de texto de neurociencia, probablemente verás una imagen de una neurona que se parece a la imagen de la derecha. Esta es la imagen que usaremos para nuestra discusión de la neurona en este artículo. Sin embargo, es importante mencionar que, si bien hay neuronas en su cerebro que pueden parecerse vagamente a la de la imagen, hay muchas más que no lo son.
Eso es porque las neuronas vienen en todas las formas y tamaños. Hay neuronas diminutas de longitudes microscópicas y hay neuronas que se extienden hasta un metro (alrededor de 3 pies) de largo. Hay neuronas que tienen tantos procesos que se extienden desde ellas que parecen pequeños arbustos (células de Purkinje), otras que parecen un poco cestas (cestas) y muchas otras. Entonces, aunque en este artículo usaremos una imagen de la neurona prototípica que es más probable que aparezca en un libro de texto, recuerde que el cerebro contiene una amplia gama de neuronas, y la mayoría de ellas se ven bastante diferentes a esta.
Introducción a cómo se comunican las neuronas
Hace que sea un poco más fácil comprender la anatomía de la neurona si primero hablamos de fisiología. Mientras que la anatomía implica identificar las partes del cuerpo y dónde se encuentran, la fisiología se ocupa de cómo funcionan esas partes del cuerpo. Por lo tanto, para comprender la anatomía de una neurona, hablaremos un poco sobre cómo funcionan las neuronas, y específicamente sobre cómo usan señales eléctricas y químicas para pasar mensajes a través del cerebro.
Las señales eléctricas, conocidas como potenciales de acción , son esenciales para la comunicación neuronal. Los potenciales de acción se crean cuando partículas cargadas llamadas iones fluyen hacia las neuronas a través de diminutas aberturas llamadas canales iónicos . Cuando los iones cargados positivamente ingresan a una neurona, pueden crear un impulso eléctrico (el potencial de acción) que puede viajar por la neurona y provocar la liberación de sustancias químicas llamadas neurotransmisores .
Estos neurotransmisores salen de una neurona (llamémosla neurona A ) y luego viajan a otra neurona cercana ( neurona B ), donde interactúan con pequeñas proteínas llamadas receptores . Esta interacción puede conducir a la apertura de canales iónicos y la entrada de iones cargados positivamente en la neurona B. El influjo dispara un potencial de acción en la neurona B , y de esta manera una señal ha pasado de la neurona A a la neurona B. La señal puede entonces continuar extendiéndose por todo el cerebro. (Alternativamente, la interacción puede hacer que sea menos probable que la neurona Bdisparará un potencial de acción, pero no explicaremos cómo sucede eso en este artículo).
Esos son los conceptos básicos (demasiado simplificados) de la comunicación neuronal. Cuando se trata de eso, el más magnífico de nuestros órganos es simplemente una máquina orgánica eléctrica y química.
Anatomía de una neurona
Ahora que nuestra discusión sobre la función de las neuronas está fuera del camino, volvamos a hablar sobre las diferentes partes de una neurona. Comenzaremos en el extremo izquierdo de la imagen de arriba y continuaremos hacia la derecha.
dendritas
En el lado izquierdo de la celda en la imagen de la derecha, puede ver una serie de procesos en forma de árbol que sobresalen de una estructura circular que, por lo demás, se parece a las celdas que probablemente aprendió en la escuela secundaria. Las extensiones en forma de árbol se llaman dendritas .
La palabra dendrita proviene de la palabra griega para árbol , y el nombre se usó porque cuando los primeros neuroanatomistas observaron las dendritas bajo el microscopio, pensaron que parecían árboles. Las dendritas son la parte de la neurona que normalmente recibe mensajes de otras neuronas. Para lograr esto, las dendritas están cubiertas con receptores con los que los neurotransmisores pueden interactuar. Cuando los neurotransmisores se unen o se unen a estos receptores, los canales de iones se abren, lo que hace que la pelota comience a rodar en el proceso descrito anteriormente. Las dendritas no son el único lugar en las neuronas donde están presentes los receptores, pero son el lugar más común para encontrarlos.
Cuerpo de la célula
La siguiente parte de una neurona que es importante mencionar es la parte que se parece más a una célula típica. Esto se llama cuerpo celular o soma . El cuerpo celular contiene el núcleo de la célula. Probablemente haya aprendido antes que el núcleo es el “centro de control de la célula”. Esta descripción podría haber sido almacenada en su cerebro junto con el mantra indeleble de que las mitocondrias son las “centrales eléctricas de la célula”.
Estos mnemotécnicos se desarrollaron por una razón: simplemente resumen la función de estos componentes celulares clave. El núcleo contiene estructuras y materiales que son necesarios para que la célula funcione correctamente. El principal de ellos es el material genético de la célula: ácido desoxirribonucleico o ADN. De hecho, cada célula humana contiene alrededor de 2 metros (~6 pies) de ADN, envuelto en estructuras llamadas cromosomas. El ADN, por supuesto, contiene nuestros genes, que actúan como modelo para la producción de proteínas y la base de nuestros rasgos físicos, psicológicos y de comportamiento.
El núcleo no solo actúa como un centro de almacenamiento de ADN. También controla la expresión de los genes, un proceso que determina qué genes están “activados” o “desactivados”. Esto regula la síntesis de proteínas en la célula y actúa para coordinar la función celular de varias maneras.
El cuerpo celular también es una región donde las señales eléctricas generadas por los canales de iones en las dendritas comienzan a acumularse. En una parte del cuerpo celular llamada montículo de axones , estas señales eléctricas deben alcanzar un umbral crítico para que la señal continúe bajando por la neurona.
axón
Si las señales eléctricas alcanzan ese umbral, se envían a lo largo de una neurona llamada axón . El axón es la parte de la neurona que puede explicar las diferencias drásticas en la longitud de las neuronas. Algunos axones se extienden solo micrómetros, o millonésimas de metro, mientras que otros pueden abarcar grandes extensiones del cuerpo mientras transportan información hacia y desde objetivos distantes, como los pies. De hecho, según algunas estimaciones, ¡hay suficientes axones en el cerebro para dar 4 vueltas alrededor de la Tierra!
Cuando fuertes impulsos eléctricos alcanzan la parte inicial del axón, provocan la apertura de un gran número de canales iónicos. Esto provoca una entrada masiva de iones cargados positivamente al comienzo del axón, lo que desencadena un potencial de acción. El axón luego sirve para propagar el potencial de acción hasta el otro extremo de la neurona.
Notarás en la imagen de la derecha que el axón parece estar cubierto por otro tipo de material. Este material, llamado mielina , es una sustancia grasa que rodea los axones y proporciona aislamiento. Piense en esto como si tuviera un propósito similar al del aislamiento de goma en los cables eléctricos de su hogar. El aislamiento de goma mantiene la electricidad en el cable, lo que evita que la señal eléctrica se escape antes de que llegue al dispositivo que intenta encender. La mielina tiene un propósito similar, ya que evita que los potenciales de acción decaigan a medida que viajan por el axón.
También verá en la imagen de nuestra neurona que hay brechas intermitentes en la mielina. Estos pequeños espacios se denominan nódulos de Ranvier (nombrados, como tantas otras cosas en neurociencia, por el neurocientífico que los identificó por primera vez). Los nodos de Ranvier también son de vital importancia para permitir que los potenciales de acción pasen por una neurona, ya que aunque aquí falta el aislamiento, se reemplaza con una gran cantidad de canales iónicos. Cuando un potencial de acción alcanza un nodo de Ranvier, los canales iónicos se abren y permiten que entren en la célula más iones cargados positivamente. Esto actúa para rejuvenecer el potencial de acción, haciendo que se acelere y continúe bajando por el axón.
Debido a que la mielina tiene un tinte blanco, los axones del sistema nervioso que están envueltos en mielina forman la materia blanca del cerebro. Los cuerpos celulares y todo lo demás que no está mielinizado (incluidos algunos axones, ya que no todos tienen mielina) forman la materia gris del cerebro.
Terminales de axón
Al final, un axón se ramifica nuevamente en múltiples procesos. Estos procesos terminan en pequeñas protuberancias llamadas terminales de axón o botones sinápticos ( botones es en francés para botones, y aprenderemos más sobre lo que significa sináptico a continuación). Las terminales del axón están situadas cerca de las dendritas de otras neuronas. De hecho, generalmente solo hay un espacio de 20 a 40 nanómetros (un nanómetro es la mil millonésima parte de un metro) entre la terminal del axón de una neurona y la dendrita de otra. Un cabello humano suele tener entre 80.000 y 100.000 nanómetros de ancho. Entonces, el espacio entre las neuronas es muy, muy, muy pequeño.
Este espacio se denomina hendidura sináptica . La neurona que precede a la hendidura sináptica (en términos de la dirección en la que viaja una señal) generalmente se denomina neurona presináptica , mientras que la que la sigue se denomina neurona postsináptica. La estructura completa (neurona presináptica, hendidura sináptica y neurona postsináptica) se denomina sinapsis . El término proviene del griego para “unir”, ya que se refiere a los lugares donde se unen dos neuronas.
Volvamos a nuestro potencial de acción viajando por la neurona. Cuando llega a las terminales del axón, puede provocar la liberación de neurotransmisores de la neurona presináptica. Éstos entran en la hendidura sináptica e interactúan con los receptores de la neurona postsináptica. Dependiendo del neurotransmisor, esto puede aumentar o disminuir la probabilidad de que la neurona postsináptica dispare un potencial de acción propio. Si es así, entonces el proceso descrito anteriormente simplemente se repite en la siguiente neurona de la línea.
Referencia:
Purves D, Augustine GJ, Fitzpatrick D, Hall WC, Lamantia AS, Mooney RD, Platt ML, White LE, eds. Neurociencia. 6ª ed. Nueva York. Asociados Sinauer; 2018.
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